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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung, die zum Beispiel eine Drehphase einer Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle eines Motors ändert und das Öffnen und Schließen eines Einlassventils und eines Auslassventils steuert.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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In jüngster Zeit ist in Automobilmotoren zur Verhinderung einer Überschneidung eines Einlassventils und eines Auslassventils, zur Steigerung der Leistung und zur Erzielung eines niedrigen Kraftstoffverbrauchs häufig ein Motor eingesetzt worden, der mit einer variablen Ventilsteuerung versehen ist, die eine Drehphase einer Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle eines Motors ändert und das Öffnen und Schließen eines durch einen Nocken der Nockenwelle betätigten Einlassventils und eines Auslassventils steuert.
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Für diese Art herkömmlicher variabler Ventilsteuerung ist eine variable Ventilsteuerung vorgeschlagen worden, die mit einem Außengetriebe, das in der Lage ist, eine Drehkraft auf eine Kurbelwelle eines Motors zu übertragen, einem Innengetriebe, das die Drehkraft auf eine Nockenwelle überträgt, einem Planetengetriebe, das zwischen dem Außengetriebe und dem Innengetriebe angeordnet ist und sich um das Innengetriebe dreht, während es mit dem Außengetriebe und dem Innengetriebe ineinandergreift, und einem Motor versehen ist, der eine Antriebsquelle ist, der eine Drehzahl des Planetengetriebes ändert (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
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Wenn die variable Ventilsteuerung tatsächlich verwendet wird, dreht sich das Planetengetriebe um das Innengetriebe, während es mit dem Außengetriebe und dem Innengetriebe ineinandergreift, wobei die Drehkraft des Außengetriebes auf das Innengetriebe übertragen wird und gleichzeitig die Drehzahl des Planetengetriebes unter Verwendung eines Motors geändert wird, wodurch die Drehphase des Innengetriebes in Bezug auf das Außengetriebe geändert wird und die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle geändert wird.
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Referenzliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentauslegeschrift Nr. 2008-267174
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Obgleich die herkömmliche variable Ventilsteuerung den Vorteil hat, dass die Drehzahl des Planetengetriebes durch den Motor geändert wird, um die Drehphase des Innengetriebes in Bezug auf das Außengetriebe einfach zu ändern, sind Ansprechsteuerungsmittel des Motors als Antriebsquelle, Dreherkennungsmittel und dergleichen erforderlich, um die Drehphase des Innengetriebes in Bezug auf das Außengetriebe in geeigneter Weise zu ändern, wodurch die Struktur der Vorrichtung natürlich kompliziert wird und gleichzeitig die Kosten steigen können.
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Lösung des Problems
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Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um das Problem bei der herkömmlichen variablen Ventilsteuerung wirksam zu lösen. Eine variable Ventilsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ändert eine Drehphase einer Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle eines Motors und steuert das Öffnen und Schließen von mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil, das durch einen Nocken der Nockenwelle betätigt wird, wobei ein erstes Bewegungsgetriebe, auf das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, und ein zweites Bewegungsgetriebe, das die Drehkraft auf die Nockenwelle überträgt, unabhängig drehbar auf einer ersten Welle angeordnet sind, wobei ein erstes variables Getriebe, das mit dem ersten Bewegungsgetriebe ineinandergreift, und ein zweites variables Getriebe, das mit dem zweiten Bewegungsgetriebe ineinandergreift, einstückig drehbar auf einer zweiten Welle angeordnet sind, die von der ersten Welle beabstandet und parallel dazu ist, wobei das Einstellen derart durchgeführt wird, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes und die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes sich voneinander unterscheiden, ein Getriebegehäuse, das die zweite Welle hält und die zweite Welle um die erste Welle dreht, bereitgestellt ist, ein Drehsteuerungsmittel, das die stufenlose Drehung des Getriebegehäuses steuert, bereitgestellt ist, wobei das Drehsteuerungsmittel aus einem Messerfurnier, das auf einer Seitenfläche des Getriebegehäuses bereitgestellt ist, einem Arm, dessen Vorderende gegenseitig drehbar mit dem Messerfurnier verbunden ist, und einer Exzenterscheibe gebildet ist, auf der ein Basisende des Arms drehbar gelagert ist und die sich synchron mit der Kurbelwelle dreht, wobei die zweite Welle durch das Getriebegehäuse gedreht wird, um die Stellungen des ersten und zweiten variablen Getriebes zu schalten und so die Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe zu ändern und die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zu ändern und gleichzeitig ein Basisende eines Arms durch die Drehung einer Exzenterscheibe des Drehsteuerungsmittels verlagert wird, um das Getriebegehäuse stufenlos im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und so die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle stufenlos zu ändern.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Daher sind gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren, in dem eine Drehkraft von einem ersten Bewegungsgetriebe, auf das die Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, auf ein zweites Bewegungsgetriebe übertragen wird, das die Drehkraft auf eine Nockenwelle überträgt, erste und zweite variable Getriebe mit einer unterschiedlichen Anzahl Zähnen wie sogenannte verschiedene Getriebe einstückig drehbar zwischengeschaltet, und die Stellungen des ersten und des zweiten variablen Getriebes werden nur durch ein Getriebegehäuse geschaltet, wodurch die Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe einfach geändert werden kann. So können eine Vereinfachung der Struktur der Vorrichtung und eine Kostenverringerung ausgeführt werden, da die Vorrichtung keine komplexen Steuerungsmittel erfordert und gleichzeitig die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zuverlässig geändert werden kann, derart, dass eine zuverlässige Steuerung des Öffnens und Schließens des Ventils sichergestellt werden kann.
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Überdies kann die Drehphase, da die Stellungen des ersten und zweiten variablen Getriebes einfach lediglich durch Drehen des Getriebegehäuses geschaltet werden können, um die Änderung der Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zu ermöglichen, wenn das Getriebegehäuse stufenlos gedreht wird, stufenlos geändert werden, derart, dass nicht nur das Öffnen und Schließen des Ventils sondern auch die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens des Ventils gesteuert werden können.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine variable Ventilsteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform an einen Motor angeschlossen ist, und 1B ist eine Teilansicht eines Querschnitts entlang einer Linie A-A in 1A.
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2 ist ein Graph, der eine Phasenänderung des Ventilbetriebs zeigt, wenn ein Getriebegehäuse gedreht wird.
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3 ist ein Graph, der die Phasenänderung des Ventilbetriebs gemäß der Größe des Unterschieds in der Anzahl der Zähne zwischen einem ersten variablen Getriebe und einem zweiten variablen Getriebe zeigt.
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4 ist eine erläuternde Ansicht, die ein erstes Beispiel von Drehsteuerungsmitteln eines Getriebegehäuses in einer variablen Ventilsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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5 ist eine erläuternde Ansicht, die ein zweites Beispiel der Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses in der variablen Ventilsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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6 ist eine erläuternde Ansicht, die ein drittes Beispiel der Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses in der variablen Ventilsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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7 ist eine erläuternde Ansicht, die ein viertes Beispiel der Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses in der variablen Ventilsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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8A ist eine erläuternde Ansicht, die ein fünftes Beispiel der Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses in der variablen Ventilsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und 8B ist eine erläuternde Ansicht, die eine Lagerungsstellung eines Armbasisendes von 8A zeigt.
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9 ist ein Graph, der eine Phasenänderung des Ventilbetriebs zeigt, wenn eine Exzenterrichtung der Lagerungsstellung des Armbasisendes in 8 geändert wird.
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10 ist ein Graph, der die Phasenänderung des Ventilbetriebs zeigt, wenn ein Exzenterabstand der Lagerungsstellung des Armbasisendes in 8 geändert wird.
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11A ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine variable Ventilsteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform an einen Motor angeschlossen ist, und 11B ist eine Teilansicht eines Querschnitts entlang einer Linie A-A in 11A.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung stellt eine variable Ventilsteuerung bereit, die eine Drehphase einer Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle eines Motors ändert und das Öffnen und Schließen von mindestens einem durch einen Nocken der Nockenwelle betätigten Einlassventil und Auslassventil steuert. In der variablen Ventilsteuerung sind ein erstes Bewegungsgetriebe, auf das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, und ein zweites Bewegungsgetriebe, das die Drehkraft auf die Nockenwelle überträgt, unabhängig drehbar auf einer ersten Welle angeordnet, und ein erstes variables Getriebe, das mit dem ersten Bewegungsgetriebe ineinandergreift, und ein zweites variables Getriebe, das mit dem zweiten Bewegungsgetriebe ineinandergreift, sind einstückig drehbar auf einer zweiten Welle angeordnet, die von der ersten Welle beabstandet und parallel dazu ist. Die variable Ventilsteuerung ist überdies mit einem Einstellungsmittel versehen, das die zweite Welle hält und die zweite Welle um die erste Welle dreht, und die Einstellung wird derart durchgeführt, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes und die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes sich voneinander unterscheiden. Die zweite Welle wird durch das Einstellungsmittel gedreht, um die Stellungen des ersten und des zweiten variablen Getriebes zu schalten, wodurch die Vorrichtung keine komplexen Steuerungsmittel in Bezug auf das Ändern der Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe und das Ändern der Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle erfordert. Daher können eine Vereinfachung der Struktur der Vorrichtung und eine Kostenverringerung erreicht werden und gleichzeitig die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zuverlässig geändert werden.
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Erste Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine variable Ventilsteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform ausführlich in Übereinstimmung mit den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die die vorliegende Erfindung veranschaulichen. Wie in 1 gezeigt, ist eine variable Ventilsteuerung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit einer ersten Welle 2 mit einer sie erweiternden Nockenwelle 12, einem ersten Bewegungsgetriebe 3, das auf eine leerlaufende drehbare Weise auf der ersten Welle 2 angeordnet ist, einem zweiten Bewegungsgetriebe 4, das angeordnet ist, um auf der ersten Welle 2 befestigt zu sein, einer zweiten Welle 5, die von der ersten Welle 2 beabstandet und dazu parallel ist, einem ersten variablen Getriebe 6 und einem zweiten variablen Getriebe 7, die einstückig drehbar auf der zweiten Welle 5 angeordnet sind, und einem Getriebegehäuse 8 versehen ist, das als Einstellungsmittel drehbar auf der ersten Welle 2 gelagert ist. Das Getriebegehäuse 8 ist gestaltet, um die zweite Welle 5 zu halten und das erste Bewegungsgetriebe 3, das zweite Bewegungsgetriebe 4, das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7 darin zu lagern.
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In dieser Ausführungsform sind eine Zahnriemenscheibe 9b auf der Seite der Nockenwelle 12 und das erste Bewegungsgetriebe 3 einstückig gebildet. Wenn die Drehkraft einer Kurbelwelle 11 von einer Zahnriemenscheibe 9a auf der Seite der Kurbelwelle 11 über einen Zahnriemen 10 auf die Zahnriemenscheibe 9b übertragen wird, wird die Drehkraft auch auf das erste Bewegungsgetriebe 3 übertragen.
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In der vorliegenden Erfindung ist es besonders wichtig, die Einstellung derart durchzuführen, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 und die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes 7 sich voneinander unterscheiden. In dieser Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten variablen Getriebes 6 kleiner als der Durchmesser des zweiten variablen Getriebes 7 und das Einstellen wird derart durchgeführt, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 kleiner ist als die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes 7. Dementsprechend ist der Durchmesser des ersten Bewegungsgetriebes 3 größer als der Durchmesser des zweiten Bewegungsgetriebes 4, wobei ein Abstand zwischen der ersten Welle 2 und der zweiten Welle 5 in Beziehung dazu konstant ist.
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In dieser Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung, obgleich das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7 einstückig gebildet sind, um es den Getrieben 6 und 7 zu ermöglichen, sich beide einstückig miteinander zu drehen, nicht darauf beschränkt und die beiden Getriebe 6 und 7 können getrennt gebildet sein, um Verbindungsmittel aufzuweisen und daher abhängig von der Ausführung einstückig miteinander verbunden zu werden.
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Dementsprechend wird die Drehkraft der Kurbelwelle 11 in der variablen Ventilsteuerung 1, wenn sich das Getriebegehäuse 8 in 1A in einer festen Bezugsstellung θ1 befindet, zuerst durch die Zahnriemenscheibe 9a und den Zahnriemen 10 auf die Zahnriemenscheibe 9b übertragen und dann auf das erste Bewegungsgetriebe 3 übertragen, das einstückig mit der Zahnriemenscheibe 9b gebildet ist.
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Danach wird die Drehkraft auf das erste variable Getriebe 6, das mit dem ersten Bewegungsgetriebe 3 ineinandergreift, und das zweite variable Getriebe 7 übertragen, das einstückig mit dem ersten variablen Getriebe 6 bereitgestellt ist, um dann auf das zweite Bewegungsgetriebe 4 übertragen zu werden, das mit dem zweiten variablen Getriebe 7 ineinandergreift und um somit schließlich durch die erste Welle 2, die mit dem zweiten Bewegungsgetriebe 4 befestigt ist, auf die Nockenwelle 12 übertragen zu werden.
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Nun wird ein Drehverhältnis zwischen der Kurbelwelle 11 und der Nockenwelle 12 beschrieben. Die Nockenwelle 12 öffnet und schließt Einlassventile (Auslassventile) 13 und 14 mittels eines Nockens 12a oder 12b der Nockenwelle 12. Für gewöhnlich beträgt das Drehverhältnis zwischen der Kurbelwelle 11 und der Nockenwelle 12 in einem Viertaktmotor 2:1, da sich die Nockenwelle 12 ein Mal dreht während sich die Kurbelwelle 11 zwei Mal dreht. Demnach wird auf der Grundlage der Annahme, dass das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7 sich in der Anzahl der Zähne voneinander unterscheiden, jede Anzahl der Zähne des ersten Bewegungsgetriebes 3 und des zweiten Bewegungsgetriebes 4 derart eingestellt, dass das vorhergehend genannte Drehverhältnis erhalten wird.
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Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem das Getriebegehäuse 8 um die erste Welle 2 gedreht wird. Wenn das Getriebegehäuse 8 in 1A im Gegenuhrzeigersinn um Lθ um die erste Welle 2 gedreht wird, bis es θ2 erreicht, wird auch die zweite Welle 5, die durch das Getriebegehäuse 8 gehalten wird, in dieselbe Richtung gedreht und es wird eine Stellung geschaltet, während das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7 mit dem ersten Bewegungsgetriebe 3 beziehungsweise dem zweiten Bewegungsgetriebe 4 ineinandergreifen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes 4 in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe 3 indes vorgezogen und auch die Drehphase der Nockenwelle 12 in Bezug auf die Kurbelwelle 11 ist vorgezogen.
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Demnach ist die Drehphase der Nockenwelle 12 vorgezogen und auch eine Phase des Ventilbetriebs der Einlassventile (Auslassventile) 13 und 14, die durch den Nocken 12a oder 12b der Nockenwelle 12 betätigt wird, ist derart vorgezogen, dass die Phase des Ventilbetriebs, wie in 2 gezeigt, wenn das Getriebegehäuse 8 um Lθ zu θ2 gedreht wird, im Vergleich zur Phase des Ventilbetriebs, wenn sich das Getriebegehäuse 8 an der festen Bezugsstellung θ1 befindet, lediglich um t1 vorgezogen ist. t1 wird gemäß dem Betrag Lθ der Drehung des Getriebegehäuses 8 geändert.
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Andererseits wird, wenn das Getriebegehäuse 8 in 1A im Uhrzeigersinn um Rθ um die erste Welle 2 gedreht wird, bis es θ3 erreicht, auch die zweite Welle 5, die durch das Getriebegehäuse 8 gehalten wird, in dieselbe Richtung gedreht und eine Stellung wird geschaltet, wenn das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7 mit dem ersten Bewegungsgetriebe 3 beziehungsweise dem zweiten Bewegungsgetriebe 4 ineinandergreifen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes 4 indes in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe 3 verzögert und auch die Drehphase der Nockenwelle 12 in Bezug auf die Kurbelwelle 11 ist verzögert.
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Demnach ist die Drehphase der Nockenwelle 12 verzögert und auch die Phase des Ventilbetriebs der Einlassventile (Auslassventile) 13 und 14, die durch den Nocken 12a oder 12b der Nockenwelle 12 betätigt werden, ist verzögert, derart, dass, wie in 2 gezeigt, die Phase des Ventilbetriebs, wenn das Getriebegehäuse 8 um Rθ zu θ3 gedreht wird, im Vergleich zur Phase des Ventilbetriebs, wenn das Getriebegehäuse 8 sich in der festen Bezugsstellung θ1 befindet, nur um t2 verzögert ist. Auch in diesem Fall wird t2 gemäß dem Betrag Rθ der Drehung des Getriebegehäuses 8 geändert.
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Gemäß dem vorhergehenden Aufbau kann die Drehphase der Nockenwelle gemäß der Drehrichtung des Getriebegehäuses 8 vorgezogen oder verzögert werden und der Betrag der Änderung der Drehphase der Nockenwelle kann gemäß dem Betrag der Drehung des Getriebegehäuses 8 eingestellt werden. Wie in 3 gezeigt, kann der Betrag der Drehphasenänderung indes in Abhängigkeit von der Größe des Unterschieds in der Anzahl der Zähne zwischen dem ersten variablen Getriebe 6 und dem zweiten variablen Getriebe 7 eingestellt werden, und je größer der Unterschied in der Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 und des zweiten variablen Getriebes 7 ist, desto größer ist der Betrag der Drehphasenänderung. Wenn das Getriebegehäuse 8 nämlich in 1A um Lθ im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, bis es θ2 erreicht, ist ein Phasenunterschied t4 des Ventilbetriebs, sogar wenn der Betrag Lθ der Drehung des Getriebegehäuses 8 derselbe ist, wenn der Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem ersten variablen Getriebe 6 und dem zweiten variablen Getriebe 7 groß ist, größer als ein Phasenunterschied t3 des Ventilbetriebs, wenn der Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem ersten variablen Getriebe 6 und dem zweiten variablen Getriebe 7 klein ist.
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In dieser Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten variablen Getriebes 6 kleiner als der Durchmesser des zweiten variablen Getriebes 7 und die Einstellung wird derart durchgeführt, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 kleiner ist als die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes 7. Begleitend dazu ist die vorliegende Erfindung, obgleich der Durchmesser des ersten Bewegungsgetriebes 3 größer ist als der Durchmesser des zweiten Bewegungsgetriebes 4, nicht darauf beschränkt und es kann die entgegengesetzte Gestaltung eingesetzt werden. Der Durchmesser des ersten variablen Getriebes 6 ist nämlich größer als der Durchmesser des zweiten variablen Getriebes 7 und das Einstellen wird derart durchgeführt, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 größer ist als die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes 7. Begleitend dazu kann der Durchmesser des ersten Bewegungsgetriebes 3 abhängig von der Ausführung kleiner sein als der Durchmesser des zweiten Bewegungsgetriebes 4. In diesem Fall wird die Drehphase der Nockenwelle 12, wenn das Getriebegehäuse 8 in 1A im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, im Gegensatz zu dieser Ausführungsform verzögert. Wenn unterdessen das Getriebegehäuse 8 in 1A im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Drehphase der Nockenwelle 12 vorgezogen wird und der Durchmesser des zweiten Bewegungsgetriebes 4, das die Drehkraft auf die Nockenwelle 12 überträgt, im Vergleich zu dieser Ausführungsform groß ist, ergibt dies eine geringe Drehung. Daher ist der Betrag der Drehphasenänderung der Nockenwelle 12 kleiner als in dieser Ausführungsform.
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Wie vorhergehend beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Erfindung im Verfahren des Übertragens der Drehkraft vom ersten Bewegungsgetriebe 3, auf das die Drehkraft von der Kurbelwelle 11 übertragen wird, auf das zweite Bewegungsgetriebe 4, das die Drehkraft auf die Nockenwelle 12 überträgt, das erste und das zweite variable Getriebe 6 und 7 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zähnen als so genannte verschiedene Getriebe einstückig drehbar zwischengeschaltet und die Vorrichtung erfordert keine komplexen Steuerungsmittel im Hinblick auf lediglich das Schalten der Stellungen des ersten und des zweiten variablen Getriebes 6 und 7 durch das Getriebegehäuse 8 zum einfachen Ändern der Drehphase des zweiten Bewegungsgetriebes 4 in Bezug auf das erste Bewegungsgetriebe 3. Daher können eine Vereinfachung der Struktur der Vorrichtung und eine Kostenverringerung erreicht werden und gleichzeitig die Drehphase der Nockenwelle 12 in Bezug auf die Kurbelwelle 11 zuverlässig geändert werden. Folglich wird das Öffnen und Schließen der Einlassventile (Auslassventile) 13 und 14 zuverlässig gesteuert und es ist möglich, eine Überschneidung eines Einlassventils und eines Auslassventils zu verhindern, die Leistung zu erhöhen und einen niedrigen Kraftstoffverbrauch für einen Motor zu erzielen.
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Überdies werden die Stellungen des ersten und des zweiten variablen Getriebes 6 und 7 einfach geschaltet, indem lediglich das Getriebegehäuse 8 gedreht wird, und die Drehphase der Nockenwelle 12 kann in Bezug auf die Kurbelwelle 11 geändert werden; daher kann die Drehphase, wenn das Getriebegehäuse 8 stufenlos gedreht wird, stufenlos geändert werden, derart, dass nicht nur das Öffnen und Schließen der Einlassventile (Auslassventile) 13 und 14 sondern auch die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens gemäß der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf 8 bis 10 gesteuert werden können.
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Ein Beispiel für ein Mittel, das die Drehung des Getriebegehäuses 8 der variablen Ventilsteuerung 1 gemäß dieser Ausführungsform steuert, wird gemäß 4 bis 10 beschrieben. 4 zeigt ein Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses 8, das gestaltet ist, um mit einem Messerfurnier 15, das an einem oberen Ende des Getriebegehäuses 8 bereitgestellt wird, einer Zugfeder 17, die das Messerfurnier 15 in Richtung einer Stütze 16 zieht, die an einem Motorgestell befestigt ist, einer Anschlagschraube 18, die an der Stütze 16 bereitgestellt ist und die Drehung des Getriebegehäuses 8 steuert, und einem Stab oder Draht 19 versehen zu sein, der das Messerfurnier 15 gegen eine elastische Vorspannkraft der Zugfeder 17 zieht, und der Stab oder Draht 19 führt den Arbeitsvorgang des Ziehens oder Lösens zusammenwirkend mit einem Gaspedal aus. So kann im Beispiel von 4 der Stab oder Draht 19, der mit dem Gaspedal und der Zugfeder 17 zusammenwirkt, das Getriebegehäuse 8 in der Zeichnung im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn drehen.
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Überdies zeigt 5 Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses 8, die gestaltet sind, um mit einem halbkreisförmigen Schneckenrad 20, das am oberen Ende des Getriebegehäuses 8 bereitgestellt ist, einer Schnecke 21, die mit dem Schneckenrad 20 ineinandergreift, und einem Steuerungsmotor 22 der Schnecke 21 versehen zu sein, und die Drehrichtung der Schnecke 21, die mit dem Schneckenrad 20 ineinandergreift, mittels des Steuerungsmotors 22 zum Drehen des Getriebegehäuses 8 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichnung einzustellen.
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Überdies zeigt 6 Drehsteuerungsmittel des Getriebegehäuses 8, die gestaltet sind, um mit dem Messerfurnier 15, das am oberen Ende des Getriebegehäuses 8 bereitgestellt wird, einem Arm 23, der gegenseitig drehbar mit dem Messerfurnier 15 verbunden ist, und einem Stellteil 24 zum Steuern des Arms 23 und zum Ausfahren oder Einziehen des Arms 23 mittels des Stellteils 24 zum Drehen des Getriebegehäuses 8 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn in der Zeichnung versehen zu sein.
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Überdies zeigt 7 ein Beispiel, in dem die variable Ventilsteuerung 1 an jeder Seite der Nockenwelle 12 auf der Einlassventilseite oder der Auslassventilseite befestigt ist, und das Drehsteuerungsmittel des in 4 gezeigten Getriebegehäuses 8 wird auf jede der variablen Ventilsteuerungsvorrichtungen 1 angewandt. In diesem Beispiel weist jedes Drehmittel ein Messinstrument 25 auf und die Drehphase von jeder der Nockenwellen 12 auf der Einlassventilseite oder der Auslassventilseite kann gemäß dem durch das Messinstrument 25 erhaltenen Messergebnis geändert werden.
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Insbesondere ist das Drehsteuerungsmittel wirksam, wenn es als Testausrüstung verwendet wird, die Leistungsmerkale, den Kraftstoffverbrauch, Abgas und dergleichen gemäß einer Steuerung des Öffnens und Schließens des Einlassventils oder des Auslassventils misst.
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8A zeigt das Drehsteuerungsmittel, das verwendet wird, wenn das Getriebegehäuse 8 stufenlos gedreht wird, und das Drehsteuerungsmittel ist gestaltet, um mit dem Messerfurnier 15, das auf der Seitenfläche des Getriebegehäuses 8 bereitgestellt ist, dem Arm 23, dessen Vorderende gegenseitig drehbar mit dem Messerfurnier 15 verbunden ist, und einer Exzenterscheibe 27 versehen zu sein, auf der ein Basisende des Arms 23 drehbar gelagert ist und die sich synchron mit der Zahnriemenscheibe 9a dreht und das Basisende des Arms 23 durch die Drehung der Exzenterscheibe 27 verlagert, um das Getriebegehäuse 8 stufenlos im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. 8B zeigt eine Lagerungsstellung des Basisendes des Arms 23, wenn sich das Getriebegehäuse 8 in der festen Bezugsstellung θ1 befindet.
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Demnach kann das Getriebegehäuse 8 in dem vorhergehend genannten Drehsteuerungsmittel stufenlos gedreht werden und wenn die Lagerungsstellung des Basisendes des Arms 23, wenn das Getriebegehäuse 8 sich in der festen Bezugsstellung θ1 befindet, auf jede in 8B gezeigte Stellung eingestellt werden kann, sind die Phasen des Ventilbetriebs, die sich gemäß der eingestellten Stellung voneinander unterscheiden, wie in 9 und 10 gezeigt.
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Wenn zum Beispiel die Lagerungsstellung des Basisendes des Arms 23 auf eine Stellung P2 eingestellt ist, wenn sich das Getriebegehäuse 8 in der festen Bezugsstellung θ1 befindet, wie in 8A gezeigt, nachdem das Getriebegehäuse 8 zeitweise im Gegenuhrzeigersinn von der festen Bezugsposition θ1 um Lθ auf θ2 gedreht wird, wird das Getriebegehäuse 8 im Wesentlichen im Uhrzeigersinn gedreht, um um Lθ + Rθ gedreht zu werden, bis es θ3 erreicht. Dann wird das Getriebegehäuse 8 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um zur festen Bezugsposition θ1 zurückzukehren. Diese Reihe von Dreharbeitsabläufen kann stufenlos durchgeführt werden.
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Daher ändert sich die Phase des Ventilbetriebs im vorhergehenden Fall wie im Graph P2 von 9 im Vergleich zum Graph P0 von 9 gezeigt, der die Phase des normalen Ventilbetriebs darstellt, und die Ventilbetriebszeit kann im Vergleich zur normalen Ventilbetriebszeit verkürzt werden.
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Demnach ist es in diesem Beispiel, da nicht nur das Öffnen und das Schließen des Ventils sondern auch die Betriebszeit des Ventils gesteuert werden können, besonders wirksam, wenn die Einstellung der Ventilöffnungs- und Schließungszeitpunkte erforderlich ist.
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Zweite Ausführungsform
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Eine variable Ventilsteuerung 1 in einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen in der ersten Ausführungsform und ist auf der Seite der Kurbelwelle 11 angebracht. Wie in 11 gezeigt, ist die variable Ventilsteuerung 1 mit einer ersten Welle 2, die um die Kurbelwelle 11 darüber herausragend bereitgestellt ist, einem ersten Bewegungsgetriebe 3, das leerlaufend drehbar auf der ersten Welle 2 angeordnet ist, einem zweiten Bewegungsgetriebe 4, das leerlaufend drehbar auf der ersten Welle 2 angeordnet ist, einer zweiten Welle 5, die von der ersten Welle 2 beabstandet und parallel dazu ist, einem ersten variablen Getriebe 6 und einem zweiten variablen Getriebe 7, die einstückig drehbar auf der zweiten Welle 5 angeordnet sind, und einem Getriebegehäuse 8 versehen, das das Einstellungsmittel ist, das drehbar auf der ersten Welle 2 gelagert ist. Das Getriebegehäuse 8 hält die zweite Welle 5 und lagert darin das erste Bewegungsgetriebe 3, das zweite Bewegungsgetriebe 4, das erste variable Getriebe 6 und das zweite variable Getriebe 7.
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Wie in der ersten Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten variablen Getriebes 6 kleiner als der Durchmesser des zweiten variablen Getriebes 7 und das Einstellen wird derart ausgeführt, dass die Anzahl der Zähne des ersten variablen Getriebes 6 kleiner ist als die Anzahl der Zähne des zweiten variablen Getriebes 7. Demnach ist der Durchmesser des ersten Bewegungsgetriebes 3 wie in der ersten Ausführungsform größer als der Durchmesser des zweiten Bewegungsgetriebes 4.
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In dieser Ausführungsform wird auf der Seite der Kurbelwelle 11 ein Kurbelgetriebe 28 bereitgestellt, das sich mit der Kurbelwelle 11 dreht. Das Kurbelgetriebe 28 und das erste Bewegungsgetriebe 3 greifen ineinander ein, um die Drehkraft der Kurbelwelle 11 auf das erste Bewegungsgetriebe 3 zu übertragen. Unterdessen sind ein zweites Bewegungsgetriebe 4 und eine Zahnriemenscheibe 9a einstückig gebildet und die Zahnriemenscheibe 9a dreht sich simultan mit der Drehung des zweiten Bewegungsgetriebes 4, um die Drehkraft durch den Zahnriemen 10 und die Zahnriemenscheibe 9b auf der Seite der Nockenwelle 12 auf die Nockenwelle 12 zu übertragen.
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Demnach unterscheiden sich die Gestaltung, in der die Drehkraft von der Kurbelwelle 11 auf das erste Bewegungsgetriebe 3 übertragen wird, und die Gestaltung, in der die Drehkraft vom zweiten Bewegungsgetriebe 4 auf die Nockenwelle 12 übertragen wird, von denjenigen in der ersten Ausführungsform in Bezug auf die Änderung der Stellung, in der die variable Ventilsteuerung 1 von der Seite der Nockenwelle 12 zur Seite der Kurbelwelle 11 angebracht ist.
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Da die Arbeitsweise und die Wirkungen der variablen Ventilsteuerung 1 selbst ähnlich sind wie bei denen der ersten Ausführungsform, wird an dieser Stelle auf die Beschreibung der Arbeitsabläufe und Wirkungen verzichtet. In diesem Beispiel ist es besonders wirksam, wenn kein Raum für die Anbringung der variablen Ventilsteuerung 1 um die Seite der Kurbelwelle 12 definiert werden kann.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Eine variable Ventilsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vereinfachung einer Struktur der Vorrichtung und eine Kostenverringerung erreichen, da die Vorrichtung keine komplexen Steuerungsmittel erfordert. Gleichzeitig wird die Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zuverlässig und stufenlos geändert und es können nicht nur das Öffnen und Schließen des Ventils sondern auch die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens des Ventils gesteuert werden. Deshalb ist die variable Ventilsteuerung äußerst vorteilhaft, wenn sie in einem Motor eines Automobils eingesetzt wird, bei dem versucht wird, die Leistung zu steigern und einen niedrigen Kraftstoffverbrauch zu erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Variable Ventilsteuerung
- 2
- Erste Welle
- 3
- Erstes Bewegungsgetriebe
- 4
- Zweites Bewegungsgetriebe
- 5
- Zweite Welle
- 6
- Erstes variables Getriebe
- 7
- Zweites variables Getriebe
- 8
- Getriebegehäuse (Einstellungsmittel)
- 9a
- Zahnriemenscheibe (Kurbelwellenseite)
- 9b
- Zahnriemenscheibe (Nockenwellenseite)
- 10
- Zahnriemen
- 11
- Kurbelwelle
- 12
- Nockenwelle
- 12a
- Nocken
- 12b
- Nocken
- 13
- Einlassventil (Auslassventil)
- 14
- Einlassventil (Auslassventil)
- 15
- Messerfurnier
- 16
- Stütze
- 17
- Zugfeder
- 18
- Anschlagschraube
- 19
- Stab oder Draht
- 20
- Schneckenrad
- 21
- Schnecke
- 22
- Steuerungsmotor
- 23
- Arm
- 24
- Stellteil
- 25
- Messinstrument
- 26
- Motorkörper
- 27
- Exzenterscheibe
- 28
- Kurbelgetriebe
- θ1
- Feste Bezugsstellung
- θ2
- Drehstellung im Gegenuhrzeigersinn
- θ3
- Drehstellung im Uhrzeigersinn
- Lθ
- Betrag der Drehung im Gegenuhrzeigersinn
- Rθ
- Betrag der Drehung im Uhrzeigersinn
- t1
- Phasenunterschied des Ventilbetriebs bei Drehung des Getriebegehäuses um Lθ
- t2
- Phasenunterschied des Ventilbetriebs bei Drehung des Getriebegehäuses um Rθ
- t3
- Phasenunterschied des Ventilbetriebs, wenn der Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem ersten variablen Getriebe und dem zweiten variablen Getriebe klein ist
- t4
- Phasenunterscheid des Ventilbetriebs, wenn der Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem ersten variablen Getriebe und dem zweiten variablen Getriebe groß ist
- P0
- Mittlere Stellung der Exzenterscheibe
- P1
- Erste Exzenterstellung
- P2
- Zweite Exzenterstellung
- P3
- Dritte Exzenterstellung
- P4
- Vierte Exzenterstellung
