DE10323428A1

DE10323428A1 - Ventilsystem für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10323428A1
Application number: DE10323428A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Murata; Toshihiko Oka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2003-12-11
Also published as: KR20030091763A; US6763793B2; CN1460773A; US20040016413A1; CN1282820C

Abstract

Es wird ein Ventilsystem bereitgestellt, das aus einem Kolben, welcher in einem Zylinder in einem von ersten und zweiten Kipphebelarmen befestigt und für ein Andrücken durch eine Rückstellfeder angepaßt ist, und aus einem Eingriffsvorsprung besteht, welcher in dem anderen von den ersten und zweiten Kipphebelarmen angeordnet und dafür angepaßt ist, an dem Kolben anzuliegen, um zu bewirken, daß sich sowohl der erste als auch der zweite Kipphebelarm zusammen miteinander bewegen. Die Rückstellfeder ist in einer Weise untergebracht, daß sie zu dem Kolben in einer solchen Weise exzentrisch ist, daß sie von dem Eingriffsvorsprung weg liegt. Daher ist es möglich, eine ausreichende Steifigkeit des Kraftübertragungsabschnittes des Ventilsystems und einen ausreichenden Ventilhub sicherzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor, welches in der Lage ist, Einlaßventile und Auslaßventile des Verbrennungsmotors mit unterschiedlicher Zeitsteuerung gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu öffnen und zu schließen.
In den letzten Jahren wurde ein (auch als "variables" Ventilsystem bezeichnetes) Ventilsystem, welches in der Lage ist Betriebskennwerte (wie z. B. Öffnung/Schließ-Zeitsteuerung, Öffnungszeit usw.) von (hierin allgemein als "Motorventile" oder "Ventile" bezeichneten) Einlaßventilen und Auslaßventilen, die in einem (hierin nachstehend als "Motor" bezeichneten) Hubverbrennungsmotor vorgesehen sind, abhängig von der Motorbelastung und Drehzahl zu den optimalen Kennwerten hin zu verändern, entwickelt und in die Praxis umgesetzt.
Als ein Beispiel für einen Mechanismus zum Verändern der Betriebskennwerte gemäß vorstehend Beschreibung wurde ein variables Ventilsystem in JP-A-2001-41017 offenbart.
Dieses variable Ventilsystem besteht aus einem Verbindungsmechanismus, der so aufgebaut ist, daß ein Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm mit einem hydraulischen Kolben ausgestattet ist, und ein in einem Hochdrehzahl-Kipphebelarm ausgebildeter Eingriffsvorsprung selektiv mit dem Kolben in Eingriff gebracht wird, so daß die Ventilzeitsteuerung zwischen einer niedrigen Drehzahl und einer hohen Drehzahl umgeschaltet werden kann.
Dieses variable Ventilsystem ist ferner mit einer Rückstellfeder ausgestattet, welche den Kolben an den Boden des Zylinders drückt. In dem Zustand, in welchem kein Öldruck an den Kolben angelegt wird, wird der Kolben durch die Rückstellfeder gedrückt und an einer Position in dem Zylinder gehalten, in der der Kolben nicht mit dem Vorsprung des Hochdrehzahl-Kipphebelarm in Eingriff steht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches in der Lage ist, die Zeitsteuerung eines Motorventils durch einen Kolben umzuschalten, welcher mit einer Rückstellfeder versehen ist und dessen Position umgeschaltet werden kann, und mit einem Element, welches an dem Kolben anliegt, um sich in Zusammenwirken mit dem Kolben zu bewegen, während gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit des Kraftübertragungsabschnittes des Ventilsystems und ein ausreichender Ventilhub bereitgestellt wird.
Die vorstehende Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen spezifizierten Merkmale gelöst werden.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor bereit, welches aufweist: einen ersten Kipphebelarm, der mit seinem einen Ende mit einem von einem Einlaßventil oder einem Auslaßventil verbunden ist, der auf einer ersten Kipphebelwelle so gelagert ist, daß er kippen kann, und der von einer ersten Nocke angetrieben wird; einen zweiten Kipphebelarm, der auf der ersten Kipphebelwelle so gelagert ist, daß der zweite Kipphebelarm kippen kann, der benachbart zu dem ersten Kipphebelarm angeordnet ist, und der von einer zweiten Nocke mit einem unterschiedlichen Nockenprofil gegenüber dem der ersten Nocke angetrieben wird; einen Zylinder, der in einem von dem ersten oder zweiten Kipphebelarmen ausgebildet ist; einen Kolben, der verschiebbar in dem Zylinder befestigt ist; einen Eingriffsvorsprung, der in einer Weise vorgesehen ist, daß von einem anderen von den ersten und zweiten Kipphebelarme hervorsteht und in einen Eingriff mit einem Eingriffsteil kommen kann, das in dem Kolben ausgebildet ist; und eine Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung, welche ein Position des Kolbens zwischen einer Eingriffsposition, in welcher der Eingriffsvorsprung in Eingriff mit dem Kolben steht und einer Trennungsposition, in welcher der Eingriffsvorsprung nicht mit dem Kolben in Eingriff steht, umschaltet.
Bei der vorstehenden Anordnung wird, wenn die Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung in Kolben in Eingriffsposition positioniert, der aus einem von den ersten und zweiten Kipphebelarmen hervorstehende Eingriffsvorsprung mit dem in dem Kolben ausgebildeten Eingriffsteil in Eingriff gebracht, so daß der erste und zweite Kipphebelarm vereint miteinander kippen, um eines von den Einlaßventilen oder den Auslaßventilen gemäß dem Nockenprofil der zweiten Nocke zu öffnen und zu schließen. Andererseits wird, wenn die Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung den Kolben in der Trennungsposition positioniert, der Eingriffsvorsprung, der aus einen von den ersten und zweiten Kipphebelarmen hervorsteht, aus dem Eingriff mit dem in den Kolben ausgebildeten Teil gebracht, so daß jeder von den ersten und zweiten Kipphebelarmen unabhängig voneinander kippt, um eines von dem Einlaßventil oder dem Auslaßventil gemäß den Nockenprofil der ersten Nocke zu öffnen und zu schließen.
Ferner weist die Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung eine Rückstellfeder auf, welche den Kolben in die Trennungsposition drückt, und die Rückstellfeder ist in einer Weise angeordnet, welche von dem Kolben aus in einer solchen Richtung exzentrisch ist, daß sie von dem Eingriffsvorsprung weg gerichtet liegt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, leicht einen ausreichenden Hub des Eingriffsvorsprungs in einem solchen Bereich sicherzustellen, daß er nicht mit der Rückstellfeder interferiert, und es selbst in dem Falle, in welchem die Rückstellfeder im Inneren des in dem Kolben ausgebildeten Eingriffsteils angeordnet ist, ist es möglich, leicht eine ausreichende Dicke des Eingriffsteils sicherzustellen.
Demzufolge ist es möglich zuzulassen, daß sich der Eingriffsvorsprung des zweiten Kipphebelarms in einen weiten Bereich bewegt, und eine ausreichende Ventilanhebung sicherzustellen, wenn der erste Kipphebelarm gemäß dem Nockenprofil der zweiten Hochdrehzahl-Nocke betätigt wird.
Die Art dieser Erfindung, sowie weitere Aufgaben und Vorteile davon werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile durchgängig durch die Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Schnittansicht, welche schematisch die wesentlichen Teile (Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung) eines Ventilsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei Fig. 1A eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem ein Kolben in einer Trennungsposition angeordnet ist, Fig. 1B eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem der Kolben in einer Eingriffsposition angeordnet ist, und Fig. 1C eine Querschnittsansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem der Kolben in einer Eingriffsposition positioniert ist (Schnittansicht entlang des Pfeils IC-IC von Fig. 1B);
Fig. 2 eine Seitenansicht, welche schematisch das Innere eines Zylinderkopfes in einem Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 3 eine (Fig. 4 entsprechende) Schnittabwicklung, welche schematisch das Innere eines Zylinderkopfes in einem Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 eine Schnittabwicklung (Schnittansicht entlang des Pfeils IV-IV von Fig. 5), welche schematisch das Innere eines Zylinderkopfes in einem Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Variante der ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 eine Seitenschnittansicht, welche schematisch das Innere des Zylinderkopfes in einem Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Variante der ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6 eine Seitenansicht, welche schematisch das Innere eines Zylinderkopfes in einem Ventil für einen Verbrennungsmotor gemäß einer weiteren Variante der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 eine Schnittansicht, welche schematisch die wichtigen Teile (Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung) eines Ventilsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei Fig. 7A eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem ein Kolben in einer Trennungsposition positioniert ist, Fig. 7B eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem der Kolben in einer Eingriffsposition positioniert ist, und Fig. 7C eine Querschnittsansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem der Kolben in der Eingriffsposition (Schnittansicht entlang des Pfeils VIIC-VIIC von Fig. 7B positioniert ist);
Fig. 8 eine Schnittansicht, welche schematisch die wesentlichen Teile (Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung) eines Ventilsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wobei Fig. 8A eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem der Kolben in der Trennungsposition positioniert ist, Fig. 8B eine Längsschnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem der Kolben in der Eingriffsposition positioniert ist, und Fig. 8C eine Querschnittsansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem der Kolben in der Eingriffsposition positioniert ist (Schnittansicht entlang des Pfeils VIIIC-VIIIC von Fig. 8B positioniert ist).
Fig. 9 eine Schnittansicht, welche schematisch einen Öldrucksteuermechanismus eines Verbindungsumschaltmechanismus in dem Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 10 eine graphische Darstellung, welche Ventilkennlinien für das Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei Fig. 10A die Kennlinien bei niedriger Drehzahl und Fig. 10B die Kennlinien bei hoher Drehzahl darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche deren bevorzugten Ausführungsformen darstellen.
Fig. 1 und 2 stellen ein Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform dar. Gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2 ist jeder Zylinderkopf 10 in dem oberen Teil jedes Zylinders eines Motors mit zwei Einlaßventilen 11 und 12 und zwei Auslaßventilen 21 und 22 versehen. Das Ventilsystem 30 ist für den Antrieb der Einlaßventile 11 und 12 und der Auslaßventile 21 und 22 vorgesehen.
Das Ventilsystem 30 besteht aus einem Einlaßventilantriebsystem, das die Einlaßventile 11 und 12 antreibt und einen Auslaßventilantriebsystem, das die Auslaßventile 21 und 22 antreibt. Das Einlaßventilantriebsystem besteht aus einer Nockenwelle 31, Nocken 31a bis 31c, welche fest auf der Nockenwelle 31 befestigt sind, einen Einlaßkipphebel (ersten Kipphebel) 32 und Kipphebelarmen 33 bis 35, welche drehbar auf der Kipphebelwelle 32 so gelagert sind, daß sie von den Nocken 31a bis 31c gekippt werden können.
Das Auslaßventilantriebssystem besteht aus der Nockenwelle 31, welche gemeinsam mit dem Einlaßventilantriebssystem genutzt wird, Nocken 31d und 31e, die fest auf der Nockenwelle 31 befestigt sind, einer Auslaßkipphebelwelle 36 (zweiten Kipphebelwelle), Kipphebeln 37 und 38 (in Fig. 1 weggelassen), die drehbar auf der Kipphebelwelle 36 so gelagert sind, daß die von den Nocken 31d und 31e gekippt werden können.
Ferner ist das Einlaßventilantriebssystem des Ventilsystems 30 mit einem variablen Ventilsystem 40 versehen, das einen Verbindungs-Umschaltmechanismus 41 enthält.
Insbesondere weisen die Kipphebelarme (ersten Kipphebelarme) 33 und 34 von den Kipphebelarmen 33 bis 35 des Einlaßventilantriebsystems Einstellschrauben 33a und 34a auf, die an den ihren einen Enden vorgesehen sind und an entsprechenden Schaftenden der Einlaßventile 11 und 12 anliegen. Das Einlaßventil 11 wird als Reaktion auf die Kippbewegung des Kipphebelarms 33 geöffnet und geschlossen, und das Einlaßventil 12 wird als Reaktion auf die Kippbewegung des Kipphebelarms 34 geöffnet und geschlossen.
Der Kipphebelarm 33 besitzt eine Rolle 33b, die an seinem einen Ende vorgesehen ist und an der Niedrigdrehzahl-Nocke (ersten Nocke) 31a mit einem Niedrigdrehzahl-Nockenprofil anliegt, das für eine Niedrigdrehzahlrotation des Motors geeignet ist. Wenn der Kipphebelarm 33 als Reaktion auf die Bewegung der Niedrigdrehzahl-Nocke 31a kippt, wird das Einlaßventil 11 mit einer solchen Kennwerten geöffnet, wie sie durch abwechselnde lange und kurze Strichlinien in Fig. 10A dargestellt ist.
Der Kipphebelarm 34 besitzt eine Rolle 34b, die an seinem anderen Ende vorgesehen ist und an der Niedrigdrehzahl-Nocke (ersten Nocke) 31b mit einem Niedrigdrehzahl-Nockenprofil anliegt, das für eine Niedrigdrehzahlrotation des Motors geeignet ist. Wenn der Kipphebelarm als Reaktion auf die Bewegung der Niedrigdrehzahl-Nocke 31b kippt, wird das Einlaßventil 11 mit solchen Kennlinien, wie sie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 10A dargestellt sind, geöffnet. Im übrigen ist, obwohl in Fig. 10A die Ventilanhebephasen der zwei Niedrigdrehzahl-Nocken 31a und 31b unterschiedlich sind, dieses nur ein Beispiel, während die Ventilanhebephasen der zwei Niedrigdrehzahl-Nocken 31a und 31b identisch sein können.
Andererseits besitzt der Kipphebelarm (zweite Kipphebelarm) 35 einen Eingriffsvorsprung 35a, der an seinem einen Ende ausgebildet ist und mit den Kipphebelarmen 33 und 34 in Eingriff gebracht werden kann. Der Kipphebelarm 35 besitzt eine Rolle 35b, die an seinem einen Ende vorgesehen ist und an der Hochdrehzahl-Nocke (zweite Nocke) 31c anliegt, welche ein Hochdrehzahl-Nockenprofil besitzt, das für eine Hochdrehzahlrotation des Motors geeignet ist.
Ein mit einer Öffnung 153 versehener Zylinder 150 ist in einem Teil der Kipphebelarme 33 und 34 ausgebildet, an deren einem Ende der Kipphebelarm 35 anliegen kann. Der Zylinder besitzt einen darin eingebauten Kolben 151. Im übrigen ist die Form der Öffnung 153 nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt, sondern die Öffnung 153 besitzt alle Formen sofern sie einen Raum bereitstellen kann, in welchen der Eingriffsvorsprung 35a kippen kann.
Drucköl (in der vorliegenden Ausführungsform wird Schmieröl als Drucköl verwendet) wird den Zylinder 150 über Ölkanäle 32a und 32b von der Kipphebelwelle 32 zugeführt. Wenn der interne Öldruck der Zylinder 150 erhöht wird, wird der Kolben durch einen an seinem einen Ende empfangenen Öldruck so angetrieben, daß er in solche Positionen vorsteht, daß er die Öffnung 153 gemäß Darstellung in Fig. 1B verschließt. Andererseits drücken, wenn der interne Öldruck des Zylinders 150 verringert wird, eine Rückstellfeder 152 den Kolben 151 in eine Position außerhalb der Öffnungen 153 gemäß Darstellung in Fig. 1A.
Der Kolben 151 in dem Zylinder 150 und eine Öldrucksteuereinheit 42, die den internen Öldruck des Zylinder 150 steuert, bilden den Verbindungsumschaltmechanismus 41, der die Kipphebelarme 33 und 34 mit dem Kipphebelarm 35 verbindet und davon trennt. Der Verbindungsumschaltmechanismus 41 und das Einlaßventilantriebssystem bilden ein variables Ventilsystem 40.
Es sei angemerkt, daß gemäß Darstellung in Fig. 9 die Öldrucksteuereinheit 42 Schmierölzuführungskanäle 42a bis 42c, durch welche Schmieröl, das aus einer nicht dargestellten Ölwanne, die in unterem Teil des Motors vorgesehen ist, nach oben zu einem Zylinderblock 10 gepumpt wird, dem Ölkanal 32a in der Kipphebelwelle 32 zugeführt wird; ein Ölsteuerventil 42d, das in dem Schmierölzuführungskanal 42c angeordnet ist; und eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung, die den Öffnungsbetrag des Ölsteuerungsventils 42d steuert, aufweist. Ein Filter 42e ist in den Schmierölzuführungskanälen 42a und 42b angeordnet, so daß das Schmieröl gefiltert werden kann und dann dem Zylindern 150 zugeführt werden kann.
Bei der vorstehenden Anordnung wird, wenn die Öldrucksteuereinheit 42 den internen Öldruck in dem Zylinder 150 verringert, der Kolben 151 zurückgezogen (siehe Fig. 1A), so daß ein Raum in der Öffnung 153 des Zylinder 150ausgebildet wird. Daher tritt der Eingriffvorsprung 35a, der an einem Ende des Hebelarms 35 ausgebildet ist, in den Raum der Öffnung 153 ein, wird jedoch niemals mit den Kipphebelarmen 33 und 34 selbst in Kontakt gebracht.
Demzufolge kippen die Kipphebelarme 33 und 34 als Reaktion auf die Bewegung der entsprechenden Nocken 31a und 31b, um die Einlaßventile 11 und 12 gemäß Darstellung durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie zu öffnen und zuschließen.
Andererseits wird, wenn die Öldrucksteuereinheit 42 den internen Öldruck des Zylinders 150 erhöht, der Kolben 151 in die Öffnung 153 des Zylinders 150 vorgeschoben. Wenn der Kipphebelarm 35 kippt, liegt der der an dem einen Ende des Kipphebelarms 35 ausgebildete Eingriffsvorsprung 35a an den Kolben 151 an, um die Kipphebelarme 33 und 34 über den Kolben zu kippen.
Bei dieser Gelegenheit werden die Kipphebelarme 33 und 34 von dem Kipphebelarm 35 angetrieben, so daß sie als Reaktion auf die Bewegung der Hochdrehzahl-Nocke 31c angetrieben werden, während sie von entsprechenden Nocken 31a und 31b abheben. Demzufolge werden die Einlaßventile 11 und 12 dann mit solchen Kennlinien, wie sie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 10B dargestellt sind, in einer für eine Hochdrehzahlrotation des Motors geeigneten Weise geöffnet.
Somit funktioniert die Öldrucksteuerungseinrichtung 42 als eine Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung, welche die Positionen des Kolbens 151 zwischen einer Eingriffsposition, in welcher der Eingriffsabschnitt 35a mit dem Kolben 151 in Eingriff steht und einer Trennungsposition umschaltet, in welcher der Eingriffsvorsprung 35a nicht mit dem Kolben 151 in Eingriff steht.
Im übrigen ist in dem Ventilsystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine spiralförmige Rückstellfeder 152 in einer Weise angeordnet, daß sie von dem Kolben 151 und dem Zylinder 150 aus in einer solchen Richtung exzentrisch ist, daß sie von dem Eingriffsvorsprung weg gerichtet liegt.
Insbesondere ist gemäß Darstellung in Fig. 1A bis 1C der Kolben 151 an seinem einen Ende mit einem konkaven Bereich 151a ausgebildet, welcher von vorne gesehen rund ist, so daß ein Ende (in der vorliegenden Ausführungsform das untere Ende) der Rückstellfeder 152 in dem konkaven Bereich 151a untergebracht werden kann. Andererseits ist der Zylinder 150 an seinem anderen Ende (in der vorliegenden Ausführungsform die nach unten weisende Oberfläche des oberen Teils) mit einem konkaven Bereich 150a ausgebildet, welcher von vorne gesehen rund ist, so daß das andere Ende (in der vorliegenden Ausführungsform das obere Ende) der Rückstellfeder 152 in dem konkaven Bereich 150a untergebracht werden kann.
Die konkaven Bereiche 151a und 150a sind in einer Weise ausgebildet, die zu entsprechenden Achsen des Kolbens 151 und des Zylinders 150 in einer solchen Richtung exzentrisch sind, daß sie von dem Eingriffsabschnitt 35a weg liegen. Demzufolge ist die Rückstellfeder 152, welche beide Ende in den konkaven Bereichen 151a und 150a verriegelt hat, ebenfalls in einer Weise angeordnet, die exzentrisch zu dem Eingriffsabschnitt 35a ist.
Aufgrund der exzentrischen Anordnung ist ein Teil (Eingriffsoberfläche) 154 einer Seite des Kolbens 151 um den konkaven Bereich 151a herum, mit welchem der Eingriffsabschnitt 35a in Eingriff zu bringen ist, dick.
Daher ist, wenn der Kolben 151 bei der Eingriffsposition positioniert ist, die dicke Eingriffsoberfläche 154 innerhalb der Öffnung 153 des Zylinders 150 so positioniert, daß der Eingriffsvorsprung 35 mit der Eingriffsoberfläche 154 in Eingriff steht. Im übrigen ist, wenn der Kolben 151 in der Trennungsposition positioniert ist, der Kolben 151 so zurückgezogen (eingebettet), daß er in dem Zylinder 150 untergebracht ist, so daß die dicke Eingriffsoberfläche 154 außerhalb der Öffnung 153 des Zylinders 150 zu liegen kommt.
Ferner ist ein Federschutzteil 155 auf der Seite des Kolbens 151, mit welcher der Eingriffsvorsprung 35a in Eingriff zu bringen ist, so vorgesehen, daß das Federschutzteil 155 näher an dem Kopf des Kolbens 151 als die Eingriffsoberfläche 154 angeordnet ist.
Wenn der Kolben 151 in der Trennungsposition liegt, ist das Federschutzteil 155 auf einer Verlängerung des Bewegungspfades des Eingriffsabschnittes 35A positioniert, d. h., in der Öffnung 153 des Zylinders 150. Normalerweise wird das Federschutzteil 155 nicht in Kontakt mit den Eingriffsvorsprung 35a gebracht.
Wenn jedoch der Verbindungsumschaltmechanismus 41 nicht betätigt wird, besteht eine Möglichkeit, daß ein nicht normaler Zustand auftritt, in welchem irgendeiner von den Kipphebelarme 33, 34 und 35 nicht als Reaktion auf die Bewegung der entsprechende Nocke 31a, 31b oder 31c angetrieben wird und die relative Positionsbeziehung zwischen dem Eingriffsvorsprung 35a und dem Kolben 151 verändert wird, so daß ein Eintritt des Eingriffsvorsprungs 35a in den Kolben 151 zu der Rückstellfeder 152 bewirkt wird.
In einem solchen Falle wird, da das Federschutzteil 155 die Rückstellfeder 152 schützt, der Eingriffsvorsprung 35a nicht den Kontakt mit der Rückstellfeder 152 gebracht, so daß eine Beschädigung der Rückstellfeder 152 durch den Kontakt mit dem Eingriffsabschnitt 35a verhindert werden kann.
Insbesondere ist die Anordnung so, daß weder der Kolben 151 noch die Rückstellfeder 152 mit dem Eingriffsabschnitt 35a interferiert, wenn der Kolben 151 in der Eingriffsposition in einem normalen Zustand liegt, in welchem die Kipphebelarme 33, 34 und 35 als Reaktion auf die Bewegung der Nocken 31a, 31b und 31c angetrieben werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, da das Federschutzteil 155 zum Schutz der Rückstellfeder 152 innerhalb des Kolbens 151 vorgesehen ist, die Beschädigung der Rückstellfeder 152 zu verhindern, wenn der vorstehend beschriebenen nicht normale Zustand auftritt.
Im übrigen besteht der die Eingriffsoberfläche 154 enthaltende Außenumfang des Kolbens 151 außer dem Federschutzteil 155 aus einer zylindrischen Oberfläche gemäß Darstellung in Fig. 1C, und die Oberfläche des Federschutzteils 155 selbst besteht aus einer teilweise konvexen zylindrischen Oberfläche, welche zu der Achse des Kolbens 151 exzentrisch ist.
Ein Blockierungsstift 156, der verhindert, daß sich der Kolben 151 innerhalb des Zylinders 150 dreht, ist zwischen dem Kolben 151 und dem Zylinder 150 angeordnet. Insbesondere steht der Blockierungsstift 156 von einem von dem Kolben 151 und dem Zylinder 150 hervor, und eine Eingriffsnut mit welcher der Blockierungsstift 156 in Eingriff steht ist in dem anderen einem von dem Kolben 151 und dem Zylinder 150 ausgebildet, so daß der Kolben 151 an einer Drehung innerhalb des Zylinders 150 gehindert ist, während sich der Kolben 151 in der axialen Richtung bewegen kann.
Andererseits besteht die vordere Abschlußfläche des Eingriffsabschnittes 35a, welche an der Eingriffsoberfläche 154 anliegen soll, die aus der konvexen zylindrischen Oberfläche besteht und die mit der Eingriffsoberfläche 154 in Kontakt zu bringen ist, aus einer konkaven zylindrischen Oberfläche, welche der Eingriffsoberfläche 154 entspricht (jedoch mit einen etwas größeren Durchmesser als die Eingriffsoberfläche 154), so daß der Eingriffsvorsprung 35a sicher mit der Eingriffsoberfläche 154 in einem Linienkontakt gebracht werden kann.
Im übrigen werden die Kipphebelarme (ersten Kipphebelarme) 33 und 34 durch dicht dargestellte Rückstellfedern, welche jeweils in den Einlaßventilen 11 und 12 vorgesehen sind, so angedrückt, daß ein Abheben der Kipphebelarme 33 und 34 von den entsprechenden Nocken 31a und 31b verhindert werden kann, während der Kipphebelarm (zweite Kipphebelarm) 35 durch keinerlei Feder angedrückt wird. Aus diesem Grunde ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, die Armfeder 43 vorgesehen, um als das Andruckelement zu dienen, das ein Abheben des Kipphebelarms 35 von der Nocke 31c verhindert.
Es sei angemerkt, daß die Armfeder 43 aus einem Federhauptkörper 43a und einem Gehäuse 43b mit dem darin untergebrachten Hauptfederkörper 43a besteht, so daß die Kraft des Hauptfederkörpers 43a auf den Kipphebelarm 35 über das Gehäuse 43b übertragen werden kann.
Die Armfeder 43 ist in einer Hohlkehle 144a befestigt, die an einem Ende eines Halters 144 ausgebildet ist, und wird von dem Halter 144 gelagert. Der Halter 144 besitzt ein Wellenloch 144b, welches in seinem mittleren Teil ausgebildet ist, und in welches die Kipphebelwelle (Lagerungswelle) 36, welche die Auslaßkipphebelarme (dritten Kipphebelarme) 37 und 38 lagert, eingeführt ist, und ist drehbar auf der Kipphebelwelle 36 gelagert. Der Halter 144 liegt mit seinem anderen Ende 144c auf einem Steg (Auflager) 145 auf, welcher auf den Zylinderkopf 10 in einem stehenden Zustand eingebaut ist.
Insbesondere deshalb, weil der Halter 144 drehbar auf der Kipphebelwelle 36 gelagert ist, wird der Halter 144 gedreht, wenn er die Armfeder 43 lagert. Zur Lösung dieses Problems ist eine Blockierungsstruktur 146, die in der Lage ist, den Halter 144 an einer Drehung um die Kipphebelwelle 36 zu hindern, vorgesehen, welche aus dem Steg 145 und dem anderen Ende (Auflageteil) 144d besteht, welches an dem Steg 145 so anliegt, daß die Blockierungsstruktur 146 die Drehung des Halters 144 in einer solchen Weise begrenzen kann, daß sie die Armfeder 43 lagert.
Da die vorstehend beschriebene Anordnung in dem Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, ragt, wenn die Öldrucksteuereinheit (Kolbenpositions-Umschalteinheit) 42 den internen Öldruck des Zylinders 150 erhöht, die Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 in die Öffnung 153 des Zylinders (siehe Fig. 1B).
Daher liegt, wenn der Kipphebelarm 35 in dem Zustand kippt, in welchen der Kolben 151 vorsteht, der an einem Ende des Kipphebelarms 35 ausgebildete der Eingriffsabschnitt 35a an der Eingriffs jberfläche des Kolbens 151 an, um die Kipphebelarmen 33 und:34 über den Kolben 151 zu kippen.
Der Verbindungsumschaltmechanismus 41 wird nämlich in einem Zustand der Verbindung der Kipphebelarme 33 und 34 mit dem Kipphebelarm 35 gebracht, so daß die Einlaßkipphebelarme 33 und 34 vereint mit dem Kipphebelarm 35 kippen, um die Einlaßventile 11 und 12 gemäß dem Nockenprofil der Hochdrehzahl- Nocke 31c zu öffnen und zu schließen.
Andererseits ziehen sich, wenn die Öldrucksteuereinheit (Kolbenpositions-Umschalteinheit) 42 den internen Öldruck des Zylinders 150 absenkt, die Kolben 33e und 34e zurück (Trennungsposition), um einen Raum in der Öffnung 153 des Zylinders 150 ausbilden (siehe Fig. 1A).
Somit tritt, wenn der Kipphebelarm 35 kippt, der an dem einen Ende des Kipphebelarms 35 ausgebildete Eingriffsvorsprung 35a in den Raum in der Öffnung 153 ein, wird jedoch mit den Kipphebelarmen 33 und 34 selbst nicht in Kontakt gebracht. Daher ist der Verbindungsumschaltmechanismus in einem Zustand der Trennung der Kipphebelarme 33 und 34 von dem Kipphebelarm 35 gebracht, so daß die Einlaßkipphebelarme 33 und 34 ohne Beeinflussung durch die Bewegung des Kipphebelarmes 35 kippen, um die Einlaßventile 11 und 12 gemäß dem Nockenprofil der Niedrigdrehzahl-Nocke 31a oder 31b zu öffnen und zu schließen.
In dem Ventilsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Rückstellfeder 152 in dem Kolben 151 in einer Position angeordnet, die in einer solchen Richtung exzentrisch ist, daß sie von dem Eingriffsvorsprung 35a weg liegt. Dieses ermöglicht es, daß sich der Eingriffsvorsprung 35a in einem weiten Bereich ohne gegenseitige Beeinträchtigung mit der Rückstellfeder 52 bewegen kann, und wenn die Kipphebelarme 33 und 34 als Reaktion auf die Bewegung der Hochdrehzahl-Nocke 31c durch die Betätigung des Kipphebelarms 35 bewegt werden, kann ein ausreichender Ventilhub sichergestellt werden. Ferner ist, da die Rückstellfeder 152 in einer exzentrischen Weise angeordnet ist, die Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151, auf welcher der Eingriffsvorsprung 35a des Kipphebelarms 35 anliegt, dick. Aus diesem Grunde ist selbst in dem Falle, in welchem eine Ventilhubbelastung auf die Eingriffsoberfläche 154 ausgeübt wird, wenn der Eingriffsvorsprung 35a die Eingriffsoberfläche 154 drückt, die Eingriffsoberfläche 154 unwahrscheinlich verformt, und es kann eine ausreichende Steifigkeit eines Kraftübertragungsabschnittes des Ventilsystems sichergestellt werden.
Daher können die Ventile gemäß dem Nockenprofil so gesteuert werden, daß das Ventilsystem sicher seine Fähigkeiten ausführen kann.
Ferner kann eine Torsionsfeder anstelle der Rückstellfeder 152 verwendet werden, welche den Kolben 151 in die Trennungsposition drückt, wobei aber in diesem Falle die Torsionsfeder mit dem Kipphebelarmen in Kontakt gebracht und verschlissen oder beschädigt werden kann. Diesbezüglich ist es, wenn die Rückstellfeder 152 aus einer spiralförmigen Feder, wie in der vorliegenden Ausführungsform besteht, möglich einen Verschleiß und eine Beschädigung der Feder zu verhindern.
Ferner schützt selbst dann, wenn der Eingriffsvorsprung 35a in den Kolben 151 zu der Rückstellfeder 152 hin eintritt, der Federschutz 155 die Rückstellfeder 152, um zu verhindern, daß der Eingriffsabschnitt 35a mit der Rückstellfeder 153 einen Kontakt gebracht wird, um somit die Beschädigung der Rückstellfeder 152 zu verhindern.
Ferner besteht die Eingriffsoberfläche 154 auf dem Außenumfang des Kolbens 151 aus der konvexen zylindrischen Oberfläche, und die vordere Abschlußfläche des Eingriffsvorsprungs 35a, welche an der Eingriffsoberfläche 154 anliegen soll, besteht aus der konkaven zylindrischen Oberfläche, welche der Eingriffsoberfläche 154 entspricht und einen etwas größeren Durchmesser als die Eingriffsoberfläche 154 besitzt. Daher kann der Eingriffsvorsprung 35a sicher in einen Linienkontakt mit der Eingriffsoberfläche 154 gebracht werden, so daß sich die Kipphebelarme 33 und 34 als Reaktion auf die Bewegung des Kipphebelarms 35 in einer zuverlässigen und korrekten Weise bewegen können.
Ferner kann sich, da die Oberfläche des Federschutztelis 155 ebenfalls aus der konvexen zylindrischen Oberfläche besteht, der Eingriffsvorsprung 35a in einen weiten Bereich bewegen.
Es erfolgt nun einer Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine (der Fig. 2 entsprechende) Schnittabwicklung, welche schematisch ein Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. In Fig. 3 sind Elemente und Teile, die denjenigen von Fig. 1 und 2 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl das Einlaßventilantriebssystem, als auch das Auslaßventilantriebssystem als variable Ventilantriebe konfiguriert.
Insbesondere werden ein Kipphebelarm (erster Kipphebelarm) 133, der von der Niedrigdrehzahl-Nocke 31b gekippt wird, und ein Kipphebelarm (zweiter Kipphebelarm) 135, der von der Hochdrehzahl-Nocke 31c gekippt wird, drehbar von der Einlaßkipphebelwelle 32 so gelagert, daß sie kippen können.
Ein erster Verbindungsumschaltmechanismus (Einlaßverbindungsumschaltmechanismus) 41a, der in derselben Weise aufgebaut ist wie der Verbindungsumschaltmechanismus 41 der ersten Ausführungsform, ist zwischen dem Kipphebelarm 133 und dem Kipphebelarm 135 angeordnet.
Ein Ende des Kipphebelarms 133 ist gegabelt, um so die entsprechenden Einlaßventile 11 und 12 anzutreiben. Wenn sich der erste Verbindungs-Umschaltmechanismus 41a in einem Zustand der Trennung des Kipphebelarms 133 von dem Kipphebelarm 135 befindet, kippt der Kipphebelarm 133 gemäß dem Nockenprofil der Niedrigdrehzahl-Nocke 31b ohne durch die Bewegung des Kipphebelarms 135 beeinflußt zu sein, um die Einlaßventile 11und 12 in einer Weise zu öffnen und zu schließen, die für eine Niedrigdrehzahlrotation des Motors gemäß Darstellung durch die durchgezogene Linie in Fig. 10A geeignet ist.
Wenn sich der erste Verbindungsumschaltmechanismus 41a in einem Zustand der Verbindung des Kipphebelarms 133 mit dem Kipphebelarm 135 befindet, kippt der Kipphebelarm 133 vereint mit dem Kipphebelarm 135 gemäß den Nockenprofil der Hochdrehzahl-Nocke 31c über einen Eingriffsvorsprung 135a des Kipphebelarms 135, um die Einlaßventile 11 und 12 in einer Weise zu öffnen und zu schließen, die für eine Hochdrehzahlrotation rieb des Motors gemäß Darstellung durch die durchgezogene Linie in Fig. 10B geeignet ist.
Andererseits sind ein Kipphebelarm 137, der von einer Niedrigdrehzahl-Nocke (dritte Nocke) 31f gekippt wird, und ein Kipphebelarm 139, der von einer Hochdrehzahl-Nocke (vierte Nocke) 31g gekippt wird, drehbar auf der Auslaßkipphebelwelle 36 so gelagert, daß die Kipphebelarme 137 und 139 kippen können. Ein zweiter Verbindungsumschaltmechanismus (Auslaßverbindungsumschalteinheit) 41b, die in derselben Weise wie der Verbindungsumschaltmechanismus 41 der ersten Ausführungsform aufgebaut ist, ist zwischen dem Kipphebelarm 137 und dem Kipphebelarm 139 angeordnet.
Wenn sich der zweite Verbindungsumschaltmechanismus 41b in einem Zustand der Verbindung des Kipphebelarms 137 mit dem Kipphebelarm 139 befindet, kippt der Kipphebelarm 137 vereint mit dem Kipphebelarm 139 gemäß den Nockenprofil der Hochdrehzahl-Nocke 31g über einen Eingriffsvorsprung 139a des Kipphebelarms 139, um die Auslaßventile 21 und 22 in einer Weise zu öffnen und zu schließen, die für eine Hochdrehzahlrotation rieb des Motors geeignet ist.
Ferner sind gemäß Darstellung in Fig. 3 der Kipphebelarm (zweite Kipphebelarm) 135 und der Kipphebelarm 139 mit entsprechenden Armfedern 43A und 43B als ersten und zweiten Andruckelementen versehen, welche verhindern, daß die Kipphebelarme 135 und 139 von den entsprechenden Nocken 31c und 31g abheben.
Im übrigen ist in der Öldrucksteuereinheit (Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung) 42 von jedem der Verbindungsumschaltmechanismen 41a und 41b, wie es in der ersten Ausführungsform der Fall ist, die Rückstellfeder 152, welche den Kolben 151 in die Trennungsposition drückt, in einer Weise angeordnet, daß sie die exzentrisch von dem Kolben 151 und dem Zylinder 150 in einer solchen Richtung ist, daß sie von dem Eingriffsvorsprung 35a weg gerichtet liegt, die Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 dick ausgebildet, und das Federschutzteil 155 dünn in einer Weise ausgebildet, daß sie in einem größeren Umfang als die Eingriffsoberfläche 154 konkav ist.
Da das Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist der Eingriffsvorsprung 35a wie in dem Falle der ersten Ausführungsform in der Lage, sich in einen weiten Bereich zu bewegen, ohne mit der Rückstellfeder 53 aufgrund der exzentrischen Anordnung der Rückstellfeder 152 zu interferieren, und es kann, wenn die Kipphebelarme 33 und 34 als Reaktion auf die Bewegung der Hochdrehzahl-Nocke 31c durch den Betrieb des Kipphebelarmes 35 angetrieben werden, ein ausreichender Ventilhub sichergestellt werden.
Ferner kann, da in dem Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Eingriffsoberfläche 154 dick ausgebildet ist, eine ausreichende Steifigkeit eines Kraftübertragungsabschnittes des Ventilsystems sichergestellt werden, und das Ventilsystem kann sicher seine Fähigkeiten ausführen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Zunahme in der Größe des Kolbens sowie die Zunahme in der Größe und dem Gewicht des Ventilsystems und der für das Umschalten der Position des Kolbens benötigten Antriebsleistung zu vermeiden und eine ausreichende Elastizität der Rückstellfeder sicherzustellen, während gleichzeitig dieselben Vorteile wie in der ersten Ausführungsform geboten werden.
Ferner schützt, selbst wenn der Eingriffsvorsprung 35a in den Kolben 151 zur Rückstellfeder 152 hin eintritt, das Federschutzteil 155 die Rückstellfeder 152, um eine Beschädigung der Rückstellfeder 152 zu verhindern.
Es erfolgt nun eine Beschreibung von Varianten der ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 und 5 stellen eine erste Variante der vorliegenden Erfindung dar, in welcher die Armfeder 43 als das Andruckelement vorgesehen ist, welches den Kipphebelarm 35 andrückt. Die Armfeder 43 besteht aus dem Federhauptkörper 43a und dem Gehäuse 43b mit der darin eingebauten Armfeder 43a, so daß die Kraft des Federhauptkörpers 43a auf den Kipphebelarm 35 über das Gehäuse 43b übertragen werden kann. Wie es durch abwechselnde lange und zwei kurze Strichlinien in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Armfeder 43 so aufgebaut, daß ein Steg (Auflager oder Vorsprung) 45 in einem stehenden Zustand in einem Raum eingebaut ist, der in dem oberen Teil des Zylinderkopfes 10 (in der Umgebung der Auslaßkipphebelwelle 36) ausgebildet ist, und der Halter 44 in die Lagerung 45 durch die Befestigungsschraube 46 eingeschraubt und daran befestigt ist.
Fig. 6 stellt eine zweite Variante der ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, in welcher ein Schraubenloch, in welche eine Befestigungsschraube 46a eingeschraubt wird, in die Kipphebelwelle 36 eingebohrt ist und ein Halter 44A direkt auf der Kipphebelwelle 36 durch die Befestigungsschraube 46a befestigt ist.
Obwohl die ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einigen Details im Rahmen einer Veranschaulichung für die Zwecke der Klarheit des Verständnisses beschrieben wurde, dürfte es offensichtlich sein, daß bestimmte Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche ausgeführt werden können.
Beispielsweise ist, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen das Federschutzteil 155 vorgesehen ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern das Federschutzteil 155 kann insofern weggelassen werden, da keine Möglichkeit besteht, daß der Eingriffsvorsprung 35a in Kontakt mit der Rückstellfeder 135 in dem Kolben 151 gebracht wird. In diesem Falle kann sich der Eingriffsvorsprung 35a in einem weiteren Bereich bewegen, ohne mit der Rückstellfeder 152 zu interferieren.
Ferner ist, obwohl in den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen die durch die Niedrigdrehzahl- Nocke angetriebenen Kipphebelarme 33, 34, 133 jeweils mit dem Zylinder, Kolben und der Öffnung versehen sind, und die von der Hochdrehzahl-Nocke angetriebenen Kipphebelarme 35, 135 jeweils mit dem Eingriffsvorsprung versehen sind, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es können im Gegensatz dazu die Kipphebelarme 33, 34, 133 jeweils mit einem Eingriffsvorsprung ausgestattet sein, und die Kipphebelarme 35, 135 können jeweils mit einem Zylinder, Kolben und einer Öffnung versehen sein.
Es erfolgt nun eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht, welche schematisch das Innere eines Zylinderkopfs in einem Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In Fig. 7 werden Elemente und Teile, welche denjenigen von Fig. 1 entsprechen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung hier unterlassen.
In dem Ventilsystem gemäß der dritten Ausführungsform ist gemäß Darstellung in Fig. 7A, wenn der Kolben 151 sich in der Trennungsposition befindet, die Anordnung so, daß ein Ende 154a der Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 leicht über eine die Öffnung 153 des Zylinders 150 zu der Öffnung 153 hin bildende Kantenfläche 153a hinausragt.
Ferner ist gemäß Darstellung in Fig. 7A über der Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 eine Aussparung (Aushöhlung) 157 angrenzend an das obere Ende der Eingriffsoberfläche 154 ausgebildet. Wenn sich der Kolben 151 in der Trennungsposition befindet, ist die Auskerbung 157 innerhalb der Öffnung 153 positioniert, so daß der Eingriffsvorsprung 35a sich tief in die Aussparung 157 hinein bewegen kann, ohne mit den Kolben 151 zu interferieren.
Da das Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, können Effekte wie nachstehend beschrieben zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Insbesondere in der dritten Ausführungsform gemäß Darstellung in Fig. 7A ragt, wenn sich der Kolben 151 in der Trennungsposition befindet, daß Ende 154a der Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 etwas über die die Öffnung 153 des Zylinders 150 zu der Öffnung 153 hin bildende Abschlußfläche 153a, hinaus, wodurch die nachstehenden Effekte erhalten werden können.
Insbesondere wird angenommen, daß zu einem Zeitpunkt, an dem der Kolben 151 etwas angehoben wurde, der Eingriffsvorsprung 35a in einem lokalen Kontakt mit einer Eingriffsoberfläche 154 des Kolbens 151 gebracht wird, so daß eine zu große Kontaktbelastung auf die Eingriffsoberfläche 154 aufbracht wird, und das Ende 154a der Eingriffsoberfläche 154 elastisch verformt wird, so daß es sich über den Umfang des Kolbens 151 hinaus ausdehnt.
In einem derartigen Falle ragt das plastisch verformte Ende 154a zu der Öffnung 153 des Zylinders 150 hin, tritt aber nicht in den Zylinder 150 ein, und somit wird das Ende 154a der Eingriffsoberfläche 154 niemals an der die Öffnung 153 des Zylinders 150 bildenden Kantenfläche 153a festgehalten.
Daher ist es möglich, die Verschlechterung des Ansprechverhaltens beim Umschalten der Position des Kolbens zu verhindern, und es ist natürlich auch möglich, das Problem zu verhindern, daß der Kolben blockiert, was es schwierig macht, die Position des Kolbens umzuschalten. Demzufolge ist es möglich, ein günstiges Umschaltverhalten der Öldruck-Steuereinheit (Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung) 42, d. h., ein günstiges Umschaltverhalten des Verbindungsumschaltmechanismus 41 aufrecht zu erhalten.
Ferner ist es möglich, die Möglichkeit, daß das Ansprechverhalten bei der Umschaltung der Position des Kolbens 151 aufgrund einer Leckage des Umschaltöldruckes durch ein vergrößertes Kolbenspiel, wie z. B. in dem Falle, in welchem der Außendurchmesser eines Kolbens kleiner als der Innendurchmesser eines Zylinders ist, zu eliminieren, und zu verhindern, daß der Kolben 151 und der Eingriffsvorsprung 35a aufgrund einer Verschlechterung des Ansprechverhaltens beim Umschalten der Position des Kolbens 151 verschlissen oder verformt wird.
Natürlich interferiert, da das Ende 154a der Eingriffsoberfläche 154 nur leicht über die Kantenfläche (Kante) 153a der Öffnung 153 zu der Öffnung 153 hin hinausragt, das Ende 154a niemals mit den Eingriffsvorsprung 35a, welcher sich in die Öffnung 153 bewegt, wenn sich der Kolben 151 in der Trennungsposition befindet.
Umgekehrt muß der Vorsprungbetrag des Endes 154a der Eingriffsoberfläche 154 so eingestellt sein, daß das Ende 154a niemals mit dem sich in die Öffnung 153 hinein bewegenden Eingriffsvorsprung 35a interferiert, wenn sich der Kolben 151 in der Trennungsposition befindet.
Fig. 8 ist eine (Fig. 7 entsprechende) Schnittansicht, welche schematisch die wesentlichen Teile (Kolbenpositions- Umschaltvorrichtung) eines Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Man beachte, daß Elemente und Teile in Fig. 8, welche denjenigen von Fig. 7 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Das Ventilsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von den der ersten und dritten Ausführungsformen dahingehend, daß eine Rückstellfeder 52 nicht zu der Achse des Kolbens 51 oder eines Zylinders 50 exzentrisch ist, sondern zu der der dritten Ausführungsform dahingehend ähnlich ist, daß, wie in Fig. 8A dargestellt ist, wenn der Kolben 51 sich in der Trennungsposition befindet, ein Ende 54a der Eingriffsoberfläche 54 des Kolbens 51 leicht über eine Kantenfläche 53a hinausragt, welche eine Öffnung 53 des Zylinders 50 zu der Öffnung 53 hin bildet.
Ferner ist gemäß Darstellung in Fig. 8A über der Eingriffsoberfläche 54 des Kolbens 51 eine Auskerbung (Aushöhlung) 57 angrenzend an das obere Ende der Eingriffsoberfläche 54 vorgesehen, und wenn sich der Kolben 51 in der Trennungsposition befindet, ist die Auskerbung 57 innerhalb der Öffnung 53 so positioniert, daß der Eingriffsvorsprung 35a sich in die Auskerbung 57 bewegen kann ohne mit dem Kolben 51 zu interferieren.
Da das Ventilsystem für den Verbrennungsmotor gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, ragt wie in dem Falle der dritten Ausführungsform, selbst wenn das Ende 45a der Eingriffsoberfläche 54 sich plastisch verformt wird, so daß es sich über den Umfang des Kolbens 51 hinaus ausdehnt, das verformte Ende 54a zu der Öffnung 53 des Zylinders 50 hin, tritt aber niemals in den Zylinder 50 ein.
Daher wird das Ende 54a der Eingriffsoberfläche 54 niemals an der die Öffnung 53 des Zylinders 50 bildenden Kantenfläche 53a festgehalten. Demzufolge ist es möglich, die Verschlechterung des Ansprechverhaltens beim Umschalten der Position des Kolbens zu verhindern und natürlich ist es auch möglich, die Möglichkeit zu eliminieren, daß der Kolben 51 blockiert, was es schwierig macht, die Position des Kolbens 51 umzuschalten.

Claims

1. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor, welches aufweist:
einen ersten Kipphebelarm (33, 133, 137), der mit seinem einen Ende mit einem von einem Einlaßventil oder einem Auslaßventil verbunden ist, der auf einer ersten Kipphebelwelle so gelagert ist, daß er kippen kann, und der von einer ersten Nocke angetrieben wird;
einen zweiten Kipphebelarm (35, 135, 139), der auf der ersten Kipphebelwelle so gelagert ist, daß der zweite Kipphebelarm kippen kann, der benachbart zu dem ersten Kipphebelarm angeordnet ist, und der von einer zweiten Nocke mit einem unterschiedlichen Nockenprofil gegenüber dem der ersten Nocke angetrieben wird; und
einen Zylinder (50, 150), welcher in einem von den ersten und zweiten Kipphebelarmen ausgebildet ist;
einen Kolben (51, 151) der verschiebbar in dem Zylinder ausgebildet ist;
einen Eingriffsvorsprung (35a, 135a, 139a), der in einer Weise angeordnet ist, daß er aus dem anderen von den ersten und zweiten Kipphebelarmen hervorsteht und mit einem Eingriffsteil in Eingriff stehen kann, das in dem Kolben ausgebildet ist; und
eine Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung (41, 41a, 41b), die eine Position des Kolbens zwischen einer Eingriffsposition, in welcher der Eingriffsvorsprung mit dem Kolben in Eingriff steht und einer Trennungsposition, in welcher der Eingriffsvorsprung nicht mit dem Kolben in Eingriff steht, umschaltet;
wobei die Kolbenpositions-Umschaltvorrichtung eine Rückstellfeder (52, 152) aufweist, die den Kolben in die Trennungsposition drückt; und
die Rückstellfeder (52, 152) in einer Weise angeordnet ist, daß sie exzentrisch zu dem Kolben in einer solchen Richtung befindet, daß sie von dem Eingriffsvorsprung weg liegt.

2. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Kolben (151) mit einem konkaven Bereich (151a) ausgebildet ist, in welchem ein Ende der Rückstellfeder untergebracht ist; und
ein das Eingriffsteil (154) enthaltender dicker Abschnitt auf einer Seite des Kolbens, mit welchem der Eingriffsvorsprung in Eingriff zu bringen ist, und um den konkaven Bereich des Kolbens herum ausgebildet ist, und der dicke Abschnitt außerhalb des Zylinders angeordnet ist, wenn der Kolben in der Eingriffsposition positioniert ist, und der dicke Abschnitt in dem Zylinder untergebracht ist, wenn der Kolben in der Trennungsposition positioniert ist.

3. Ventil für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Kolben (150) ein zylindrischen Teil aufweist, in welchem ein dicker Abschnitt ausgebildet ist, und das in dem dicken Abschnitt ausgebildete Eingriffsteil eine zylindrische Oberfläche aufweist; und
ein Auflageteil des Eingriffsvorsprungs, das auf den Eingriffsteil aufliegt als eine konkave Oberfläche entlang dem Eingriffsteil ausgebildet ist.

4. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rückstellfeder (152) eine Verlängerung eines Kipppfades des Eingriffsvorsprungs im Bezug auf den Kolben ist; und
auf einer Seite des Kolbens, mit welcher der Eingriffsvorsprung in Eingriff zu bringen ist, ein Federschutzteil (155) zur Positionierung auf einer Verlängerung des Kippfades des Eingriffsvorsprungs vorgesehen ist, um die Rückstellfeder abzudecken, wenn der Kolben in der Trennungsposition positioniert ist.

5. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, wobei das Federschutzteil (155) als eine zylindrische Oberfläche entlang der konkaven Oberfläche des Eingriffsabschnittes ausgebildet ist.

6. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Ende des Eingriffsteils (54, 154) des Kolbens (50, 150) so angeordnet ist, daß es von einer Abschlußfläche des Kolbens hervorsteht, wenn der Kolben in der Trennungsposition positioniert ist.

7. Ventilsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein konkaver Bereich (53, 153) in einem Teil des Kolbens (50, 150) ausgebildet ist, welcher auf einem Kippfad des Eingriffsvorsprungs positioniert ist, wenn der Kolben in der Trennungsposition positioniert ist.