DE112011102940T5

DE112011102940T5 - Variabler Nockenwellenzeitsteuerungsmechanismus mit einem Standardmodus

Info

Publication number: DE112011102940T5
Application number: DE112011102940T
Authority: DE
Inventors: Franklin R. Smith
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2031-10-01
Also published as: DE112011102940B4; WO2012047748A3; JP2013538981A; KR101738372B1; WO2012047748A2; KR20140002635A; US8820280B2; US20130180486A1; CN103109050A; JP5802754B2; CN103109050B

Abstract

Ein variabler Nockenwellenversteller mit einem Steuerventil zum Lenken von Fluid aus einer Fluideingabe zu und von der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer des Verstellers durch eine Vorschubleitung, eine Verzögerungsleitung, eine gemeinsame Leitung, eine Vorschubstandardleitung, eine Verzögerungsstandardleitung und mindestens eine Ablassleitung. Das Steuerventil ist zwischen einem Standardmodus und einem öldruckbetätigten Modus beweglich. In dem Standardmodus blockiert das Steuerventil die Ablassleitungen und hält Fluid innerhalb der Kammern zurück. Der öldruckbetätigte Modus schließt mindestens einen Vorschubmodus, einen Verzögerungsmodus und eine Halteposition ein.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht eine oder mehrere Erfindungen, die unter der vorläufigen Anmeldungsnummer 61/389,451, eingereicht am 4. Oktober 2010 mit der Bezeichnung „VARIABLER NOCKENWELLENZEITSTEUERUNGSMECHANISMUS MIT EINEM STANDARDMODUS”, und der vorläufigen Anmeldungsnummer 61/417,943, eingereicht am 30. November 2010 mit der Bezeichnung „VARIABLER NOCKENWELLENZEITSTEUERUNGSMECHANISMUS MIT EINEM STANDARDMODUS”, offenbart wurden. Hiermit wird 35 USC § 119(e) über die vorläufigen US-Anmeldungen geltend gemacht, und die oben erwähnte Anmeldung wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet der variablen Nockenwellenzeitsteuerungsmechanismen. Genauer betrifft die Erfindung einen hydraulischen variablen Nockenwellenzeitsteuerungsmechanismus mit einem Standardmodus.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Verbrennungsmotoren haben verschiedene Mechanismen angewendet, um die relative Zeitsteuerung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zwecks einer verbesserten Motorleistung oder verminderter Emissionen zu variieren. Der Großteil dieser variablen Nockenwellenzeitsteuerungsmechanismen (Variable Camshaft Timing = VCT) verwendet einen oder mehrere „Flügelzellenversteller” an der Motornockenwelle (oder Nockenwellen in einem Motor mit mehreren Nockenwellen). Wie in den Figuren dargestellt, haben Flügelzellenversteller einen Rotor 105 mit einem oder mehreren Flügeln 104, die an dem Ende der Nockenwelle 126 befestigt sind, die von einer Gehäusebaugruppe 100 mit den Flügelkammern umgeben ist, in die die Flügel passen. Die Flügel 104 können an der Gehäusebaugruppe 100 befestigt sein und die Kammern können auch in der Rotorgehäusebaugruppe 105 befestigt sein. Der äußere Umfang 101 des Gehäuses bildet die Ritzel, Riemenscheibe oder Getriebe aufnehmende Antriebskraft durch eine Kette, einen Riemen oder Getriebe, gewöhnlich von der Kurbelwelle oder möglicherweise von einer anderen Nockenwelle in einem Motor mit mehreren Nocken.
Neben den Systemen mit variabler Nockenwellenzeitsteuerung (VCT) mit Nockenwellendrehmomentbetätigung (Camshaft Torque Actuated = CTA) werden die meisten hydraulischen VCT-Systeme unter Anwendung von zwei Prinzipien betrieben, nämlich der Öldruckbetätigung (Oil Pressure Actuation = OPA) oder der Torsionsunterstützung (Torsional Assist = TA). In den öldruckbetätigten VCT-Systemen lenkt ein Ölsteuerventil (Oil Control Valve = OCV) den Motoröldruck zu einer Arbeitskammer in dem VCT-Versteller, wobei die gegenüberliegende Arbeitskammer, die durch das Gehäuse, den Rotor und den Flügel definiert ist, gleichzeitig entlüftet wird. Dadurch wird in einer oder mehreren der Flügel eine Druckdifferenz geschaffen, um den VCT-Versteller hydraulisch in eine Richtung oder eine andere Richtung zu schieben. Durch Neutralisieren oder Bewegen des Ventils an eine Nullposition wird der gleiche Druck auf die gegenüberliegenden Seiten der Flügel ausgeübt und der Versteller wird in einer beliebigen Zwischenposition gehalten. Wenn sich der Versteller in eine derartige Richtung bewegt, dass die Ventile früher öffnen oder schließen, wird der Versteller vorgeschoben, und wenn sich der Versteller in eine derartige Richtung bewegt, dass die Ventile später öffnen oder schließen, wird der Versteller verzögert.
Die torsionsgestützten (TA) Systeme arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip, mit der Ausnahme, dass ein oder mehrere Rückschlagventile vorhanden sind, um zu verhindern, dass sich der VCT-Versteller in eine den Anweisungen entgegensetzte Richtung bewegt, falls er einer entgegengesetzten Kraft wie einem Drehmoment ausgesetzt wird.
Das Problem bei OPA- oder TA-Systemen ist, dass sich das Ölsteuerventil in eine Standardposition bewegt, in der das gesamte Öl entweder aus den Vorschub- oder den Verzögerungsarbeitskammern abgelassen wird und die gegenüberliegende Kammer gefüllt wird. In diesem Modus bewegt sich der Versteller standardmäßig in eine Richtung bis zu einem äußeren Anschlag, an dem der Sperrstift eingreift. Die OPA- oder TA-Systeme können den VCT-Versteller während des Motorstartzyklus nicht an eine andere Position lenken, wenn der Motor keinen Öldruck aufbaut. Dadurch ist der Versteller dahingehend eingeschränkt, sich nur im Standardmodus in eine Richtung zu bewegen. In der Vergangenheit war dies akzeptabel, da der VCT-Versteller bei einer Motorabschaltung und während des Motorstarts den Befehl erhält, an einer der äußeren Weggrenzen (entweder voller Vorschub oder volle Verzögerung) zu sperren. Allerdings haben jüngste Kalibrierungsarbeiten gezeigt, dass es von erheblichem Vorteil ist, den Motor zu starten, wenn sich das VCT-System in einer Zwischenposition und nicht an den äußeren Anschlägen befindet.
Außerdem muss aufgrund der vielfältigen Winkelbewegungen an einem VCT-Versteller in der mittleren Wegposition gestartet werden, da die äußeren Anschläge Positionen sein können, an denen der Motor nicht startet oder während eines Motorstarts beschädigt wird. Es ist gleichermaßen wünschenswert, dass sich der Versteller, wenn der Motor abgeschaltet ist und sich der Versteller nicht in der optimalen mittleren Startposition befindet, während des Anlassens des Motors in beide Richtungen bewegen kann, um zur optimalen Startposition irgendwo auf der mittleren Wegstrecke zurückzukehren. Die derzeitigen OPA- und TA-VCT-Systeme sind zu einer solchen Rückstellung nicht in der Lage, da sie das Öl standardmäßig aus einer der Arbeitskammern (entweder Vorschub oder Verzögerung) ablassen und daher diese Kammer bei der Abschaltung zu einer nicht arbeitenden Kammer machen, sodass sich der VCT-Versteller in nur eine Richtung bewegen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein variabler Nockenwellenversteller für einen Verbrennungsmotor weist eine Gehäusebaugruppe, einen Rotor und ein Steuerventil auf. Die Gehäusebaugruppe weist einen äußeren Umfang auf, um eine Antriebskraft aufzunehmen, und die Rotorbaugruppe ist in dem Gehäuse zur Verbindung mit einer Nackenwelle koaxial angeordnet. Der Rotor weist mehrere Flügel auf, wobei ein Flügel eine Kammer, die zwischen dem Gehäuse und dem Rotor ausgebildet ist, in eine Vorschubkammer und eine Verzögerungskammer trennt. Das Steuerventil lenkt Fluid aus einer Fluideingabe zu und von der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer durch eine Vorschubleitung, eine Verzögerungsleitung, eine gemeinsame Leitung und mindestens eine Ablassleitung. Das Steuerventil ist zwischen einem Standardmodus und einem öldruckbetätigten Modus beweglich. Der öldruckbetätigte Modus weist mindestens das Steuerventil, das in einen Vorschubmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der Vorschubkammer geleitet wird und Fluid auch von der Verzögerungskammer zu mindestens einer Ablassleitung geleitet wird, beweglich ist, einen Verzögerungsmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der Verzögerungskammer geleitet wird und Fluid auch von der Vorschubkammer zu mindestens einer Ablassleitung geleitet wird, und eine Halteposition auf, in der Fluid zu beiden Kammern geleitet wird. Im Standardmodus blockiert das Steuerventil die mindestens eine Ablassleitung, wobei Fluid in der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zurückgehalten wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung, der sich an eine Vorschubposition bewegt.
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung, der sich an eine Verzögerungsposition bewegt.
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung in einer Halteposition.
4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Versteller in einer gesperrten Position.
5 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Versteller, der sich durch die Standardschaltung in die Vorschubrichtung in eine gesperrte Position bewegt.
6 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Versteller, der sich durch die Standardschaltung in die Verzögerungsrichtung in eine gesperrte Position bewegt.
7 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer geschlossenen Position und dem Steuerventil in einer Halteposition.
8 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Steuerventil in einem Standardmodus.
9 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer geschlossenen Position und dem Steuerventil in einer Halteposition.
10 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Steuerventil in einem Standardmodus.
11 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer geschlossenen Position und dem Steuerventil in einer Halteposition.
12 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Steuerventil in einem Standardmodus.
13 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung in einer offenen Position und dem Steuerventil in einem Standardmodus.
14 eine schematische Darstellung einer Alternative der ersten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung nur für die Verzögerungskammer.
15 eine schematische Darstellung einer Alternative der zweiten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung nur für die Vorschubkammer.
16 eine schematische Darstellung einer Alternative der dritten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung nur für die Vorschubkammer.
17 eine schematische Darstellung einer Alternative der vierten Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung nur für die Vorschubkammer.
18 eine schematische Darstellung einer Alternative der fünften Ausführungsform eines torsionsgestützten (TA) Verstellers der vorliegenden Erfindung mit einer hydraulischen Standardschaltung nur für die Vorschubkammer.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet die Einschränkungen der variablen Nockenwellenzeitsteuerungs-(VCT)Systeme mit Torsionsunterstützung (TA) und Öldruckbetätigung (OPA), sodass eine oder mehrere Arbeitskammern von TA- oder OPA-CT-Verstellern in einem nockendrehmomentbetätigten (CTA) Betriebsmodus betrieben werden können. Die Erfindung verwendet das Steuerventil in einem Standardmodus und eine hydraulische Standardschaltung, um den VCT-Versteller in beide Richtungen, nämlich Vorschub und Verzögerung, zu lenken und die mittlere Sperrposition zu erreichen und, falls gewünscht, einen Sperrstift in der mittleren Sperrposition in Eingriff zu bringen. Die folgende Beschreibung und Ausführungsformen sind in Bezug auf einen torsionsgestützten (TA) Versteller beschrieben, der ein oder mehrere Rückschlagventile in Ölzufuhrleitungen aufweist. Man wird jedoch verstehen, dass auch ein öldruckbetätigter Versteller angewendet werden kann.
In der vorliegenden Erfindung wird ein versetztes oder ferngesteuertes Vorsteuerventil zu einer hydraulischen Standardschaltung eines torsionsgestützten oder öldruckbetätigten Verstellers hinzugefügt, um die hydraulische Standardumschaltfunktion zu verwalten.
Das Vorsteuerventil kann mit der gleichen hydraulischen Schaltung gesteuert werden, die den Sperrstift in Eingriff bringt oder löst. Dadurch wird das VCT-Steuerventil zu zwei hydraulische Schaltungen (gegenüber drei, wie im Abschnitt Hintergrund der Erfindung erläutert) und eine VCT-Steuerschaltung und eine kombinierte Sperrstift/hydraulische Standardsteuerschaltung verkürzt. Die Bewegung des Vorsteuerventils in die erste Position wird durch das ferngesteuerte Ein/Aus-Ventil oder das Steuerventil des Verstellers aktiv gesteuert.
Einer der Vorteile der Verwendung des ferngesteuerten Vorsteuerventils besteht darin, dass es einen längeren Takt als das Steuerventil haben kann, da es nicht durch einen Magneten eingeschränkt ist. Daher kann das Vorsteuerventil einen größeren Strömungsdurchlass für den Hydraulikstandardmodus eröffnen und die Betätigungsrate im Standardmodus verbessern. Außerdem verkürzt und vereinfacht die Position des ferngesteuerten Vorsteuerventils die hydraulische Standardschaltung und erhöht dadurch die Leistung des VCT-Standardmodus oder die Zwischenphasenwinkelposition des Verstellers.
1 bis 18 stellen die Betriebsmodi des VCT-Verstellers in Abhängigkeit der Schieberventilposition dar. Die in den Figuren dargestellten Positionen definieren die Richtung, in die sich der VCT-Versteller bewegt. Man wird verstehen, dass das Phasensteuerventil eine unendliche Anzahl von Zwischenpositionen aufweist, sodass das Steuerventil nicht nur die Richtung steuert, in die sich der VCT-Versteller bewegt, sondern je nach der diskreten Schieberposition die Rate steuert, bei der der VCT-Versteller die Positionen ändert. Daher wird man verstehen, dass das Phasensteuerventil auch in unendlichen Zwischenpositionen betätigt werden kann und nicht auf die in den Figuren dargestellten Positionen eingeschränkt ist.
In Bezug auf 1 bis 6 der ersten Ausführungsform weist die Gehäusebaugruppe 100 des Verstellers einen äußeren Umfang 101 zum Aufnehmen einer Antriebskraft auf. Die Rotorbaugruppe 105 ist mit der Nockenwelle 126 verbunden und in der Gehäusebaugruppe 100 koaxial angeordnet. Die Rotorbaugruppe 105 weist einen Flügel 104 auf, der eine Kammer 117, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, in eine Vorschubkammer 102 und eine Verzögerungskammer 103 trennt. Der Flügel 104 kann sich drehen, um die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 zu verschieben. Außerdem sind eine hydraulische Standardschaltung 133 und eine Sperrstiftschaltung 123 vorhanden. Die hydraulische Standardschaltung 133 und die Sperrstiftschaltung 123 sind im Wesentlichen eine Schaltung, wie oben erläutert, werden jedoch der Einfachheit getrennt beschrieben.
Die hydraulische Standardschaltung 133 weist ein mit einer Feder 131 belastetes Vorsteuerventil 130 und eine Vorschubstandardleitung 128, die die Vorschubkammer 102 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsamen Leitung 114 mit den Rückschlagventilen 108, 110 verbindet, sowie eine Verzögerungsstandardleitung 134 auf, die die Verzögerungskammer 103 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsame Leitung 114 mit den Rückschlagventilen 108, 110 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 sind um einen vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104 entfernt. Das Vorsteuerventil 130 befindet sich in der Rotorbaugruppe 105 und ist fluidisch mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a durch Leitung 132 verbunden. Die Sperrstiftschaltung 123 weist den Sperrstift 125, die Sperrstiftfeder 124, Leitung 132, das Vorsteuerventil 130, die Zufuhrleitung 119a und die Ablassleitung 122 auf.
Der Sperrstift 125 ist in einer Bohrung in der Rotorbaugruppe 105 verschiebbar untergebracht und weist einen Endabschnitt auf, der durch eine Feder 124 zu einer Vertiefung 127 in der Gehäusebeaugruppe 100 vorgespannt ist und dort hinein passt. Alternativ kann der Sperrstift 125 in der Gehäusebaugruppe 100 untergebracht und durch die Feder 124 zu einer Vertiefung 127 in der Rotorbaugruppe 105 vorgespannt sein. Das Öffnen bzw. Schließen der hydraulischen Standardschaltung 133 und die Druckbeaufschlagung der Sperrstiftschaltung 123 werden beide durch Umschalten/Bewegen des Phasensteuerventils 109 gesteuert.
Ein Steuerventil 109, vorzugsweise ein Schieberventil, weist einen Schieber 111 mit zylindrischen Erhebungen 111a, 111b, 111c, 111d und 111e auf, die in einer Hülse 116 in einer Bohrung in dem Rotor 105 verschiebbar aufgenommen sind, und Steuerungen in der Nockenwelle 126. Ein Ende des Schiebers berührt die Feder 115 und das gegenüberliegende Ende des Schiebers berührt einen pulsbreitenmodulierten Magneten mit variabler Kraft (Variable Force Solenoid = VFS) 107. Der Magnet 107 kann je nach Bedarf auch durch Variieren des Stroms oder der Spannung oder andere Verfahren linear gesteuert werden. Außerdem kann das gegenüberliegende Ende des Schiebers 111 einen Motor oder andere Aktuatoren berühren und von diesen beeinflusst sein.
Die Position des Schiebers 111 ist durch eine Feder 115 beeinflusst und der Magnet 107 wird von der ECU 106 gesteuert. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Steuerung des Verstellers werden nachstehend ausführlich erläutert. Die Position des Schiebers 111 steuert die Bewegung (z. B. zum Bewegen in die Vorschubposition, die Halteposition oder die Verzögerungsposition) des Verstellers und steuert, ob die Sperrstiftschaltung 123 und die hydraulische Standardschaltung 133 offen (ein) oder geschlossen (aus) sind. Mit anderen Worten, die Position des Schiebers 111 steuert aktiv das Vorsteuerventil. Das Steuerventil 109 weist einen Vorschubmodus, einen Verzögerungsmodus, eine Halteposition und einen Standardmodus auf.
Im Vorschubmodus wird der Schieber 111 in eine derartige Position bewegt, dass Fluid von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 durch das Einlassrückschlagventil 118 durch die Leitung 119b zu der Vorschubkammer 102 fließen kann und Fluid aus der Verzögerungskammer 103 durch den Schieber 111 aus der Ablassleitung 121 austritt. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet oder geschlossen und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
Im Verzögerungsmodus wird der Schieber 111 in eine derartige Position bewegt, dass Fluid von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 durch das Einlassrückschlagventil 118 durch die Leitung 119b zu der Verzögerungskammer 103 fließen kann und Fluid aus der Vorschubkammer 102 durch den Schieber 111 aus der Ablassleitung 122 austritt. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
In der Halteposition oder im Nullmodus wird der Schieber 111 in eine Position bewegt, die zur Vorschubkammer 102 und zur Verzögerungskammer 103 teilweise offen ist und ermöglicht, das zugeführtes Fluid in die Vorschub- und Verzögerungskammer 102, 103 strömt, wobei der gleiche Druck auf die Vorschubkammer und die Verzögerungskammer ausgeübt wird, um die Flügelposition zu halten. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
Im Standardmodus finden drei Funktionen gleichzeitig statt.
Die erste Funktion im Standardmodus ist, dass sich der Schieber 111 an eine Position bewegt, in der Schiebererhebungen 111d und 111b verhindern, dass der Fluidfluss aus der Leitung 112 und Leitung 113 durch die Ablassleitungen 121, 122 aus den Kammern 102, 103 austritt, und nur ermöglichen, dass eine geringe Menge druckbeaufschlagten Fluids aus der Zufuhr S in die Vorschubkammer 102 und die Verzögerungskammer 103 eintritt, um die Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 voll zu halten, wobei die Steuerung des Verstellers wirksam von dem Steuerventil 109 entfernt wird.
Die zweite Funktion im Standardmodus besteht darin, die Standardventilschaltung 133 zu öffnen oder einzuschalten. Mit offenem Standardventil werden ein oder mehrere der torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 in einen nockendrehmomentbetätigten (CTA) Modus versetzt. Mit anderen Worten, Fluid kann zwischen der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zurückgeführt werden, anstatt in eine Kammer gefüllt und in der entgegengesetzten Kammer abgelassen zu werden und durch Ablassleitungen auszutreten. Die Standardventilschaltung 133 besitzt eine vollständige Steuerung über den Versteller, der vorgeschoben oder zurückgezogen wird, bis der Flügel 104 die Zwischenphasenwinkelposition erreicht.
Die dritte Funktion im Standardmodus besteht darin, die Sperrstiftschaltung 123 zu entlüften, sodass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 eingreift. Die Zwischenphasenwinkelposition oder Mittelposition liegt vor, wenn sich der Flügel 104 irgendwo zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a befindet, die die Kammer zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 definieren. Die Zwischenphasenwinkelposition kann an einer beliebigen Stelle zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a sein und wird dadurch bestimmt, wo sich die Standarddurchgänge 128 und 134 in Bezug auf den Flügel 104 befinden.
Basierend auf dem Arbeitszyklus des pulsbreitenmodulierten Magneten mit variabler Kraft 107 bewegt sich der Schieber 111 an eine entsprechende Position entlang seines Taktes. Wenn der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 ungefähr 30%, 50% oder 100% beträgt, wird der Schieber 111 an Positionen bewegt, die jeweils mit dem Verzögerungsmodus, der Halteposition und dem Vorschubmodus übereinstimmen, und das Vorsteuerventil 130 wird mit Druck beaufschlagt und an die zweite Position bewegt, die hydraulische Standardschaltung 133 wird geschlossen und der Sperrstift 125 wird mit Druck beaufschlag und freigegeben. Wenn der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% beträgt, wird der Schieber 111 in den Standardmodus bewegt, sodass das Vorsteuerventil 130 entlüftet wird und sich an die zweite Position bewegt, die hydraulische Standardschaltung 133 ist offen und der Sperrstift 125 wird entlüftet und in der Vertiefung 127 in Eingriff gebracht. Ein Arbeitszyklus von 0% wurde als die äußerste Position entlang des Schiebertakts gewählt, um die hydraulische Standardschaltung 133 zu öffnen, das Vorsteuerventil 130 zu entlüften und den Sperrstift 125 zu entlüften und in der Vertiefung 127 in Eingriff zu bringen, da der Versteller im Falle eines Leistungs- oder Steuerungsverlustes standardmäßig in eine gesperrte Position übergehen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten Prozentangaben für den Arbeitszyklus Beispielcharakter haben und geändert werden können. Darüber hinaus kann, falls gewünscht, die hydraulische Standardschaltung 133 bei einem Arbeitszyklus von 100% offen sein, das Vorsteuerventil 130 entlüftet und der Sperrstift entlüftet und in der Vertiefung 127 in Eingriff gebracht werden.
Es sei darauf verwiesen, dass der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 von ungefähr 30%, 50% oder 100% alternativ der Tatsache entsprechen kann, dass der Schieber 111 an Positionen bewegt wird, die jeweils dem Vorschubmodus, der Halteposition und dem Verzögerungsmodus entsprechen.
1 stellt den Versteller dar, der sich zur Vorschubposition bewegt. Zum Bewegen zur Vorschubposition wird der Arbeitszyklus auf mehr als 50% bis zu 100% erhöht, die Kraft des VFS 107 auf den Schieber 111 wird erhöht und der Schieber 111 von dem VFS 107 in einem Vorschubmodus nach links bewegt, bis die Kraft der Feder 115 die Kraft des VFS 107 ausgleicht. In dem dargestellten Vorschubmodus blockiert die Schiebererhebung 111c die Ablassleitung 122 und die Schiebererhebung 111b verhindert eine Rückführung von Fluid zwischen der Vorschubkammer 102 und der Verzögerungskammer 103. Die Leitung 112 ist zur Zufuhr S aus Leitung 119b offen und die Leitung 113 ist zu der Ablassleitung 121 offen, um Fluid aus der Verzögerungskammer 103 abzulassen. Hydraulikfluid wird aus der Zufuhr S durch die Pumpe 140 zu dem Versteller geleitet und tritt durch eine Nockenschnittstelle 120 in die Leitung 119 ein. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu einem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Aus dem Steuerventil 109 tritt Fluid in die Leitung 112 und die Vorschubkammer 102 ein, wobei der Flügel 104 in die durch den Pfeil dargestellte Richtung bewegt wird und veranlasst wird, dass sich Fluid aus der Verzögerungskammer 103 hinausbewegt und in die Leitung 113 zu dem Steuerventil 109 austritt und durch die Ablassleitung 121 in die Ölwanne abgelassen wird.
Die Leitung 119a führt zu dem Sperrstift 125 und zweigt in die Leitung 132 ab, die zu dem Vorsteuerventil 130 führt. Der Druck des Fluids in der Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen 111d und 111e, um den Sperrstift 125 gegen die Feder 124 in eine freigegebene Position vorzuspannen, sodass die Sperrstiftschaltung 123 mit Fluid gefüllt wird. Das Fluid in der Leitung 119a fließt auch durch die Leitung 132 und beaufschlagt das Vorsteuerventil 130 gegen die Feder 131 mit Druck, sodass sich das Vorsteuerventil 130 an eine Position bewegt, an der die Verzögerungsstandardleitung 134, die Vorschubstandardleitung 128 und die Leitung 129 blockiert sind, wie in 1 dargestellt, und die Standardschaltung abgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 wird durch die Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung des Sperrstifts 125 verhindert wird.
2 stellt den Versteller dar, der sich zur Verzögerungsposition bewegt. Zum Bewegen zur Verzögerungsposition wird der Arbeitszyklus auf mehr als 30%, jedoch weniger als 50% eingestellt, die Kraft des VFS 107 auf den Schieber 111 wird geändert und der Schieber 111 wird durch die Feder 115 in einem Verzögerungsmodus in der Figur nach rechts bewegt, bis die Kraft der Feder 115 die Kraft des VFS 107 ausgleicht. In dem dargestellten Verzögerungsmodus blockiert die Schiebererhebung 111b die Ablassleitung 121 und die Schiebererhebung 111c verhindert eine Rückführung von Fluid zwischen der Vorschubkammer 102 und der Verzögerungskammer 103. Die Leitung 113 ist zur Zufuhr S aus Leitung 119b offen und die Leitung 112 ist zu der Ablassleitung 121 offen, um Fluid aus der Vorschubkammer 102 abzulassen. Hydraulikfluid wird aus der Zufuhr S durch die Pumpe 140 zu dem Versteller geleitet und tritt durch eine Nockenschnittstelle 120 in die Leitung 119 ein. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu einem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Aus dem Steuerventil 109 tritt Fluid in die Leitung 113 und die Verzögerungskammer ein, wobei der Flügel 104 in die durch den Pfeil dargestellte Richtung bewegt wird und veranlasst wird, dass sich Fluid aus der Vorschubkammer 102 hinausbewegt und in die Leitung 112 zu dem Steuerventil 109 austritt und durch die Ablassleitung 122 in die Ölwanne abgelassen wird.
Die Leitung 119a führt zu dem Sperrstift 125 und zweigt in die Leitung 132 ab, die zu dem Vorsteuerventil 130 führt. Der Druck des Fluids in der Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen 111d und 111e, um den Sperrstift 125 gegen die Feder 124 in eine freigegebene Position vorzuspannen, sodass die Sperrstiftschaltung 123 mit Fluid gefüllt wird. Das Fluid in der Leitung 119a fließt auch durch die Leitung 132 und beaufschlagt das Vorsteuerventil 130 gegen die Feder 131 mit Druck, sodass sich das Vorsteuerventil 130 an eine Position bewegt, an der die Verzögerungsstandardleitung 134 und die Vorschubstandardleitung 128 blockiert sind und die Standardschaltung abgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 ist durch die Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung des Sperrstifts 125 und des Vorsteuerventils 130 verhindert wird.
3 stellt den Versteller in der Halteposition dar. In dieser Position beträgt der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 50% und die Kraft des VFS 107 an einem Ende des Schieber 111 entspricht der Kraft der Feder 115 auf das gegenüberliegenden Ende des Schiebers 111 im Haltemodus. Die Erhebungen 111b und 111c ermöglichen, dass Fluid aus der Zufuhr S in die Vorschubkammer 102 und die Verzögerungskammer 103 strömt. Die Ablassleitung 121 ist durch die Schieberhebung 111b von aus der Leitung 113 austretendem Fluid blockiert und die Ablassleitung 122 ist durch die Schieberhebung 111c von aus der Leitung 112 austretendem Fluid blockiert. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu dem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Aus dem Steuerventil 109 tritt Fluid in die Leitungen 112 und 113 ein und tritt in die Vorschubkammer 102 und die Verzögerungskammer 103 ein. Die Leitung 119a führt zu dem Sperrstift 125 und zweigt in die Leitung 132 ab, die zu dem Vorsteuerventil 130 führt. Der Druck des Fluids in der Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen, um den Sperrstift 125 gegen die Feder 124 in eine freigegebene Position vorzuspannen, sodass die Sperrstiftschaltung 123 gefüllt wird. Das Fluid in der Leitung 119a fließt auch durch die Leitung 132 und beaufschlagt das Vorsteuerventil 130 gegen die Feder 131 mit Druck, sodass sich das Vorsteuerventil 130 an eine Position bewegt, in der die Verzögerungsstandardleitung 134 und die Vorschubstandardleitung 128 von der Leitung 129 und voneinander blockiert sind, wie in 3 dargestellt, und die Standardschaltung 133 abgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 ist durch die Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung des Sperrstifts 125 und des Vorsteuerventils 130 verhindert wird.
In Bezug auf 4 bis 6, wenn der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 0% beträgt, befindet sich der Schieber im Standardmodus, das Vorsteuerventil 130 wird entlüftet, die hydraulische Standardschaltung 133 ist offen oder eingeschaltet und die Sperrstiftschaltung 123 ist abgeschaltet oder geschlossen, der Sperrstift 125 wird entlüftet und gelangt mit der Vertiefung 127 in Eingriff, und der Rotor 105 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder einer Zwischenphasenwinkelposition gesperrt. Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, wird entweder die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 für die Vorschub- bzw. Verzögerungskammer 102, 103 freigegeben. Wenn außerdem der Motor eine anormale Abschaltung (z. B. wenn der Motor abgewürgt wurde) erfahren hat, würde beim Anlassen des Motors der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% betragen, die Rotorbaugruppe 105 würde sich über die Standardschaltung 133 zu der mittleren Sperrposition oder einer Zwischenphasenwinkelposition bewegen und der Sperrstift 125 würde in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition in Eingriff gebracht, und zwar ungeachtet dessen, in welcher Position sich der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 vor der anormalen Abschaltung des Motors befand. In der vorliegenden Erfindung liegt der Standardmodus vorzugsweise vor, wenn der Schieber ein äußeres Wegende ist. In den Beispielen, die in der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, ist dies der Fall, wenn sich der Schieber von der Bohrung an einer äußeren voll ausgefahrenen Position befindet.
Durch die Fähigkeit des Verstellers der vorliegenden Erfindung, sich standardmäßig in eine Mittelposition oder eine Zwischenphasenwinkelposition ohne die Verwendung elektronischer Steuerungen zu bewegen, kann sich der Versteller sogar während eines Motoranlassens in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegen, wenn elektronische Steuerungen typischerweise nicht zum Steuern der Nockenwellenverstellerposition verwendet werden. Da sich der Versteller außerdem standardmäßig in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegt, bietet er eine ausfallsichere Position, insbesondere wenn Steuersignale oder Energie verloren gehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Motor sogar ohne aktive Steuerung des VCT-Verstellers starten und laufen kann. Da sich der Versteller beim Anlassen des Motors in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, ist der längere Weg der Phase des Verstellers möglich, wodurch Kalibrierungsmöglichkeiten bestehen. Im Stand der Technik sind Versteller mit längerem Weg oder einem längeren Phasenwinkel nicht möglich, weil die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beim Motoranlassen oder Motorstart nicht vorliegt und der Motor Schwierigkeiten hat, bei dem äußersten Vorschubs- bzw. Verzögerungsanschlag zu starten.
Wenn der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 auf 0% gesetzt wird, nimmt die Kraft auf dem VFS auf den Schieber 111 ab und die Feder 115 bewegt den Schieber 111 zu dem entfernten rechten Ende des Schieberwegs zu einer Standardposition, wie in 4 bis 6 dargestellt. In dieser Standardposition blockiert die Schiebererhebung 111b die Strömung von Fluid aus der Leitung 113 zu der Ablassöffnung 121 und die Schiebererhebung 111d blockiert die Strömung von Fluid aus der Leitung 112 zu der Ablassöffnung 122, wodurch wirksam die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 entfernt wird. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch die Leitung 119 zu der Leitung 119b und dem Einlassrückschlagventil 118 und an der Schiebererhebung 111c vorbei und durch die Leitung 112 bzw. 113 in die Vorschubkammer 102 bzw. die Verzögerungskammer 103 strömen. Der Fluss von Fluid durch die Leitung 119a zu dem Sperrstift über die Schiebererhebung 111e wird verhindert. Da das Fluid nicht zu der Leitung 119a fließen kann, wird der Sperrstift 125 nicht mehr mit Druck beaufschlagt und durch den Schieber 111 zwischen der Schiebererhebung 111d und der Schiebererhebung 111e zur Ablassleitung 122 entlüftet. In ähnlicher Weise wird das Vorsteuerventil 130 auch zur Ablassleitung 122 entlüftet, sodass der Durchlass zwischen der Vorschubstandardleitung 128 und der Verzögerungsstandardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 130 zu der Leitung 129 und der gemeinsamen Leitung 114 geöffnet wird, mit anderen Worten die hydraulische Standardschaltung 133 geöffnet wird und im Wesentlichen alle torsionsgestützten Kammern in nockendrehmomentbetätigte Kammern (CTA) umgewandelt oder in den CTA-Modus versetzt werden, wobei Fluid zwischen der Vorschubkammer 102 und der Verzögerungskammer 103 fließen kann.
Wenn der Flügel 104 in Bezug auf 5 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Vorschubposition angeordnet wird und die Verzögerungsstandardleitung 134 der Verzögerungskammer 103 freigegeben wird, dann strömt Fluid von der Verzögerungskammer 103 in die Verzögerungsstandardleitung 134 und durch das offene Vorsteuerventil 130 und zur Leitung 129, die zu der gemeinsamen Leitung 114 führt. Von der gemeinsamen Leitung 114 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 108 und in die Vorschubkammer 102, wodurch der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Verschließen der Verzögerungsstandardleitung 134 zu der Verzögerungskammer 103 bewegt wird. Da der Rotor 105 die Verzögerungsstandardleitung 134 von der Verzögerungskammer 103 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, und der Sperrstift 125 richtet sich mit der Vertiefung 127 aus, wodurch der Rotor 105 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition gesperrt wird.
Wenn der Flügel 104 in Bezug auf 6 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Verzögerungsposition angeordnet wird und die Vorschubstandardleitung 128 der Verzögerungskammer 102 freigegeben wird, dann strömt Fluid von der Vorschubkammer 102 in die Verzögerungsstandardleitung 128 und durch das offene Vorsteuerventil 130 und zur Leitung 129, die zu der gemeinsamen Leitung 114 führt. Von der gemeinsamen Leitung 114 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 110 und in die Verzögerungskammer 103, wodurch der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Verschließen der Vorschubstandardleitung 128 zu der Vorschubkammer 102 bewegt wird. Da der Rotor 105 die Vorschubstandardleitung 128 von der Vorschubkammer 102 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, und der Sperrstift 125 richtet sich mit der Vertiefung 127 aus, wodurch der Rotor 105 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition gesperrt wird.
Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 werden durch die Rotorbaugruppe 105 von den Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 vollständig abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, wodurch erforderlich ist, dass der Sperrstift 125 mit der Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt in Eingriff gelangt, an dem die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen sind. Alternativ können die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 leicht offen oder teilweise zu der Vorschub- und Verzögerungskammer 102, 103 in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beschränkt sein, damit die Rotorbaugruppe 105 leicht schwingen kann, sodass der Sperrstift 125 wahrscheinlicher über die Position der Vertiefung 127 fährt, sodass der Sperrstift 125 mit der Vertiefung 127 in Eingriff gebracht werden kann.
In Bezug auf 14, einer alternativen Ausführungsform, ist die Standardschaltung 433 nur für die Verzögerungskammer 103 vorhanden und unterstützt die Suche nach einem Mittelpositionsanschlag in einer Richtung. Die Arretierungsschaltung 433 ermöglicht dem Versteller, zwischen dem Mittelpositionsanschlag und einem der äußeren Anschläge zu schwingen, wenn zum Beispiel der Flügel 104 mit der Vorschubwand 102a oder der Verzögerungswand 103a in Kontakt steht.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform aus 14 und der ersten Ausführungsform aus 1 bis 6 besteht in der Entfernung der Vorschubstandardleitung 128 und des Rückschlagventils 108 zwischen der gemeinsamen Leitung 114, Leitung 112 und der Vorschubkammer 102. Für diese Ausführungsform gelten identische Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren für die Beschreibung oben und werden hierin durch Bezugnahme wiederholt.
Die hydraulische Standardschaltung 433 weist ein durch eine Feder 131 vorgespanntes Vorsteuerventil 130 auf, das mit einer Verzögerungsstandardleitung 134 verbunden ist, die die Verzögerungskammer 103 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsame Leitung 114 mit dem Rückschlagventil 110 verbindet. Die Verzögerungsstandardleitung 134 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104. Das Vorsteuerventil 130 befindet sich in der Rotorbaugruppe 105 und steht mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a über Leitung 132 in Fluidaustausch. Die Sperrstiftschaltung 123 weist einen Sperrstift 125, eine Sperrstiftfeder 124, die Leitung 132, das Vorsteuerventil 130, die Zufuhrleitung 119a und die Ablassleitung 122 auf.
Im Standardmodus bewegt sich der Schieber 111 in eine Position, in der die Schiebererhebungen 111d und 111b die Strömung von Fluid aus Leitung 112 und Leitung 113 blockieren, damit dies die Kammern 102, 103 durch die Ablassleitungen 121, 122 nicht verlassen kann, und nur eine kleine Menge druckbeaufschlagten Fluids von der Zufuhr S in die Vorschubkammer 102 und die Verzögerungskammer 103 gelangen lassen, um die Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 voll zu halten, sodass die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 wirksam entfernt werden kann.
Wenn die Standardventilschaltung 433 eingeschaltet oder offen ist und das Standardventil offen ist, werden eine oder mehrere der torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 in den nockendrehmomentbetätigten (CTA) Modus versetzt. Mit anderen Worten, Fluid kann zwischen der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zurückgeführt werden, anstatt in eine Kammer gefüllt und in der entgegengesetzten Kammer abgelassen zu werden und durch Ablassleitungen in die Ölwanne auszutreten. Die Standardventilschaltung 433 besitzt eine vollständige Steuerung über den Versteller, der vorgeschoben oder zurückgezogen wird, bis der Flügel 104 die Zwischenphasenwinkelposition erreicht.
Im Standardmodus wird die Sperrstiftschaltung 123 entlüftet, sodass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 eingreift. Die Zwischenphasenwinkelposition oder Mittelposition liegt vor, wenn sich der Flügel 104 irgendwo zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a befindet, die die Kammer zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 definieren. Die Zwischenphasenwinkelposition kann an einer beliebigen Stelle zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a sein und wird dadurch bestimmt, wo sich der Verzögerungsstandarddurchgang 134 in Bezug auf den Flügel 104 befindet.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, tritt Fluid aus der Verzögerungskammer 102 durch die Leitung 112 aus und strömt in die gemeinsame Leitung 114 durch das Rückschlagventil 110 zu der Verzögerungskammer 103 durch die Leitung 113. Während sich die Verzögerungskammer 103 füllt, wird die Verzögerungsstandardleitung 134 freigegeben und das Fluid in der Verzögerungskammer 103 zurück in die Verzögerungskammer 103 oder Vorschubkammer 102 geführt, je nach der Richtung des Nockendrehmoments durch das Vorsteuerventil 130. Daher kann sich der Versteller in Verzögerungsrichtung frei bewegen, bis der Flügel 104 mit der Vorschubwand 102a in Kontakt tritt.
In der Vorschubrichtung, wenn die hydraulische Arretierungsschaltung offen ist, bewegt sich der Versteller, bis die Verzögerungsstandardleitung 134 von dem Gehäuse 100 abgeschlossen ist. Die Verzögerungsstandardleitung 134 wird von der Rotorbaugruppe 105 von der Verzögerungskammer 103 abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, bei denen erfordert wird, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt in Eingriff gebracht wird, an dem die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen wird. Wenn der Sperrstift 125 nicht in die Vertiefung 127 eingreift, schwingen der Rotor 105 und der Flügel 104 zwischen einer Arretierungsposition, bei der die Verzögerungsstandardleitung 134 von dem Gehäuse 100 und dem vollständigen Verzögerungsanschlag blockiert ist (z. B. auf der Seite mit dem kürzesten Weg zwischen der Mittelpositionssperre des Sperrstifts), wobei der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 102a in Kontakt tritt. Wenn der Versteller schwingt, verkuppelt sich der Sperrstift 125 schließlich mit der Vertiefung 127 und sperrt den Versteller in der Mittelposition.
Einer der Vorteile, nur eine Standardleitung auf einer Seite des Verstellers vorzusehen, besteht in den geringeren Kosten, weil nur ein und nicht zwei Rückschlagventile benötigt werden und eine geringere Anbohrung des Verstellers erforderlich ist.
Es wird vorgezogen, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der Seite des Verstellers mit dem längsten Weg für den Sperrstift zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, und nicht, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung mit dem kürzesten Weg des Sperrstifts zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, wodurch die Schwingungsmenge zu der Seite, z. B. zwischen dem Zwischenphasenwinkel oder dem Mittelpositionsanschlag und dem äußeren Anschlag eingeschränkt ist und damit die stärkere Schwingung an einem Ende des Flügelwegs auftritt.
Alternativ können das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel das Rückschlagventil 110 und die Vorschubstandardleitung 134, ebenfalls entfernt werden.
7 bis 8 stellen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, in der ein Satz von torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern in den CTA-Modus umgeschaltet wird, in dem Fluid zwischen der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer umgewälzt werden kann. Der wichtigste Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass in der ersten Ausführungsform alle Sätze von torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 in den CTA-Modus versetzt werden, wenn die Standardschaltung 233 eingeschaltet ist, wohingegen ein Satz von torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern in den CTA-Modus versetzt wird, wenn die Standardschaltung eingeschaltet ist. Darüber hinaus öffnet das Steuerventil 109 einen Strömungsweg zwischen einem oder mehreren Sätzen der torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 und isoliert gleichzeitig einen oder mehrere Sätze von Kammern 202, 203 in einem CTA-Modus, um die hydraulische Standardschaltung 103 anzuwenden. Wenn die Standardschaltung 233 abgeschaltet ist, wird der eine Satz von Kammern 202, 203, der sich im CTA-Modus befand, zurückversetzt, damit die Vorschub- und Verzögerungskammern im torsionsgestützten Modus arbeiten. Einer der Vorteile des Verstellers dieser Ausführungsform ist, dass der Versteller durch die Verwendung nur einer geringen Anzahl von Kammern für die hydraulische Standardschaltung im hydraulischen Standardmodus, insbesondere bei hohen Ölviskositäten schneller arbeiten kann.
7 zeigt den Versteller in der Halteposition und das Steuerventil in der Halteposition. 8 zeigt das Steuerventil 109 im Standardmodus und die hydraulische Standardschaltung 233 im eingeschalteten Zustand. Der Vorschubmodus und der Verzögerungsmodus sind nicht dargestellt, ähneln aber denen aus 1 und 2 der ersten Ausführungsform, wobei die hydraulische Schaltung 133 abgeschaltet ist. Die hydraulische Standardschaltung 233 weist ein durch eine Feder 231 vorgespanntes Vorsteuerventil 230 und ein Vorschubstandardleitung 128 auf, die die umgeschaltete torsionsgestützte Vorschubkammer 202, die sich nun im CTA-Modus befindet, mit dem Vorsteuerventil 203 und der gemeinsamen Leitung 214 verbindet, und eine Verzögerungsstandardleitung 134, die die umgeschaltete torsionsgestützte Verzögerungskammer 203, die sich nun im CTA-Modus befindet, mit dem Vorsteuerventil 230 und der gemeinsamen Leitung 214 verbindet.
In Bezug auf 7 beträgt der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 50% und die Kraft des VFS 107 auf einem Ende des Schiebers 111 ist gleich der Kraft der Feder 115 auf dem gegenüberliegenden Ende des Schiebers 111 in Halteposition. Die Erhebungen 111b und 111c blockieren den Fluidstrom zwischen den Leitungen 112 und 113, der zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern und Leitungen 212 und 213 führt, die zu den Vorschub- und Verzögerungskammern 202, 203 zu den Ablassleitungen 122 und 121 führen. Allerdings sind die Schiebererhebungen 111b und 111c derart positioniert, dass Fluid in die Leitungen 112 und 113 strömen kann, die zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, wobei Fluid auch in die Vorschub- und Verzögerungskammern 202, 203 strömen oder einen beschränkten Zufluss in diese haben kann, um Leckagen durch das Vorsteuerventil und die Leitungen 212 und 213 auszugleichen.
Das Fluid wird dem Versteller von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 zugeführt und tritt durch eine Nockenwellenschnittstelle 120 in die Leitung 119 ein. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu dem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Von dem Steuerventil 109 tritt Fluid in die Leitungen 112, 113 ein, die zu den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 führen, wobei der gleiche Druck auf die Vorschubkammer 102 wie auf die Verzögerungskammer 103 ausgeübt wird, um den Flügel in Position zu halten.
Die Leitung 119a führt zu dem Vorsteuerventil 230. Der Druck des Fluids in Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen 111d und 111e zu Leitung 132, um das Vorsteuerventil 230 gegen die Feder 231 zu drücken, wodurch das Vorsteuerventil 230 zu einer Position bewegt wird, in der die Verzögerungsstandardleitung 134, Vorschubstandardleitung 128 blockiert sind und die Standardschaltung ausgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 wird von der Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung oder Öffnung der Standardschaltung 233 verhindert wird.
8 zeigt den Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition, wobei der Arbeitszyklus des variablen Kraftmagnets 0% ist, sich der Schieber 109 im Standardmodus befindet, das Vorsteuerventil 300 durch den Schieber zu Durchgang 122 entlüftet wird, der zu der Ölwanne oder dem Ablass führt, wobei die hydraulische Standardschaltung 233 offen oder eingeschaltet ist. Der eine Satz von Vorschub- und Verzögerungskammern 202, 203 wird von dem torsionsgestützten Modus in den CTA-Modus umgeschaltet.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des variablen Kraftmagneten 107, der auf 0% geändert wurde, befand, werden entweder die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 der CTA-Modus-Vorschub- bzw. -Verzögerungskammer 202, 203 freigegeben. Wenn außerdem der Motor eine anormale Abschaltung (z. B. wenn der Motor abgewürgt wurde) erfahren hat, würde beim Anlassen des Motors der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% betragen, die Rotorbaugruppe 105 würde sich über die Standardschaltung zu der Mittelposition oder der Zwischenphasenwinkelposition bewegen und der Sperrstift 125 würde in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition in Eingriff gebracht, und zwar ungeachtet dessen, in welcher Position sich der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 vor der anormalen Abschaltung des Motors befand.
Durch die Fähigkeit des Verstellers der vorliegenden Erfindung, sich standardmäßig in eine Mittelposition oder eine Zwischenphasenwinkelposition ohne die Verwendung elektronischer Steuerungen zu bewegen, kann sich der Versteller sogar während eines Motoranlassens in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegen, wenn elektronische Steuerungen typischerweise nicht zum Steuern der Nockenwellenverstellerposition verwendet werden. Da sich der Versteller außerdem standardmäßig in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegt, bietet er eine ausfallsichere Position, insbesondere wenn Steuersignale oder Energie verloren gehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Motor sogar ohne aktive Steuerung des VCT-Verstellers starten und laufen kann. Da sich der Versteller beim Anlassen des Motors in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, ist ein längerer Weg der Phase des Verstellers möglich, wodurch Kalibrierungsmöglichkeiten bestehen. Im Stand der Technik sind Versteller mit längerem Weg oder einem längeren Phasenwinkel nicht möglich, weil die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beim Motoranlassen oder Motorstart nicht vorliegt und der Motor Schwierigkeiten hat, bei dem äußersten Vorschubs- bzw. Verzögerungsanschlag zu starten.
Wenn der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 auf 0% eingestellt ist, wird die Kraft auf den VFS auf den Schieber 111 verringert und die Feder 115 bewegt den Schieber 111 vollständig an das äußere rechte Ende des Schieberwegs in einen Standardmodus, wie in 8 dargestellt. Im Standardmodus blockiert die Schiebererhebung 111b den Fluidfluss aus Leitung 112 zur Ablassleitung 121 und die Schiebererhebung 111d blockiert den Fluidfluss von Leitung 113 zur Ablassleitung 122, sodass Fluid aus der Zufuhr offen zwischen den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern zirkulieren kann, wodurch die Steuerung des Verstellers effektiv von dem Steuerventil 109 entfernt wird. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch die Leitung 119 zu der Leitung 119b und Einlassrückschlagventil 118 zu den Leitungen 112, 113 strömen, die zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, wie oben beschrieben, und in die gemeinsame Leitung 214, durch das Vorsteuerventil 230 und durch ein Rückschlagventil 208, 210 entweder in die Vorschubkammer im CTA-Modus oder die Verzögerungskammer im CTA-Modus durch die Leitungen 212, 213 strömen.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 230 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entlüftet das Vorsteuerventil 230 zu der Ablassleitung 122, wodurch der Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 und der Verzögerungsstandardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 230 zu Leitung 229 und der gemeinsamen Leitung 214 geöffnet wird, mit anderen Worten, die hydraulische Standardschaltung 233 geöffnet oder eingeschaltet wird.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Verzögerungsposition angeordnet ist und die Vorschubstandardleitung 128 für die CTA-Modus-Vorschubkammer 202 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Vorschubkammer 202 in die Vorschubstandardleitung 128 und durch das offene Vorsteuerventil 230 und zu Leitung 229, die zu der gemeinsamen Leitung 214 führt, wie in 8 dargestellt. Von der gemeinsamen Leitung 214 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 210 und in die CTA-Modus-Verzögerungskammer 203, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Schließen oder Blockieren der Vorschubstandardleitung 128 zu der CTA-Modus-Vorschubkammer 20 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Vorschubstandardleitung 128 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 202 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer 117 bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Vorschubposition angeordnet ist und die Verzögerungsstandardleitung 134 für die CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 in die Verzögerungsstandardleitung 134 und durch das offene Vorsteuerventil 230 und zu Leitung 229, die zu der gemeinsamen Leitung 214 führt. Von der gemeinsamen Leitung 214 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 210 und in die CTA-Modus-Vorschubkammer 202, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Verschließen der Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 20 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 werden durch die Rotorbaugruppe 105 von den CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammern 202, 203 vollständig abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, wodurch erforderlich ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, an dem die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen werden. Alternativ können die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition leicht geöffnet oder teilweise zu der CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammer 202, 203 beschränkt sein, damit die Rotorbaugruppe 105 leicht schwingen kann, sodass der Sperrstift 125 wahrscheinlicher über die Position der Vertiefung 127 fährt, sodass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 eingreifen kann.
15 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der eine Standardschaltung 533 nur für die CTA-Modus-Vorschubkammer 202 vorhanden und bei der Suche nach einem Mittelpositionsanschlag in einer Richtung behilflich ist. Die Arretierungsschaltung 533 ermöglicht dem Versteller, zwischen dem Mittelpositionsanschlag und einem der äußeren Anschläge zu schwingen, wenn zum Beispiel der Flügel 104 mit der Vorschubwand 202a oder der Verzögerungswand 203a in Kontakt steht.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform aus 15 und der zweiten Ausführungsform in 7 bis 8 besteht in der Entfernung der Verzögerungsstandardleitung 134 und des Rückschlagventils 210 zwischen der gemeinsamen Leitung 214, Leitung 213 und der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203. Für diese Ausführungsform gelten identische Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren für die Beschreibung oben und werden hierin durch Bezugnahme darauf wiederholt.
Die hydraulische Standardschaltung 533 weist ein durch eine Feder 231 vorgespanntes Vorsteuerventil 230 und eine Vorschubstandardleitung 128 auf, die die umgeschaltete torsionsgestützte Vorschubkammer 202, die sich nun im CTA-Modus befindet, mit dem Vorsteuerventil 230 und die gemeinsamen Leitung 214 mit dem Rückschlagventil 208 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104. Das Vorsteuerventil 230 befindet sich in der Rotorbaugruppe 105 und steht mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a über Leitung 132 in Fluidaustausch. Die Sperrstiftschaltung 123 weist einen Sperrstift 125, eine Sperrstiftfeder 124, Leitung 132, das Vorsteuerventil 230, Zufuhrleitung 119a und Ablassleitung 122 auf.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, tritt Fluid aus der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 durch die Leitung 213 aus und strömt in die gemeinsame Leitung 214 durch das Rückschlagventil 208 zu der CAT-Modus-Vorschubkammer 202 durch die Leitung 212. Während sich die CTA-Modus-Vorschubkammer 202 füllt, wird die Vorschubstandardleitung 128 freigegeben und das Fluid in der CTA-Modus-Vorschubkammer 202 wird zurück in die CTA-Modus-Vorschubkammer 202 oder CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 geleitet, je nach der Richtung des Nockendrehmoments durch das Vorsteuerventil 230. Daher kann sich der Versteller in der Vorschubrichtung frei bewegen, bis der Flügel 104 die Verzögerungswand 203a kontaktiert.
Im Standardmodus blockiert die Schiebererhebung 111b den Fluidfluss aus der Leitung 112 zu der Ablassleistung 121 und die Schiebererhebung 111d blockiert den Fluidfluss aus der Leitung 113 zu der Ablassleistung 122, wodurch das Fluid aus der Zufuhr offen zwischen den torsionsgestützten Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 zirkulieren kann, um wirksam die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 zu entfernen. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und das Einlassrückschlagventil 118 zu den Leitungen 112, 113 strömen, die zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, wie oben beschrieben, und in die gemeinsame Leitung 214 durch das Vorsteuerventil 230 und durch das Rückschlagventil 208 und durch Leitung 212 in die CTA-Modus-Vorschubkammer 202 oder durch Leitung 213 in die CTA-Modus-Verzögerungskammer 203.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 230 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entlüftet sich das Vorsteuerventil 230 zu der Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 durch das Vorsteuerventil 230 zu Leitung 229 und der gemeinsamen Leitung 214, mit anderen Worten, öffnet oder schaltet die hydraulische Standardschaltung 533 ein.
Wenn die hydraulische Arretierungsschaltung in der Verzögerungsrichtung offen ist, bewegt sich der Versteller, bis die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 abgeschlossen ist. Die Vorschubstandardleitung 128 wird von der Rotorbaugruppe 105 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 202 abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, in denen erfordert ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, zu dem die Vorschubstandardleitung 128 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen wird. Wenn der Sperrstift 125 nicht in die Vertiefung 127 eingreift, schwingen der Rotor 105 und der Flügel 104 zwischen einer Arretierungsposition, bei der die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 blockiert ist, und einem vollständigen Vorschubanschlag (z. B. auf der Seite mit dem kürzesten Weg zwischen der Mittelpositionssperre des Sperrstifts), bei dem der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 203a in Kontakt tritt. Wenn der Versteller schwingt, verkuppelt sich der Sperrstift 125 schließlich mit der Vertiefung 127 und sperrt den Versteller in der Mittelposition.
Einer der Vorteile, nur eine Standardleitung auf einer Seite des Verstellers vorzusehen, besteht in den geringeren Kosten, weil nur ein und nicht zwei Rückschlagventile benötigt werden und eine geringere Anbohrung des Verstellers erforderlich ist.
Es wird vorgezogen, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der Seite des Verstellers mit dem längsten Weg für den Sperrstift zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, und nicht, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung mit dem kürzesten Weg des Sperrstifts zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, wodurch die Schwingungsmenge zu der Seite, z. B. zwischen dem Zwischenphasenwinkel oder dem Mittelpositionsanschlag und dem äußeren Anschlag eingeschränkt ist und damit die stärkere Schwingung an einem Ende des Flügelwegs auftritt.
Alternativ können das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel Rückschlagventil 208 und Vorschubstandardleitung 128, ebenfalls entfernt werden.
9 bis 10 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Satz Kammern 302, 303 unabhängig von dem bzw. den torsionsgestützten Betriebssätzen von Kammern 102, 103 isoliert ist und nur im CTA-Modus arbeitet. Mit anderen Worten, der bzw. die CTA-Modus-Sätze von Vorschub- und Verzögerungskammern 302, 303 arbeiten unabhängig von dem bzw. den Sätzen von torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103. Die dritte Ausführungsform ist der zweiten Ausführungsform insofern ähnlich, als sowohl die torsionsgestützten Kammern 102, 103 als auch die CTA-Modus-Kammern 302, 303 vorhanden sind, jedoch sind die Kammersätze derart isoliert, dass ein oder mehrere Sätze von torsionsgestützten Arbeitskammern 102, 103 die Position des Verstellers steuern, wenn sie mit einer Steuerung mit geschlossenem Kreislauf arbeiten und ein oder mehrere Sätze von CTA-Modus-Kammern 302, 303 vorhanden sind, die nur im hydraulischen Standardmodus arbeiten. Ein Satz torsionsgestützter Arbeitskammern 102, 103 wird durch das Steuerventil 109 von „arbeiten” oder vorschieben, verzögern oder halten auf rückführen umgeschaltet. Ein Satz von CTA-Modus-Kammern 302, 303 wird von „arbeiten” oder Öl rückführen zwischen den Kammern entweder zum Vorschieben oder Verzögern der Kammern in Bezug auf das Erreichen der Mittelpositionssperre in den Rückführmodus umgeschaltet, wenn das Standardventil geschlossen ist.
9 zeigt den Versteller in der Halteposition und das Steuerventil in der Halteposition. 10 zeigt das Steuerventil 109 im Standardmodus und die hydraulische Standardschaltung bei 333 auf eingeschaltet. Der Vorschubmodus und der Verzögerungsmodus sind nicht dargestellt, ähneln aber denen aus 1 und 2 der ersten Ausführungsform, wobei die hydraulische Schaltung 133 abgeschaltet ist. Die hydraulische Standardschaltung 333 weist ein durch eine Feder 331 vorgespanntes Vorsteuerventil 330 und ein Vorschubstandardleitung 128 auf, die die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 mit dem Vorsteuerventil 300 und der gemeinsamem Leitung 314 verbindet, und eine Verzögerungsstandardleitung 134, die die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 mit dem Vorsteuerventil 330 und der gemeinsamen Leitung 314 verbindet.
In Bezug auf 9 beträgt der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 50% und die Kraft des VFS 107 auf einem Ende des Schiebers 111 ist gleich der Kraft der Feder 115 auf dem gegenüberliegenden Ende des Schiebers 111 in Halteposition. Die Erhebungen 111b und 111c blockieren den Fluidfluss aus den Leitungen 112 und 113, die zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 und der gemeinsamen Leitung 314 führen, und verhindern, dass Fluid aus den Ablassleitungen 122 und 121 abgelassen wird. Die Leitungen 112 und 113 sind offen, um Fluid aus der Zufuhr zu den torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 zu leiten. Fluid kann auch in die gemeinsame Leitung 314 fließen, um Leckagen durch das Vorsteuerventil, die Rückschlagventile 308, 310 und die Leitungen 312 und 313 zu den CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammern 302, 303 auszugleichen.
Das Fluid wird dem Versteller von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 zugeführt und tritt durch eine Nockenwellenschnittstelle 120 in die Leitung 119 ein. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu dem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Die Schiebererhebungen 111b und 111c sind derart positioniert, dass Fluid in die Leitungen 112 und 113 strömen kann, die zu den torsionsgestützten Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 führen, wobei der gleiche Druck auf die Vorschubkammer 102 wie auf die Verzögerungskammer 103 ausgeübt wird, um den Flügel in Position zu halten.
Die Leitung 119a führt zu dem Vorsteuerventil 330. Der Druck des Fluids in Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen 111d und 111e zu Leitung 132, um das Vorsteuerventil 330 gegen die Feder 331 zu drücken, wodurch das Vorsteuerventil 330 zu einer Position bewegt wird, in der die Verzögerungsstandardleitung 134, Vorschubstandardleitung 128 blockiert sind und die Standardschaltung ausgeschaltet ist. Das Fluid kann jedoch uneingeschränkt und frei zwischen der CTA-Vorschubkammer 302 und der CTA-Verzögerungskammer 303 durch das Vorsteuerventil 330 strömen, wenn die hydraulische Standardschaltung 333 abgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 wird von der Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung oder Öffnung der Standardschaltung 333 verhindert wird.
10 zeigt den Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition, in der der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 0% beträgt, sich der Schieber 109 im Standardmodus befindet, die Schiebererhebung 111c derart angeordnet ist, dass das Fluid aus der Zufuhr S 121 offen ist, um zwischen der torsionsgestützten Vorschubkammer 102 und der torsionsgestützten Verzögerungskammer 103 frei zu fließen, und das Vorsteuerventil 330 wird durch den Schieber zu Durchgang 122 entlüftet, der zur Ölwanne oder zum Ablass führt, wobei die hydraulische Standardschaltung 333 offen oder eingeschaltet ist.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des variablen Kraftmagneten 107, der auf 0% geändert wurde, befand, werden entweder die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 der CTA-Modus-Vorschub- oder Verzögerungskammer 302, 303 freigegeben. Wenn außerdem der Motor eine anormale Abschaltung (z. B. wenn der Motor abgewürgt wurde) erfahren hat, würde beim Anlassen des Motors der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% betragen, die Rotorbaugruppe 105 würde sich über die Standardschaltung zu der Mittelposition oder der Zwischenphasenwinkelposition bewegen und der Sperrstift 125 würde in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition in Eingriff gebracht, und zwar ungeachtet dessen, in welcher Position sich der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 vor der anormalen Abschaltung des Motors befand.
Durch die Fähigkeit des Verstellers der vorliegenden Erfindung, sich standardmäßig in eine Mittelposition oder eine Zwischenphasenwinkelposition ohne die Verwendung elektronischer Steuerungen zu bewegen, kann sich der Versteller sogar während eines Motoranlassens in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegen, wenn elektronische Steuerungen typischerweise nicht mm Steuern der Nockenwellenverstellerposition verwendet werden. Da sich der Versteller außerdem standardmäßig in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegt, bietet er eine ausfallsichere Position, insbesondere wenn Steuersignale oder Energie verloren gehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Motor sogar ohne aktive Steuerung des VCT-Verstellers starten und laufen kann. Da sich der Versteller beim Anlassen des Motors in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, ist ein längerer Weg der Phase des Verstellers möglich, wodurch Kalibrierungsmöglichkeiten bestehen. Im Stand der Technik sind Versteller mit längerem Weg oder einem längeren Phasenwinkel nicht möglich, weil die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beim Motoranlassen oder Motorstart nicht vorliegt und der Motor Schwierigkeiten hat, bei dem äußersten Vorschubs- bzw. Verzögerungsanschlag zu starten.
Wenn der Arbeitszyklus des Magnetes mit variabler Kraft 107 auf 0% gesetzt ist, wird die Kraft des VFS auf den Schieber 111 verringert und die Feder 115 bewegt den Schieber 111 vollständigen zum äußeren rechten Ende des Schieberwegs in einen Standardmodus, wie in 10 dargestellt. Im Standardmodus blockiert die Schiebererhebung 111b die Strömung von Fluid aus der Leitung 112 zu der Ablassleistung 121 und die Schiebererhebung 111d blockiert die Strömung von Fluid aus der Leitung 113 zu der Ablassleistung 122, und die Schiebererhebung 111c ist derart positioniert, dass Fluid aus der Zufuhr offen oder frei zwischen den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 zirkulieren kann, um wirksam die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 zu entfernen. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und das Einlassrückschlagventil 118 zu den Leitungen 112, 113 strömen, die zu den TA-Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, wie oben beschrieben, und in die gemeinsame Leitung 314 und durch ein Rückschlagventil 308, 310 und entweder in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 oder CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 durch die Leitungen 312, 313. Die ungehinderte Strömung von Fluid zwischen der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 und der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 wird von dem Vorsteuerventil 330 verhindert.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 330 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entleert sich das Vorsteuerventil 330 zu der Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 und der Verzögerungsstandardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 330 zu Leitung 329 und der gemeinsamen Leitung 314, mit anderen Worten, es öffnet oder schaltet die hydraulische Standardschaltung 333 an.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Verzögerungsposition angeordnet ist und die Vorschubstandardleitung 128 für die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 in die Vorschubstandardleitung 128 und durch das offene Vorsteuerventil 330 und zu Leitung 329, die zu der gemeinsamen Leitung 314 führt, wie in 10 dargestellt. Von der gemeinsamen Leitung 314 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 310 und in die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Schließen oder Blockieren der Vorschubstandardleitung 128 zu der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Vorschubstandardleitung 128 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 303 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer 117 bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Vorschubposition angeordnet ist und die Verzögerungsstandardleitung 134 für die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 in die Verzögerungsstandardleitung 134 und durch das offene Vorsteuerventil 330 und zu Leitung 329, die zu der gemeinsamen Leitung 314 führt. Von der gemeinsamen Leitung 314 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 308 und in die CTA-Modus-Vorschubkammer 303, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Verschließen der Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 werden durch die Rotorbaugruppe 105 von den CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammern 302, 303 vollständig abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, wodurch erforderlich ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, an dem die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen werden. Alternativ können die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition leicht geöffnet oder teilweise zu der CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammer 302, 303 beschränkt sein, damit die Rotorbaugruppe 105 leicht schwingen kann, sodass der Sperrstift 125 wahrscheinlicher über die Position der Vertiefung 127 fährt, sodass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 eingreifen kann.
16 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der eine Standardschaltung 633 nur für die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 vorhanden ist und bei der Suche nach einem Mittelpositionsanschlag in einer Richtung behilflich ist. Die Arretierungsschaltung 633 ermöglicht dem Versteller, zwischen dem Mittelpositionsstopp und einem der äußeren Anschläge zu schwingen, wenn zum Beispiel der Flügel 104 in Kontakt mit der Verzögerungswand 303a oder der Vorschubwand 302a ist.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform aus 16 und der dritten Ausführungsform der 9 bis 10 besteht in der Entfernung der Vorschub-Verzögerungsstandardleitung 134 und des Rückschlagventils 310 zwischen der gemeinsamen Leitung 314, Leitung 313 und der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303. Für diese Ausführungsform gelten identische Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren für die obige Beschreibung und werden hierin durch Bezugnahme wiederholt.
Die hydraulische Standardschaltung 333 weist ein durch eine Feder 331 vorgespanntes Vorsteuerventil 330 und eine Vorschubstandardleitung 128 auf, die die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 mit dem Vorsteuerventil 330 und der gemeinsamen Leitung 314 zu Rückschlagventil 308 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104. Das Vorsteuerventil 330 befindet sich in der Rotorbaugruppe 105 und steht in Fluidaustausch mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a über Leitung 132. Die Sperrstiftschaltung 123 weist einen Sperrstift 125, eine Sperrstiftfeder 124, Leitung 132, das Vorsteuerventil 330, Zufuhrleitung 119a und Ablassleitung 122 auf.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, tritt Fluid aus der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 durch die Leitung 313 aus und strömt in die gemeinsame Leitung 314 durch das Rückschlagventil 308 zu der CAT-Modus-Vorschubkammer 302 durch die Leitung 312. Während sich die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 füllt, wird die Vorschubstandardleitung 128 freigegeben und das Fluid in der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 wird zurück in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 oder CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 geleitet, je nach der Richtung des Nockendrehmoments durch das Vorsteuerventil 230. Daher kann sich der Versteller in der Vorschubrichtung frei bewegen, bis der Flügel 104 die Verzögerungswand 303a kontaktiert.
Im Standardmodus blockiert die Schiebererhebung 111b die Strömung von Fluid aus der Leitung 112 zu der Ablassleistung 121 und die Schiebererhebung 111d blockiert die Strömung von Fluid aus der Leitung 113 zu der Ablassleistung 122, wodurch das Fluid aus der Zufuhr offen zwischen den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 zirkulieren kann, um wirksam die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 zu entfernen. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und das Einlassrückschlagventil 118 zu den Leitungen 112, 113 strömen, die zu den TA-Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, wie oben beschrieben, und in die gemeinsame Leitung 314 durch das Vorsteuerventil 330 und durch ein Rückschlagventil 308 in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 durch Leitung 312 und durch ein Rückschlagventil 308 in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 durch Leitung 312 und dadurch zu der CTA-Modus-Verzögerungskammer 302 durch Leitung 313.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 330 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entlüftet sich das Vorsteuerventil 330 zu der Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 durch das Vorsteuerventil 330 zu Leitung 329 und der gemeinsamen Leitung 214, mit anderen Worten, öffnet oder schaltet die hydraulische Standardschaltung 633 ein.
Wenn die hydraulische Arretierungsschaltung In der Verzögerungsrichtung offen ist, bewegt sich der Versteller, bis die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 abgeschlossen ist. Die Vorschubstandardleitung 128 wird von der Rotorbaugruppe 105 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, in denen erfordert ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, zu dem die Vorschubstandardleitung 128 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen wird. Wenn der Sperrstift 125 nicht in die Vertiefung 127 eingreift, schwingen der Rotor 105 und der Flügel 104 zwischen einer Arretierungsposition, bei der die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 blockiert ist, und einem vollständigen Vorschubanschlag (z. B. auf der Seite mit dem kürzesten Weg zwischen der Mittelpositionssperre des Sperrstifts), bei dem der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 203a in Kontakt tritt. Wenn der Versteller schwingt, verkuppelt sich der Sperrstift 125 schließlich mit der Vertiefung 127 und sperrt den Versteller in der Mittelposition.
Einer der Vorteile, nur eine Standardleitung auf einer Seite des Verstellers vorzusehen, besteht in den geringeren Kosten, weil nur ein und nicht zwei Rückschlagventile benötigt werden und eine geringere Anbohrung des Verstellers erforderlich ist.
Es wird vorgezogen, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der Seite des Verstellers mit dem längsten Weg für den Sperrstift zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, und nicht, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung mit dem kürzesten Weg des Sperrstifts zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, wodurch die Schwingungsmenge zu der Seite, z. B. zwischen dem Zwischenphasenwinkel oder dem Mittelpositionsanschlag und dem äußeren Anschlag eingeschränkt ist und damit die stärkere Schwingung an einem Ende des Flügelwegs auftritt.
Alternativ können das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel Rückschlagventil 308 und Vorschubstandardleitung 128, ebenfalls entfernt werden.
11 bis 12 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Satz Kammern 302, 303 unabhängig von dem torsionsgestützten Betriebssatz bzw. -sätzen der Kammern 102, 103 isoliert ist und nur im CTA-Modus betrieben werden, ähnlich wie in der dritten Ausführungsform. Mit anderen Worten werden der bzw. die CTA-Modus-Satz bzw. -sätze der Vorschub- und Verzögerungskammern 302, 303 unabhängig von dem Satz bzw. den Sätzen der torsionsgestützten Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 betrieben. In der vierten Ausführungsform sind die Kammern isoliert, sodass ein oder mehrere Sätze torsionsgestützter Arbeitskammern 102, 103 die Position des Verstellers steuern, wenn sie mit einer Steuerung mit geschlossenem Kreislauf arbeiten und ein oder mehrere Sätze von CTA-Modus-Kammern 302, 303 vorhanden sind, die nur im hydraulischen Standardmodus arbeiten. Ein Satz torsionsgestützter Arbeitskammern 102, 103 wird durch das Steuerventil 109 von „arbeiten” oder vorschieben, verzögern oder halten auf eine Position umgeschaltet, in der die torsionsgestützten Kammern 102, 103 geöffnet sind und abgelassen werden. Ein Satz von CTA-Modus-Kammern 302, 303 wird von „arbeiten” oder Öl rückführen zwischen den Kammern entweder zum Vorschieben oder Verzögern der Kammern in Bezug auf das Erreichen der Mittelpositionssperre in den Rückführmodus umgeschaltet, wenn das Standardventil geschlossen ist.
11 zeigt den Versteller in der Halteposition und das Steuerventil in der Halteposition. 12 zeigt das Steuerventil 109 im Standardmodus und die hydraulische Standardschaltung bei 333 auf eingeschaltet. Der Vorschubmodus und der Verzögerungsmodus sind nicht dargestellt, ähneln aber denen aus 1 und 2 der ersten Ausführungsform, wobei die hydraulische Schaltung 133 abgeschaltet ist. Die hydraulische Standardschaltung 333 weist ein durch eine Feder 331 vorgespanntes Vorsteuerventil 330 und ein Vorschubstandardleitung 128 auf, die die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 mit dem Vorsteuerventil 300 und der gemeinsamem Leitung 314 verbindet, und eine Verzögerungsstandardleitung 134, die die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 mit dem Vorsteuerventil 330 und der gemeinsamen Leitung 314 verbindet.
In Bezug auf 11 beträgt der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 50% und die Kraft des VFS 107 auf einem Ende des Schiebers 111 ist gleich der Kraft der Feder 115 auf dem gegenüberliegenden Ende des Schiebers 111 in Halteposition. Die Erhebungen 111b und 111c blockieren die Strömung von Fluid zwischen den Leitungen 112 und 113, welche zu den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 führen, und verhindern, dass Fluid von der TA-Vorschub- und -Verzögerungskammer 102, 103 zu den Ablassleitungen 122, 121 entleert wird. Dennoch sind die Schiebererhebungen 111b und 111c derart positioniert, dass Fluid in die Leitungen 112 und 113a strömen kann, die in die Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 führen, oder einen eingeschränkten Fluss in diese haben kann, wobei Fluid auch in die CTA-Modus-Vorschub- und -Verzögerungskammern 302, 303 durch die gemeinsame Leitung 314 und die Rückschlagventile 308, 310 zum Ausgleich einer Leckage strömen kann oder einen eingeschränkten Fluss in diese haben kann.
Das Fluid wird dem Versteller von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 zugeführt und tritt durch eine Nockenwellenschnittstelle 120 in die Leitung 119 ein. Die Leitung 119 teilt sich in zwei Leitungen 119a und 119b auf. Die Leitung 119b führt zu dem Einlassrückschlagventil 118 und dem Steuerventil 109. Von dem Steuerventil 109 tritt Fluid in die Leitungen 112, 113, die zu den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 führen, wobei der gleiche Druck auf die Vorschubkammer 102 wie auf die Verzögerungskammer 103 ausgeübt wird, um den Flügel in Position zu halten.
Die Leitung 119a führt zu dem Vorsteuerventil 330. Der Druck des Fluids in Leitung 119a bewegt sich durch den Schieber 111 zwischen den Erhebungen 111d und 111e zu Leitung 132, um das Vorsteuerventil 330 gegen die Feder 331 zu drücken, wodurch das Vorsteuerventil 330 zu einer Position bewegt wird, in der die Verzögerungsstandardleitung 134, Vorschubstandardleitung 128 blockiert sind und die Standardschaltung ausgeschaltet ist. Das Fluid kann jedoch uneingeschränkt und frei zwischen der CTA-Vorschubkammer 302 und der CTA-Verzögerungskammer 303 durch das Vorsteuerventil 330 strömen, wenn die hydraulische Standardschaltung 333 abgeschaltet ist. Die Ablassleitung 122 wird von der Schiebererhebung 111d blockiert, sodass die Entlüftung oder Öffnung der Standardschaltung 333 verhindert wird.
12 zeigt den Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition, wobei der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 0% beträgt, sich der Schieber 109 im Standardmodus befindet, das Vorsteuerventil 330 durch den Schieber zu Durchgang 122 entleert wird, der zu der Ölwanne oder dem Ablass führt, und die hydraulische Standardschaltung 333 offen oder eingeschaltet ist. Wenn die hydraulische Standardschaltung 333 eingeschaltet oder offen ist, kann sich das Fluid über die Ablassleitungen 121 und 122 aus der torsionsgestützten Vorschubkammer 102 und der torsionsgestützten Verzögerungskammer 103 in die Ölwanne entleeren. Daher ist der einzige Satz von Kammern, der Fluid aufweist, wenn der Schieber vollkommen ausgeschaltet oder im Standardmodus ist, der eine oder die mehreren Sätze der CTA-Modus-Vorschub- und -Verzögerungskammern 302, 303. Das Fluid aus Zufuhr S kann durch einen Ring (nicht dargestellt) in die gemeinsame Leitung 314 auf dem Außendurchmesser der Hülse 116 strömen.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des variablen Kraftmagneten 107, der auf 0% geändert wurde, befand, werden entweder die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 der CTA-Modus-Vorschub- oder Verzögerungskammer 302, 303 freigegeben. Wenn außerdem der Motor eine anormale Abschaltung (z. B. wenn der Motor abgewürgt wurde) erfahren hat, würde beim Anlassen des Motors der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% betragen, die Rotorbaugruppe 105 würde sich über die Standardschaltung zu der Mittelposition oder der Zwischenphasenwinkelposition bewegen und der Sperrstift 125 würde in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition in Eingriff gebracht, und zwar ungeachtet dessen, in welcher Position sich der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 vor der anormalen Abschaltung des Motors befand.
Durch die Fähigkeit des Verstellers der vorliegenden Erfindung, sich standardmäßig in eine Mittelposition oder eine Zwischenphasenwinkelposition ohne die Verwendung elektronischer Steuerungen zu bewegen, kann sich der Versteller sogar während eines Motoranlassens in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegen, wenn elektronische Steuerungen typischerweise nicht zum Steuern der Nockenwellenverstellerposition verwendet werden. Da sich der Versteller außerdem standardmäßig in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegt, bietet er eine ausfallsichere Position, insbesondere wenn Steuersignale oder Energie verloren gehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Motor sogar ohne aktive Steuerung des VCT-Verstellers starten und laufen kann. Da sich der Versteller beim Anlassen des Motors in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, ist ein längerer Weg der Phase des Verstellers möglich, wodurch Kalibrierungsmöglichkeiten bestehen. Im Stand der Technik sind Versteller mit längerem Weg oder einem längeren Phasenwinkel nicht möglich, weil die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beim Motoranlassen oder Motorstart nicht vorliegt und der Motor Schwierigkeiten hat, bei dem äußersten Vorschubs- bzw. Verzögerungsanschlag zu starten.
Wenn der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 gerade auf 0% gesetzt wird, nimmt die Kraft auf dem VFS auf dem Schieber 111 ab und die Feder 115 bewegt den Schieber 111 zum entfernten rechten Ende des Schieberwegs zu einem Standardmodus, wie in 12 dargestellt. Im Standardmodus blockiert die Schiebererhebung 111c die Strömung von Fluid von der Zufuhrleitung 119b in die Leitungen 112 und 113, die zu den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern 102, 103 führen. Stattdessen sind die Leitungen 112 und 113 zu den Ablassleitungen 121 bzw. 122 offen und entleeren das Fluid aus den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern, wodurch die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 109 wirksam entfernt wird. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und Einlassrückschlagventil 118 zu einem Ring (nicht dargestellt) auf dem Außendurchmesser der Hülse 116 zu der gemeinsamen Leitung 114 und durch ein Rückschlagventil 308, 310 und durch die Leitungen 312, 313 entweder in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 oder die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 strömen. Die ungehinderte Strömung von Fluid zwischen der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 und der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 wird von dem Vorsteuerventil 330 verhindert.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 330 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entleert sich das Vorsteuerventil 330 zu der Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 und der Verzögerungsstandardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 330 zu Leitung 329 und der gemeinsamen Leitung 314, mit anderen Worten, es öffnet oder schaltet die hydraulische Standardschaltung 333 an.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Verzögerungsposition angeordnet ist und die Vorschubstandardleitung 128 für die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 in die Vorschubstandardleitung 128 und durch das offene Vorsteuerventil 330 und zu Leitung 329, die zu der gemeinsamen Leitung 314 führt, wie in 12 dargestellt. Von der gemeinsamen Leitung 314 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 310 und in die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Schließen oder Blockieren der Vorschubstandardleitung 128 zu der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Vorschubstandardleitung 128 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 303 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer 117 bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Vorschubposition angeordnet ist und die Verzögerungsstandardleitung 134 für die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 freigegeben ist, dann strömt Fluid von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 in die Verzögerungsstandardleitung 134 und durch das offene Vorsteuerventil 330 und zu Leitung 329, die zu der gemeinsamen Leitung 314 führt. Von der gemeinsamen Leitung 314 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 308 und in die CTA-Modus-Vorschubkammer 303, und der Flügel 104 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Verschließen der Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 bewegt. Während die Rotorbaugruppe 105 die Verzögerungsstandardleitung 134 von der CTA-Modus-Verzögerungskammer 203 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist.
Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 werden durch die Rotorbaugruppe 105 von den CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammern 302, 303 vollständig abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, wodurch erforderlich ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, an dem die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen werden. Alternativ können die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition leicht geöffnet oder teilweise zu der CTA-Modus-Vorschub- und Verzögerungskammer 302, 303 beschränkt sein, damit die Rotorbaugruppe 105 leicht schwingen kann, sodass der Sperrstift 125 wahrscheinlicher über die Position der Vertiefung 127 fährt, sodass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 eingreifen kann.
17 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der eine Standardschaltung 733 nur für die CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 vorhanden ist und bei der Suche nach einer Mittelanschlagsposition in einer Richtung behilflich ist. Die Arretierungsschaltung 733 ermöglicht dem Versteller, zwischen der Mittelanschlagsposition und einem der äußeren Anschläge zu schwingen, zum Beispiel, wenn der Flügel 104 in Kontakt mit der Verzögerungswand 303a oder der Vorschubwand 302a ist.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform aus 17 und der vierten Ausführungsform aus 11 bis 12 besteht in der Entfernung der Vorschub-Verzögerungsstandardleitung 134 und des Rückschlagventils 310 zwischen der gemeinsamen Leitung 314, Leitung 313 und der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303. Für diese Ausführungsform gelten identische Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren für die obige Beschreibung und werden hierin durch Bezugnahme wiederholt.
Die hydraulische Standardschaltung 333 weist ein durch eine Feder 331 vorgespanntes Vorsteuerventil 330 und eine Vorschubstandardleitung 128 auf, welche die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 mit dem Vorsteuerventil 330 und die gemeinsame Leitung 314 mit dem Rückschlagventil 314 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 ist mit einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104 angeordnet. Das Vorsteuerventil 330 ist in der Rotorbaugruppe 105 angeordnet und steht mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a durch Leitung 132 in Fluidaustausch. Die Sperrstiftschaltung 123 weist den Sperrstift 125, die Sperrstiftfeder 124, die Leitung 132, das Vorsteuerventil 330, Zufuhrleitung 119a, eine Ablassleitung 122 auf. Bei eingeschalteter oder offener hydraulischer Standardschaltung 733 kann sich Fluid von der torsionsgestützten Vorschubkammer 102 und der torsionsgestützten Verzögerungskammer 103 in die Ölwanne durch Ablassleitungen 121 und 122 entleeren. Daher ist der einzige Satz Kammern, der Fluid aufweist, wenn der Schieber vollständig ausgefahren oder im Standardmodus ist, der eine oder die mehreren Sätze von CTA-Modus-Vorschub- und -Verzögerungskammern 302, 303. Das Fluid aus der Zufuhr S kann durch einen Ring (nicht dargestellt) in eine gemeinsame Leitung 314 auf dem äußeren Durchmesser von Hülse 116 strömen.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, tritt Fluid aus der CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 durch die Leitung 313 aus und strömt in die gemeinsame Leitung 314 durch das Rückschlagventil 308 zu der CAT-Modus-Vorschubkammer 302 durch die Leitung 312. Während sich die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 füllt, wird die Vorschubstandardleitung 128 freigegeben und das Fluid in der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 wird zurück in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 oder CTA-Modus-Verzögerungskammer 303 geleitet, je nach der Richtung des Nockendrehmoments durch das Vorsteuerventil 230. Daher kann sich der Versteller in der Vorschubrichtung frei bewegen, bis der Flügel 104 die Verzögerungswand 303a kontaktiert.
Im Standardmodus ermöglicht die Schiebererhebung 111b die Strömung von Fluid aus Leitung 112 zu Ablassleitung 121 und Schiebererhebung 111d ermöglicht die Strömung von Fluid aus Leitung 113 zu Ablassleitung 122, wodurch das Fluid aus den TA-Vorschub- und -Verzögerungskammern in die Ölwanne entleert werden kann. Gleichzeitig kann das Fluid von der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und Einlassrückschlagventil 118 zu der gemeinsamen Leitung 314 strömen und durch das Vorsteuerventil 300 und durch ein Rückschlagventil 308 in die CTA-Modus-Vorschubkammer 302 und durch die CTA-Modus-Verzögerungskammer 302 durch die Leitungen 312, 313.
Durch die Schiebererhebung 111e wird verhindert, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Vorsteuerventil 330 strömt. Da kein Fluid zu der Leitung 119a strömen kann, entlüftet sich das Vorsteuerventil 330 zu der Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 durch das Vorsteuerventil 330 zu Leitung 329 und der gemeinsamen Leitung 314, mit anderen Worten, öffnet oder schaltet die hydraulische Standardschaltung 733 ein.
Wenn die hydraulische Arretierungsschaltung In der Verzögerungsrichtung offen ist, bewegt sich der Versteller, bis die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 abgeschlossen ist. Die Vorschubstandardleitung 128 wird von der Rotorbaugruppe 105 von der CTA-Modus-Vorschubkammer 302 abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, in denen erfordert ist, dass der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreift, zu dem die Vorschubstandardleitung 128 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen wird. Wenn der Sperrstift 125 nicht in die Vertiefung 127 eingreift, schwingen der Rotor 105 und der Flügel 104 zwischen einer Arretierungsposition, bei der die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 blockiert ist, und einem vollständigen Vorschubanschlag (z. B. auf der Seite mit dem kürzesten Weg zwischen der Mittelpositionssperre des Sperrstifts), bei dem der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 303a in Kontakt tritt. Wenn der Versteller schwingt, verkuppelt sich der Sperrstift 125 schließlich mit der Vertiefung 127 und sperrt den Versteller in der Mittelposition.
Einer der Vorteile, nur eine Standardleitung auf einer Seite des Verstellers vorzusehen, besteht in den geringeren Kosten, weil nur ein und nicht zwei Rückschlagventile benötigt werden und eine geringere Anbohrung des Verstellers erforderlich ist.
Es wird vorgezogen, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der Seite des Verstellers mit dem längsten Weg für den Sperrstift zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, und nicht, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung mit dem kürzesten Weg des Sperrstifts zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, wodurch die Schwingungsmenge zu der Seite, z. B. zwischen dem Zwischenphasenwinkel oder dem Mittelpositionsanschlag und dem äußeren Anschlag eingeschränkt ist und damit die stärkere Schwingung an einem Ende des Flügelwegs auftritt.
Alternativ können das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel Rückschlagventil 308 und Vorschubstandardleitung 128, ebenfalls entfernt werden.
13 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der, wenn die hydraulische Arretierungsschaltung 133 offen und das Steuerventil 409 im Standardmodus ist, das Steuerventil 409 die Ablassöffnungen 121, 122 blockiert und Hydraulikfluid entweder der Vorschubkammer 102 oder der Verzögerungskammer 103 zugeführt wird und die hydraulische Arretierungsschaltung 133 der anderen Vorschub- oder Verzögerungskammer 102, 103 Fluid zuführt.
Die Gehäusebaugruppe 100 des Verstellers weist einen Außenumfang 101 zum Annehmen der Antriebskraft auf. Die Rotorbaugruppe 105 ist mit der Nockenwelle 126 verbunden und in der Gehäusebaugruppe 100 koaxial angeordnet. Die Rotorbaugruppe 105 weist einen Flügel 104 auf, der eine Kammer 117, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, in eine Vorschubkammer 102 und eine Verzögerungskammer 103 trennt. Der Flügel 104 kann sich drehen, um die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 zu verschieben. Außerdem sind eine hydraulische Standardschaltung 133 und eine Sperrstiftschaltung 123 vorhanden. Die hydraulische Standardschaltung 133 und die Sperrstiftschaltung 123 sind im Wesentlichen eine Schaltung, wie oben beschrieben, werden aber der Einfachheit halber getrennt beschrieben.
Die hydraulische Standardschaltung 133 weist ein durch eine Feder 131 vorgespanntes Vorsteuerventil 130 und eine Vorschubstandardleitung 128 auf, welche die Vorschubkammer 102 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsame Leitung 114 mit den Rückschlagventilen 108, 110 verbindet, sowie eine Verzögerungsstandardleitung 134, die die Verzögerungskammer 103 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsame Leitung 114 mit den Rückschlagventilen 108, 110 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 befinden sich in einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104. Das Vorsteuerventil 130 ist in der Rotorbaugruppe 105 angeordnet und steht in Fluidaustausch mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a durch Leitung 132. Die Sperrstiftschaltung 123 weist den Sperrstift 125, die Leitung 132, das Vorsteuerventil 130, die Zufuhrleitung 119a und die Ablassleitung 122 auf.
Der Sperrstift 125 ist verschiebbar in einer Bohrung in der Rotorbaugruppe 105 untergebracht und weist einen Endabschnitt auf, der in Richtung einer Vertiefung 127 in der Gehäusegruppe 100 über eine Feder 124 vorgespannt und darin eingepasst ist. Alternativ kann der Sperrstift 125 in der Gehäusebaugruppe 100 untergebracht sein, und die Feder 124 kann zu der Vertiefung 127 in der Rotorbaugruppe 105 vorgespannt sein. Das Öffnen und Schließen der hydraulischen Standardschaltung 133 und die Ausübung von Druck der Sperrstiftschaltung 123 werden beide durch die Umschaltung/Bewegung des Phasensteuerventils 109 gesteuert.
Ein Steuerventil 409, vorzugsweise ein Schieberventil, weist einen Schieber 411 mit zylinderförmigen Erhebungen 411a, 411b, 411c, 411d und 411e auf, die verschiebbar in der Hülse 116 innerhalb einer Bohrung in dem Rotor 105 aufgenommen sind, und steuert die Nockenwelle 126 vor. Ein Ende des Schiebers kontaktiert die Feder 115 und das gegenüberliegende Ende des Schiebers kontaktiert einen pulsbreitenmodulierten Magneten mit variabler Kraft (VFS) 107. Der Magnet 107 kann durch Variieren des Stroms oder der Spannung oder gegebenenfalls andere Verfahren auch linear gesteuert sein. Außerdem kann das gegenüberliegende Ende des Schiebers 111 einen Motor oder andere Aktuatoren berühren und von diesen beeinflusst sein.
Die Position des Schiebers 411 ist durch eine Feder 115 beeinflusst und der Magnet 107 wird von der ECU 106 gesteuert. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Steuerung des Verstellers werden nachstehend ausführlich erläutert. Die Position des Schiebers 411 steuert die Bewegung (z. B. zum Bewegen in die Vorschubposition, die Halteposition oder die Verzögerungsposition) des Verstellers und steuert, ob die Sperrstiftschaltung 123 und die hydraulische Standardschaltung 133 offen (ein) oder geschlossen (aus) sind. Mit anderen Worten, die Position des Schiebers 411 steuert aktiv das Vorsteuerventil. Das Steuerventil 409 weist einen Vorschubmodus, einen Verzögerungsmodus, eine Halteposition und einen Standardmodus auf.
Im Vorschubmodus wird der Schieber 411 an eine Position bewegt, sodass Fluid von der Zufuhr S über Pumpe 140 durch das Einlassrückschlagventil 118, durch Leitung 119b zu der Vorschubkammer 102 strömen kann und Fluid von der Verzögerungskammer 103 durch den Schieber 411 in die Ablassleitung 121 austritt. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet oder geschlossen und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
Im Verzögerungsmodus wird der Schieber 411 in eine derartige Position bewegt, dass Fluid von der Zufuhr S durch die Pumpe 140 durch das Einlassrückschlagventil 118 durch die Leitung 119b zu der Verzögerungskammer 103 strömen kann und Fluid aus der Vorschubkammer 102 durch den Schieber 411 aus der Ablassleitung 122 austritt. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
In der Halteposition oder im Nullmodus wird der Schieber 411 in eine Position bewegt, die zur Vorschubkammer 102 und zur Verzögerungskammer 103 teilweise offen ist und ermöglicht, das zugeführtes Fluid in die Vorschub- und Verzögerungskammer 102, 103 strömt, wobei der gleiche Druck auf die Vorschubkammer und die Verzögerungskammer ausgeübt wird, um die Flügelposition zu halten. Die Standardventilschaltung 133 ist abgeschaltet und der Sperrstift 125 ist vorzugsweise entsperrt.
Wenn der Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 0% beträgt, befindet sich der Schieber im Standardmodus, das Vorsteuerventil 130 wird entleert, die hydraulische Standardschaltung 133 ist offen oder eingeschaltet und die Sperrstiftschaltung 123 ist abgeschaltet oder geschlossen, der Sperrstift 125 wird entleert und greift in eine Vertiefung 127 ein und der Rotor 105 wird in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder einer Zwischenphasenwinkelposition gesperrt.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107, der auf 0% geändert wurde, befand, wird entweder die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 für die Vorschub- bzw. Verzögerungskammer 102, 103 freigegeben. Wenn außerdem der Motor eine anormale Abschaltung (z. B. wenn der Motor abgewürgt wurde) erfahren hat, würde beim Anlassen des Motors der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 0% betragen, die Rotorbaugruppe 105 würde sich über die Standardschaltung 133 zu der mittleren Sperrposition oder einer Zwischenphasenwinkelposition bewegen und der Sperrstift 125 würde in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition in Eingriff gebracht, und zwar ungeachtet dessen, in welcher Position sich der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 vor der anormalen Abschaltung des Motors befand. In der vorliegenden Erfindung liegt der Standardmodus vorzugsweise vor, wenn der Schieber ein äußeres Wegende ist. In den in der vorliegenden Erfindung dargestellten Beispielen ist dies der Fall, wenn sich der Schieber an einer äußeren vollständig ausgefahrenen Position von der Bohrung befindet, wenngleich andere Positionen des Schiebers verwendet werden können.
Durch die Fähigkeit des Verstellers der vorliegenden Erfindung, sich standardmäßig in eine Mittelposition oder eine Zwischenphasenwinkelposition ohne die Verwendung elektronischer Steuerungen zu bewegen, kann sich der Versteller sogar während eines Motoranlassens in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegen, wenn elektronische Steuerungen typischerweise nicht zum Steuern der Nockenwellenverstellerposition verwendet werden. Da sich der Versteller außerdem standardmäßig in die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition bewegt, bietet er eine ausfallsichere Position, insbesondere wenn Steuersignale oder Energie verloren gehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Motor sogar ohne aktive Steuerung des VCT-Verstellers starten und laufen kann. Da sich der Versteller beim Anlassen des Motors in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, ist ein längerer Weg der Phase des Verstellers möglich, wodurch Kalibrierungsmöglichkeiten bestehen. Im Stand der Technik sind Versteller mit längerem Weg oder einem längeren Phasenwinkel nicht möglich, weil die Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beim Motoranlassen oder Motorstart nicht vorliegt und der Motor Schwierigkeiten hat, bei dem äußersten Vorschubs- bzw. Verzögerungsanschlag zu starten.
Wenn der Arbeitszyklus des Magneten mit variabler Kraft 107 auf 0% gesetzt wird, nimmt die Krafteinwirkung auf den VFS auf dem Schieber 411 ab und die Feder 115 bewegt den Schieber 411 zu dem entfernten rechten Ende des Schieberweges zu einer Standardposition, wie in 13 dargestellt. In dieser Standardposition blockiert die Schiebererhebung 411b die Strömung von Fluid aus Leitung 113 zu der Ablassöffnung 121 und die Schiebererhebung 411d blockiert die Strömung von Fluid aus Leitung 112 zu der Ablassöffnung 122, wodurch die Steuerung des Verstellers wirksam von dem Steuerventil 409 entfernt wird. Gleichzeitig kann Fluid aus der Zufuhr durch Leitung 119 zu Leitung 119b und durch das Einlassrückschlagventil 118 zur Verzögerungskammer 103 strömen, wie in 13 dargestellt. Allerdings kann das Fluid alternativ der Vorschubkammer 102 anstelle der Verzögerungskammer 103 zugeführt werden, wie dargestellt.
Das Fluid aus der Zufuhr strömt von Leitung 119b zu dem Steuerventil 409 zwischen der Schiebererhebung 411c und 411b zu der Verzögerungsleitung 113, die zu der Verzögerungskammer 103 führt. Durch die Schiebererhebung 411c wird verhindert, dass Fluid von dem Steuerventil 409 und der Zufuhrpumpe 140 direkt zu der Vorschubkammer 102 strömt. Die Schiebererhebung 411e verhindert auch, dass Fluid durch die Leitung 119a zu dem Sperrstift 125 strömt. Da das Fluid nicht zu Leitung 119a strömen kann, steht der Sperrstift 125 nicht länger unter Druck und wird durch den Schieber 411 zwischen der Schiebererhebung 411d und Schiebererhebung 411e in die Ablassleitung 122 entleert. Auf die gleiche Weise entleert sich auch das Vorsteuerventil 130 in die Ablassleitung 122 und öffnet den Durchgang zwischen der Vorschubstandardleitung 128 und der Verzögerungsstandardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 130 zu Leitung 129 und zu der gemeinsamen Leitung 114, mit anderen Worten, es öffnet die hydraulische Standardschaltung 133 und wandelt im Wesentlichen sämtliche torsionsgestützten Kammern in nockendrehmomentbetätigte Kammern (CTA) oder in CTA-Modus um, wobei die Zirkulation von Fluid zwischen der Vorschubkammer 102 und der Verzögerungskammer 103 möglich ist. Daher kann Fluid, das von dem Steuerventil 409 der Verzögerungskammer 103 zugeführt wird, in die Standardleitung 134 durch das Vorsteuerventil 130 zu Leitung 129 und zu der gemeinsamen Leitung 114 durch das Rückschlagventil 108 durch Leitung 112 zu der Vorschubkammer 102 strömen.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Vorschubposition angeordnet war und die Verzögerungsstandardleitung 134 für die Verzögerungskammer 103 freigegeben wird, dann strömt Fluid von der Verzögerungskammer 103 in die Verzögerungsstandardleitung 134 und durch das offene Vorsteuerventil 130 und zu Leitung 129, die zu der gemeinsamen Leitung 114 führt. Von der gemeinsamen Leitung 114 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 108 und in die Vorschubkammer 102, wodurch es den Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 bewegt, um die Verzögerungsstandardleitung 134 zu der Verzögerungskammer 102 abzuschließen. Da der Rotor 105 die Leitung der Vorschubstandardleitung 134 von der Verzögerungskammer 103 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Zwischenphasenwinkelposition oder Mittelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, und der Sperrstift 125 richtet sich mit der Vertiefung 127 aus, wodurch der Rotor 105 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition gesperrt wird.
Wenn der Flügel 104 innerhalb der Gehäusebaugruppe 100 in der Nähe oder in der Verzögerungsposition angeordnet war und die Vorschubstandardleitung 128 für die Vorschubkammer 102 freigegeben wird, dann strömt Fluid von der Vorschubkammer 102 in die Vorschubstandardleitung 128 und durch das offene Vorsteuerventil 130 zu Leitung 129, die zu der gemeinsamen Leitung 114 führt. Von der gemeinsamen Leitung 114 strömt Fluid durch das Rückschlagventil 110 und in die Verzögerungskammer 103, wodurch der Flügel 104 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 zum Abschließen oder Blockieren der Vorschubstandardleitung 128 zu der Vorschubkammer 102 bewegt wird. Da die Rotorbaugruppe 105 die Vorschubstandardleitung 128 von der Vorschubkammer 102 abschließt, wird der Flügel 104 zu einer Zwischenphasenwinkelposition oder Mittelposition innerhalb der Kammer bewegt, die zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und Rotorbaugruppe 105 ausgebildet ist, und der Sperrstift 125 richtet sich mit der Vertiefung 127 aus, wodurch der Rotor 105 in Bezug auf die Gehäusebaugruppe 100 in einer Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition gesperrt wird.
Die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 werden durch die Rotorbaugruppe 105 von den Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 vollständig abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, wodurch erforderlich ist, dass der Sperrstift 125 mit der Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt in Eingriff gelangt, an dem die Vorschubstandardleitung 128 oder die Verzögerungsstandardleitung 134 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen sind. Alternativ können die Vorschubstandardleitung 128 und die Verzögerungsstandardleitung 134 leicht offen oder teilweise zu der Vorschub- und Verzögerungskammer 102, 103 in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition beschränkt sein, damit die Rotorbaugruppe 105 leicht schwingen kann, sodass der Sperrstift 125 wahrscheinlicher über die Position der Vertiefung 127 fährt, sodass der Sperrstift 125 mit der Vertiefung 127 in Eingriff gebracht werden kann.
In Bezug auf 18 ist in einer alternativen Ausführungsform die Standardschaltung 833 nur für die Vorschubkammer 102 vorhanden und unterstützt die Suche eines Mittelpositionsanschlags in eine Richtung. Die Arretierungsschaltung 833 ermöglicht dem Versteller, zwischen dem Mittelpositionsanschlag und einem der äußeren Anschläge zu schwingen, wenn zum Beispiel der Flügel 104 mit der Vorschubwand 102a oder der Verzögerungswand 103a in Kontakt steht.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform aus 18 und der fünften Ausführungsform aus 13 besteht in der Entfernung der Verzögerungsstandardleitung 134 und des Rückschlagventils 110 zwischen der gemeinsamen Leitung 114, Leitung 112 und der Verzögerungskammer 103. Für diese Ausführungsform gelten identische Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren für die obige Beschreibung und werden hierin durch Bezugnahme wiederholt.
Die hydraulische Standardschaltung 833 weist ein durch eine Feder 131 vorgespanntes Vorsteuerventil 130 auf, das mit einer Vorschubstandardleitung 128 verbunden ist, die die Vorschubkammer 102 mit dem Vorsteuerventil 130 und die gemeinsame Leitung 114 mit dem Rückschlagventil 108 verbindet. Die Vorschubstandardleitung 128 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand oder Länge von dem Flügel 104. Das Vorsteuerventil 130 befindet sich in der Rotorbaugruppe 105 und steht durch Leitung 132 in Fluidaustausch mit der Sperrstiftschaltung 123 und Leitung 119a. Die Sperrstiftschaltung 123 weist einen Sperrstift 125, eine Sperrstiftfeder 124, Leitung 132, Vorsteuerventil 130, Zufuhrleitung 119a und Ablassleitung 122 auf.
Im Standardmodus bewegt sich der Schieber 411 in eine Position, in der die Schiebererhebungen 411d und 411b die Strömung von Fluid aus Leitung 112 und Leitung 113 blockieren, damit dies die Kammern 102, 103 durch die Ablassleitungen 121, 122 nicht verlassen kann, und ermöglicht nur, dass eine kleine Menge unter Druck stehenden Fluids von der Zufuhr S in die Verzögerungskammer 102 und die Vorschubkammer 102 gelangen kann, um die Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 voll zu halten und die Steuerung des Verstellers von dem Steuerventil 409 wirksam zu entfernen.
Wenn die Standardventilschaltung eingeschaltet oder offen ist und das Standardventil offen, werden eine oder mehrere torsionsgestützte Vorschub- und Verzögerungskammern 102, 103 in den nockendrehmomentbetätigten (CTA) Modus versetzt. Mit anderen Worten, Fluid kann zwischen der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zurückgeführt werden, anstatt in eine Kammer gefüllt und in der entgegengesetzten Kammer abgelassen zu werden und durch Ablassleitungen auszutreten. Die Standardventilschaltung 833 besitzt eine vollständige Steuerung über den Versteller, der vorgeschoben oder zurückgezogen wird, bis der Flügel 104 die Zwischenphasenwinkelposition erreicht.
Im Standardmodus wird die Sperrstiftschaltung 123 entleert, sodass der Sperrstift 125 mit der Vertiefung 127 in Eingriff steht. Die Zwischenphasenwinkelposition oder Mittelposition liegt vor, wenn der Flügel 104 sich irgendwo zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a befindet, die die Kammer zwischen der Gehäusebaugruppe 100 und der Rotorbaugruppe 105 definieren. Die Zwischenphasenwinkelposition kann an einer beliebigen Stelle zwischen der Vorschubwand 102a und der Verzögerungswand 103a sein und wird dadurch bestimmt, wo sich der Vorschubstandarddurchgang 128 in Bezug auf den Flügel 104 befindet.
Je nachdem, wo sich der Flügel 104 vor dem Arbeitszyklus des Magnets mit variabler Kraft 107 befand, der auf 0% gesetzt wurde, tritt Fluid aus der Verzögerungskammer 103 durch Leitung 113 aus und strömt in die gemeinsame Leitung 114, durch das Rückschlagventil 108 zu der Vorschubkammer 102 durch Leitung 112. Während sich die Vorschubkammer 102 füllt, wird die Vorschubstandardleitung 128 freigegeben und das Fluid in der Vorschubkammer 102 zurück in die Vorschubkammer 102 oder Verzögerungskammer 103 geleitet, je nach der Richtung des Nockendrehmoments durch das Vorsteuerventil 130. Daher kann sich der Versteller in der Vorschubrichtung frei bewegen, bis der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 103a in Kontakt tritt. In der Verzögerungsrichtung bewegt sich der Versteller, wenn die hydraulische Arretierungsschaltung offen ist, bis die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 abgeschlossen ist. Die Vorschubstandardleitung 128 wird durch die Rotorbaugruppe 105 von der Vorschubkammer 102 abgeschlossen oder blockiert, wenn sich der Versteller in der Mittelposition oder Zwischenphasenwinkelposition befindet, in der der Sperrstift 125 in die Vertiefung 127 genau zu dem Zeitpunkt eingreifen muss, an dem die Vorschubstandardleitung 128 von ihren entsprechenden Kammern abgeschlossen wird. Wenn der Sperrstift 125 nicht in die Vertiefung 127 eingreift, schwingen der Rotor 105 und der Flügel 104 zwischen einer Arretierungsposition, bei der die Vorschubstandardleitung 128 von dem Gehäuse 100 und einem vollständigen Vorschubanschlag blockiert ist (z. B. auf der Seite mit dem kürzesten Weg zwischen der Mittelpositionssperre des Sperrstifts), wobei der Flügel 104 mit der Verzögerungswand 103a in Kontakt tritt. Wenn der Versteller schwingt, verkuppelt sich der Sperrstift 125 schließlich mit der Vertiefung 127 und sperrt den Versteller in der Mittelposition.
Einer der Vorteile, nur eine Standardleitung auf einer Seite des Verstellers vorzusehen, besteht in den geringeren Kosten, weil nur ein und nicht zwei Rückschlagventile benötigt werden und eine geringere Anbohrung des Verstellers erforderlich ist.
Es wird vorgezogen, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der Seite des Verstellers mit dem längsten Weg für den Sperrstift zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, und nicht, dass das Rückschlagventil und die Standardleitung mit dem kürzesten Weg des Sperrstifts zum Eingreifen in die Vertiefung vorgesehen werden, wodurch die Schwingungsmenge zu der Seite, z. B. zwischen dem Zwischenphasenwinkel oder dem Mittelpositionsanschlag und dem äußeren Anschlag eingeschränkt ist und damit die stärkere Schwingung an einem Ende des Flügelwegs auftritt.
Alternativ können das Rückschlagventil und die Standardleitung auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel Rückschlagventil 108 und Vorschubstandardleitung 128, ebenfalls entfernt werden.
In den dargestellten Ausführungsformen mit dem Steuerventil in dem Rotor wird man verstehen, dass ein Fachmann auch ein ferngesteuertes Steuerventil verwenden könnte.
In allen Ausführungsformen liegt der Standardmodus des Steuerventils vor, wenn sich das Steuerventil am äußeren Ende seines Wegs befindet. Das äußere Wegende liegt vorzugsweise vor, wenn der Schieber durch die Feder vollständig aus der Bohrung vorgespannt ist.
Wenngleich alle Ausführungsformen mit einem Einlassrückschlagventil und daher mit einem torsionsgestützten Versteller dargestellt sind, ist ein Fachmann dazu in der Lage, alle der obigen Ausführungsformen auf einen öldruckbetätigten Versteller anzuwenden, bei dem das Einlassrückschlagventil 118 entfernt ist.
Entsprechend wird man verstehen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung rein illustrativ für die Anwendung der Prinzipien der Erfindung sind. Die Bezugnahme hierin auf Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen soll den Schutzbereich der Ansprüche in keiner Weise einschränken, die selbst die Merkmale beschreiben, die wesentlich für die Erfindung sind.

Claims

Variabler Nockenwellenversteller für einen Verbrennungsmotor mit einer Gehäusebaugruppe mit einem äußeren Umfang zum Aufnehmen einer Antriebskraft und einer Rotorbaugruppe, die koaxial innerhalb des Gehäuses für die Verbindung mit einer Nockenwelle, die mehrere Flügel aufweist, angeordnet ist, wobei die Gehäusebaugruppe und die Rotorbaugruppe mindestens eine Kammer definieren, die von einem Flügel in eine Vorschubkammer und eine Verzögerungskammer getrennt ist, wobei der Flügel innerhalb der Kammer bewirkt, dass die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe verschoben wird, wenn der Vorschubkammer oder der Verzögerungskammer Fluid zugeführt wird, wobei der Versteller Folgendes umfasst: ein Steuerventil zum Lenken von Fluid aus einer Fluideingabe zu und von der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer durch eine Vorschubleitung, eine Verzögerungsleitung, eine Zufuhrleitung, die mit der Fluideingabe gekoppelt ist, und mindestens eine Ablassleitung; und wobei das Steuerventil zwischen einem Standardmodus und einem öldruckbetätigtem Modus beweglich ist, der Folgendes umfasst: einen Vorschubmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der Vorschubkammer geleitet wird und Fluid von der Verzögerungskammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; einen Verzögerungsmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der Verzögerungskammer geleitet wird und in dem Fluid von der Vorschubkammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; eine Halteposition, in der Fluid zu der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer geleitet wird; wobei, wenn das Steuerventil in dem Standardmodus ist, das Steuerventil die mindestens eine Ablassleitung blockiert, wodurch Fluid in der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zurückgehalten wird.
Versteller nach Anspruch 1, wobei, wenn sich das Steuerventil im Standardmodus befindet, Fluid von der Zufuhrleitung zu der Vorschubkammer strömt und die Verzögerungskammer beschränkt ist.
Versteller nach Anspruch 1, wobei das Fluid, wenn sich das Steuerventil im Standardmodus befindet, entweder zu der Vorschubkammer oder der Verzögerungskammer strömt und die Strömung durch das Steuerventil zu der anderen Vorschubkammer oder der anderen Verzögerungskammer blockiert ist.
Versteller nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Standardschaltung, die von einer offenen Position und in eine geschlossene Position umschaltbar ist, wobei, wenn sich die Standardschaltung in der offenen Position befindet, die Standardschaltung den Flügel zu einer Zwischenposition innerhalb der mindestens einen Kammer bewegt, die von der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe definiert wird.
Versteller nach Anspruch 4, wobei, wenn sich die Standardschaltung in einer geschlossenen Position befindet, das Steuerventil in den öldruckbetätigten Modus bewegt wird und das Fluid durch das Steuerventil strömt, um die Vorschub- und Verzögerungskammer durch Öldruck zu betätigen.
Versteller nach Anspruch 4, wobei, wenn die Standardschaltung offen ist, Fluid zwischen einer Vorschubstandardleitung zu mindestens einer Vorschubkammer und einer Verzögerungsstandardleitung zu mindestens einer Verzögerungskammer und einer gemeinsamen Leitung, die mit der Vorschubkammer und mit der Verzögerungskammer mit Vorschub- und Verzögerungsrückschlagventilen in Fluidaustausch steht, strömen kann, sodass die Rotorbaugruppe durch die Nockendrehmomentbetätigung einer Vorschubkammer und einer Verzögerungskammer in eine Zwischenphasenwinkelposition in Bezug auf die Gehäusebaugruppe bewegt und in dieser gehalten wird.
Versteller nach Anspruch 4, wobei, wenn die Standardschaltung offen ist, Fluid zwischen entweder der Vorschubkammer oder der Verzögerungskammer durch eine Vorschubstandardleitung oder eine Verzögerungsstandardleitung zu der anderen Vorschubkammer oder Verzögerungskammer und durch die Vorschubkammer oder Verzögerungskammer zu der anderen Vorschubkammer und Verzögerungskammer durch eine gemeinsame Leitung strömen kann, sodass die Standardschaltung die Bewegung der Rotorbaugruppe zu der Zwischenposition in nur eine Richtung einschränkt.
Versteller nach Anspruch 4, wobei die Standardschaltung zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position über ein Vorsteuerventil umschaltbar ist.
Versteller nach Anspruch 1, wobei die Fluideingabe in den Versteller ferner ein Einlassrückschlagventil umfasst.
Versteller nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Sperrstift, der in der Rotorbaugruppe oder der Gehäusebaugruppe verschiebbar angeordnet ist, wobei der Sperrstift durch Fluid in der Zufuhrleitung von einer gesperrten Position, in der ein Endabschnitt eine Vertiefung in Eingriff bringt, wodurch die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe gesperrt wird, in eine entsperrte Position, in der der Endabschnitt die Vertiefung nicht in Eingriff bringt, beweglich ist; und wobei, wenn das Steuerventil in den Standardmodus bewegt wird, der Sperrstift in die gesperrte Position bewegt wird; wobei, wenn das Steuerventil in den Vorschubmodus oder den Verzögerungsmodus oder in die Halteposition bewegt wird, der Sperrstift in die entsperrte Position bewegt wird.
Versteller nach Anspruch 1, wobei, wenn sich das Steuerventil im Standardmodus befindet, der Fluidstrom von der Zufuhrleitung zu der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer uneingeschränkt ist.
Versteller nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Standardschaltung, die von einer offenen Position in eine geschlossene Position umschaltbar ist, wobei, wenn sich die Standardschaltung in der offenen Position befindet, die Standardschaltung den Flügel in eine Zwischenposition innerhalb der mindestens einen Kammer bewegt, die von der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe definiert wird.
Versteller nach Anspruch 12, wobei, wenn sich die Standardschaltung in der offenen Position befindet, eine oder mehrere Vorschubkammern und Verzögerungskammern funktional isoliert sind und Fluid in der Zufuhrleitung uneingeschränkt zu den verbleibenden Vorschubkammern und Verzögerungskammern strömt, sodass der Fluidstrom zwischen den verbleibenden Vorschubkammern und Verzögerungskammern zurückfließen kann, wobei der Einfluss des Flügels innerhalb der verbleibenden Vorschub- und Verzögerungskammern entfernt wird und die funktional isolierten Vorschub- und Verzögerungskammern von öldruckbetätigten zu nockendrehmomentbetätigten umgewandelt werden, indem Fluid in der Zufuhrleitung zwischen einer Vorschubstandardleitung zu einer Vorschubkammer und einer Verzögerungsstandardleitung zu der funktional isolierten Vorschubkammer und Verzögerungskammer strömen kann und eine gemeinsame Leitung mit der funktional isolierten Vorschubkammer und Verzögerungskammer und der Verzögerungskammer mit Vorschub- und Verzögerungsrückschlagventilen in Fluidverbindung steht; und wobei, wenn sich die Standardschaltung in der geschlossenen Position befindet, das Fluid durch das Steuerventil strömt, um die verbleibenden Vorschub- und Verzögerungskammern mit Öldruck zu betätigen und die eine oder mehreren Vorschubkammern und Verzögerungskammern, die funktional isoliert sind, erneut mit dem Steuerventil und der Öldruckbetätigung zu verbinden.
Versteller nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Sperrstift, der in der Rotorbaugruppe oder der Gehäusebaugruppe verschiebbar angeordnet ist, wobei der Sperrstift durch Fluid in der Zufuhrleitung von einer gesperrten Position, in der ein Endabschnitt eine Vertiefung in Eingriff bringt, wodurch die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe gesperrt wird, in eine entsperrte Position, in der der Endabschnitt die Vertiefung nicht in Eingriff bringt, beweglich ist; und wobei, wenn das Steuerventil in den Standardmodus bewegt wird, der Sperrstift in die gesperrte Position bewegt wird; wobei, wenn das Steuerventil in den Vorschubmodus oder den Verzögerungsmodus oder in die Halteposition bewegt wird, der Sperrstift in die entsperrte Position bewegt wird.
Variabler Nockenwellenversteller für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Gehäusebaugruppe mit einem äußeren Umfang zum Aufnehmen einer Antriebskraft; eine Rotorbaugruppe, die koaxial innerhalb des Gehäuses für die Verbindung mit einer Nockenwelle angeordnet ist, die mehrere Flügel aufweist; wobei die Gehäusebaugruppe und die Rotorbaugruppe mindestens eine nockendrehmomentbetätigte Kammer definieren, die durch einen Nockendrehmomentflügel in eine nockendrehmomentbetätigte Vorschubkammer und eine nockendrehmomentbetätigte Verzögerungskammer getrennt ist, sodass ein Fluidstrom zwischen der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer, die auf Nockendrehmomentkräfte in der Nockenwelle reagieren, dem Nockendrehmomentflügel ermöglicht, eine relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe in Bezug auf die Rotorbaugruppe zu verschieben; und wobei die Gehäusebaugruppe und die Rotorbaugruppe mindestens eine öldruckbetätigte Kammer definieren, die von einem öldruckbetätigten Flügel in eine öldruckbetätigte Vorschubkammer und eine öldruckbetätigte Verzögerungskammer getrennt ist, sodass der Fluiddruck, welcher der öldruckbetätigten Vorschubkammer oder der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zugeführt wird, den Öldruckflügel bewegt, um die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe in Bezug auf die Rotorbaugruppe zu verschieben; und wobei die öldruckbetätigten Kammern funktional von den nockendrehmomentbetätigten Kammern isoliert sind; ein Steuerventil zum Lenken von Fluid aus einer Fluideingabe zu und von der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer durch eine Vorschubleitung, eine Verzögerungsleitung, eine Zufuhrleitung, die mit der Fluideingabe gekoppelt ist, und mindestens eine Ablassleitung; und wobei das Steuerventil zwischen einem Standardmodus und einem öldruckbetätigtem Modus beweglich ist und Folgendes umfasst: einen Vorschubmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer geleitet wird und Fluid von der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; einen Verzögerungsmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der öldruckbetätigten Verzögerungskammer und Fluid von der öldruckbetätigten Vorschubkammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; eine Halteposition, in der Fluid zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer geleitet wird; und wobei, wenn sich das Steuerventil im Standardmodus befindet, das Steuerventil mindestens eine Ablassleitung blockiert, wodurch Fluid innerhalb der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zurückgehalten wird und einen uneingeschränkten Ölstrom zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zuführt; eine Standardschaltung, die von einer offenen Position in eine geschlossene Position umschaltbar ist; wobei, wenn sich die Standardschaltung in der offenen Position befindet, Fluid zwischen einer Vorschubstandardleitung zu der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und einer Verzögerungsstandardleitung zu der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer und einer gemeinsamen Leitung in Fluidaustausch mit der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und Verzögerungskammer mit Vorschub- und Verzögerungsrückschlagventilen strömen kann, sodass die Rotorbaugruppe durch die Nockendrehmomentbetätigung der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer in eine Zwischenphasenwinkelposition in Bezug auf die Gehäusebaugruppe bewegt und in dieser gehalten wird; wobei, wenn die Standardschaltung geschlossen ist, Fluid uneingeschränkt zwischen der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer strömt.
Versteller nach Anspruch 15, wobei die Standardschaltung zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position über ein Vorsteuerventil umschaltbar ist.
Versteller nach Anspruch 15, wobei ein Sperrstift verschiebbar in der Rotorbaugruppe oder der Gehäusebaugruppe angeordnet ist, wobei der Sperrstift von dem Fluid in der Zufuhrleitung von einer gesperrten Position, in der ein Endabschnitt eine Vertiefung in Eingriff bringt, wodurch die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe gesperrt wird, in eine entsperrte Position, in der der Endabschnitt die Vertiefung nicht in Eingriff bringt, beweglich ist; wobei, wenn das Steuerventil in den Standardmodus bewegt wird, der Sperrstift in die gesperrte Position bewegt wird; wobei, wenn das Steuerventil in den Vorschubmodus oder den Verzögerungsmodus oder in die Halteposition bewegt wird, der Sperrstift in die entsperrte Position bewegt wird.
Versteller nach Anspruch 15, wobei die Fluideingabe in den Versteller ferner ein Einlassrückschlagventil umfasst.
Variabler Nockenwellenversteller für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Gehäusebaugruppe mit einem äußeren Umfang zum Aufnehmen einer Antriebskraft; eine Rotorbaugruppe, die koaxial innerhalb des Gehäuses für die Verbindung mit einer Nockenwelle angeordnet ist, die mehrere Flügel aufweist; wobei die Gehäusebaugruppe und die Rotorbaugruppe mindestens eine nockendrehmomentbetätigte Kammer definieren, die durch einen Nockendrehmomentflügel in eine nockendrehmomentbetätigte Vorschubkammer und eine nockendrehmomentbetätigte Verzögerungskammer getrennt ist, sodass ein Fluidstrom zwischen der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer, die auf Nockendrehmomentkräfte in der Nockenwelle reagieren, dem Nockendrehmomentflügel ermöglicht, eine relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe in Bezug auf die Rotorbaugruppe zu verschieben; und wobei die Gehäusebaugruppe und die Rotorbaugruppe mindestens eine öldruckbetätigte Kammer definieren, die von einem öldruckbetätigten Flügel in eine öldruckbetätigte Vorschubkammer und eine öldruckbetätigte Verzögerungskammer getrennt ist, sodass der Fluiddruck, welcher der öldruckbetätigten Vorschubkammer oder der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zugeführt wird, den Öldruckflügel bewegt, um die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe in Bezug auf die Rotorbaugruppe zu verschieben; und wobei die öldruckbetätigten Kammern funktional von den nockendrehmomentbetätigten Kammern isoliert sind; ein Steuerventil zum Lenken von Fluid aus einer Fluideingabe zu und von der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer durch eine Vorschubleitung, eine Verzögerungsleitung, eine Zufuhrleitung, die mit der Fluideingabe gekoppelt ist, und mindestens eine Ablassleitung; und wobei das Steuerventil zwischen einem Standardmodus und einem öldruckbetätigtem Modus beweglich ist und Folgendes umfasst: einen Vorschubmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer geleitet wird und Fluid von der öldruckbetätigten Verzögerungskammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; einen Verzögerungsmodus, in dem Fluid von der Fluideingabe zu der öldruckbetätigten Verzögerungskammer geleitet wird und wobei Fluid von der öldruckbetätigten Vorschubkammer zu den Ablassleitungen geleitet wird; eine Halteposition, in der Fluid zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer geleitet wird; wobei, wenn sich das Steuerventil im Standardmodus befindet, dieses die öldruckbetätigte Vorschubkammer und die öldruckbetätigte Verzögerungskammer durch Ablassleitungen ablässt und das Steuerventil Fluid von der Zufuhrleitung zu der öldruckbetätigten Vorschubkammer und der öldruckbetätigten Verzögerungskammer blockiert; eine Standardschaltung, die von einer offenen Position in eine geschlossene Position umschaltbar ist; wobei, wenn sich die Standardschaltung in der offenen Position befindet, Fluid zwischen einer Vorschubstandardleitung zu der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und einer Verzögerungsstandardleitung zu der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer und einer gemeinsamen Leitung in Fluidaustausch mit der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und Verzögerungskammer mit Vorschub- und Verzögerungsrückschlagventilen strömen kann, sodass die Rotorbaugruppe durch die Nockendrehmomentbetätigung der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer in eine Zwischenphasenwinkelposition in Bezug auf die Gehäusebaugruppe bewegt und in dieser gehalten wird; wobei, wenn die Standardschaltung geschlossen ist, Fluid uneingeschränkt zwischen der nockendrehmomentbetätigten Vorschubkammer und der nockendrehmomentbetätigten Verzögerungskammer strömt.
Versteller nach Anspruch 19, wobei die Standardschaltung zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position über ein Vorsteuerventil umschaltbar ist.
Versteller nach Anspruch 19, wobei ein Sperrstift verschiebbar in der Rotorbaugruppe oder der Gehäusebaugruppe angeordnet ist, wobei der Sperrstift von dem Fluid in der Zufuhrleitung von einer gesperrten Position, in der ein Endabschnitt eine Vertiefung in Eingriff bringt, wodurch die relative Winkelposition der Gehäusebaugruppe und der Rotorbaugruppe gesperrt wird, in eine entsperrte Position, in der der Endabschnitt die Vertiefung nicht in Eingriff bringt, beweglich ist; wobei, wenn das Steuerventil in den Standardmodus bewegt wird, der Sperrstift in die gesperrte Position bewegt wird; wobei, wenn das Steuerventil in den Vorschubmodus oder den Verzögerungsmodus oder in die Halteposition bewegt wird, der Sperrstift in die entsperrte Position bewegt wird.
Versteller nach Anspruch 19, wobei die Fluideingabe in den Versteller ferner ein Einlassrückschlagventil umfasst.