DE102016224832B4

DE102016224832B4 - Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare ventilsteuerzeiten und motor ausgestattet mit der vorrichtung für kontinuierlich verstellbare ventilsteuerzeiten

Info

Publication number: DE102016224832B4
Application number: DE102016224832.4A
Authority: DE
Inventors: You Sang SON; Kyoung Pyo Ha; Back Sik Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: US10138764B2; CN107269340A; CN107269340B; US20170284235A1; DE102016224832A1

Abstract

Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten, die aufweist:eine Nockenwelle (30);einen ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b), die jeweils einen Nocken (71, 72) und einen Nockenmitnehmer (74) aufweisen, wobei die Nockenwelle (30) in den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) eingefügt ist und wobei die relativen Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind;wobei ein erster und zweiter innerer Träger (80, 81; 280a, 280b) eine Rotation der Nockenwelle (30) jeweils auf den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) übertragen und auf denen jeweils ein erstes und ein zweites Gleitloch (86, 88) ausgebildet ist;ein erstes und zweites Schiebergehäuse (90a, 90b), in das der erste und zweite innere Träger (80, 81; 280a, 280b) rotierbar eingebracht sind, und wobei relative Positionen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind;einen Nockendeckel (40), der den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) jeweils rotierbar lagert und wobei jedes Schiebergehäuse (90a, 90b) jeweils verschiebbar an einem Nockendeckel (40) gelagert ist;eine Steuerwelle (95), die parallel zu der Nockenwelle (30) angeordnet ist und die mit den ersten und zweiten Schiebergehäusen (90a, 90b) verbunden ist zum selektiven Bewegen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b); undein Steuerelement (100), das selektiv die Steuerwelle (95) rotiert zum Ändern von Positionen der ersten und zweiten inneren Träger (80, 81; 280a, 280b), gekennzeichnet durcheinen Schieberstift (60), der rotierbar in das erste Gleitloch (66) und verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist;einen Nockenstift (82), auf dem eine Nockenmitnehmernut (83) für den Nockenmitnehmer (74) ausgebildet ist, um verschiebbar darin gelagert zu sein und der rotierbar in das zweite Gleitloch (88) eingebracht ist;wobei ein Führungsschlitz (46) in dem Nockendeckel (40) ausgebildet ist;wobei eine Führungswelle (93), die in den Führungsschlitz (46) eingebracht ist und an der eine Zahnstange (94) ausgebildet ist, von dem Schiebergehäuse (90a, 90b) hervorsteht;wobei ein Zahnradgetriebe (96) auf der Steuerwelle (95) ausgebildet ist, das mit der Zahnstange (94) verbunden ist; undwobei sich die Positionen der Schiebergehäuse (90a, 90b) entsprechend von Rotationen der Steuerwelle (95) verändern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gattungsgemäße Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten und einen Motor, der damit ausgerüstet ist.
HINTERGRUND
Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch das Verbrennen von Brennstoff in einem Brennraum zusammen mit einem Luftmedium, das in den Brennraum gesogen wird. Einlassventile werden im Allgemeinen durch eine Nockenwelle betrieben, um Luft einzulassen, und die Luft wird in den Brennraum gesogen, während die Einlassventile offen sind. Zusätzlich wird das Auslassventil von der Nockenwelle gesteuert, und ein Verbrennungsgas wird von dem Brennraum ausgelassen, während das Auslassventil offen ist.
Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt von einer Rotationsgeschwindigkeit des Motors ab. Dies bedeutet, dass ein optimaler Hub oder optimale Öffnungs-/Schließzeiten der Ventile von der Rotationsgeschwindigkeit des Motors abhängen. Um solche optimale Ventilbetriebe zu erreichen, die von der Rotationsgeschwindigkeit des Motors abhängen, wurden verschiedene Entwicklungen durchgeführt, wie etwa die Konstruktion einer Mehrzahl an Nocken und einem kontinuierlich variablen Ventilhub (CWL), der den Ventilhub entsprechend der Motorgeschwindigkeit anpassen kann. Um solch einen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu ermöglichen, wurde an einer kontinuierlich variablen Ventil Zeitpunkt (CVVT) Vorrichtung geforscht, die verschiedene Ventilzeitpunkte erlauben, abhängig von der Motordrehzahl. Das allgemeine CWT kann die Ventilzeitpunkte entlang einer, oder entsprechend einer festen Ventilöffnungsdauer ändern.
Das allgemeine CWL und CWT sind jedoch komplizierte Konstruktionen und teuer in der Herstellung.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten und einen Motor, der damit ausgerüstet ist, ist aus der DE 10 2012 106 876 A1 bekannt. Eine vergleichbare Vorrichtung ist auch aus der DE 10 2016 119 923 A1 sowie der DE 10 2016 119 925 A1 bekannt, die Stand der Technik gemäß PatG §3(2)1 darstellen, wobei zusätzlich ein Nockenstift und einen Schieberstift vorgesehen sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten und eines Motors, der damit ausgerüstet ist, die eine Öffnungsdauer eines Ventils entsprechend von Betriebszuständen des Motors anpassen und eine einfache Konstruktion aufweisen.
Eine Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst dabei die Merkmale in Anspruch 1.
Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Der Schieberstift kann dabei einen Stiftkörper, der verschiebbar in die Nockenwelle eingebracht ist und einen Stiftkopf, der rotierbar in das erste Gleitloch eingebracht ist aufweisen, wobei der Stiftkörper und der Stiftkopf integral ausgebildet sind.
Ein Nockenwellenölloch kann in der Nockenwelle entlang einer Längenrichtung davon ausgebildet sein, ein Stiftkörperölloch kann in dem Stiftkörper ausgebildet und derart ausgestaltet sein, mit dem Nockenwellenölloch zu kommunizieren und eine Schmiernut kann in dem Stiftkopf ausgebildet und derart ausgestaltet sein, mit dem Stiftkörperölloch zu kommunizieren.
Ein Wellenloch, in das die Steuerwelle eingebracht ist, kann auf dem Nockendeckel ausgebildet sein.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten kann außerdem ein Wellenlager aufweisen, das in das Wellenloch eingebracht ist und rotierbar die Steuerwelle abstützt.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten kann außerdem einen Stopper aufweisen, der an dem Nockendeckel angeordnet ist zum Begrenzen der Bewegung des Schiebergehäuses.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten kann außerdem ein Schiebergehäuselager aufweisen, das jeweils zwischen dem Schiebergehäuse und den ersten und zweiten inneren Trägern angeordnet ist.
Der Nocken kann als Paar angeordnet sein, ein Nockendeckelverbindungsabschnitt kann zwischen den beiden Nocken der Nockenabschnitte ausgebildet sein und der Nockendeckel kann rotierbar den Nockendeckelverbindungsabschnitt abstützen.
Das Steuerelement kann ein Schneckenrad aufweisen, das mit der Steuerwelle verbunden ist, ein Schneckengetriebe, das mit dem Schneckenrad verbunden ist und einen Steuermotor, der selektiv das Schneckengetriebe antreibt.
Der erste innere Träger und der zweite innere Träger können miteinander verbunden sein.
Ein Motor der vorliegenden Erfindung weist die Merkmale in Patentanspruch 12 auf. Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Der Schieberstift kann dabei einen Stiftkörper, der verschiebbar in die Nockenwelle eingebracht ist und einen Stiftkopf, der rotierbar in das erste Gleitloch eingebracht ist aufweisen, wobei der Stiftkörper und der Stiftkopf integral ausgebildet sind.
Ein Nockenwellenölloch kann in der Nockenwelle entlang einer Längenrichtung davon ausgebildet sein, ein Stiftkörperölloch kann in dem Stiftkörper ausgebildet und derart ausgestaltet sein, mit dem Nockenwellenölloch zu kommunizieren und eine Schmiernut kann in dem Stiftkopf ausgebildet und derart ausgestaltet sein, mit dem Stiftkörperölloch zu kommunizieren.
Ein Wellenloch, in das die Steuerwelle eingebracht ist, kann auf dem Nockendeckel ausgebildet sein. Die Nocken können als Paar ausgebildet sein, ein Nockendeckelverbindungsabschnitt kann zwischen den beiden Nocken der Nockenabschnitte ausgebildet sein und jeder Nockenabschnitt kann rotierbar zwischen dem Nockendeckel und dem Zylindergehäuse sein.
Eine Führungsoberfläche kann auf dem ersten und zweiten Schiebergehäuse ausgebildet sein und eine Führung kann auf dem Zylinderkopf ausgebildet sein zum Kontakt herstellen mit der Führungsoberfläche und zum Führen der Bewegungen des ersten und zweiten Schiebergehäuses.
Der erste innere Träger und der zweite innere Träger können miteinander verbunden sein.
Wie oben beschrieben kann eine Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsdauer eines Ventils verändern, abhängig von Betriebszuständen eines Motors, und hat außerdem eine einfache Konstruktion.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten der vorliegenden Erfindung kann in der Größe reduziert werden, womit die gesamte Höhe eines Ventiltriebs reduziert werden kann.
Da die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten an einen existierenden Motor ohne größere Modifikationen angebracht werden kann, kann die Produktivität erhöht werden und Produktionskosten können reduziert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors, der mit einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
3 und 4 sind perspektivische Explosionszeichnungen einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von 2.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie VI-VI von 1.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie VII-VII von 1.
8 und 9 sind Zeichnungen, die mechanische Bewegungen von Nocken einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
10 und 11 sind Graphen eines Ventilprofils einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
12 und 13 sind Zeichnungen, die einen inneren Träger entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben.
Gleiche oder ähnliche Elemente sind in der Beschreibung mit gleichen Referenzzeichen versehen.
In den Zeichnungen kann die Dicke von Schichten, Filmen, Platten, Regionen, etc. aus Klarheitsgründen übertrieben sein.
In der Beschreibung und den Ansprüchen, solange nicht explizit anders dargestellt, wird das Wort „aufweisen“ und Variationen wie etwa „aufweist“ oder „aufweisend“ so verstanden ein Beinhalten der genannten Elemente zu bedeuten aber nicht das Ausschließen von jeglichen anderen Elementen.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hiernach detailliert beschrieben mit Bezug zu den zugehörigen Zeichnungen.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors, der mit einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist und 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
3 und 4 sind perspektivische Explosionszeichnungen einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von 2, 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI von 1 und 7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie VII-VII von 1.
Bezugnehmend auf 1 bis 7, beinhaltet ein Motor 1 entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten und die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten ist auf dem Motor 1 durch einen Zylinderkopf 10 angebracht.
In den Zeichnungen beinhaltet der Motor vier Zylinder 211, 212, 213 und 214, ist jedoch nicht limitiert darauf.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten beinhaltet eine Nockenwelle 30 und einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt 70a und 70b, auf denen jeweils ein Nocken 71 oder 72 ausgebildet ist, auf dem ein Nockenmitnehmer 74 ausgebildet ist, von dem die Nockenwelle 30 darin aufgenommen wird und dessen relative Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle 30 variabel sind. Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten beinhaltet auch einen ersten und zweiten inneren Träger 80 und 81, die Rotationen der Nockenwelle 30 jeweils zu dem ersten und zweiten Nockenabschnitt 70a und 70b übertragen und auf denen jeweils ein erstes und ein zweites Gleitloch 86 und 88 ausgebildet sind. Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten beinhaltet auch ein erstes und zweites Schiebergehäuse 90a und 90b, von denen der erste und zweite innere Träger 80 und 81 rotierbar darin gelagert sind und von deren relative Positionen bezüglich der Nockenwelle 30 variabel sind, einen Nockendeckel 40, der rotierbar jeweils den ersten und zweiten Nockenabschnitt 70a und 70b abstützt und von dem jedes Schiebergehäuse 90 verschiebbar dazu gelagert ist, einen Schieberstift 60, der rotierbar in das Gleitloch 86 eingebracht ist und verschiebbar in die Nockenwelle 30 eingebracht ist und einen Nockenstift 82, von dem eine Nockenmitnehmernut 83 für den Nockenmitnehmer 74 verschiebbar darin eingebracht wird und rotierbar in das zweite Gleitloch 88 eingefügt ist. Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten beinhaltet auch eine Steuerwelle 95, die parallel zu der Nockenwelle 30 angeordnet ist und die mit dem ersten und zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b verbunden ist zum selektiven Bewegen des ersten und zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b und ein Steuerelement 100, das selektiv die Steuerwelle 95 dreht zum Verändern der Positionen der ersten und zweiten inneren Träger 80 und 81.
Die Nockenwelle 30 kann eine Einlassnockenwelle oder eine Auslassnockenwelle sein.
In den Zeichnungen sind die Nocken 71 und 72 zum Antreiben der Ventile 200 als Paar ausgebildet, aber solch eine Anordnung ist nicht darauf beschränkt.
Bezüglich der Nockenabschnitte 70a und 70b ist ein Nockendeckelverbindungsabschnitt 76 zum Verbinden mit dem Nockendeckel 40 zwischen den ersten und zweiten Nocken 71 und 72 ausgebildet. Der Zylinderkopf 10 und der Nockendeckel 40 sind miteinander verbunden und der Nockendeckelverbindungsabschnitt 76 ist rotierbar zwischen dem Nockendeckel 40 und dem Zylinderkopf 10 angeordnet.
Die Nocken 71 und 72 rotieren und Öffnen das Ventil 200.
Der Schieberstift 60 beinhaltet einen Stiftkörper 62, der verschiebbar in die Nockenwelle 30 eingebracht ist und einen Stiftkopf 64, der rotierbar in das Gleitloch 86 eingebracht ist, wobei der Stiftkörper 62 und der Stiftkopf 64 integral ausgebildet sein können.
Ein Nockenwellenloch 34 ist auf der Nockenwelle 30 ausgebildet, der Stiftkörper 62 des Schieberstifts 60 ist verschiebbar in das Nockenwellenloch 34 eingebracht und der Stiftkopf 64 ist rotierbar in das erste Gleitloch 86 eingebracht.
Ein Nockenwellenölloch 32 ist in der Nockenwelle 30 entlang deren Längenrichtung ausgebildet, ein Stiftkörperölloch 66, ist in dem Stiftkörper 62 ausgebildet und ausgestaltet zu kommunizieren mit dem Nockenwellenölloch 32 und eine Schmiernut 68 ist in dem Stiftkopf 64 ausgebildet und ausgestaltet mit dem Stiftkörperölloch 66 zu kommunizieren durch ein Kommunikationsloch 69, das in dem Schieberstift 60 ausgebildet ist.
Schmiermittel von dem Nockenwellenölloch 32 kann dem inneren Träger 80 einfach durch das Stiftkörperölloch 66, das Kommunikationsloch 69 und die Schmiernut 68 bereitgestellt werden.
Für den Fall, dass der Motor vier Zylinder 211, 212, 213 und 214 aufweist, kann das Schiebergehäuse 90 als Paar (90a und 90b) angeordnet sein und ein Schiebergehäuselager 92 kann jeweils zwischen dem ersten und zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b und dem ersten und zweiten inneren Träger 80 und 81 angeordnet sein. Somit können Rotationen der inneren Träger 80 und 81 einfach durchgeführt werden. In den Zeichnungen ist das Schiebergehäuselager 92 als ein Nadellager dargestellt die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Gegenteil, verschiedene Lager wie etwa ein Kugellager, ein Rollenlager und so weiter können dafür verwendet werden.
Ein Wellenloch 42, in das die Steuerwelle 95 eingebracht ist, ist auf dem Nockendeckel 40 ausgebildet und ein Wellenlager 44 ist in das Wellenloch 42 eingebracht und lagert rotierbar die Steuerwelle 95.
Ein Führungsschlitz 46 ist auf dem Nockendeckel 40 ausgebildet und eine Führungswelle 93, die in den Führungsschlitz 46 eingebracht ist und von der eine Zahnstange 94 daran ausgebildet ist steht von den Schiebergehäusen 90a und 90b hervor.
Ein Zahnradgetriebe 96 ist auf der oder an der Steuerwelle 95 ausgebildet oder damit verbunden und im Eingriff mit der Zahnstange 94 und die Positionen der Schiebergehäuse 90a und 90b werden entsprechend der Rotation der Steuerwelle 95 verändert.
Eine Buchse 48 wird in den Führungsschlitz 46 eingebracht zum Reduzieren der Reibungskräfte der Bewegung der Führungswelle 93.
Ein Stopper 50 ist an dem Nockendeckel 40 angebracht zum Begrenzen der Bewegung der Schiebergehäuse 90a und 90b.
Das Steuerelement 100 beinhaltet ein Schneckenrad 102, das mit der Steuerwelle 95 verbunden ist, ein Schneckengetriebe 104, das mit dem Schneckenrad 102 im Eingriff ist und einen Steuermotor 106 zum selektiven Rotieren des Schneckengetriebes 104.
Eine Führungsoberfläche 98 ist auf dem ersten und zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b ausgebildet und eine Führung 12 ist auf dem Zylinderkopf 10 zum Kontakt herstellen mit der Führungsoberfläche 98 und zum Führen von Bewegungen des ersten und zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b ausgebildet.
Ein Motor mit zum Beispiel erstem, zweitem, drittem und viertem Zylinder 211, 212, 213 und 214 kann mit zwei ersten Nockenabschnitten 70a, zwei zweiten Nockenabschnitten 70b, zwei ersten inneren Trägern 80, zwei zweiten inneren Trägern 81, zwei Schiebergehäusen 90a und 90b und einem Steuermotor 106 ausgestattet sein und kann eine Veränderung der Dauer jedes der Nocken 71 und 72 durchführen.
8 und 9 sind Zeichnungen, die mechanische Bewegungen der Nocken einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
Wie dargestellt in 1 bis 9 überträgt eine ECU (Motorkontrolleinheit oder elektrische Kontrolleinheit oder Motorsteuerung) Regelsignale zu dem Steuermotor 106 des Steuerelements 100 zum Verändern der relativen Positionen der ersten und zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b nach oben oder unten.
Wenn die Schiebergehäuse 90a und 90b und die inneren Träger 80 und 81 sich entsprechend von Zuständen des Steuermotors 106 bewegen, ändern sich die Rotationsachsen der inneren Träger 80 und 81 bezüglich der Nockenwelle 30.
Während der Schieberstift 60 zusammen mit der Nockenwelle 30 rotiert wird, ist der Stiftkörper 62 innerhalb des Nockenwellenlochs 34 verschiebbar, der Stiftkopf 64 ist innerhalb des ersten Gleitlochs 86 drehbar, der Nockenstift 82 ist innerhalb des zweiten Gleitlochs 88 drehbar und der Nockenmitnehmer 74 ist innerhalb der Nockenmitnehmernut 83 verschiebbar. Somit wird die relative Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 73 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 verändert.
Wie dargestellt in 8, ist während der Phasenwinkel der Nockenwelle 30 konstant verändert wird wenn die relative Rotationsachsen der Nocken 71 und 72 bezüglich der Rotationsachse der Nockenwelle 30 nach unten verändert wird, die Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 72 schneller bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase a zu Phase b und von Phase b zu Phase c, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 72 langsamer bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase c zu Phase d und von Phase d zu Phase a. Das bedeutet, dass die Steuerzeit verändert wird entsprechend von verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Nocken 71 und 71 bei den entsprechenden Phasen.
Wie dargestellt in 9 ist, während der Phasenwinkel der Nockenwelle 30 kontinuierlich verändert wird, wenn die relative Rotationsachse der Nocken 71 und 72 bezüglich der Rotationsachse der Nockenwelle 30 nach oben verändert wird, die Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 72 langsamer bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase a zu Phase b und von Phase b zu Phase c, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 72 schneller bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase c zu Phase d und von Phase d zu Phase a. Das bedeutet, dass die Steuerzeit entsprechend der verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Nocken 71 und 71 bei den entsprechenden Phasen verändert wird.
10 und 11 sind Graphen eines Ventilprofils einer Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Wie dargestellt in 10 und 11 wird, obwohl der maximale Hub des Ventils 200 konstant ist, eine Rotationsgeschwindigkeit der Nocken 71 und 72 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 verändert entsprechend von relativen Positionen des Schiebergehäuses 90a und 90b, so dass die Öffnungs- und Schließzeiten des Ventils 200 verändert werden. Dies bedeutet, dass eine Dauer der Ventilöffnung verändert wird.
Entsprechend des Anpassens der Anhebwinkel des Ventils 200, das die Führungsoberfläche 98 und die Führung 12 und so weiter ausbildet, kann eine Steuerzeit erhöht werden durch frühere Öffnungsdauer und spätere Schließdauer des Ventils 200 wie dargestellt in 9. Oder die Steuerzeit kann verkürzt werden durch das verspätete Öffnen und das verfrühte Schließen des Ventil 200.
Wie dargestellt in 11 kann der Öffnungszeitpunkt des Ventils 200 auch konstant sein und der Schließzeitpunkt des Ventils 200 verspätet oder verfrüht sein wie gewünscht.
Auch der Schließzeitpunkt des Ventils 200 kann konstant sein und der Öffnungszeitpunkt des Ventils 200 kann verspätet sein oder verfrüht wie gewünscht.
12 und 13 sind Zeichnungen, die einen inneren Träger entsprechend einer modifizierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen.
Bezüglich der 12 und 13 kann ein Lager 292, wie etwa ein Doppelreihenlager innerhalb des Schiebergehäuses 290 angeordnet sein und ein erster innerer Träger 280a und ein zweiter innerer Träger 280b können miteinander verbunden sein. Zum Beispiel ist eine erste innere Trägerverbindung 283 und eine zweite innere Trägerverbindung 284 jeweils an dem ersten inneren Träger 280a und dem zweiten inneren Träger 280b angeordnet, und die erste innere Trägerverbindung 283 und die zweite innere Trägerverbindung 284 sind verbunden.
In den Zeichnungen sind die erste innere Trägerverbindung 283 und die zweite innere Trägerverbindung 284 jeweils mit konvexer Form und konkaver Form ausgebildet, aber die Konfigurationen sind nicht darauf beschränkt.
In dem Fall, dass der erste innere Träger 280a und der zweite innere Träger 280b verbunden sind können Lockerungen oder Vibrationen aufgrund von Herstellungstoleranzen der Lager, der inneren Träger, der Anheber und so weiter reduziert werden.
Wie oben beschrieben kann eine Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Öffnungsdauer eines Ventil entsprechend von Betriebszuständen eines Motor variieren mit einer einfachen Konstruktion.
Die Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten entsprechend der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann in ihrer Größe reduziert werden und somit kann die gesamte Höhe des Ventiltriebs reduziert werden.
Da das Stiftkörperölloch 66 und die Schmiernut 68 auf dem Schieberstift 60 ausgebildet sind, kann eine Schmierung einfach den rotierenden Elementen wie etwa den inneren Trägern und so weiter zugeführt werden.

Claims

Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten, die aufweist: eine Nockenwelle (30); einen ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b), die jeweils einen Nocken (71, 72) und einen Nockenmitnehmer (74) aufweisen, wobei die Nockenwelle (30) in den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) eingefügt ist und wobei die relativen Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind; wobei ein erster und zweiter innerer Träger (80, 81; 280a, 280b) eine Rotation der Nockenwelle (30) jeweils auf den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) übertragen und auf denen jeweils ein erstes und ein zweites Gleitloch (86, 88) ausgebildet ist; ein erstes und zweites Schiebergehäuse (90a, 90b), in das der erste und zweite innere Träger (80, 81; 280a, 280b) rotierbar eingebracht sind, und wobei relative Positionen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind; einen Nockendeckel (40), der den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) jeweils rotierbar lagert und wobei jedes Schiebergehäuse (90a, 90b) jeweils verschiebbar an einem Nockendeckel (40) gelagert ist; eine Steuerwelle (95), die parallel zu der Nockenwelle (30) angeordnet ist und die mit den ersten und zweiten Schiebergehäusen (90a, 90b) verbunden ist zum selektiven Bewegen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b); und ein Steuerelement (100), das selektiv die Steuerwelle (95) rotiert zum Ändern von Positionen der ersten und zweiten inneren Träger (80, 81; 280a, 280b), gekennzeichnet durch einen Schieberstift (60), der rotierbar in das erste Gleitloch (66) und verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist; einen Nockenstift (82), auf dem eine Nockenmitnehmernut (83) für den Nockenmitnehmer (74) ausgebildet ist, um verschiebbar darin gelagert zu sein und der rotierbar in das zweite Gleitloch (88) eingebracht ist; wobei ein Führungsschlitz (46) in dem Nockendeckel (40) ausgebildet ist; wobei eine Führungswelle (93), die in den Führungsschlitz (46) eingebracht ist und an der eine Zahnstange (94) ausgebildet ist, von dem Schiebergehäuse (90a, 90b) hervorsteht; wobei ein Zahnradgetriebe (96) auf der Steuerwelle (95) ausgebildet ist, das mit der Zahnstange (94) verbunden ist; und wobei sich die Positionen der Schiebergehäuse (90a, 90b) entsprechend von Rotationen der Steuerwelle (95) verändern.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach Anspruch 1, wobei der Schieberstift (60) aufweist: einen Stiftkörper (62), der verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist; und einen Stiftkopf (64), der rotierbar in das erste Gleitloch (86) eingebracht ist, wobei der Stiftkörper (62) und der Stiftkopf (64) integral ausgebildet sind.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach Anspruch 2, wobei: ein Nockenwellenölloch (32) in der Nockenwelle (30) entlang einer Längenrichtung davon ausgebildet ist, ein Stiftkörperölloch (66) in dem Stiftkörper (62) ausgebildet ist und ausgestaltet ist, mit dem Nockenwellenölloch (32) in Verbindung zu stehen und eine Schmiernut (68) in dem Stiftkopf (64) ausgebildet ist, die ausgebildet ist mit dem Stiftkörperölloch (66) in Verbindung zu stehen.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei ein Wellenloch (42), in das die Steuerwelle (95) eingebracht ist, auf dem Nockendeckel (40) ausgebildet ist.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach Anspruch 4, die außerdem ein Wellenlager (44) aufweist, das in das Wellenloch (42) eingebracht ist und rotierbar die Steuerwelle (95) abstützt.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, die außerdem eine Buchse (48) aufweist, die in den Führungsschlitz (46) eingebracht ist zum Reduzieren der Reibungskräfte der Bewegung der Führungswelle (93).
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, die außerdem einen Stopper (50) aufweist, der auf dem Nockendeckel (40) zum Begrenzen der Bewegung des Schiebergehäuses (90a, 90b) angeordnet ist.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, die außerdem ein Schiebergehäuselager (92) aufweist, das zwischen dem Schiebergehäuse (90a, 90b) und jeweils den ersten und zweiten inneren Trägern (80, 81) angeordnet ist.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei: der Nocken (71, 72) als Paar ausgebildet ist; ein Nockendeckelverbindungsabschnitt (76) zwischen den zwei Nocken (71, 72) der Nockenabschnitte (70a, 70b) angeordnet ist; und der Nockendeckel (40) rotierbar den Nockendeckelverbindungsabschnitt (76) abstützt.
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Steuerelement (100) aufweist: ein Schneckenrad (102), verbunden mit der Steuerwelle (95) ; ein Schneckengetriebe (104), im Eingriff mit dem Schneckenrad (102); und einen Steuermotor (106) zum selektiven Rotieren des Schneckengetriebes (104).
Vorrichtung für kontinuierlich verstellbare Ventilsteuerzeiten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der erste innere Träger (280a) und der zweite innere Träger (280b) miteinander verbunden sind.
Motor aufweisend: eine Nockenwelle (30); zwei Nockenabschnitte, die einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) beinhalten, die jeweils einen Nocken (71, 72) und einen Nockenmitnehmer (74) aufweisen, wobei die Nockenwelle (30) in den ersten und den zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) eingefügt ist und wobei die relativen Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind; wobei ein erster und zweiter innerer Träger (80, 81; 280a, 280b) eine Rotation der Nockenwelle (30) jeweils auf den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) übertragen und auf denen jeweils ein erstes und ein zweites Gleitloch (86, 88) ausgebildet ist; ein erstes und zweites Schiebergehäuse (90a, 90b), in das der erste und zweite innere Träger (80, 81; 280a, 280b) rotierbar eingebracht sind, und wobei relative Positionen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel sind; einen Nockendeckel (40), der jeweils den ersten und zweiten Nockenabschnitt (70a, 70b) rotierbar lagert und wobei jedes Schiebergehäuse (90a, 90b) jeweils verschiebbar an einem Nockendeckel (40) gelagert ist; eine Steuerwelle (95), die parallel zu der Nockenwelle (30) angeordnet ist und die mit den ersten und zweiten Schiebergehäusen (90a, 90b) zum selektiven Bewegen des ersten und zweiten Schiebergehäuses (90a, 90b) verbunden ist; und ein Steuerelement (100), das selektiv die Steuerwelle (95) rotiert zum Ändern von Positionen der ersten und zweiten inneren Träger (80, 81; 280a, 280b); gekennzeichnet durch einen Schieberstift (60), der rotierbar in das erste Gleitloch (66) und verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist; einen Nockenstift (82), auf dem eine Nockenmitnehmernut (83) für den Nockenmitnehmer (74) ausgebildet ist, um verschiebbar darin gelagert zu sein und der rotierbar in das zweite Gleitloch (88) eingebracht ist; wobei ein Führungsschlitz (46) in dem Nockendeckel (40) ausgebildet ist; wobei eine Führungswelle (93), die in den Führungsschlitz (46) eingebracht ist und an der eine Zahnstange (94) ausgebildet ist, von dem Schiebergehäuse (90a, 90b) hervorsteht; wobei ein Zahnradgetriebe (96) auf der Steuerwelle (95) ausgebildet ist, das mit der Zahnstange (94) verbunden ist; und wobei die Positionen der Schiebergehäuse (90a, 90b) sich entsprechend von Rotationen der Steuerwelle (95) verändern.
Motor nach Anspruch 12, wobei der Schieberstift aufweist: einen Stiftkörper (62), der verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist; und einen Stiftkopf (64), der rotierbar in das erste Gleitloch (86) eingebracht ist, wobei der Stiftkörper (62) und der Stiftkopf (64) integral ausgebildet sind.
Motor nach Anspruch 13, wobei: ein Nockenwellenölloch (32) in der Nockenwelle (30) entlang einer Längenrichtung davon ausgebildet ist, ein Stiftkörperölloch (66) in dem Stiftkörper (62) ausgebildet ist und ausgestaltet ist, mit dem Nockenwellenölloch (32) in Verbindung zu stehen und eine Schmiernut (68) in dem Stiftkopf (64) ausgebildet ist, die ausgebildet ist mit dem Stiftkörperölloch (66) in Verbindung zu stehen.
Motor nach Anspruch 12 oder 13, wobei: ein Wellenloch (42), in das die Steuerwelle (95) eingebracht ist, auf dem Nockendeckel (40) ausgebildet ist; der Nocken (71, 72) als Paar ausgebildet ist; ein Nockendeckelverbindungsabschnitt (76) zwischen den zwei Nocken (71, 72) der Nockenabschnitte (70a, 70b) angeordnet ist; und jeder Nockenabschnitt (70a, 70b) rotierbar zwischen dem Nockendeckel (40) und einem Zylindergehäuse ist.
Motor nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei: eine Führungsoberfläche (98) auf den ersten und zweiten Schiebergehäusen (90a, 90b) ausgebildet ist; und eine Führung (12) an einem Zylinderkopf (10) ausgebildet ist zum in Verbindung stehen mit der Führungsoberfläche (98) und zum Lenken von Bewegungen der ersten und zweiten Schiebergehäuse (90a, 90b).
Motor nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der erste innere Träger (280a) und der zweite innere Träger (280b) miteinander verbunden sind.