DE102017207987A1

DE102017207987A1 - Kontinuierlich-variable-dauer-system und motor, der mit diesem ausgestattet ist

Info

Publication number: DE102017207987A1
Application number: DE102017207987.8A
Authority: DE
Inventors: Kyung Mo Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2018-04-12
Also published as: KR101836292B1; US20180100443A1; US10087854B2

Abstract

Ein kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann eine Nockenwelle und einen ersten Nockenabschnitt mit einer ersten Nocke umfassen. Die Nockenwelle ist in den ersten Nockenabschnitt eingesetzt. Ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke ist in Bezug auf die Nockenwelle variabel. Das System kann weiterhin einen inneren Halter umfassen, der eine Rotation der Nockenwelle auf den ersten Nockenabschnitt überträgt, ein Schiebergehäuse, in welchem der innere Halter drehbar eingesetzt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist, eine Kipphebelwelle, einen ersten Kipphebelarm, der drehbar an der Kipphebelwelle angeordnet ist, von dem ein erstes Ende in Berührung mit der ersten Nocke und von dem ein zweites Ende mit einem ersten Ventil verbunden ist, ein oberes Gehäuse, das mit dem Schiebergehäuse verbunden und relativ mit Bezug zu dem Schiebergehäuse entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung verlagerbar ist, und einen Steuerabschnitt, der das obere Gehäuse selektiv verlagert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System und einen mit diesem ausgestatteten Verbrennungsmotor.
Hintergrund
Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff in einer Brennkammer in einem Luftmedium, welches in die Kammer eingebracht (zum Beispiel eingesaugt) ist. Einlassventile werden durch eine Nockenwelle betätigt, um die Luft (in die Brennkammer) einzulassen, wobei die Luft in die Brennkammer eingesaugt/eingegeben wird, während die Einlassventile geöffnet sind. Zusätzlich werden Auslassventile durch die Nockenwelle betätigt, und ein Verbrennungsgas wird von der Brennkammer aus ausgelassen, während die Auslassventile geöffnet sind.
Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Das heißt, ein optimaler Hub oder eine optimale Öffnen/Schließen-Zeitsteuerung der Ventile hängt von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erzielen, sind zahlreiche Untersuchungen durchgeführt worden, wie zum Beispiel die Konstruktion einer Mehrzahl von Nocken und eines Kontinuierlich-Variablen-Ventilhubs (CVVL), welcher den Ventilhub gemäß einer Motordrehzahl ändern kann.
Ferner, um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors zu erreichen, sind Untersuchungen an einer Kontinuierlich-Variablen-Ventilzeitsteuerung(CVVT)-Vorrichtung durchgeführt worden, welche unterschiedliche Ventilzeitsteuerbetriebe in Abhängigkeit von der Verbrennungsmotordrehzahl ermöglicht. Die allgemeine CVVT kann eine Ventilzeitsteuerung bei einer feststehenden Ventilöffnungszeitdauer ändern.
Jedoch sind die allgemeinen CVVL und die allgemeine CVVT in ihrer Struktur/Konstruktion kompliziert und (daher) in den Herstellungskosten teuer.
Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Erleichterung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als ein Zugeständnis oder irgendeine Form der Anregung verstanden werden, dass diese Information den dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
Zusammenfassung
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System und einen damit ausgestatteten Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches eine Öffnungszeitdauer eines Ventils gemäß Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors variieren kann und welches eine einfache Struktur aufweist.
Ein Kontinuierliche-Variable-Ventildauer-System gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung kann bei einem SOHC-Motor eingesetzt werden, um das Gewicht des Motors und den Fahrwiderstand zu reduzieren.
Ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Nockenwelle umfassen, einen ersten Nockenabschnitt mit einer ersten Nocke, die in die Nockenwelle eingesetzt ist und von welcher ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke mit Bezug auf die Nockenwelle variabel ist, einen inneren Halter, der eine Rotation der Nockenwelle auf den ersten Nockenabschnitt überträgt, ein Schiebergehäuse, in welchem der innere Halter drehbar eingesetzt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist, eine Kipphebelwelle, einen ersten Kipphebelarm, der drehbar an der Kipphebelwelle angeordnet ist, von dem ein erstes Ende in Berührung mit der ersten Nocke ist und von dem ein zweites Ende mit einem ersten Ventil verbunden ist, ein oberes Gehäuse, das mit dem Schiebergehäuse verbunden und relativ mit Bezug auf das Schiebergehäuse entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung verlagerbar ist, und einen Steuerabschnitt, der selektiv das obere Gehäuse bewegt bzw. verlagert.
Ein Steuerschlitz kann an dem oberen Gehäuse ausgebildet sein, wobei der Steuerabschnitt eine Steuerwelle und eine exzentrische Welle umfassen kann, die in den Steuerschlitz eingesetzt ist und exzentrisch an der Steuerwelle ausgebildet ist.
Ein Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz kann an dem Schiebergehäuse ausgebildet sein, ein Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz kann an dem oberen Gehäuse ausgebildet sein, wobei eine Verbindungswelle in den Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz und den Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz eingesetzt sein kann, so dass das obere Gehäuse relativ entlang der zweiten Richtung mit Bezug auf das Schiebergehäuse verlagerbar ist.
Ein Führungsloch kann an dem Schiebergehäuse ausgebildet sein, und eine Führungswelle kann an der ersten Richtung ausgebildet sein und für eine Führungsverlagerung des Schiebergehäuses in das Führungsloch eingesetzt sein.
Ein Führungsloch kann an dem Schiebergehäuse ausgebildet sein und eine Führungswelle kann zu der ersten Richtung ausgebildet und in das Führungsloch für eine Führungsverlagerung des Schiebergehäuses eingesetzt sein.
Ein erster und ein zweiter Schlitz können an dem inneren Halter ausgebildet sein, ein erster Schieberstift kann in verschiebbarer Weise mit der Nockenwelle verbunden und drehbar in dem ersten Schlitz eingesetzt sein, und ein zweiter Schieberstift, an welchem ein Stiftschlitz ausgebildet ist, kann drehbar in den zweiten Schlitz eingesetzt sein.
Der erste Schieberstift kann einen Stiftkörper umfassen, der in verschiebbarer Weise mit der Nockenwelle entlang einer Längenrichtung davon verbunden ist, und kann einen Stiftkopf umfassen, der in den ersten Schlitz eingesetzt ist.
Der erste Nockenabschnitt kann weiterhin eine äußere Welle umfassen, an welcher eine Radnase ausgebildet ist, die in den Stiftschlitz eingesetzt ist, und in welche die Nockenwelle eingesetzt ist, wobei die erste Nocke mit der äußeren Welle verbunden sein kann.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin eine erste Brücke umfassen, die mit dem zweiten Ende des ersten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei erste Ventile mit der ersten Brücke verbunden sein können.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin einen zweiten Nockenabschnitt mit einer zweiten Nocke umfassen, die mit der Nockenwelle rotiert, und einen zweiten Kipphebelarm, der drehbar mit der Kipphebelwelle verbunden ist, von dem ein erstes Ende in Berührung mit der zweiten Nocke ist und von dem ein zweites Ende mit einem zweiten Ventil verbunden ist.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin eine zweite Brücke umfassen, die mit dem zweiten Ende des zweiten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei zweite Ventile mit der zweiten Brücke verbunden sein können.
Der erste Nockenabschnitt kann weiterhin eine äußere Welle umfassen, an welcher eine Radnase ausgebildet ist, die in den Stiftschlitz eingesetzt ist, und in welche (d.h. die äußere Welle) die Nockenwelle eingesetzt ist, und wobei auf der äußeren Welle ein Führungsschlitz entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet ist, wobei die erste Nocke mit der äußeren Welle verbunden sein kann.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin eine erste Brücke umfassen, die mit dem zweiten Ende des ersten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei erste Ventile mit der ersten Brücke verbunden sein können.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin einen zweiten Nockenabschnitt mit einer zweiten Nocke umfassen, die mit der Nockenwelle über den Führungsschlitz verbunden ist, und mit einem zweiten Kipphebelarm, der drehbar mit der Kipphebelwelle verbunden ist, von dem ein erstes Ende in Berührung mit der zweiten Nocke ist und von dem ein zweites Ende in Berührung mit einem zweiten Ventil ist.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin eine zweite Brücke umfassen, die mit dem zweiten Ende des zweiten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei zweite Ventile mit der zweiten Brücke verbunden sein können.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin ein Lager umfassen, auf welchem ein Steuerwelle-Lagerabschnitt ausgebildet ist, der die Steuerwelle drehbar lagert.
Ein Nockenwellen-Lagerabschnitt, der die Nockenwelle drehbar lagert, kann an dem Lager ausgebildet sein.
Ein Kipphebelwelle-Lagerabschnitt, der die Kipphebelwelle drehbar lagert, kann an dem Lager ausgebildet sein.
Wie oben beschrieben worden ist, kann ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors in einer einfachen Konstruktion variieren.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann hinsichtlich seiner Größe reduziert sein, und somit kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert werden.
Da das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System bei einem existierenden Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann, ohne dass übermäßige Modifikationen (zum Beispiel des Verbrennungsmotors) erforderlich sind, können die Produktivität erhöht und die Produktionskosten verringert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der mit einem Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
2 ist eine teilweise perspektivische Darstellung eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht eines Schiebergehäuses eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Draufsicht auf ein kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Darstellung, welche einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 und 8 sind Darstellungen, welche einen Betrieb einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
9 und 10 sind Zeichnungen, welche mechanische Bewegungen von Nocken einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
11 bis 14 sind Kurven eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden in einfacher Darstellung lediglich bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgezeigt und beschrieben.
Dem Fachmann wird bewusst sein, dass die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Arten und Weisen modifiziert werden können, ohne dabei den Grundgedanken oder Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Teile, die für die Beschreibung entbehrlich sind, werden ausgelassen, um die vorliegende Erfindung klar und deutlich zu beschreiben, und gleiche oder ähnliche Elemente werden in dieser Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In den Zeichnungen sind zum Zwecke der Klarheit die Abmessungen von Schichten, Filmen, Platten, Bereichen usw. übertrieben dargestellt.
In der Beschreibung und den Ansprüchen wird das Wort „umfassen“ und Variationen davon, wie zum Beispiel „umfasst“ oder „umfassend“ in der Weise verstanden, dass aufgeführte Elemente mit davon umfasst sind, aber andere Elemente nicht davon ausgeschlossen sind, es sei denn, dass ausdrücklich etwas Gegenteiliges beschrieben wird.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der mit einem Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, und 2 ist eine teilweise perspektivische Darstellung eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine teilweise perspektivische Explosionsdarstellung eines Schiebergehäuses eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Draufsicht auf ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine teilweise perspektivische Explosionsdarstellung eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 6 ist eine Zeichnung, welche einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt eines Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 und 8 sind Zeichnungen, welche einen Betrieb einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Mit Bezug auf 1 bis 8 umfasst ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Nockenwelle 30, einen ersten Nockenabschnitt 40 mit einer ersten Nocke 42, die in die Nockenwelle 30 eingesetzt ist und wobei ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke 42 mit Bezug auf die Nockenwelle 30 variabel ist, einen inneren Halter 20, der eine Rotation der Nockenwelle 30 auf den ersten Nockenabschnitt 40 überträgt, ein Schiebergehäuse 90, in welches der innere Halter 20 in rotierbarer Weise eingesetzt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist, eine Kipphebelwelle 60, einen ersten Kipphebelarm 70, der rotierbar an der Kipphebelwelle 60 angeordnet ist, von dem ein erstes Ende in Berührung mit der ersten Nocke 42 ist und von dem ein zweites Ende in Verbindung mit einem ersten Ventil 72 ist, ein oberes Gehäuse 110, das mit dem Schiebergehäuse 90 verbunden und mit Bezug auf das Schiebergehäuse 90 entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung relativ verlagerbar ist, und einen Steuerabschnitt 100, der selektiv das obere Gehäuse 110 verlagert.
Mit Bezug auf 8 ist die erste Richtung die Oben-/Unten-Richtung in den Zeichnungen, und die zweite Richtung ist die Links-/Rechts-Richtung in den Zeichnungen, und zwar ohne Beschränkung darauf.
In den Zeichnungen ist dargestellt, dass das obere Gehäuse 110 in zwei Elemente aufgeteilt ist und mit Schrauben oder dergleichen zusammengesetzt wird, jedoch ohne Beschränkung darauf.
Ein Steuerschlitz 112 ist an dem oberen Gehäuse 110 ausgebildet, wobei der Steuerabschnitt 100 eine Steuerwelle 102 und eine exzentrische Welle 106 umfasst, welche in den Steuerschlitz 112 eingesetzt und exzentrisch an der Steuerwelle 102 ausgebildet ist.
In 1 sind die Steuerwelle 102 und der Steuermotor 104 direkt miteinander verbunden, jedoch ohne Beschränkung darauf. Ein Schneckengetrieberad oder dergleichen kann zwischen der Steuerwelle 102 und dem Steuermotor 104 angeordnet sein, um die Motorleistung zu reduzieren.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System kann weiterhin ein Lager 12 umfassen, an welchem ein Steuerwellenlagerabschnitt 13, der die Steuerwelle 102 drehbar lagert, ausgebildet ist, wobei das Lager 12 mit dem Motor oder einem Zylinderkopf 10 verbunden sein kann.
Ein Lagerverbindungsabschnitt 109 ist an der Steuerwelle 102 ausgebildet, und ein Steuerwellenlager 108 ist zwischen dem Steuerwellenlagerabschnitt 13 und dem Lagerverbindungsabschnitt 109 angeordnet, um die Lagerwelle 102 drehbar zu lagern.
Ein Nockenwellenlagerabschnitt 15, der die Nockenwelle 30 drehbar lagert, kann an dem Lager 12 ausgebildet sein, und ein Kipphebelwellenlagerabschnitt 174, der die Kipphebelwelle 60 drehbar lagert, kann an dem Lager 12 ausgebildet sein.
Da der Nockenwellenlagerabschnitt 15 und/oder der Kipphebelwellenlagerabschnitt 17 an dem Lager 12 ausgebildet sind, kann die Anzahl an Elementen reduziert werden, und die Konstruktion des gesamten Systems kann vereinfacht werden.
Ein Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz 92 ist an dem Schiebergehäuse 90 ausgebildet, ein Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz 114 ist an dem oberen Gehäuse 110 ausgebildet, und eine Verbindungswelle 116 ist in den Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz 92 und den Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz 114 eingesetzt, so dass das obere Gehäuse 110 entlang der zweiten Richtung mit Bezug auf das Schiebergehäuse 90 relativ verlagerbar ist.
Ein Führungsloch 96 ist an dem Schiebergehäuse 90 ausgebildet, und eine Führungswelle 98 ist zu der ersten Richtung ausgebildet und in das Führungsloch 96 eingesetzt, um eine Bewegung des Schiebergehäuses 90 zu führen. Die Führungswelle 98 kann mit dem Zylinderkopf 10 verbunden sein.
Ein erster und ein zweiter Schlitz 22 und 23 sind an dem inneren Halter 20 ausgebildet.
Ein erster Schieberstift 24 ist verschiebbar mit der Nockenwelle 30 verbunden und drehbar in den ersten Schlitz 22 eingesetzt, und ein zweiter Schieberstift 28, an welchem ein Stiftschlitz 29 ausgebildet ist, ist drehbar in den zweiten Schlitz 23 eingesetzt.
Der erste Schieberstift 24 umfasst einen Stiftkörper 25, der verschiebbar mit der Nockenwelle 30 entlang einer Längsrichtung davon verbunden ist, und einen Stiftkopf 26, der in den ersten Schlitz 22 eingesetzt ist, wobei ein Nockenwellenloch 32 an der Nockenwelle 30 ausgebildet ist und der Stiftkörper 25 verschiebbar in das Nockenwellenloch 32 eingesetzt ist.
Der ersten Nockenabschnitt 40 umfasst weiterhin eine äußere Welle 43, auf welcher eine Radnase 45, welche in den Stiftschlitz 29 eingesetzt ist, ausgebildet ist und in welche die Nockenwelle 30 eingesetzt ist, wobei die erste Nocke 42 mit der äußeren Welle 43 verbunden ist.
Eine erste Rolle 76, welche die erste Nocke 42 berührt, ist mit dem ersten Ende des ersten Kipphebelarms 70 verbunden, wobei die erste Rolle 76 über einen Rollenstift 77 mit der ersten Brücke 74 verbunden ist.
Eine erste Brücke 74 ist mit dem zweiten Ende des ersten Kipphebelarms 70 verbunden, wobei zwei erste Ventile 72 mit der ersten Brücke 74 verbunden sind.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System umfasst weiterhin einen zweiten Nockenabschnitt 50 mit einer zweiten Nocke 52, welche mit der Nockenwelle 30 rotiert, und einen zweiten Kipphebelarm 80, der drehbar mit der Kipphebelwelle 60 verbunden ist, dessen erstes Ende in Berührung mit der zweiten Nocke 52 ist und dessen zweites Ende mit einem zweiten Ventil 82 verbunden ist.
Eine zweite Rolle 86, die in Berührung mit der zweiten Nocke 52 ist, ist mit dem ersten Ende des zweiten Kipphebelarms 80 verbunden, wobei die zweite Rolle 86 mit der zweiten Brücke 84 über einen Rollenstift 87 verbunden ist.
Eine zweite Brücke 84 ist mit dem zweiten Ende des zweiten Kipphebelarms 80 verbunden, und zwei zweite Ventile 82 können mit der zweiten Brücke 84 verbunden sein.
Ein erstes Kipphebelarmloch 78 ist an dem ersten Kipphebelarm 70 ausgebildet, ein zweites Kipphebelarmloch 88 ist an dem zweiten Kipphebelarm 80 ausgebildet, wobei die Kipphebelwelle 60 in das erste Kipphebelarmloch 78 und das zweite Kipphebelarmloch 88 eingesetzt ist. Außerdem ist ein Kipphebelwellenlager 62 jeweils zwischen der Kipphebelwelle 60 und dem ersten und dem zweiten Kipphebelarmloch 78 und 88 angeordnet.
Ein Führungsschlitz 44 ist an der äußeren Welle 43 entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet, und der zweite Nockenabschnitt 55 ist über den Führungsschlitz 44 mit der Nockenwelle 30 verbunden.
Ein Nocken-Verbindungsloch 34 ist an der Nockenwelle 30 ausgebildet, ein Nockenloch 54 ist an dem zweiten Nockenabschnitt 50 ausgebildet, ein Nockenverbindungsstift 56 ist in das Nockenverbindungsloch 34 und das Nockenloch 54 eingesetzt, wobei der Führungsschlitz 44 eine relative Rotation des Nockenverbindungsstiftes 56 führt.
9 und 10 sind Zeichnungen, welche mechanische Bewegungen von Nocken einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Mit Bezug auf 1 bis 10 werden nun Betriebe des Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Systems gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wie in 7 dargestellt ist, dreht sich, für den Fall, dass Rotationsmittelpunkte der Nockenwelle 30 und des inneren Halters 20 zusammenfallen, die erste Nocke 42 mit demselben Phasenwinkel wie dem der Nockenwelle 30.
Wie in 8 dargestellt ist, wenn der Steuerabschnitt 100 betrieben wird und sich das obere Gehäuse 110, das mit der exzentrischen Welle 106 verbunden ist, entlang der ersten Richtung und der zweiten Richtung bewegt, dann bewegt sich das Schiebergehäuse 90, das mit dem oberen Gehäuse 110 durch die Verbindungswelle 116 verbunden ist, entlang der ersten Richtung.
Wenn die Rotationsmittelpunkte der Nockenwelle 30 und des inneren Halters 20 nicht gemäß dem Betrieb des Steuerabschnitts 100 zusammenfallen, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 mit Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 verändert.
Das heißt, da der erste Schieberstift 24 entlang der Längsrichtung davon mit Bezug auf die Nockenwelle 30 verschiebbar ist, ist der Stiftkopf 26 innerhalb des ersten Schlitzes 22 rotierbar, ist der zweite Schieberstift 28 innerhalb des zweiten Schlitzes 23 rotierbar, und ist die Radnase 45 innerhalb des Stiftschlitzes 29 verschiebbar, so dass die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 mit Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 verändert ist, wenn die Rotationsmittelpunkte der Nockenwelle 30 und des inneren Halters 20 nicht zusammenfallen.
Wenn sich der Rotationsmittelpunkt des inneren Halters 20 mit Bezug auf die Nockenwelle 30 nach unten bewegt, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 relativ schneller als die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von einer Phase a zu einer Phase b und von einer Phase b zu einer Phase c, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 relativ langsamer als die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von einer Phase c zu einer Phase d und von einer Phase d zu einer Phase a, wie es in 9 gezeigt ist.
Wenn sich der Rotationsmittelpunkt des inneren Halters 20 mit Bezug auf die Nockenwelle 30 gemäß dem Betrieb des Steuerabschnitts 100 nach oben bewegt, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 relativ langsamer als die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase a zu Phase b und von Phase b zu Phase c ist, dann ist die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Nocke 42 relativ schneller als die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 30 von Phase c zu Phase d und von Phase d zu Phase a, wie es in 10 gezeigt ist.
Gemäß der relativen Position des inneren Halters 20 wird die Zeitsteuerung der ersten Nocke 42 verändert, um gegen die erste Rolle 76 zu drücken, das heißt die Zeitsteuerung des ersten Ventils 72 wird geöffnet oder geschlossen.
11 bis 14 sind Kurven eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Ventilprofile ausführen in Übereinstimmung mit Kontaktpositionen der ersten Nocke 42 und der ersten Rolle 76, einem Einstellwinkel der ersten Nocke 42 und der ersten Rolle 76 usw.
Wie in 11 gezeigt ist, kann eine Öffnungszeit des ersten Ventils 72 fest eingestellt sein, während eine Schließzeit des ersten Ventils 72 verändert wird. Oder die Öffnungszeit des ersten Ventils 72 kann verändert werden, während die Schließzeit des ersten Ventils 72 fest eingestellt ist, wie es in 12 gezeigt ist.
Wie in 13 gezeigt ist, kann eine Peak-Zeit des ersten Ventils 72 fest sein, während eine Dauer des ersten Ventils 72 verändert wird. Oder eine Schließzeit und eine Öffnungszeit des ersten Ventils 72 werden, wie in 14 gezeigt ist, gleichzeitig verändert.
Wie oben beschrieben worden ist, kann ein Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors mit einer einfachen Konstruktion variieren. Das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der Größe reduziert sein, und daher kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert werden.
Da das Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System für einen bestehenden Verbrennungsmotor ohne einer übermäßigen Modifikation desselben verwendet werden kann, können die Produktivität verbessert und die Produktionskosten reduziert werden.
Während diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, soll davon ausgegangen werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sollen verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abgedeckt werden, die im Grundgedanken und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.

Claims

Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System, umfassend: eine Nockenwelle; einen ersten Nockenabschnitt mit einer ersten Nocke, wobei die Nockenwelle in den ersten Nockenabschnitt eingefügt ist, und wobei ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke mit Bezug auf die Nockenwelle variabel ist; einen inneren Halter, der eine Rotation der Nockenwelle auf den ersten Nockenabschnitt überträgt; ein Schiebergehäuse, in welches der innere Halter drehbar eingefügt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist; eine Kipphebelwelle; einen ersten Kipphebelarm, der rotierbar an der Kipphebelwelle angeordnet ist, wobei ein erstes Ende des ersten Kipphebelarms, der in Berührung mit der ersten Nocke ist, und ein zweites Ende des ersten Kipphebelarms mit einem ersten Ventil verbunden sind; ein oberes Gehäuse, das mit dem Schiebergehäuse verbunden ist und relativ mit Bezug auf das Schiebergehäuse entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung verlagerbar ist; und einen Steuerabschnitt, welcher selektiv das obere Gehäuse bewegt.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 1, wobei ein Steuerschlitz an dem oberen Gehäuse ausgebildet ist; und wobei der Steuerabschnitt eine Steuerwelle umfasst, und wobei ein exzentrischer Schaft in den Steuerschlitz eingefügt ist und in exzentrischer Weise an der Steuerwelle ausgebildet ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 2, wobei ein Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz an dem Schiebergehäuse ausgebildet ist, wobei ein Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz an dem oberen Gehäuse ausgebildet ist, wobei ein Verbindungsschaft in den Schiebergehäuse-Verbindungsschlitz und den Oberes-Gehäuse-Verbindungsschlitz eingesetzt ist, wobei das obere Gehäuse relativ entlang der zweiten Richtung mit Bezug auf das Schiebergehäuse verlagerbar ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 2, wobei ein Führungsloch an dem Schiebergehäuse ausgebildet ist, und wobei ein Führungsschaft an der ersten Richtung ausgebildet ist und für eine Führungsbewegung des Schiebergehäuses in das Führungsloch eingesetzt ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System, umfassend: eine Nockenwelle; einen ersten Nockenabschnitt mit einer ersten Nocke, wobei die Nockenwelle in den ersten Nockenabschnitt eingesetzt ist, und wobei ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke mit Bezug auf die Nockenwelle variabel ist; einen inneren Halter, der eine Rotation der Nockenwelle auf den ersten Nockenabschnitt überträgt; ein Schiebergehäuse, in welches der innere Halter drehbar eingefügt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist; eine Kipphebelwelle; einen ersten Kipphebelarm, der drehbar an der Kipphebelwelle angeordnet ist, wobei ein erstes Ende des ersten Kipphebelarms in Berührung mit der ersten Nockenwelle ist und ein zweites Ende des ersten Kipphebelarms mit einem ersten Ventil verbunden ist; ein oberes Gehäuse, das mit dem Schiebergehäuse verbunden und relativ mit Bezug auf das Schiebergehäuse entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung verlagerbar ist; und einen Steuerabschnitt, der selektiv das obere Gehäuse verlagert, wobei der innere Halter einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz umfasst; wobei ein erster Schieberstift gleitbar mit der Nockenwelle verbunden ist und rotierbar in den ersten Schlitz eingesetzt ist; und wobei ein zweiter Schieberstift, an welchem ein Stiftschlitz ausgebildet ist, rotierbar in den zweiten Schlitz eingesetzt ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 5, wobei der erste Schieberstift umfasst: einen Stiftkörper, der verschiebbar mit der Nockenwelle entlang einer Längsrichtung davon verbunden ist; und einen Stiftkopf, der in den ersten Schlitz eingesetzt ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 5, wobei der ersten Nockenabschnitt weiterhin eine äußere Welle umfasst, auf welcher eine Radnase, die in den Stiftschlitz eingesetzt ist, ausgebildet ist und wobei die Nockenwelle in die äußere Welle eingesetzt ist, wobei der erste Nocken mit der äußeren Welle verbunden ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 7, weiterhin umfassend eine erste Brücke, welche mit dem zweiten Ende des ersten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei erste Ventile mit der ersten Brücke verbunden sind.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 7, weiterhin umfassend: einen zweiten Nockenabschnitt mit einer zweiten Nocke, die sich mit der Nockenwelle dreht; und einen zweiten Kipphebelarm, der drehbar mit der Kipphebelwelle verbunden ist, wobei ein erstes Ende des zweiten Kipphebelarms in Berührung mit der zweiten Nocke ist, und ein zweites Ende des zweiten Kipphebelarms mit einem zweiten Ventil verbunden ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend eine zweite Brücke, welche mit dem zweiten Ende des zweiten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei zweite Ventile mit der zweiten Brücke verbunden sind.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 5, wobei der erste Nockenabschnitt weiterhin eine äußere Welle umfasst, an welcher eine Radnase, die in den Stiftschlitz eingesetzt ist, ausgebildet ist, wobei die Nockenwelle in die äußere Welle eingesetzt ist, und wobei auf der äußeren Welle ein Führungsschlitz entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet ist, wobei die erste Nocke mit der äußeren Welle verbunden ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine erste Brücke, die mit dem zweiten Ende des ersten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei erste Ventile mit der ersten Brücke verbunden sind.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: einen zweiten Nockenabschnitt mit einer zweiten Nocke, die mit der Nockenwelle durch den Führungsschlitz verbunden ist; und einen zweiten Kipphebelarm, der drehbar mit der Kipphebelwelle verbunden ist, von welcher ein erstes Ende in Berührung mit der zweiten Nocke ist und von welcher ein zweites Ende mit einem zweiten Ventil verbunden ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 13, weiterhin umfassend eine zweite Brücke, die mit dem zweiten Ende des zweiten Kipphebelarms verbunden ist, wobei zwei zweite Ventile mit der zweiten Brücke verbunden sind.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System, umfassend: eine Nockenwelle; einen ersten Nockenabschnitt mit einer ersten Nocke, wobei die Nockenwelle in den ersten Nockenabschnitt eingesetzt ist, und wobei ein relativer Phasenwinkel der ersten Nocke mit Bezug auf die Nockenwelle variabel ist; einen inneren Halter, der eine Rotation der Nockenwelle auf den ersten Nockenabschnitt überträgt; ein Schiebergehäuse, in welchem der innere Halter drehbar eingesetzt und entlang einer vorbestimmten ersten Richtung verlagerbar ist; eine Kipphebelwelle; einen ersten Kipphebelarm, der drehbar an der Kipphebelwelle angeordnet ist, wobei ein erstes Ende des ersten Kipphebelarms in Berührung mit der ersten Nocke ist, und ein zweites Ende des ersten Kipphebelarms mit einem ersten Ventil verbunden ist; ein oberes Gehäuse, das mit dem Schiebergehäuse verbunden und relativ mit Bezug auf das Schiebergehäuse entlang einer zweiten Richtung vertikal zu der ersten Richtung verlagerbar ist; und einen Steuerabschnitt, der selektiv das obere Gehäuse bewegt, und eine Steuerwelle umfasst; und ein Lager, welches die Steuerwelle drehbar lagert.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 15, wobei ein Nockenwellenlagerabschnitt, der die Nockenwelle drehbar lagert, an dem Lager ausgebildet ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 15, wobei ein Kipphebelwellenlagerabschnitt, der die Kipphebelwelle drehbar lagert, an dem Lager ausgebildet ist.
Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-System nach Anspruch 15, wobei ein Steuerschlitz an dem oberen Gehäuse ausgebildet ist; und wobei der Steuerabschnitt die Steuerwelle umfasst, und eine exzentrische Welle, die in den Steuerschlitz eingesetzt und exzentrisch an der Steuerwelle ausgebildet ist.