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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine variable Ventilvorrichtung für
einen Verbrennungsmotor, die es ermöglicht, Antriebsphasen
und Ventilhübe eines Lufteinlassventils, eines Auslassventils
und dergleichen, zu verändern.
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Hintergrund der Erfindung
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Für
einem Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Kraftfahrzeugmotor,
ist eine variable Ventilvorrichtung bekannt, die die Antriebsphasen
und Hübe der Einlass-/Auslassventile in Abhängigkeit
von den Antriebszuständen des Verbrennungsmotors verändert,
um von dem Motor ausgestoßenes Abgas zu reinigen oder den
Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs zu senken.
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Als
variable Ventilvorrichtung ist eine variable Ventilvorrichtung bekannt,
die einen stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus aufweist,
bei dem ein dritter Hebel zwischen einem ersten Hebel, der ein Ventil antreibt,
und einem zweiten Hebel, der durch eine Nocke zum oszillieren gebracht
wird, angeordnet ist, wobei die Nocke durch den dritten Hebel angetrieben
wird, und eine Oszillationsachse des zweiten Hebels versetzt wird,
um die Phase und den Hub des Ventils stufenlos zu verändern
(siehe zum Beispiel
Japanische
Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichung Nr. 2004-339079 ).
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Die
variable Ventilvorrichtung mit dem stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
regelt den Hub und die Phase eines Ventils zur Reinigung von Abgas
und regelt den Öffnungsventilwinkel, so dass es möglich ist,
den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Andererseits
ist eine variable Ventilvorrichtung mit einem Schaltkipphebelmechanismus
bekannt, bei dem ein Mechanismus, der den Versatz selektive überträgt,
zwischen dem ersten Hebel, der das Ventil antreibt, und dem zweiten
Hebel, der durch die Nocke zum oszillieren gebracht wird, angeordnet
ist, um den ersten Hebel zu betätigen oder zu stoppen (siehe
zum Beispiel
Japanische Patentanmeldung
KOKAI, Veröffentlichung Nr. 2005-105953 ).
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Die
variable Ventilvorrichtung mit dem Schaltkipphebelmechanismus vollzieht
die interne Abgasrückführung (AGR) durch Öffnen
eines Auslassventils im Einlasstakt, so dass es möglich
ist, einen Abgas zu reinigen, und öffnet das Auslassventil
an einem oberen Verdichtungstotpunkt, so dass es möglich
ist die Motorbremsung anzuwenden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorstehend beschriebene variable Ventilvorrichtung bedingt jedoch
die Auswahl entweder eines Schaltkipphebelmechanismus 40 oder
eines stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 und
kann jeweils nur eine Funktion der jeweiligen Mechanismen ausführen.
Zudem, wenngleich der Schaltkipphebelmechanismus 40 unmittelbar
betätigbar ist, ist es nicht möglich, eine Feinregelung
des Schaltkipphebelmechanismus bezüglich des Hubs und der
Phase des Ventils vorzunehmen. Obwohl eine Feinregelung des stufenlos verstellbaren
Kipphebelmechanismus 50 bezüglich des Hubs und
der Phase möglich ist, benötigt der stufenlos verstellbare
Kipphebelmechanismus 50 andererseits ungefähr
eine Sekunde für einen Durchlauf und zeigt ein schlechtes
Ansprechverhalten.
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine variable
Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen,
mit der die Durchführung der internen Abgasrückführung
(AGR) und die Anwendung der Motorbremsung realisierbar sind und
mit der eine Vielzahl von Funktionen, wie Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs
und Abgasreinigung, gleichzeitig realisierbar sind.
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Zur
Lösung dieses Problems und zur Lösung dieser Aufgabe
weist die variable Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
gemäß der vorliegenden Erfindung den folgenden
Aufbau auf.
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Eine
variable Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
umfasst eine Nocke, die drehbeweglich an einem Zylinderkopf des
Verbrennungsmotors angeordnet ist, eine Kipphebelwelle, die so angeordnet
ist, dass sie in dem Verbrennungsmotor oszillieren kann, einen stufenlos
verstellbaren Kipphebelmechanismus, der durch eine an der Nockenwelle
ausgebildete Nocke angetrieben wird, der zumindest ein Lufteinlassventil und
ein Auslassventil öffnet oder schließt und der
einen Ventilhub stufenlos verstellbar macht, und einen Schaltkipphebelmechanismus,
der durch die an der Nockenwelle ausgebildete Nocke angetrieben
wird, der zumindest ein Lufteinlassventil oder ein Auslassventil öffnet
oder schließt und der den Ventilhub stufenweise schaltet.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht auf einen Hauptbestandteil eines Zylinderblocks,
in dem eine erfindungsgemäße variable Ventilvorrichtung
aufgenommen ist;
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2 ist
eine Schnittansicht, die den Zylinderkopfblock entlang der Schnittlinie
A-A der 1 in Pfeilrichtung betrachtet
darstellt;
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3 ist
eine Schnittansicht, die den Zylinderkopfblock entlang der Schnittlinie
B-B der 1 in Pfeilrichtung betrachtet
darstellt;
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4 ist
eine Perspektivdarstellung der variablen Ventilvorrichtung;
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5 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung der variablen Ventilvorrichtung;
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6 ist
ein Diagramm zur Erläuterung eines Regelungskonzepts bei
Durchführung der internen Abgasrückführung
(AGR);
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7 ist
ein Diagramm zur Erläuterung eines Regelungskonzepts bei
Durchführung der internen Abgasrückführung
(AGR);
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8 ist
eine Schnittansicht, die den Lauf eines Schaltkipphebelmechanismus
im Normalbetrieb darstellt;
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9 ist
eine Schnittansicht, die den Lauf eines stufenlos verstellbaren
Kipphebelmechanismus im Normalbetrieb darstellt;
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10 zeigt
eine Schnittansicht, die den Lauf des Schaltkipphebelmechanismus
bei Durchführung der internen Abgasrückführung
(AGR) darstellt;
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11 ist
eine Schnittansicht, die den Lauf des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
bei Durchführung der internen Abgasrückführung
(AGR) darstellt;
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12 ist
ein Diagramm zur Erläuterung eines Regelungskonzepts bei
Anwendung der Motorbremsung;
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13 ist
ein Diagramm zur Erläuterung eines Regelungskonzepts bei
Anwendung der Motorbremsung;
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14 ist
eine Schnittansicht, die den Lauf des Schaltkipphebelmechanismus
bei Anwendung der Motorbremsung darstellt.
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15 ist
eine Schnittansicht, die den Lauf des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
bei Anwendung der Motorbremsung darstellt.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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1 ist
eine Draufsicht auf einen Hauptbestandteil eines Zylinderkopfes 10,
in dem eine variable Ventilvorrichtung 20 für
einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung aufgenommen ist, 2 ist eine
Schnittansicht, die den Zylinderkopf 10 entlang der Schnittlinie
A-A der 1 in Pfeilrichtung betrachtet
darstellt, 3 ist eine Schnittansicht, die
den Zylinderkopf 10 entlang der Schnittlinie B-B der 1 in
Pfeilrichtung betrachtet darstellt, 4 ist eine
Perspektivdarstellung, die die variable Ventilvorrichtung 20 zeigt,
und 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung
der variablen Ventilvorrichtung 20.
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Wie
in den 1 bis 3 dargestellt, sind zwei Lufteinlassventile 12 und 13 und
zwei Auslassventile 14 und 15 auf dem Zylinderkopf 10 angeordnet.
Die Lufteinlassventile 12 und 13 sind so in einem
Einlasskanal 10a des Zylinderkopfs 10 angeordnet,
dass die Lufteinlassventile 12 und 13 in Axialrichtung
auf- und abwärts bewegbar sind, und die Lufteinlassventile 12 und 13 sind
stets in eine solche Richtung vorgespannt, dass der Einlasskanal 10a durch
Ventilfedern 12a und 13a verschließbar
ist. Die Auslassventile 14 und 15 sind so in einem
Auslasskanal 10b des Zylinderkopfs 10 angeordnet,
dass die Auslassventile 14 und 15 in Axialrichtung aufwärts
und abwärts bewegbar sind, und die Auslassventile 14 und 15 sind
stets in eine solche Richtung vorgespannt, dass der Einlasskanal 10a durch
die Ventilfedern 14a und 15a verschließbar
ist. Der Zylinder 11 ist an einem Zylinderblock (nicht
gezeigt) befestigt, der unterhalb des Zylinderkopfes 10 angeordnet
ist.
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Bei
der variablen Ventilvorrichtung 20 handelt es sich um eine
Ventilbetätigungsvorrichtung zum Öffnen oder Schließen
der Ventile eines Verbrennungsmotors. Zwei variable Ventilvorrichtungen 20 sind
zur sandwichartigen Aufnahme des Zylinders 11 angeordnet.
Da die zwei variablen Ventilvorrichtungen 20 eine Struktur aufweisen,
die bezüglich des Zylinders 11 symmetrisch ist,
wird nur die auf der Seite der Auslassventile 14 und 15 angeordnete
variable Ventilvorrichtung erläutert, und auf eine Erläuterung
der auf der Seite der Lufteinlassventile 12 und 13 angeordneten
variablen Ventilvorrichtung 20 wird verzichtet.
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Der
Zylinderkopf 10 umfasst zwei drehbeweglich angeordnete
Nockenwellen 21, zwei Kipphebelwellen 30, die
so angeordnet sind, dass sie oszillieren können, zwei Schaltkipphebelmechanismen 40,
die durch eine an der Nockenwelle 21 ausgebildete Nocke 22 angetrieben
werden, und die die Lufteinlassventile 12 und 13 und
die Auslassventile 14 und 15 öffnen und
schließen, und die die Hübe der Lufteinlassventile 12 und 13 und
der Auslassventile 14 und 15 stufenweise schalten,
und zwei stufenlos verstellbare Kipphebelmechanismen 50,
die durch eine an der Nockenwelle 21 ausgebildete Nocke 23 angetrieben
werden, und die die Lufteinlassventile 12 und 13 und
die Auslassventile 14 und 15 öffnen und
schließen, und die die Hübe stufenlos verstellbar
machen. Der Schaltkipphebelmechanismus 40 und der stufenlos
verstellbare Kipphebelmechanismus 50 haben einen gemeinsamen
Kipphebelarm 60.
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Die
Nockenwellen 21 und die Kipphebelwellen 30 sind über
eine Nockenkette, Zahnräder und dergleichen mit einer Kurbelwelle
(nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors verbunden. Wenn die Kurbelwelle
in Drehung versetzt ist, werden die Nocken 22 und 23 mit
jeweils unterschiedlichen Nockenprofilen in die durch den Pfeil
R angezeigte Richtung drehbeweglich angetrieben. Die Nocken 22 und 23 treiben
die variable Ventilvorrichtung 20 zu einem später
zu erläuternden, vorgegebenen Zeitpunkt an.
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Ein Ölkanal 31,
in den Motoröl eingespeist wird, ist innerhalb der Kipphebelwelle 30 angeordnet.
Ein Öldruckbeaufschlagungsmechanismus 80, der
das Motoröl in den Ölkanal 31 einspeist,
ist an den Ölkanal 31 angeschlossen. Die Kipphebelwelle 30 umfasst
einen Antriebsmechanismus 90, der die Drehwinkelposition um
eine Wellenmittelinie der Kipphebelwelle 30 regelt. Ferner
ist in der Kipphebelwelle 30 eine Aussparung 32 an
einer bezüglich des variablen Kipphebelmechanismus 50 korrespondierenden
Stelle ausgebildet.
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Der
Schaltkipphebelmechanismus 40 soll unter Bezugnahme auf
die 2 und 5 erläutert werden.
Der Schaltkipphebelmechanismus 40 umfasst den gemeinsamen
Kipphebel 60, der so an der Kipphebelwelle 30 abgestützt
ist, dass er oszillieren kann, und der ausgebildet ist, um den Antrieb
der Auslassventile 14 und 15 zu ermöglichen,
und einen Schaltkipphebel 41, der durch die Nocke 22 angetrieben
wird und so auf der Kipphebelwelle angeordnet ist, dass er oszillieren
kann.
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In
dem Schaltkipphebel 41 ist Folgendes ausgebildet: ein Lochplattenabschnitt 41a,
der so an der Kipphebelwelle 30 abgestützt ist,
dass er oszillieren kann; ein Anschlaghebel 41b, der von
dem Lochplattenabschnitt 41a nach oben vorsteht, der in
einen Fensterabschnitt 71b einer Stehkolbenstruktur 70 eintritt,
die als Übertragungsmechanismus dient, der später
erläutert werden soll, und der aus dem Fensterabschnitt 71b austritt;
und eine Rolle 41c, die oszillierbar sein kann. Wenn die
Rolle 41c mit der Nocke 22 in Kontakt gebracht wird,
um die Nocke 22 in Drehung zu versetzen, wird der Schaltkipphebel 41 unter
Verwendung einer Wellenmittelinie der Kipphebelwelle 20 als
Drehachse zum Oszillieren gebracht. In dem Schaltkipphebel 41 ist
ein Einschnitt 41d ausgebildet.
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Das
Bezugszeichen 42 in 5 bezeichnet
eine Torsionsspiralfeder. Ein gebogener Abschnitt 42a ist an
einer Endseite der Feder ausgebildet, und ein beweglicher Ab schnitt 42b,
der sich in Axialrichtung der Kipphebelwellen 30 erstreckt
und der in Richtung der Außenseite in Radialrichtung gebogen
ist, ist auf der anderen Endseite der Feder ausgebildet. Der gebogene
Abschnitt 42a ist in den Zylinderkopf 10 eingeschoben.
Wenn der bewegliche Abschnitt 42b der Torsionsspiralfeder 42 in
den Einschnitt 41d eingreift, spannt die Torsionsspiralfeder 42 den
Schaltkipphebel 41 so vor, dass die Rolle 41c entlang
den Linien der Nocke 22 laufen kann.
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Der
gemeinsame Kipphebel 60 umfasst einen Lochplattenabschnitt 61,
der so in den Kipphebelabschnitt 30 eingepasst ist, dass
er oszillieren kann, Hebel 62 und 63, die sich
von dem Lochplattenabschnitt 61 zu den Auslassventilen 14 und 15 erstrecken,
und einen angepressten Abschnitt 64, der durch einen Anpressabschnitt 53b,
der nachfolgend erläutert werden soll, angepresst wird.
In dem Lochplattenabschnitt 61 ist ein Strömungskanal 61a ausgebildet,
der das Motoröl von dem Ölkanal 31 führt.
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In
dem Lochplattenabschnitt 61 ist die zylinderförmige
Stehkolbenstruktur 70 als Übertragungsmechanismus
zur selektiven Übertragung des Versatzes des Schaltkipphebels 41 auf
den gemeinsamen Kipphebel 60 angeordnet. Die Stehkolbenstruktur 70 umfasst
ein Sammelrohr 71 mit einem Hohlabschnitt 71a,
der sich bis zu einer Innenfläche des Lochplattenabschnitts 61 und
dem Fensterabschnitt 71b auf der Seitenfläche
fortsetzt, ein Schließelement 72, das ein Öffnen
des Hohlabschnitts 71a des Sammelrohrs 71 an einem
oberen Ende blockiert, einen Kolben 73, der aufwärts
und abwärts bewegbar in dem Hohlabschnitt 71a aufgenommen ist,
und eine Feder 74, die auf dem Schließelement 72 angeordnet
ist, um den auf der Seite des Lochplattenabschnitts 61 angeordneten
Kolben 73 vorzuspannen. In dem Kolben 73 ist eine
Aussparung 73a ausgebildet. Die Aussparung 73a ist üblicherweise
so ausgestaltet, dass die Aussparung 73a durch Betätigung
der Feder 74 auf einer Stelle an dem Fensterabschnitt 71b positioniert
wird. Wenn durch den Öldruckbeaufschlagungsmechanismus 80 Öldruck
angelegt wird, wird von dem Ölkanal 31 in den
Hohlabschnitt 71a Motoröl eingespeist, um die
Feder 74 zusammenzudrücken und den Kolben 73 nach
oben zu bewegen. Auf diese Weise ist ein Umfang des Kolbens 73 dem
Fensterabschnitt 71b ausgestellt. Wenn der Öldruck
weggenommen wird, wird der Kolben 73 somit durch Betätigung
der Feder 74 nach unten gedrückt. Eine An-/Aus-Schaltung
des Öldrucks ist unverzüglich aktivierbar.
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Der
Anschlaghebel 41b ist gegenüberliegend dem Fensterabschnitt 71b angeordnet.
Der Anschlaghebel 41b ist mit einer solchen Form ausgebildet,
dass sich der Anschlaghebel 41b in der Aussparung 73a im Leerlauf
befindet, wenn die Aussparung 73a an dem Fensterabschnitt 71b positioniert
ist, und bewegt sich, wenn er auf den Umfangsabschnitt des Kolbens 73 auftrifft,
wenn der Umfangsabschnitt an dem Fensterabschnitt 71b positioniert
ist.
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Wenn
der Anschlaghebel 41b des Schaltkipphebels 41 nicht
auf dem Kolben 73 auftrifft, wird der Nockenversatz auf
diese Weise innerhalb der Struktur von dem Schaltkipphebel 41 nicht
auf den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen. Wenn
der Anschlaghebel 41b auf dem Kolben 73 auftrifft,
werden von dem Schaltkipphebel 41 durch den Nockenversatz
die Auslassventile 14 und 15 über den
gemeinsamen Kipphebel 60 geöffnet. Eine Ölauslasskammer 32 mit
einer Breite, die größer ist als die Breite des
Strömungskanals 61a, ist in der Kipphebelwelle 30 stromabseitig
des Ölkanals 31 ausgebildet, so dass das Motoröl
selbst dann in den Hohlabschnitt 71a eingespeist werden
kann, wenn die Position das Strömungskanals 61a durch
die Oszillation der Kipphebelwelle 30 selbst oder die Oszillation
des Schaltkipphebels 41 durch die Drehung der Nocke 22 verändert
wird. Die Breite der Ölauslasskammer 32 ist vorzugsweise
größer als der Oszillationsweg des Schaltkipphebels 41 und
vorzugsweise mit einer Breite ausgebildet, bei der das Motoröl
selbst dann in den Strömungskanal 61a eingespeist
werden kann, wenn die Kipphebelwelle 30 die maximale Oszillationsposition erreicht
hat.
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Ferner
ist eine Öleinspeisungskammer 75 mit einer Breite,
die größer ist als die Breite der Strömungskammer 61a,
in der Stehkolbenstruktur 70 stromaufseitig des Hohlabschnitts 71a ausgebildet.
Selbst dann, wenn der Schaltkipphebel 41 durch die Drehung
der Nocke 22 zum Oszillieren gebracht wird, um die Position des
Strömungskanals 61a zu verändern, kann
das Motoröl in den Hohlabschnitt 71a eingespeist
werden. Die Breite der Öleinspeisungskammer 75 ist
vorzugsweise größer als der Oszillationsweg des
Schaltkipphebels 41.
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Der
stufenlos verstellbare Kipphebelmechanismus 50 soll nachfolgend
unter Bezugnahme auf die 3 und 5 erläutert
werden. Der stufenlos verstellbare Kipphebelmechanismus 50 umfasst
den gemeinsamen Kipphebel 60, der so an der Kipphebelwelle 30 abgestützt
ist, dass er oszillieren kann und der ausgebildet ist, um den Antrieb
der Auslassventile 14 und 15 zu ermöglichen,
einen stufenlos verstellbaren Hebel 53, der durch die Nocke 23 angetrieben
wird und der so angeordnet ist, dass er um eine Drehachse Q auf
der Seite der Kipphebelwelle 30 oszillieren kann, und einen
Mittelhebel 51, der zwischen dem gemeinsamen Kipphebel 60 und
dem stufenlos verstellbaren Hebel 53 angeordnet ist, und
der den Oszillationsversatz des stufenlos verstellbaren Hebels 53 auf
den gemeinsamen Kipphebel 60 überträgt,
um den gemeinsamem Kipphebel 60 anzutreiben.
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Der
Mittelhebel 51 umfasst einen ringförmigen Welleneinbauabschnitt 51a und
einen Anpressabschnitt 51b, der von dem Welleneinbauabschnitt 51a in
Radialrichtung vorsteht. Auf dem Anpressabschnitt 51b ist
eine Rolle 51b angeordnet. Wenn der Mittelhebel 30 um
die Kipphebelwelle 30 zum Oszillieren gebracht wird, wird
der Anpressabschnitt 53b gegen den angepressten Abschnitt 64 des
gemeinsamen Kipphebels 60 angepresst, und der gemeinsame
Kipphebel 60 öffnet die Auslassventile 14 und 15.
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Der
stufenlos verstellbare Hebel 53 umfasst ein Verbindungselement 54 zur
Verbindung des stufenlos verstellbaren Hebels 53 und der
Kipphebelwelle 30. Das Verbindungselement 54 ist
ein Gewindebolzen, weist an einer seiner Endseiten eine sphärisches
Kugelgelenk 54a auf, ist in ein in der Aussparung 32 der
Kipphebelwelle 30 ausgebildetes Schraubenloch 33 eingeschraubt,
und ist durch eine Kontermutter 54b fixiert. Wenn das Verbindungselement 54 an
der Kipphebelwelle 30 fixiert ist, fungiert das Kugelgelenk 54a als
Drehachse Q.
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Bezugszeichen 55 in 5 bezeichnet
eine Torsionsspiralfeder. Die Torsionsspiralfeder 55 weist
einen auf einen ihrer Endseiten ausgebildeten gebogenen Abschnitt 55a auf,
und einen auf ihrer anderen Endseite ausgebildeten beweglichen Abschnitt 55b auf,
der sich in Axialrichtung der Kipphebelwelle 30 erstreckt und
der in Radialrichtung zur Außenseite gebogen ist. Der gebogene
Abschnitt 55a ist in den Zylinderkopf 10 eingeschoben.
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Der
stufenlos verstellbare Hebel 53 ist in Seitenansicht mit
einer im Wesentlichen seitwärts weisenden U-Form ausgebildet.
Ein seitwärts weisendes U-förmiges Boden ende 53a ist
in 5 auf einer unteren Seite ausgebildet, und ein
Kontaktabschnitt 53b ist in 5 auf einer
oberen Seite ausgebildet. Das Bodenende 53a weist einen
auf seiner Oberseite ausgebildeten ausgesparten Abschnitt 53c auf.
Der ausgesparte Abschnitt 53c ist im Wesentlichen halbkugelförmig
entsprechend der sphärischen Form des Kugelgelenks 54a ausgebildet
und ist vorgesehen, um unter Verwendung des Kugelgelenks 54a als
Drehachse oszillieren zu können.
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An
dem stufenlos verstellbaren Hebel 53 ist eine Rolle 53d angeordnet,
die so an einer Zwischenposition zwischen dem Bodenende 53a und
dem Kontaktabschnitt 53b angeordnet ist, dass sie oszillieren
kann. Wenn die Rolle 53d mit der Nocke 23 in Kontakt
gebracht wird und die Nocke 23 in Drehung versetzt ist,
wird der stufenlos verstellbare Hebel 53 unter Verwendung
der Mitte des Kugelgelenks 54a als Drehachse zum Oszillieren
gebracht.
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Das
Bezugszeichen 56 in 5 bezeichnet
ein Umwandlungselement. Das Umwandlungselement 56 ist mit
einer röhrenförmigen Dreiecksform ausgebildet,
die an einer Endseite lang ist, ein Gleitflächenabschnitt 56a ist
in 5 auf einer oberseitigen Fläche ausgebildet,
und ein Übertragungsflächenabschnitt 56b ist
in 5 auf einer unterseitigen Fläche angeordnet.
Der Gleitflächenabschnitt 56a ist mit einer Krümmung
ausgebildet, die der Krümmung eines Pads 57 (siehe 9)
entspricht, das an dem Zylinderkopf 10 fixiert ist und das
gleitbeweglich entlang einer bogenförmigen Unterseite des
Pads geführt wird.
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Der Übertragungsflächenabschnitt 56b ist
so ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Übertragungsflächenabschnitt 56b und
dem Gleitflächenabschnitt 56a entlang des Gleitflächenabschnitts 56a eine vorgegebene
Größe aufweist. Insbesondere ist der Übertragungsflächenabschnitt 56b so
ausgebildet, dass während der gleitbeweglichen Führung
des Umwandlungselements 56 entlang einer bogenförmigen
Unterseite des Pads 57 ein mit dem Übertragungsflächenabschnitt 56b an
einer vorgegebenen Position in Kontakt stehendes Element eine vorgegebene
Bewegung in eine Richtung senkrecht zu dem Pad 57 durch
die Bewegung des Umwandlungselements 56 erfahren kann.
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In
dem Übertragungsflächenabschnitt 56b ist
ein Einschnitt 56c ausgebildet, und der bewegliche Abschnitt 55b der
Drehspiralfeder 55 steht mit dem Einschnitt 56c in Eingriff.
Wenn der bewegliche Abschnitt 55b mit dem Einschnitt 56c in
Eingriff steht, wird das Umwandlungselement 56 so durch
die Drehspiralfeder 55 vorgespannt, dass das Umwandlungselement 56 auf
die Seite des stufenlos verstellbaren Hebels 53 versetzt wird.
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Ferner
ist zwischen dem Umwandlungselement 56 und dem Kontaktabschnitt 53b des
stufenlos verstellbaren Hebels 53 ein halbzylinderförmiges
Gelenk 57 angeordnet. Das Gelenk 57 ist an dem
Kontaktbereich 53b des stufenlos verstellbaren Hebels 53 befestigt
und an dem Umwandlungselement 56 gleitbeweglich angebracht.
Das Gelenk 57 ist zur Aufnahme einer Änderung
in einem Kontaktwinkel zwischen dem Umwandlungselement 56 und
dem Kontaktabschnitt 53b und zur Übertragung eines
Anpressvorgangs des stufenlos verstellbaren Hebels 53 auf
das Umwandlungselement 56 eingerichtet.
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Ein
Betrieb des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 soll
nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 erläutert
werden. Wenn ein Ventilöffnungstakt oder ein Ventilschließtakt
des Auslassventils verzögert werden soll, wird die Kipphebelwelle 30 durch
den Antriebsmechanismus 90 in eine solche Richtung zum
Oszillieren gebracht, dass sich das Kugelgelenk 54a des
Verbindungselements 54 den Auslassventilen 14 und 15 bezüglich
einer Neutralposition annähern kann.
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Das
Bodenende 53a wird durch das Kugelgelenk 54a nach
links gezogen und der stufenlos verstellbare Hebel 53 wird
vollständig nach links versetzt. Andererseits wird das
Umwandlungselement 56 durch die Drehspiralfeder 55 auf
der Seite des stufenlos verstellbaren Hebels 53 vorgespannt.
Aus diesem Grund wird das Umwandlungselement 56 mit dem
Pad 57 in engen Kontakt gebracht, und die Rolle 53d wird
mit der Nocke 23 kontaktiert. Zu diesem Zeitpunkt, wird
da sich die Nockenwellen 21 gegen dem Uhrzeigersinn drehen,
ein Winkel zwischen einem Ausgangspunkt einer Nockenspitze und einem
Kontaktpunkt zwischen der Rolle 53d und der Nocke 23 möglichst
weit gestellt, und der stufenlos verstellbare Hebel 53 wird
durch die Nocke 23 später angetrieben als in dem
Neutralzustand. Demzufolge wird der Ventilöffnungstakt
oder der Ventilschließtakt verzögert.
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Wenn
andererseits ein Ventilöffnungstakt oder ein Ventilschließtakt
eines Auslassventils vorgezogen werden sollen, wird das Kugelgelenk 54a des
Verbindungselements 54 in eine solche Richtung zum Oszillieren gebracht,
dass das Kugelgelenk 54a von der Seite der Auslassventile 14 und 15 bezüglich
der Neutralstellung weggeführt wird.
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Das
Bodenende 53a wird durch das Kugelgelenk 54a nach
rechts gezogen, und der stufenlos verstellbare Hebel 53 wird
vollständig nach rechts versetzt. Dabei wird das Umwandlungselement 56 durch
die Drehspiralfeder 55 auf der Seite des stufenlos einstellbaren
Hebels 53 vorgespannt. Demzufolge wird das Umwandlungselement 56 mit
dem Pad 57 in engen Kontakt gebracht, und die Rolle 53d wird
mit der Nocke 23 kontaktiert.
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Zu
diesem Zeitpunkt, wird da sich die Nockenwellen 21 gegen
den Uhrzeigersinn drehen, ein Winkel zwischen einem Ausgangspunkt
einer Nockenspitze und einem Kontaktpunkt zwischen der Rolle 53d und
der Nocke 23 möglichst klein gestellt, und der
stufenlos verstellbare Hebel 53 wird durch die Nocke 23 früher
angetrieben als in dem Neutralzustand. Folglich wird der Ventilöffnungstakt
oder der Ventilschließtakt vorgezogen.
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Die
Verzögerungs- und Vorzieheinstellungen werden durch stufenloses
Regeln einer Winkelposition der Kipphebelwelle 30 kontinuierlich
vorgenommen.
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Wie
vorstehend erläutert, können durch die verstellbare
Ventilvorrichtung 20 der Ventilöffnungstakt und
der Ventilschließtakt verändert werden, indem
der Antriebsmechanismus 90 die Kipphebelwelle 30 zum Oszillieren
bringt. Aus diesem Grund werden der Ventilöffnungstakt
und der Ventilschließtakt verändert, so dass es
möglich ist, den Ansaugluftstrom zu erhöhen und
eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs zu erzielen.
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Mit
dieser Konfiguration kann in dem Verbrennungsmotor, umfassend die
stufenlos verstellbare Ventilvorrichtung 20 mit dem Schaltkipphebelmechanismus 40 und
dem stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50, die
folgende Regelung vorgenommen werden:
Zunächst wird
die Betätigung des Schaltkipphebelmechanismus 40 und
des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50, die
durchgeführt wird, wenn die interne Abgasrückführungsrate
(AGR) optimiert ist, durch einen Vergleich zwischen einem „Normalbetrieb” und
einem „inneren Abgasrückrnhrungsbetrieb (AGR)” erläutert. 6 ist
eine graphische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen
der Phase und dem Hub der Nockenwelle 21 darstellt. Das
Bezugszeichen EX bezeichnet Öffnungsventile (Hübe)
der Auslassventile 14 und 15, und das Bezugszeichen
IH bezeichnet Öffnungsventile (Hübe) der Lufteinlassventile 12 und 13.
-
<Normalbetrieb>
-
Die
Nockenwelle 21 bewirkt einen Auslasstakt, wodurch die Auslassventile 14 und 15 geöffnet
werden, so dass sie einen Einlasstakt, der durch Öffnen
der Lufteinlassventile 12 und 13 bewirkt wird,
geringfügig überschneiden. Eine Betätigung
des Schaltkipphebelmechanismus 40 zu diesem Zeitpunkt ist
in der 8 dargestellt, und eine Betätigung des
stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 zu diesem
Zeitpunkt ist in der 9 dargestellt. Im Normalbetrieb
wird ein Betriebszustand des Schaltkipphebelmechanismus 40 sowohl auf
der Seite der Lufteinlassventile 12 und 13 als
auch auf der Seite der Auslassventile 14 und 15 auf
Aus gestellt, und ein Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren
Kipphebelmechanismus 50 wird auf einen Normalmodus (Neutralmodus)
gestellt.
-
Insbesondere
wenn der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus 40 auf
Aus gestellt ist, wird durch den Öldruckbeaufschlagungsmechanismus 80 kein Öldruck
angelegt, und in den Hohlabschnitt 71a des Schaltkipphebelmechanismus 40 wird
kein Motoröl eingespeist. Daher wird der Kolben 73 durch
die Federkraft der Feder 74 nach unten vorgespannt und
die Aussparung 73a wird an dem Fensterabschnitt 71b positionier. Dabei
wird die Rolle 41c durch die Drehung der Nocke 22,
die durch die Nockenwelle 21 in Drehung versetzt wird,
entlang der Nocke 22 geführt, und der Schaltkipphebel 41 oszilliert
zu vorgegebenen Zeitpunkten um die Kipphebelwelle 40 in
die durch den Pfeil E in 8 angegebene Richtung. Selbst
dann, wenn der Anschlaghebel 41b in den Fensterabschnitt 71b eingeschoben
ist, wird der Anschlaghebel 41b nur in die Aussparung 73a eingeschoben
und nicht mit dem Kolben 73 in Kontakt gebracht. Aus diesem
Grund wird die Bewegung des Schaltkipphebels 41 nicht auf
den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen. Folglich
ist der Schaltkipphebelmechanismus 40 nicht in Betrieb
und die Lufteinlassventile 12 und 13 und die Auslassventile 14 und 15 werden nicht
angetrieben.
-
In
dem stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 wird
die Kipphebelwelle 30 durch den Antriebsmechanismus 90 auf
eine Neutralposition gestellt. Daher bewegt sich die Rolle 53d durch
die Drehung der Nocke 23, die durch die Nockenwelle 21 in
Drehung versetzt wird, entlang der Nocke 23, und der stufenlos verstellbare
Hebel 53 oszilliert in vorgegebenen Intervallen um die
Kipphebelwelle 30 in die durch den Pfeil F in 9 angezeigte
Richtung. Auf diese Weise wird die Bewegung des stufenlos verstellbaren
Hebels 53 durch das Umwandlungselement 56 und
den Mittelhebel 51 auf den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen, und
die Lufteinlassventile 12 und 13 und die Auslassventile 14 und 15 werden
entlang eines Profils der Nocke 23 angetrieben.
-
Wie
vorstehend erläutert, werden die Lufteinlassventile 12 und 13 und
die Auslassventile 14 und 15 in Normalposition
durch den stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus entsprechend
den Phasen und Hüben angetrieben, die sich entlang der
durchgezogenen Line S verändern.
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<Interne
Abgasrückführung (AGR)>
-
Bei
der internen Abgasrückführung wird der Betriebsmodus
des Schaltkipphebelmechanismus 40 auf der Seite der Lufteilassventile 12 und 13 auf
Aus gestellt, und der Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 wird
auf einen frühzeitigen Schließmodus (Vorzugsmodus)
gestellt. Der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus 40 wird
auf der Seite der Auslassventile 14 und 15 auf
An gestellt, und der Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 wird
auf einen Normalmodus (Neutralmodus) gestellt.
-
Die
Arbeitsweise des Schaltkipphebelmechanismus
40 und des
stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
50 werden
wie folgt zusammengefasst: Tabelle 1 Optimierung der internen Abgasrückführungsrate
(AGR)
| | Schaltkipphebelmechanismus | Stufenlos
verstellbarer Kipphebelmechanismus |
| Lufteinlassventil | Aus | Frühzeitiges
Schließen |
| Auslassventil | An | Normal |
-
Wenn
der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus 40 auf
der Seite der Auslassventile 14 und 15 auf An
gestellt ist, wird durch den Öldruckbeaufschlagungsmechanismus 80 Öldruck
angelegt. Wie in der 10 dargestellt, wird in dem
Schaltkipphebelmechanismus 40 in den Hohlabschnitt 71a Motoröl
eingespeist. Aus diesem Grund führt der Kolben 73 entgegen
der Federkraft der Feder 74 nach oben und der Umfang des
Kolbens 73 wird an dem Fensterabschnitt 71b positioniert.
Dabei wird die Rolle 41c durch die Drehung der Nocke 22,
die durch die Nockenwelle 21 in Drehung versetzt wird,
entlang der Nocke 22 geführt, und der Schaltkipphebel 41 oszilliert
in vorgegebenen Intervallen um die Kipphebelwelle 30 in
die durch den Pfeil E in der 8 angezeigte
Richtung. Wenn der Anschlaghebel 41b in den Fensterabschnitt 71b eintritt,
wird der Anschlaghebel 41b mit dem Umfang des Kolbens 73 in
Kontakt gebracht. Aus diesem Grund wird die Bewegung des Schaltkipphebels 41 an
den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen und die
Auslassventile 14 und 15 werden entlang eines
Profils der Nocke 22 angetrieben. Eine Spitze 22a der
Nocke 22 entspricht dem Bezugszeichen P in 6.
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In
dem stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 wird
die Kipphebelwelle 30 auf der Seite der Lufteinlassventile 12 und 13 durch
den Antriebsmechanismus 90 entgegen dem Uhrzeigersinn um
einen vorgegebenen Winkel gedreht und auf eine Voreilwinkelposition
gestellt. Eine Drehachse für die Oszillation des stufenlos
verstellbaren Hebels 53 ist von den Lufteinlassventilen 12 und 13 beabstandet.
In diesem Zustand bewegt sich die Rolle 53d durch die Drehung
der Nocke 23, die durch die Nockenwelle 21 in
Drehung versetzt wird, entlang der Nocke 23 und der stufenlos
verstellbare Hebel 53 oszilliert in vorgegebenen Intervallen
um die Kipphebelwelle 30 in die durch den Pfeil F in der 11 angezeigte
Richtung. Auf diese Weise wird die Bewegung des stufenlos verstellbaren
Hebels 53 durch das Umwandlungselement 56 und
den Mittelhebel 51 auf den gemeinsamen Kipphebel 53 übertragen,
und die Lufteinlassventile 12 und 13 werden angetrieben, während
sie bezüglich des Profils der Nocke 23 nach vorn
bewegt werden.
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Wie
oben erläutert, werden die Lufteinlassventile 12 und 13 im
Einlasstakt der internen Abgasrückführung (AGR)
durch den stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 angetrieben,
und die Auslassventile 14 und 15 werden durch
den Schaltkipphebelme chanismus 40 angetrieben. Daher werden
die Lufteinlassventile 12 und 13 entsprechend
den Phasen und Hüben, die durch das Bezugszeichen S in 6 angegeben
sind, geöffnet, und die Auslassventile 14 und 15 werden
entsprechend den Phasen und Hüben, die durch das Bezugszeichen
P in 6 angegeben sind, geöffnet. Insbesondere
werden die Auslassventile 14 und 15 zu Zeitpunkten
geöffnet, die durch das Bezugszeichen P in 6 angegeben
sind. Das heißt, da die Auslassventile 14 und 15 im
Einlasstakt geöffnet werden, dass von dem Zylinder 11 zeitweise
ausgestoßenes Abgas in den Zylinder 11 geführt
wird, so dass eine interne Abgasrückführung vollzogen
werden kann.
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Da
die Hübe der Auslassventile 14 und 15 zu
diesem Zeitpunkt konstant sind, ist auch die interne Abgasrückführungsrate
(AGR) konstant. Da der Betriebszustand des Motors nicht konstant
ist, verändert sich allerdings die erforderlichte AGR-Rate.
Aus diesem Grund wird diese Feinregelung durch die Betätigung
der Lufteinlassventile 12 und 13 vorgenommen.
Insbesondere um zu verhindern, dass eine NOx-Reduktion aufgrund
einer zu geringen internen AGR-Rate beeinträchtigt wird,
wird das Ende der Schließung der Lufteinlassventile 12 und 13 frühzeitig
eingeleitet, so dass es möglich ist, die Ansaugluftmenge
an sich zu reduzieren, so dass die interne AGR-Rate in Folge relativ
ansteigt. 7 zeigt ein Verhältnis
zwischen den Öffnungsendphasen und Luftmengen der Lufteinlassventile 12 und 13 und
ein Verhältnis zwischen den Endschließphasen und den
internen AGR-Raten der Lufteinlassventile 12 und 13.
Wenn die Lufteinlassventile 12 und 13 in einer
Phase S1 oder S2 geringfügig früher geschlossen
werden als in einer normalen Endschließphase S0, sinkt
die Luftmenge und die interne AGR-Rate steigt an.
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Wie
vorstehend erläutert, werden der Schaltkipphebelmechanismus 40 und
der stufenlos verstellbare Kipphebelmechanismus 50 gemeinsam
betätigt, so dass es möglich ist, eine verbesserte
AGR-Rate zu erzielen und das Abgas zu reinigen.
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Der
Betrieb des Schaltkipphebelmechanismus 40 und des stufenlos
verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 im Motorbremsbetrieb
sollen anhand eines Vergleichs zwischen „Normalbetrieb” und „Motorbremsbetrieb” erläutert
werden. 12 ist eine graphische Darstellung,
die ein Verhältnis zwischen der Phase und dem Hub der Nockenwelle 21 darstellt.
Das Bezugszeichen EX bezeichnet die Öffnungsventile (Hübe)
der Auslassventile 14 und 15 und das Bezugszeichen
IH bezeichnet die Öffnungsventile (Hübe) der Lufteinlassventile 12 und 13.
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<Normalbetrieb>
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Die
Nockenwelle 21 veranlasst einen Auslasstakt, wodurch die
Auslassventile 14 und 15 so geöffnet werden,
dass sie einen Einlasstakt, der durch Öffnen der Lufteinlassventile 12 und 13 veranlasst
wird, geringfügig überschneiden. Eine Betätigung
des Schaltkipphebelmechanismus 40 zu diesem Zeitpunkt ist
in der 8 dargestellt, und die Betätigung des
stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 zu diesem
Zeitpunkt ist in 9 dargestellt. Im Normalbetrieb
wird der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus 40 sowohl
auf der Seite der Lufteinlassventile 12 und 13 als
auch auf der Seite der Auslassventile 14 und 15 auf Aus
gestellt, und der Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 wird
auf einen Normalmodus (Neutralmodus) gestellt.
-
Der
Betrieb des Schaltkipphebelmechanismus 40 und der Betrieb
des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 im
Normalzustand soll nicht erläutert werden, da diese Betriebe
den in den 8 und 9 gezeigten
Läufen entsprechen.
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<Motorbremsbetrieb>
-
Bei
einem Motorbremsbetrieb wird der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus
40 auf
der Seite der Lufteinlassventile
12 und
13 auf
Aus gestellt, und der Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren Schaltkipphebelmechanismus
50 wird
auf einen Normalmodus (Neutralmodus) gestellt. Auf der Seite der
Auslassventile
14 und
14 wird der Betriebsmodus
des Schaltkipphebelmechanismus
40 auf An gestellt, und
der Betriebsmodus des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
50 wird
auf einen frühzeitigen Öffnungsmodus (Vorzugsmodus)
gestellt. Der Lauf des Schaltkipphebelmechanismus
40 und
des stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
50 kann
wie folgt zusammengefasst werden: Tabelle 2: Motorbremsbetrieb
| | Schaltkipphebelmechanismus | Stufenlos
verstellbarer Kipphebelmechanismus |
| Lufteinlassventil | Aus | Normal |
| Auslassventil | An | Frühzeitiges Öffnen |
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Wenn
der Betriebsmodus des Schaltkipphebelmechanismus 40 auf
der Seite der Auslassventile 14 und 15 auf An
gestellt wird, wird durch den Öldruckbeaufschlagungsmechanismus 80 Öldruck
angelegt. Wie in der 14 dargestellt, wird in dem
Schaltkipphebelmechanismus 40 in den Hohlabschnitt 71a Motoröl
eingespeist. Daher wird der Kolben 73 entgegen der Federkraft
der Feder 74 nach oben gedrückt, und der Umfang
des Kolbens 73 wird an dem Fensterabschnitt 71b positioniert.
Andererseits wird die Rolle 41c durch die Drehung der Nocke 22,
die durch die Nockenwelle 21 in Drehung versetzt wird,
entlang der Nocke 22 geführt, und der Schaltkipphebel 41 oszilliert
in vorgegebenen Intervallen um die Kipphebelwelle 30 in
die durch den Pfeil E in der 14 angezeigte
Richtung. Wenn der Anschlaghebel 41b in den Fensterabschnitt 71b eintritt, wird
der Anschlaghebel 41b mit dem Umfang des Kolbens 73 in
Kontakt gebracht. Aus diesem Grund wird die Bewegung des Schaltkipphebels 41 auf
den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen, und die
Auslassventile 14 und 15 werden entlang eines
Profils der Nocke 22 angetrieben. Die Spitze 22a der
Nocke 22 entspricht dem Bezugszeichen L in 6.
-
Wie
in 15 dargestellt, wird die Kipphebelwelle 30 in
dem stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 auf
der Seite der Auslassventile 14 und 15 durch den
Antriebsmechanismus 90 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen
vorgegebenen Winkel gedreht und auf eine Voreilwinkelposition gestellt.
Eine Drehachse für die Oszillation des stufenlos verstellbaren
Hebels 53 wird von den Lufteinlassventilen 12 und 13 beabstandet.
In diesem Zustand wird die Rolle 53d durch die Drehung
der Nocke 23, die durch die Nockenwelle 21 in Drehung
versetzt wird, entlang der Nocke 23 geführt, und
der stufenlos verstellbare Hebel 53 oszilliert in vorgegebenen
Intervallen um die Kipphebelwelle 30 in die durch den Pfeil
F in 17 angezeigte Richtung. Auf diese
Weise wird die Bewegung des stufenlos verstellbaren Hebels 51 durch
das Umwandlungselement 56 und den Mittelhebel 51 auf
den gemeinsamen Kipphebel 60 übertragen, und die
Lufteinlassventile 12 und 13 werden angetrieben,
während sie bezüglich des Profils der Nocke 23 vorwärts
bewegt werden.
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Wie
oben erläutert, werden die Lufteinlassventile 12 und 13 durch
den stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 in
dem Motorbremsbetrieb angetrieben, und die Auslassventile 14 und 15 werden
sowohl durch den Schaltkipphebelmechanismus 40 als auch
durch den stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 angetrieben.
Daher werden die Lufteinlassventile 12 und 13 entsprechend
den Phasen und Hüben, die durch das Bezugszeichen N in
der 12 angegeben sind, geöffnet, und die
Auslassventile 14 und 15 werden entsprechend den
Phasen und Hüben, die durch die Bezugszeichen M und L in
der 12 angegeben sind, geöffnet. Insbesondere öffnet
der Schaltkipphebelmechanismus 40 die Auslassventile 14 und 15 zu
Zeitpunkten, die durch das Bezugszeichen L in der 12 angegeben
sind. Das heißt, dass sich die Auslassventile 14 und 15 an
einem oberen Verdichtungstotpunkt (TDC = Top Dead Center) öffnen,
um eine Verdichtungsbremse zu betätigen. Da die Hübe
der Auslassventile 14 und 15 konstant sind, ist
auch die Bremswirkung konstant.
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Da
der Betriebszustand des Motors nicht konstant ist, verändert
sich allerdings die notwendige Bremskraft. Aus diesem Grund wird
diese Feinregelung durch die Betätigung der Auslassventile 14 und 15 vorgenommen,
die durch den stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus 50 angetrieben
werden. Insbesondere wenn die Auslassventile 14 und 15 in
einer Phase M1 oder M2 geringfügig früher geöffnet
werden als in einer Normalphase M0, um eine Öffnungszeit
früher einzuleiten, kann die Abgasenergie (Luftmenge) erhöht
werden, und die Bremskraft wird folglich relativ erhöht. 13 zeigt
ein Verhältnis zwischen den Öffnungsstartphasen der
Auslassventile 14 und 15 und der Abgasenergie
(Luftmenge) und ein Verhältnis zwischen den Öffnungsstartphasen
der Auslassventile 14 und 15 und der Motorbremskraft.
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Wie
oben erläutert, kann durch die gemeinsame Betätigung
des Schaltkipphebelmechanismus 40 und des stufenlos verstellbaren
Kipphebelmechanismus 50 eine verbesserte Motorbremskraft
erzielt werden und ein gewünschtes Fahrgefühl
realisiert werden.
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Wie
oben erläutert, ist es gemäß der variablen
Ventilvorrichtung 20 für einen Verbrennungsmotor
entsprechend dieser Ausführungsform möglich, eine
Vielzahl von Funktionen, wie Durchführung der internen
Abgasrückführung (AGR), Anwendung der Motorbremsung,
Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und Abgasreinigung, gleichzeitig
zu realisieren.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung werden Ventile unter Verwendung sowohl des
Schaltkipphebelmechanismus als auch des stufenlos verstellbaren
Kipphebelmechanismus geöffnet oder geschlossen, so dass es
möglich ist, eine Vielzahl von Funktionen, wie unmittelbares
Schalten der Öffnungs-/Schließzeiten der Ventile
und Feinregelung der Hübe, zu realisieren.
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Zudem
wird die Übertragung des Oszillationsversatzes bedarfsweise
selektiv durchgeführt, so dass es möglich ist,
ein Ventil unverzüglich zu öffnen oder zu schließen.
Die Übertragung des Oszillationsversatzes wird kontinuierlich
durchgeführt, so dass es möglich ist, die Antriebsphasen
und Hübe des Ventils genau zu regeln. Wenn die Feinregelung
der AGR-Rate während der Durchführung der internen
AGR vorgenommen wird, kann das Abgas gereinigt werden. Dadurch kann
die Motorbremsung angewendet und die Bremswirkung verbessert werden.
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Zusammenfassung
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Um
eine Vielzahl von Funktionen, wie Durchführung der internen
Abgasrückführung (AGR), Anwendung der Motorbremsung,
Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und Abgasreinigung, gleichzeitig
realisieren zu können, umfasst die erfindungsgemäße
variable Ventilanordnung für einen Verbrennungsmotor eine
Nockenwelle (21), die drehbeweglich an einem Zylinderkopf
(10) des Verbrennungsmotors angeordnet ist, eine Kipphebelwelle
(30), die so angeordnet ist, dass sie in dem Verbrennungsmotor
oszillieren kann, einen stufenlos verstellbaren Kipphebelmechanismus
(50), der durch eine an der Nockenwelle (21) ausgebildete
Nocke (23) angetrieben wird, der Lufteinlassventile (12, 13)
und Auslassventile (14, 15) öffnet oder
schließt und der einen Ventilhub stufenlos verstellbar
macht, und einen Schaltkipphebelmechanismus (40), der durch
die an der Nockenwelle (21) ausgebildete Nocke (22)
angetrieben wird, der die Lufteinlassventile (12, 13)
und die Auslassventile (14, 15) öffnet
oder schließt und der den Ventilhub stufenweise schaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-339079 [0003]
- - JP 2005-105953 [0005]