DE112005002054B4 - Variable Ventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Variable Ventilbetätigungsvorrichtung zum mechanischen Ändern der Betriebseigenschaft eines Ventils (104) in Bezug auf die Drehung einer Nockenwelle (120), wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung Folgendes aufweist:
einen Antriebsnocken (122) der Nockenwelle (120);
eine Steuerwelle (132), die parallel zu der Nockenwelle (120) positioniert ist und zu einem Ändern der Drehposition in kontinuierlicher Weise oder schrittweise in der Lage ist;
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Steuerwelle (132) derart, dass diese in einer Drehposition fixiert ist, die einem erwünschten Ventilanhebebetrag entspricht;
ein Schwenkelement (150), das an der Steuerwelle (132) angeordnet ist und um die Steuerwelle (132) herum schwenken kann;
eine Schwenknockenfläche (152a, 152b), die an dem Schwenkelement (150) ausgebildet ist und eine Nicht-Betätigungsfläche (152a), die unter feststehendem Abstand zur Drehachse der Steuerwelle (132) ausgebildet ist, und eine Betätigungsfläche (152b) aufweist, die sich an die Nicht-Betätigungsfläche (152a) unmittelbar anschließt und so ausgebildet ist, dass der Abstand von der Drehachse der Steuerwelle...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung, die dazu in der Lage ist, die Betriebseigenschaft von einem Ventil mechanisch zu ändern.
  • Hintergrund des Standes der Technik
  • Eine im Stand der Technik bekannte variable Ventilbetätigungsvorrichtung, die beispielsweise in der JP 2003-239 712 A offenbart ist, ändert mechanisch den Ventilanhebebetrag und die Ventilzeit in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors. Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung (die nachstehend als Technologie des Standes der Technik bezeichnet ist), die in der JP 2003-239 712 A beschrieben ist, ist ein Steuerarm an einer Steuerwelle befestigt, die parallel zu einer Nockenwelle positioniert ist. Ein Ende eines Mitnehmers (Folgeeinrichtung) ist über dem Steuerarm eingebaut und kann frei schwenken. Ein Schwenknocken ist über der Steuerwelle eingebaut und kann frei schwenken, und ein Schwenkarm wird gegen die Oberfläche von dem Schwenknocken gedrückt. Eine erste Rolle und eine zweite Rolle, die unabhängig voneinander sich drehen können, sind konzentrisch über dem Mitnehmer eingebaut. Die erste Rolle steht in Kontakt mit einem Ventilnocken der Nockenwelle, wohingegen die zweite Rolle in Kontakt mit einer flachen Oberfläche (Kontaktfläche) steht, die entgegengesetzt zu der Schwenknockenfläche von dem Schwenknocken ausgebildet ist.
  • Wenn sich die Steuerwelle dreht, um die Drehposition des Steuerarms in einer Situation zu ändern, bei der der vorstehend beschriebene Aufbau angewendet wird, wird der Mitnehmer versetzt, um den Abstand zwischen der Steuerwelle und der Kontaktposition zwischen dem Schwenkarm und der zweiten Rolle zu ändern, wodurch sich der Anhebebetrag von dem Ventil ändert. Des Weiteren ändert sich die Ventilzeit gleichzeitig, wenn die Umfangsposition von dem Ventilnocken, der mit der ersten Rolle an der gleichen Drehposition der Nockenwelle in Kontakt gelangt, sich ändert. Anders ausgedrückt kann die in der JP 2003-239 712 A beschriebene Technologie des Standes der Technik gleichzeitig den Anhebebetrag des Ventils und die Ventilzeit ändern durch die Anwendung eines Motors zum Steuern der Drehposition von der Steuerwelle.
  • Inklusive der vorstehend erwähnten Druckschrift sind der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung die folgenden Druckschriften als Stand der Technik, der zu der vorliegenden Erfindung zugehörig ist, bekannt:
    • JP 2003-239 712 A ,
    • JP 2002-371 816 A ,
    • JP 7-63 023 A und
    • JP 2004-108 302 A
  • Offenbarung der Erfindung
  • Wenn die Technologie des Standes der Technik, die in der JP 2003-239 712 A beschrieben ist, angewendet wird, überträgt der Ventilnocken eine Antriebskraft zu dem Schwenknocken über eine Rolle. Die Rolle schwenkt um einen Drehpunkt des Mitnehmers gemäß der Drehung von dem Ventilnocken. Der Schwenknocken schwenkt dann um die Steuerwelle in Koordination mit dem Schwenken der Rolle. In einem derartigen Fall drückt die Rolle nicht nur die Kontaktfläche des Schwenknockens, sondern rollt auch entlang der Kontaktfläche so, dass sie sich abwechselnd nach vorn und zurück bewegt. Genauer gesagt ist, während die Rolle mit einem Nockenbasiskreis des Ventilnockens in Kontakt steht, die Rolle an einem Führungsende der Kontaktfläche des Schwenknockens positioniert. Daher bewegt sich, wenn der Ventilnocken sich zum Anheben der Rolle dreht, die Position der Rolle an der Kontaktfläche des Schwenknockens zu der Steuerwelle hin. Wenn die Rolle entlang der Kontaktfläche der vorstehend beschriebenen Art und Weise sich hin- und hergehend bewegt, wird die Drehbewegung des Ventilnockens in eine Schwenkbewegung des Schwenknockens und in eine hin- und hergehende Bewegung der Rolle an der Kontaktfläche aufgeteilt. Dies führt zu einer Abnahme bei der Effizienz der Antriebskraftübertragung von der Nockenwelle zu dem Ventil.
  • Die vorliegende Erfindung soll das vorstehend erörterte Problem lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung zu schaffen, die einen Verlust bei der Antriebskraftübertragung zwischen der Nockenwelle und dem Ventil verringern kann.
  • Die vorstehend dargelegte Aufgabe ist durch eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. Eine Weiterbildung ist in Anspruch 2 aufgezeigt. Eine Alternative ist Gegenstand des Anspruchs 3.
  • Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung ändert mechanisch die Betriebseigenschaft eines Ventils relativ zu der Drehung einer Nockenwelle. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung weist Folgendes auf: einen Antriebsnocken, der über der Nockenwelle eingebaut ist; eine Steuerwelle, die parallel zu der Nockenwelle positioniert ist und zu einem Ändern der Drehposition in kontinuierlicher Weise oder schrittweise in der Lage ist; ein Schwenkelement, das über der Steuerwelle eingebaut ist und um die Steuerwelle herum schwenken kann; eine Schwenknockenfläche, die an dem Schwenkelement ausgebildet ist, mit einem Ventilstützelement in Kontakt gelangt, das das Ventil stützt, und das Ventil in eine Anheberichtung drückt; eine Gleitfläche, die an dem Schwenkelement so ausgebildet ist, dass sie dem Antriebsnocken zugewandt ist; eine Zwischenrolle, die zwischen dem Antriebsnocken und dem Schwenkelement positioniert ist und mit sowohl der Gleitfläche als auch einer Nockenfläche von dem Antriebsnocken in Kontakt gelangt; ein Steuerelement, das an der Steuerwelle befestigt ist und einen Schwenkdrehpunkt an einer Position hat, die exzentrisch zu der Mitte von der Steuerwelle ist; und ein Koppelelement, das die Zwischenrolle in einer derartigen Weise stützt, das diese sich frei drehen kann, und das die Zwischenrolle mit dem Schwenkdrehpunkt in einer derartigen Weise koppelt, das ein freies Schwenken ermöglicht wird; wobei dann, wenn die Steuerwelle bei einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, der Schwenkdrehpunkt entgegengesetzt zu der Zwischenrolle in Bezug auf die Steuerwelle positioniert ist.
  • Wenn bei der vorliegenden Erfindung die Nockenwelle sich dreht, wird ihre Drehbewegung von der Nockenfläche des Antriebsnockens zu der Gleitfläche des Schwenkelementes über die Zwischenrolle übertragen und zu einer Schwenkbewegung des Schwenkelementes umgewandelt. In einem derartigen Fall weicht die Drehortskurve von der Zwischenrolle, die um den Schwenkdrehpunkt ausgemittelt ist, von der Drehortskurve der Gleitfläche, die um die Steuerwelle herum ausgemittelt ist, ab aufgrund der Abweichung zwischen dem Schwenkdrehpunkt und der Steuerwelle. Somit bewegt sich die Zwischenrolle hin und her entlang der Gleitfläche. Wenn die Steuerwelle an einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, wird der Schwenkdrehpunkt so angeordnet, dass die Steuerwelle zwischen dem Schwenkdrehpunkt und der Zwischenrolle positioniert ist. Dadurch wird die Abweichung zwischen der Drehortskurve der Zwischenrolle und der Drehortskurve der Gleitfläche verringert, wodurch die hin- und hergehende Bewegung der Zwischenrolle entlang der Gleitfläche behindert wird. Als ein Ergebnis kann das Ventil mit einer hohen Effizienz angehoben werden, indem der Verlust der Antriebskraftübertragung zwischen der Nockenwelle und dem Ventil verringert wird.
  • Ein Teil der Last, die die Zwischenrolle von dem Antriebsnocken aufnimmt, wird zu dem Schwenkdrehpunkt über das Koppelelement eingebracht. Die Steuerwelle wird in Abhängigkeit von der Richtung der Last, die auf den Schwenkdrehpunkt eingebracht wird, per Moment gedreht. Die Kraft, die die Zwischenrolle von dem Antriebsnocken aufnimmt, variiert mit der Drehung des Antriebsnockens. Daher variiert, wenn das Moment der Steuerwelle mitgeteilt wird, die Größe des mitgeteilten Moments ebenfalls mit der Drehung des Antriebsnockens. Wenn das der Steuerwelle mitgeteilte Moment variiert, kann die Steuerwelle sich verdrehen, so dass die Drehposition variiert, wodurch die Steuergenauigkeit abnimmt. Jedoch wird, während die Steuerwelle in einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, der Schwenkdrehpunkt entgegengesetzt zu der Zwischenrolle in Bezug auf die Steuerwelle positioniert. Da dadurch das Moment verringert wird, das der Steuerwelle mitgeteilt wird, wird die Schwankung der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Momentschwankung ergibt, behindert. Folglich ist bei der vorliegenden Erfindung es möglich, eine variable Steuerung über die Betriebseigenschaft von dem Ventil mit hoher Genauigkeit auszuüben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung der Schwenkdrehpunkt, die Steuerwelle und die Zwischenrolle, im Wesentlichen auf einer Gerade liegend, zueinander ausgerichtet sein.
  • Dadurch wird die Abweichung zwischen der Drehortskurve der Zwischenrolle, die um den Schwenkdrehpunkt herum ausgemittelt ist, und der Drehortskurve der Gleitfläche, die um die Steuerwelle herum ausgemittelt ist, minimal gestaltet. Die hin- und hergehende Bewegung der Zwischenrolle entlang der Gleitfläche wird dann so minimal gestaltet, dass das Ventil mit einer hohen Effizienz angehoben werden kann. Des Weiteren ist es ebenfalls möglich, die Variation der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Momentvariation ergibt, minimal zu gestalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung die vorbestimmte Drehposition eine Drehposition sein, die einen maximalen Anhebebetrag dem Ventil mitteilt.
  • Bei einer Drehposition, die den maximalen Anhebebetrag dem Ventil mitteilt, wird der Schwenkdrehpunkt so positioniert, dass die Steuerwelle zwischen dem Schwenkdrehpunkt und der Zwischenrolle angeordnet ist. Dies ermöglicht ein maximales Gestalten der Effizienz der Antriebskraftübertragung von der Nockenwelle zu dem Ventil, wenn die maximale Last erzeugt wird. Da des Weiteren das der Steuerwelle mitgeteilte Moment minimal gestaltet ist, wird die Variation der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Momentvariation ergibt, selbst dann verhindert, wenn die maximale Last erzeugt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist alternativ bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung die vorbestimmte Drehposition die am häufigsten angewendete Drehposition.
  • Bei der am häufigsten angewendeten Drehposition wird der Schwenkdrehpunkt so positioniert, dass die Steuerwelle zwischen dem Schwenkdrehpunkt und der Zwischenrolle angeordnet ist. Dies ermöglicht ein maximales Gestalten der Effizienz der Antriebskraftübertragung von der Nockenwelle zu dem Ventil bei der häufigsten Situation. Des Weiteren ist es ebenfalls möglich, die Variation der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Momentvariation ergibt, bei der häufigsten Situation minimal zu gestalten.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Seitenansicht von dem Aufbau von einer variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die 2A und 2B zeigen, wie die variable Ventilbetätigungsvorrichtung während eines großen Anhebebetrages arbeitet, und insbesondere zeigt 2A einen Zustand, der dann vorherrscht, wenn ein Ventil geschlossen wird, und 2B zeigt einen Zustand, der dann vorherrscht, wenn das Ventil geöffnet wird.
  • Die 3A und 3B zeigen, wie die variable Ventilbetätigungsvorrichtung während eines geringen Anhebebetrages arbeitet, und insbesondere zeigt 3A einen Zustand, der dann vorherrscht, wenn das Ventil geschlossen wird, und 3B zeigt einen Zustand, der dann vorherrscht, wenn das Ventil geöffnet wird.
  • 4 zeigt die Beziehung zwischen einem Ventilanhebebetrag und der Position von einer Schwenkarmrolle an einer Schwenknockenfläche.
  • 5 zeigt die Beziehung zwischen der Ventilzeit und dem Anhebebetrag.
  • Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
  • Aufbau der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt eine Seitenansicht von dem Aufbau einer variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 hat einen mechanischen Ventilzug der Schwenkarmart. Ein Antriebsnocken 122, der über einer Nockenwelle 120 eingebaut ist, wandelt eine Drehbewegung der Nockenwelle 120 in einer Schwenkbewegung eines Schwenkarms (Ventilbetätigungselement) 110 um. Die Schwenkbewegung von dem Schwenkarm wird dann in eine Vertikalanhebebewegung eines Ventils 104 umgewandelt, das durch den Schwenkarm 110 gestützt wird. Der Antriebsnocken 122 hat zwei Nockenflächen 124a und 124b, die sich in Hinblick auf das Profil unterscheiden. Eine Nockenfläche, die eine Nicht-Betätigungsfläche 124a ist, ist eine Umfangsfläche von einem Nockenbasiskreis und ist mit einem feststehenden Abstand von der Drehachse der Nockenwelle 120 ausgebildet. Die andere Nockenfläche, die eine Betätigungsfläche 124b ist, ist so ausgebildet, dass der Abstand von der Drehachse der Nockenwelle 120 allmählich zunimmt und dann nach der Spitze allmählich abnimmt. In dieser Druckschrift wird der Ausdruck „Antriebsnockenfläche 124” dann verwendet, wenn die Nicht-Betätigungsfläche 124a und die Betätigungsfläche 124b nicht voneinander unterschieden werden.
  • Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 treibt der Antriebsnocken 122 nicht direkt den Schwenkarm 110 an. Ein Einstellmechanismus 130 ist zwischen dem Antriebsnocken 122 und dem Schwenkarm 110 positioniert. Der Einstellmechanismus 130 kann die Koordination zwischen der Drehbewegung des Antriebsnockens 122 und der Schwenkbewegung des Schwenkarms 110 kontinuierlich ändern. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 kann eine variable Steuerung über den Einstellmechanismus 110 ausüben, um die Schwenkbewegung und die Schwenkzeit von dem Schwenkarm 110 zu variieren, und den Anhebebetrag und die Ventilzeit von dem Ventil 104 kontinuierlich ändern.
  • Wie dies nachstehend beschrieben ist, weist der Schwenkarm 110 hauptsächlich eine Steuerwelle 132, einen Steuerarm 162, einen Verbindungsarm 164, einen Schwenknockenarm 150, eine erste Rolle 172 und eine zweite Rolle 174 auf. Die Position von der Steuerwelle 132 relativ zu der Nockenwelle 120 ist so fixiert, dass die Steuerwelle 132 parallel zu der Nockenwelle 120 ist. Die Drehposition von der Steuerwelle 132 kann wunschgemäß durch einen Aktuator (beispielsweise einen Motor), der nicht gezeigt ist, eingestellt werden.
  • Der Steuerarm 162 ist an der Steuerwelle 132 in einer einstückigen Art und Weise befestigt. Der Steuerarm 162 ragt radial von der Steuerwelle 132 vor, und der Vorsprung ist mit einem bogenförmigen Verbindungsarm 164 versehen. Ein Zapfen 166 wird verwendet, um das nachlaufende Ende von dem Verbindungsarm 164 mit dem Steuerarm 162 so zu kuppeln, dass der Verbindungsarm 164 sich frei drehen kann. Der Zapfen ist exzentrisch zu der Mitte von der Steuerwelle 132 positioniert und dient als ein Schwenkdrehpunkt für den Verbindungsarm 164.
  • Der Schwenknockenarm 150 ist durch die Steuerwelle 132 gestützt und kann schwenken. Das Führungsende von dem Schwenknockenarm 150 ist stromaufwärtig in der Drehrichtung des Antriebsnockens 122 positioniert. Eine Gleitfläche 156, die mit der zweiten Rolle 174 in Kontakt gelangt, ist an der Seite ausgebildet, an der der Schwenknockenarm 150 dem Antriebsnocken 122 zugewandt ist. Die Gleitfläche 156 ist allmählich gekrümmt zu dem Antriebsnocken 122 hin und ist so ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Antriebsnocken 122 und dem Nockenbasiskreis (Nicht-Betätigungsfläche 124a) zunimmt bei einer Zunahme des Abstandes von der Mitte der Steuerwelle 132, die ein Schwenkmittelpunkt ist.
  • Eine Schwenknockenfläche 152 ist an der Seite ausgebildet, die zu der Gleitfläche 156 des Schwenknockenarms 150 entgegengesetzt ist. Die Schwenknockenfläche 152 weist eine Nicht-Betätigungsfläche 152a und eine Betätigungsfläche 152b auf, die verschiedene Profile haben. Die Nicht-Betätigungsfläche 152a ist eine Umfangsfläche des Nockenbasiskreises und ist bei einem feststehenden Abstand von der Mitte der Steuerwelle 132 ausgebildet. Die andere Fläche, die die Betätigungsfläche 152b ist, ist zu dem Führungsende des Schwenknockenarms 150 hin positioniert, sanft übergehend und angrenzend bzw. fortlaufend zu der Nicht-Betätigungsfläche 152a mit dieser verbunden und so ausgebildet, dass der Abstand von der Mitte der Steuerwelle 132 (das heißt die Nockenhöhe) allmählich zunimmt mit der Abnahme des Abstandes zu dem Führungsende von dem Schwenknockenarm 150. In dieser Druckschrift wird der Ausdruck „Schwenknockenfläche 152” dann verwendet, wenn die Nicht-Betätigungsfläche 152a und die Betätigungsfläche 152b nicht voneinander unterschieden werden.
  • Die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174 sind zwischen der Gleitfläche 156 des Schwenknockenarms 150 und der Antriebsnockenfläche 124 von dem Antriebsnocken 122 positioniert. Die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174 sind beide durch eine Kupplungswelle 176 gestützt, die an dem Führungsende von dem Verbindungsarm 164 befestigt ist, und können sich frei drehen. Da der Verbindungsarm 164 an dem Zapfen 166 schwenken kann, können die Rollen 172 und 174 entlang der Gleitfläche 156 und der Antriebsnockenfläche 124 schwenken, während ein feststehender Abstand von dem Zapfen 166 beibehalten wird. Der Antriebsnocken 122 und der Schwenknockenarm 150 sind in axialer Richtung versetzt. Daher steht die erste Rolle 172 mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt und die zweite Rolle 174 steht mit der Gleitfläche 156 in Kontakt.
  • Der Schwenknockenarm 150 ist mit einer (nicht dargestellten) so genannten Rückstellfeder (lost motion spring) versehen. Die Rückstellfeder ist eine Kompressionsfeder (Druckfeder). Die Kraft der Rückstellfederfeder drückt nicht nur die Gleitfläche 156 gegen die zweite Rolle 174, sondern drückt auch die erste Rolle 172, die koaxial und einstückig mit der zweiten Rolle 174 ist, gegen die Antriebsnockenfläche 124. Die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174 sind so positioniert, dass sie zwischen der Gleitfläche 156 und der Antriebsnockenfläche 124 positioniert sind.
  • Der Schwenkarm 110 ist unterhalb des Schwenknockenarms 150 positioniert. Der Schwenkarm 110 ist mit einer Schwenkarmrolle 112 versehen, die der Schwenknockenfläche 152 zugewandt ist. Die Schwenkarmrolle 112 ist in der Mitte des Schwenkarms 110 montiert und kann sich frei drehen. Ein Ventilschaft 102 des Ventils 104 ist mit einem Ende des Schwenkarms 110 in Eingriff. Das andere Ende von dem Schwenkarm 110 ist durch eine hydraulisch angetriebene Einstelleinrichtung 106 gestützt und kann sich frei drehen. Der Ventilschaft 102 wird durch eine (nicht gezeigte) Ventilfeder in eine Schließrichtung gedrückt, das heißt in die Richtung, in der der Schwenkarm 110 nach oben gedrückt wird. Diese Druckkraft und die Hydraulikantriebseinstelleinrichtung 106 drücken die Schwenkarmrolle 112 gegen die Schwenknockenfläche 152 des Schwenknockenarms 150.
  • 1 zeigt die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100, die in einen Zustand versetzt ist, bei dem die Steuerwelle 132 in einer vorherbestimmten Position (Basisdrehposition) ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel herrscht die Basisdrehposition der Steuerwelle 132 dann vor, wenn das Ventil 104 maximal angehoben ist. Die Steuerwelle 132 wird von der Basisdrehposition zu einer Drehposition eingestellt, um einen geringfügigen Anhebebetrag in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu liefern. Wenn die Steuerwelle 132 bei der Basisdrehposition ist, wird der Zapfen 166, der als ein Schwenkdrehpunkt dient, so positioniert, dass die Steuerwelle 132 zwischen dem Zapfen und den Rollen 172 und 174 angeordnet ist und im Wesentlichen mit den Rollen 172 und 174 und der axialen Mitte der Steuerwelle 132 ausgerichtet ist, wie dies in 1 gezeigt ist.
  • Betriebsarten, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die variable Ventilbetätigungsvorrichtung ausgeführt werden
  • Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 die Betriebsarten beschrieben, die durch die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 ausgeführt werden.
  • (1) Anhebevorgang der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung
  • Ein Anhebevorgang, der durch die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 ausgeführt wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 2A, 2B beschrieben. Die 2A und 2B zeigen einen Anhebevorgang oder Anhebebetrieb, der durch die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 ausgeführt wird, während die Steuerwelle 132 in der Basisdrehposition ist. 2A zeigt einen Zustand der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, der sich dann ergibt, wenn das (in den 2A und 2B nicht gezeigte) Ventil 104 in einer Anhebebetriebsabfolge geschlossen wird. 2B zeigt einen Zustand der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, der sich dann ergibt, wenn das Ventil 104 in der Anhebebetätigungsabfolge geöffnet wird.
  • Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 wird die Drehbewegung des Antriebsnockens 122 zunächst zu der ersten Rolle 172 übertragen, die mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt gelangt. Die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174, die koaxial zueinander und einstückig miteinander sind, schwenken an dem Zapfen 166. Die Schwenkbewegung wird auf Gleitfläche 156 des Schwenknockenarms 150 übertragen, der die zweite Rolle 174 lagert. In diesem Fall ist eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Antriebsnockenfläche 124 und der Gleitfläche 156 vorhanden. Da jedoch die beiden Rollen 172 und 174 sich unabhängig drehen können, wird der Reibungsverlust bei der Übertragung einer Antriebskraft verringert. Da die Gleitfläche 156 konstant gegen die zweite Rolle 174 durch die Kraft der (nicht gezeigten) Rückstellfeder gedrückt wird, schwenkt der Schwenknockenarm 150 an der Steuerwelle 132 gemäß der Drehung des Antriebsnockens 122, die über die zweite Rolle 174 übertragen wird.
  • Genauer gesagt ändert sich, wenn die Nockenwelle 120 sich in dem in 2A gezeigten Zustand dreht, die Kontaktposition P1, in der die erste Rolle 172 mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt steht, von der Nicht-Betätigungsfläche 124a zu der Betätigungsfläche 124b, wie dies in 2B gezeigt ist. Relativ wird die erste Rolle 172 durch den Antriebsnocken 122 nach unten gedrückt. Dann wird die Gleitfläche 156 von dem Schwenknockenarm 150 durch die zweite Rolle 174 nach unten gedrückt, die mit der ersten Rolle 172 einstückig ist. Dies bringt den Schwenknockenarm 150 dazu, dass er sich in der Richtung des Uhrzeigersinns in 2A und 2B um die Steuerwelle 132 dreht. Wenn sich die Nockenwelle 120 weiter dreht, bis die Kontaktposition P1, in der die erste Rolle 172 mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt steht, die Spitze der Betätigungsfläche 124b passiert hat, bewirkt die Kraft, die durch die Rückstellfeder und die Ventilfeder erzeugt wird, dass der Schwenknockenarm 150 sich in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns in den 2A und 2B um die Steuerwelle 132 dreht.
  • Wenn der Schwenknockenarm 150 sich um die Steuerwelle 132 dreht, ändert sich die Kontaktposition P3, in der die Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht. In den 2A und 2B sind die Kontaktpositionen, in denen die Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht, mit P3i und P3f bezeichnet. Dies dient dazu, zwischen einer Anfangskontaktposition P3i und einer Endkontaktposition P3f zu unterscheiden, die nachstehend beschrieben sind. In dieser Druckschrift ist der Ausdruck „Kontaktposition P3” einfach verwendet, um die Kontaktposition zu bezeichnen, in der die Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht.
  • Wenn die Schwenkarmrolle 112 mit der Nicht-Betätigungsfläche 152a in Kontakt steht, wie dies in 2A gezeigt ist, ist der Abstand zwischen der Nicht-Betätigungsfläche 152a und der Mitte der Steuerwelle 132 feststehend. Daher bleibt die Position von der Schwenkarmrolle 112 innerhalb des Raumes unverändert ohne Rücksicht auf die Kontaktposition. Folglich schwenkt der erste Schwenkarm 110 nicht, so dass das Ventil 104 in einer fixierten Position gehalten wird. Wenn die Schwenkarmrolle 112 in Kontakt mit der Nicht-Betätigungsfläche 152a steht, wird die Positionsbeziehung zwischen den Komponenten der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 so eingestellt, dass das Ventil 104 geschlossen wird.
  • Wenn die Kontaktposition B3, in der die Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht, sich von der Nicht-Betätigungsfläche 152a zu der Betätigungsfläche 152b ändert, wie dies in 2B gezeigt ist, wird der erste Schwenkarm 110 nach unten gemäß dem Abstand zwischen der Betätigungsfläche 152b und der Drehachse der Steuerwelle 132 gedrückt. Dies bewirkt, dass der erste Schwenkarm 110 in Richtung des Uhrzeigersinns um einen Punkt schwenkt, der durch die Hydraulikantriebseinstelleinrichtung 106 gestützt ist. Das Ventil 104 wird dann nach unten gedrückt und geöffnet durch den ersten Schwenkarm 110.
  • Wenn die zweite Rolle 174 die Gleitfläche 156 nach unten drückt, während sich der Antriebsnocken 122 dreht, unterscheidet sich die Drehortskurve der zweiten Rolle 174, die um den Zapfen 166 ausgemittelt ist, von der Drehortskurve der Gleitfläche 156, die um die Steuerwelle 132 herum ausgemittelt ist, da der Zapfen 166 zu der Steuerwelle 132 exzentrisch ist. Die Kontaktposition 22, an der die zweite Rolle 174 mit der Gleitfläche 156 in Kontakt steht, bewegt sich entlang der Gleitfläche 156 in Übereinstimmung mit der Schwenkbewegung der zweiten Rolle 174 auf Grund des Unterschiedes zwischen den Drehortskurven. Wenn der Betrag einer derartigen Bewegung zunimmt, nimmt der Verlust bei der Übertragung der Antriebskraft von der Nockenwelle 120 zu dem Ventil 104 zu.
  • Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch die axiale Position C1 des Zapfens 166, der ein Schwenkdrehpunkt ist, die axiale Position C0 der Steuerwelle 132 und die axiale Position C2 der zweiten Rolle 174 im Wesentlichen ausgerichtet, wie dies in 2A gezeigt ist, wenn das Ventil 104 schließt, wobei die Steuerwelle 132 bei der Basisdrehposition positioniert ist. Daher ist der Unterschied zwischen der Drehortskurve der zweiten Rolle 174, die um den Zapfen 166 ausgemittelt ist, und der Drehortskurve der Gleitfläche 156, die um die Steuerwelle 132 herum ausgemittelt ist, minimal gestaltet, wenn das Ventil 104 angehoben wird. Somit bleibt die Kontaktposition P2, bei der die zweite Rolle 174 mit der Gleitfläche 156 in Kontakt steht, praktisch unverändert, wie dies in 2B gezeigt ist. Der Anhebebetrag des Ventils 104 wird dann maximal sein, wenn die Steuerwelle 132 an der Basisdrehposition positioniert ist. Daher wird die Antriebskraft, die von dem Antriebsnocken 122 zu den Rollen 170 und 172 übertragen wird, ebenfalls maximal sein. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann den Verlust bei der Übertragung der Antriebskraft zwischen der zweiten Rolle 174 und der Gleitfläche 156 dann minimal gestalten, wenn die maximale Antriebskraft erzeugt wird, wie dies vorstehend beschrieben ist.
  • Die Antriebskraft, die von dem Antriebsnocken 122 zu den Rollen 170 und 172 übertragen wird, wird teilweise zu dem Zapfen 166 über den Verbindungsarm 164 übertragen. Auf die Steuerwelle 132 wird ein Moment aufgebracht in Abhängigkeit von der Richtung der Last, die auf den Zapfen 166 einwirkt. Die Antriebskraft, die von dem Antriebsnocken 122 zu den Rollen 170 und 172 übertragen wird, variiert in Übereinstimmung mit der Drehung des Antriebsnockens 122. Daher variiert, wenn das Moment der Steuerwelle 132 mitgeteilt wird, die Größe des mitgeteilten Moments ebenfalls bei der Drehung des Antriebsnockens 122. Wenn das der Steuerwelle 132 mitgeteilte Moment variiert, variiert die Drehposition der Steuerwelle 132. Folglich kann die Betriebseigenschaft des Ventils 104 nicht mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden.
  • Jedoch sind bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die axiale Position C1 des Zapfens 166, der ein Schwenkdrehpunkt ist, die axiale Position C0 der Steuerwelle 132 und die axiale Position C2 der zweiten Rolle 174 im Wesentlichen ausgerichtet, wie dies vorstehend erwähnt ist, wenn das Ventil 104 schließt, wobei die Steuerwelle 132 in der Basisdrehposition positioniert ist. Wenn die Steuerwelle 132 in der Basisdrehposition positioniert ist, ist der Anhebebetrag des Ventils 104 maximal, so dass die auf den Zapfen 166 einwirkende Last maximal ist. Gemäß der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird jedoch praktisch kein Moment der Steuerwelle 132 mitgeteilt, da die Wirklinie der Last (die Linie, die die axiale Position C1 des Zapfens 166 mit der axialen Position C2 der zweiten Rolle 174 verbindet) durch die axiale Position C0 der Steuerwelle 132 tritt. Folglich wird die Variation der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Momentvariation ergibt, minimal sein.
  • (2) Anhebebetragsänderungsbetrieb bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung
  • Ein Betrieb zur Änderung eines Anhebebetrages, der durch das Ventil 104 (siehe 1; in den 2 und 3 nicht gezeigt) von der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 ausgeführt wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. Die 3A und 3B zeigen einen Betrieb, bei dem die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 dem Ventil 104 einen geringen Anhebebetrag verleiht. 3A zeigt einen Zustand der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, der sich dann ergibt, wenn das Ventil in einer Anhebebetriebsabfolge geschlossen wird. 3B zeigt einen Zustand der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, der sich dann ergibt, wenn das Ventil 104 während der Anhebebetriebsabfolge geöffnet wird.
  • Wenn der Anhebebetrag sich von dem in den 2A und 2B gezeigten Anhebebetrag zu dem in den 3A und 3B gezeigten Anhebebetrag ändern soll, wird die Steuerwelle 132 in einer vorbestimmten Richtung aus der in 2A gezeigten Basisdrehposition gedreht, bis die Position C1 des Zapfens 166 sich zu der Position dreht, die in 3A gezeigt ist. Die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174 werden durch den Verbindungsarm 164 so gehalten, dass sie in einem vorbestimmten Abstand zu der Position C1 des Zapfens 166 positioniert sind. Daher bewegen sich, wenn die Position C1 des Zapfens 166 sich bewegt, die erste Rolle 172 und die zweite Rolle 174 von den in 2A gezeigten Positionen zu den in 3A gezeigten Positionen. Genauer gesagt, bewegt sich die zweite Rolle 174 entlang der Gleitfläche 156 und von der Steuerwelle 132 weg, während die erste Rolle 172 sich entlang der Antriebsnockenfläche 124 und entgegen der Drehrichtung des Nockens 122 bewegt.
  • Wenn die zweite Rolle 174 sich von der Steuerwelle 132 weg bewegt, nimmt der Abstand zwischen dem Schwenkmittelpunkt C0 des Schwenknockenarms 150 und der Kontaktposition P2, in der die zweite Rolle 174 mit der Gleitfläche 156 in Kontakt steht, zu, wodurch der Schwenkwinkel des Schwenknockenarms 150 abnimmt. Der Grund dafür ist, dass der Schwenkwinkel des Schwenknockenarms 150 umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen dem Schwenkmittelpunkt C0 und dem Schwingungseingabepunkt ist. Wie dies in den 2B und 3B gezeigt ist, ist das Anheben (der Anhebebetrag) des Ventils 104 dann maximal, wenn die erste Rolle 172 mit der Spitze der Betätigungsfläche 124b in Kontakt ist, und der Anhebebetrag des Ventils 104 wird durch die Kontaktposition B3f bestimmt, in der Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht, wenn das Ventilanheben maximal ist (nachstehend ist diese als die Endkontaktposition bezeichnet). 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Ventilanheben (Ventilanhebebetrag) und der Position der Schwenkarmrolle 112 an der Schwenknockenfläche 152. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist die Endkontaktposition P3f durch den Schwenkwinkel des Schwenknockenarms 150 und die Kontaktposition P3i bestimmt, bei der die Schwenkarmrolle 112 mit der Schwenknockenfläche 152 in Kontakt steht, wie dies in den 2A und 3A gezeigt ist (nachstehend ist diese Position als die Anfangskontaktposition bezeichnet).
  • Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Gleitfläche 156 so ausgebildet, dass der Abstand zu dem Nockenbasiskreis (Nicht-Betätigungsfläche 124a) des Antriebsnockens 122 zunimmt bei einer Zunahme des Abstandes zu dem Schwenkmittelpunkt C0. Daher neigt sich, wenn die vorstehend erwähnte Kontaktposition P2 sich von dem Schwenkmittelpunkt C0 des Schwenknockenarms 150 weg bewegt, der Schwenknockenarm 150 in eine derartige Richtung, dass die Gleitfläche 156 sich der Antriebsnockenfläche 124 nähert. Der Schwenknockenarm 150 dreht sich in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns um die Steuerwelle 132 unter Betrachtung in den Zeichnungen. Dadurch wird bewirkt, dass sich die Anfangskontaktposition P3i der Schwenkarmrolle 112 an der Schwenknockenfläche 152 von der Betätigungsfläche 152b weg bewegt, wie dies in 3A gezeigt ist.
  • Wenn die Steuerwelle 132 sich in einer vorbestimmten Richtung von der Basisdrehposition aus dreht, wie dies vorstehend beschrieben ist, nimmt der Schwenkwinkel des Schwenknockenarms 150 ab, und die Anfangskontaktposition P3i bewegt sich von der Betätigungsfläche 152b weg. Folglich bewegt sich die Endkontaktposition P3f, die die Schwenkarmrolle 112 erreichen kann, zu der Nicht-Betätigungsfläche 152a, wie dies in 4 gezeigt ist, wodurch der Anhebebetrag von dem Ventil 104 abnimmt. Der Betätigungswinkel (der Betriebswinkel) des Ventils 104 entspricht einer Periode (Kurbelwinkel), während der die Schwenkarmrolle 112 an der Betätigungsfläche 152a positioniert ist. Wenn jedoch die Endkontaktposition P3f sich zu der Nicht-Betätigungsfläche 152a bewegt, nimmt der Betätigungswinkel des Ventils 104 ebenfalls ab. Des Weiteren bewegt sich die erste Rolle 172 entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle 120. Daher bewegt sich die Kontaktposition 21, in der die erste Rolle 172 mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt steht, wenn die Nockenwelle 120 in der gleichen Drehposition ist, zu der Seite des Voreilwinkels des Antriebsnockens 122. Dadurch wird die Schwenkzeit des Schwenknockenarms 150 in Bezug auf die Phase der Nockenwelle 120 zu einem Voreilen gebracht. Als ein Ergebnis eilt die Ventilzeit (die maximale Anhebezeit) vor.
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Anhebebetrag und der Ventilzeit des Ventils 104, die durch die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 vorgesehen werden. Wie dies in dieser Zeichnungen gezeigt ist, kann die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 den Betriebswinkel (Betätigungswinkel) erhöhen und die Ventilzeit zu einem Nacheilen bringen, wenn der Anhebebetrag des Ventils 104 zunimmt. Umgekehrt kann die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 den Betätigungswinkel (Betriebswinkel) verringern, und die Ventilzeit zu einem Voreilen bringen, wenn der Anhebebetrag des Ventils 104 abnimmt. Daher ist es, wenn beispielsweise das Ventil 104 ein Einlassventil ist, möglich, eine variable Steuerung über die Betriebskennlinie ohne Verwendung eines VVT oder eines anderen Ventilzeitsteuermechanismus so auszuüben, dass die Öffnungszeit des Ventils 104 praktisch fixiert bleibt.
  • Vorteile der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, dreht die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerwelle 132 so, dass die Drehposition eines Steuernockens 134 sich ändert, wodurch die Kontaktposition P2, in der die zweite Rolle 174 mit der Gleitfläche in Kontakt steht, und die Kontaktposition 21, in der die erste Rolle 172 mit der Antriebsnockenfläche 124 in Kontakt steht, sich ändern. Als ein Ergebnis kann die variable Ventilbetätigungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Anhebebetrag, den Betriebswinkel und die Ventilzeit des Ventils 104 in einer koordinierten Art und Weise ändern. Des Weiteren sind, wenn die Steuerwelle 132 in der Basisdrehposition positioniert ist, die axiale Position C1 des Zapfens 166, der ein Schwenkdrehpunkt ist, die axiale Position C0 der Steuerwelle 132 und die axiale Position C2 der zweiten Rolle 174 als im Wesentlichen auf einer Gerade liegend zueinander ausgerichtet. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die zweite Rolle 174 sich entlang der Gleitfläche 156 hin- und hergehend bewegt, was durch die Drehung des Antriebsnockens 122 bewirkt wird, und das Ventil 104 mit einer hohen Effizienz anzuheben, indem der Verlust bei der Übertragung der Antriebskraft von der Nockenwelle 120 zu dem Ventil 104 verringert wird. Darüber hinaus kann eine variable Steuerung über die Betriebskennlinie des Ventils 104 mit einer hohen Genauigkeit ausgeübt werden, da es möglich ist, die Variation der Drehposition der Steuerwelle zu verhindern, die sich durch die Änderungen bei dem Moment ergeben würde, das der Steuerwelle 132 mitgeteilt wird.
  • Andere Ausführungsbeispiele
  • Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, und dass Variationen ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wendet das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung bei einer Ventilbetätigungsvorrichtung der Schwenkarmart an. Jedoch kann die vorliegende Erfindung ebenfalls bei einer direkt wirkenden oder anderen Ventilbetätigungsvorrichtung angewendet werden.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nimmt an, dass die Drehposition, die das maximale Anheben (maximale Anhebebetrag) dem Ventil 104 mitteilt, die Basisdrehposition der Steuerwelle 132 ist. Jedoch kann die Drehposition, bei der das minimale Anheben (der minimale Anhebebetrag) mitgeteilt wird, alternativ als die Basisdrehposition erachtet werden. Eine andere Alternative ist es, eine Zwischendrehposition als die Basisdrehposition zu erachten. Eine wiederum andere Alternative ist es, die am häufigsten verwendete Drehposition als die Basisdrehposition zu erachten.
  • Dies ermöglicht es, die Effizienz von der Antriebskraftübertragung von der Nockenwelle 120 zu dem Ventil 104 in der am häufigsten auftretenden Situation maximal zu gestalten, und die Variation bei der Drehposition der Steuerwelle, die sich aus der Variation des Momentes ergibt, in der am häufigsten auftretenden Situation minimal zu gestalten.

Claims (3)

  1. Variable Ventilbetätigungsvorrichtung zum mechanischen Ändern der Betriebseigenschaft eines Ventils (104) in Bezug auf die Drehung einer Nockenwelle (120), wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung Folgendes aufweist: einen Antriebsnocken (122) der Nockenwelle (120); eine Steuerwelle (132), die parallel zu der Nockenwelle (120) positioniert ist und zu einem Ändern der Drehposition in kontinuierlicher Weise oder schrittweise in der Lage ist; eine Steuereinrichtung zum Steuern der Steuerwelle (132) derart, dass diese in einer Drehposition fixiert ist, die einem erwünschten Ventilanhebebetrag entspricht; ein Schwenkelement (150), das an der Steuerwelle (132) angeordnet ist und um die Steuerwelle (132) herum schwenken kann; eine Schwenknockenfläche (152a, 152b), die an dem Schwenkelement (150) ausgebildet ist und eine Nicht-Betätigungsfläche (152a), die unter feststehendem Abstand zur Drehachse der Steuerwelle (132) ausgebildet ist, und eine Betätigungsfläche (152b) aufweist, die sich an die Nicht-Betätigungsfläche (152a) unmittelbar anschließt und so ausgebildet ist, dass der Abstand von der Drehachse der Steuerwelle (132) allmählich zunimmt mit der Abnahme des Abstandes zum Führungsende des Schwenkelements (150); ein Ventilbetätigungselement (110), das mit dem Ventil (104) in Kontakt ist und mit der Schwenknockenfläche (152a, 152b) in Kontakt gelangt, wobei die Kontaktposition des Ventilbetätigungselements (110) an der Schwenknockenfläche (152a, 152b) mit dem Schwenkwinkel des Schwenkelements (150) variiert; eine Gleitfläche (156), die an dem Schwenkelement (150) so ausgebildet ist, dass sie dem Antriebsnocken (122) zugewandt ist; eine Zwischenrolle (172, 174), die zwischen dem Antriebsnocken (122) und dem Schwenkelement (150) positioniert ist und mit sowohl der Gleitfläche (156) als auch einer Nockenfläche (124a, 124b) des Antriebsnockens (122) in Kontakt gelangt; ein Steuerelement (162), das an der Steuerwelle (132) befestigt ist und einen Schwenkdrehpunkt (166) an einer Position hat, die exzentrisch zu der Drehachse der Steuerwelle (132) ist; und ein Koppelelement (164), das die Zwischenrolle (172, 174) derart lagert, das diese sich frei drehen kann, und das die Zwischenrolle (172, 174) mit dem Schwenkdrehpunkt (166) derart koppelt, das ein freies Schwenken ermöglicht wird; wobei, wenn die Steuerwelle (132) in einer vorbestimmten Drehposition positioniert ist, der Schwenkdrehpunkt (166) entgegengesetzt zu der Zwischenrolle (172, 174) in Bezug auf die Steuerwelle (132) positioniert ist.
  2. Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Drehposition eine Drehposition ist, die dem Ventil (104) den maximalen Anhebebetrag verleiht.
  3. Variable Ventilbetätigungsvorrichtung zum mechanischen Ändern der Betriebseigenschaft eines Ventils (104) relativ zu der Drehung einer Nockenwelle (120), wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung Folgendes aufweist: einen Antriebsnocken (122) der Nockenwelle (120); eine Steuerwelle (132), die parallel zu der Nockenwelle (120) positioniert ist und zu einem Ändern der Drehposition in kontinuierlicher Weise oder schrittweise in der Lage ist; ein Schwenkelement (150), das an der Steuerwelle (132) angeordnet ist und um die Steuerwelle (132) herum schwenken kann; eine Schwenknockenfläche (152a, 152b), die an dem Schwenkelement (150) ausgebildet ist, mit einem Ventilbetätigungselement (110) in Kontakt gelangt, das sich auf dem Ventil (104) abstützt und das Ventil (104) in eine Anheberichtung drückt; eine Gleitfläche (156), die an dem Schwenkelement (150) so ausgebildet ist, dass sie dem Antriebsnocken (122) zugewandt ist; eine Zwischenrolle (172, 174), die zwischen dem Antriebsnocken (122) und dem Schwenkelement (150) positioniert ist und mit sowohl der Gleitfläche (156) als auch einer Nockenfläche (124a, 124b) des Antriebsnockens (122) in Kontakt gelangt; ein Steuerelement (162), das an der Steuerwelle (132) befestigt ist und einen Schwenkdrehpunkt (166) an einer Position hat, die exzentrisch zu der Drehachse der Steuerwelle (132) ist; und ein Koppelelement (164), das die Zwischenrolle (172, 174) in einer derartigen Weise lagert, das diese sich frei drehen kann, und das die Zwischenrolle (172, 174) mit dem Schwenkdrehpunkt (166) in einer derartigen Weise koppelt, dass ein freies Schwenken ermöglicht wird; wobei dann, wenn die Steuerwelle (132) in der am häufigsten angewendeten Drehposition positioniert ist, der Schwenkdrehpunkt (166) entgegengesetzt zu der Zwischenrolle (172, 174) in Bezug auf die Steuerwelle (132) positioniert ist.
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