-
Querverweis auf ähnliche Anmeldung
-
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr.
2018-192 791 , eingereicht am 11. Oktober 2018, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung.
-
Stand der Technik
-
Herkömmlich ist eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung bekannt, die an sowohl einem Ansaugventil als auch einem Abgasventil variable Ventilmechanismen aufweist. Es gibt zwei Typen eines Antriebssystems für den variablen Ventilmechanismus: einen hydraulischen Typ und einen elektrischen Typ. In Patentliteratur 1 wird ein elektrischer variabler Ventilmechanismus für das Abgasventil angewendet.
-
Literatur zum Stand der Technik
-
Patentliteratur
-
Patentliteratur 1:
JP 5940001 B2 -
Kurzfassung der Erfindung
-
Normalerweise ist eine Phase der Standardeinstellung des variablen Abgas-Ventilmechanismus die am meisten vorverschobene bzw. vorgerückte Phase. Allerdings wird in Patentliteratur 1 der elektrische variable Abgas-Ventilmechanismus nicht durch eine Kraft wie beispielsweise eine Federkraft in einer Vorrückwinkelrichtung vorgespannt. Somit kann eine Phase des variablen Ventilmechanismus in einer Verzögerungswinkelrichtung verschoben werden, wenn die Erregung durch ein Versagen unterbrochen oder gestoppt wird, wenn der variable Ventilmechanismus ein positives Drehmoment aufnimmt. In diesem Fall wird die Ventilüberlappung groß und ein Verhältnis von Frischluft in einer Ansaugluft wird niedrig, was zu einem unzureichenden Drehmoment führt und zur Folge haben kann, dass es unmöglich ist, dass eine interne Verbrennung startet.
-
Die vorliegende Offenbarung wurde in Hinblick auf die vorstehenden Punkte getätigt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung vorzusehen, welche eine Maschinenstartfähigkeit sicherstellen kann.
-
Eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen variablen Ansaug-Ventilmechanismus und einen variablen Abgas-Ventilmechanismus. Ein variabler Ansaug-Ventilmechanismus ist dazu konfiguriert, ein Ventil-Timing eines Ansaugventils einer Maschine mit interner Verbrennung zu variieren. Ein variabler Abgas-Ventilmechanismus ist dazu konfiguriert, ein Ventil-Timing eines Abgasventils der Maschine mit interner Verbrennung zu variieren. Der variable Abgas-Ventilmechanismus beinhaltet einen elektrischen Abgas-Antriebsabschnitt und einen Abgas-Phasenverschiebungsabschnitt, die in einem in einem Drehübertragungspfad zwischen einer Kurbelwelle der Maschine mit interner Verbrennung und einer Abgas-Nockenwelle angeordnet sind. Der Abgas-Phasenverschiebungsabschnitt beinhaltet eine Eingangswelle, die mit dem elektrischen Abgas-Antriebsabschnitt verbunden ist, und ist dazu konfiguriert, eine Drehphase der Abgas-Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle zu verschieben, indem eine Geschwindigkeit einer Drehung der Eingangswelle reduziert wird. Die Eingangswelle dreht sich in einer Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung der Kurbelwelle, wenn diese die Drehphase vorrückt.
-
Demgemäß wird eine Phase des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts automatisch zu der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel verschoben, wenn der elektrische Antriebsabschnitt entregt ist oder versagt. Das heißt, die Phase des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts wird automatisch auf die Phase der Standardeinstellung zurückgestellt. Diese Phasenverschiebung zu der Phase mit dem am weitesten vorgerückten Winkel und Halten der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel kann erzielt werden, ohne dass ein Phasenschaukelmechanismus oder eine Vorspannfeder verwendet werden. Daher ist es möglich, eine Verringerung hinsichtlich des Verhältnisses von Frischluft zu der Ansaugluft aufgrund einer exzessiven Ventilüberlappung zu verhindern, sodass die Maschinenstartfähigkeit sichergestellt werden kann.
-
Figurenliste
-
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Maschine mit interner Verbrennung, auf welche eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung einer ersten Ausführungsform angewendet wird;
- 2 eine schematische Querschnittsansicht der Ventiltiming-Einstellvorrichtung, wobei der Querschnitt entlang einer Linie II-II in 1 vorgenommen worden ist,
- 3 eine schematische Ansicht einer Ventil-Timing-Einstellvorrichtung einer zweiten Ausführungsform;
- 4 eine schematische Ansicht einer Ventil-Timing-Einstellvorrichtung einer Bezugsausführungsform.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen einer Ventil-Timing-Einstellvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen werden im Wesentlichen die gleichen Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen.
-
Erste Ausführungsform
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung einer ersten Ausführungsform in einem Drehübertragungspfad zwischen einer Kurbelwelle 91 einer Maschine 90 mit interner Verbrennung und Nockenwellen 92 und 93 angeordnet. Die Ventil-Timing-Einstellvorrichtung ist dazu konfiguriert, Ventil-Timings eines Ansaugventils und eines Abgasventils (die nicht näher dargestellt sind) einzustellen. Die Ventil-Timing-Einstellvorrichtung 10 beinhaltet einen variablen Ansaug-Ventilmechanismus 20 und einen variablen Abgas-Ventilmechanismus 30.
-
Der variable Abgas-Ventilmechanismus 30 beinhaltet einen Elektromotor 31 und einen Phasenverschiebungsabschnitt 33. Der Elektromotor 31 ist ein elektrischer Antriebsabschnitt und dazu konfiguriert, ausgehend von einer Motorwelle 32 eine Drehkraft auszugeben, wenn diese erregt wird.
-
Der Phasenverschiebungsabschnitt 33 beinhaltet ein Antriebsdrehbauteil 34, eine Eingangswelle 35, ein Abtriebsdrehbauteil 36 und einen Reduzierungsmechanismus 37. Das Antriebsdrehbauteil 34 beinhaltet ein Gehäuse 38 und ein Kettenrad 39, das außerhalb des Gehäuses 38 angeordnet ist. Das Kettenrad 39 ist durch eine Kette 94 mit der Kurbelwelle 91 verbunden. Das Antriebsdrehbauteil 34 ist dazu konfiguriert, sich in Verbindung mit der Kurbelwelle 91 zu drehen.
-
Die Eingangswelle 35, das Abtriebsdrehbauteil 36 und der Reduzierungsmechanismus 37 sind in dem Gehäuse 38 angeordnet. Die Eingangswelle 35 ist mit der Motorwelle 32 verbunden. Das Abtriebsdrehbauteil 36 ist an der Abgas-Nockenwelle 93 befestigt.
-
Der Reduzierungsmechanismus 37 ist zwischen dem Gehäuse 38 und dem Abtriebsdrehbauteil 36 angeordnet und dazu konfiguriert, eine Drehung zwischen dem Gehäuse 38 und dem Abtriebsdrehbauteil 36 zu übertragen. Wenn die Maschine 90 mit interner Verbrennung angetrieben wird und sich die Kurbelwelle 91 dreht, wird die Drehkraft der Kurbelwelle 91 durch die Kette 94 auf das Antriebsdrehbauteil 34 übertragen. Die Drehkraft des Antriebsdrehbauteils 34 wird durch den Reduzierungsmechanismus 37 und das Abtriebsdrehbauteil 36 auf die Abgas-Nockenwelle 93 übertragen. Dadurch öffnet und schließt ein Nocken der Abgas-Nockenwelle 93 selektiv das Abgasventil.
-
Der Reduzierungsmechanismus 37 ist dazu konfiguriert, eine Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 35 zu reduzieren und eine Drehung der Eingangswelle 35 auf das Abtriebsdrehbauteil 36 zu übertragen. Wenn die Drehkraft der Eingangswelle 35 das Abtriebsdrehbauteil 36 in einer umgekehrten Richtung relativ zu dem Antriebsdrehbauteil 34 dreht, wird eine relative Drehphase der Abgas-Nockenwelle 93 relativ zu der Kurbelwelle 91 verschoben. Nachfolgend wird die relative Drehphase der Abgas-Nockenwelle 93 relativ zu der Kurbelwelle 91 einfach als eine Drehphase bezeichnet. Der Phasenverschiebungsabschnitt 33 ist dazu konfiguriert, die Drehphase zu verschieben, indem eine Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 35 reduziert wird, und überträgt die Drehung der Eingangswelle 35 auf die Abgas-Nockenwelle 93.
-
Wenn sich das Abtriebsdrehbauteil 36 in einer Vorwärtsrichtung (d. h. einer Maschinendrehrichtung) relativ zu dem Antriebsdrehbauteil 34 relativ dreht, wird ein Öffnungs-/Schließ-Timing des Abgasventils vorgerückt. Wenn sich das Abtriebsdrehbauteil 36 in einer Rückwärtsrichtung (d. h. einer Richtung, die umgekehrt zu der Maschinendrehrichtung verläuft) relativ zu dem Antriebsdrehbauteil 34 relativ dreht, wird das Öffnungs-/Schließ-Timing des Abgasventils verzögert. Ein relativer Drehbereich des Abtriebsdrehbauteils 36 wird durch den Reduzierungsmechanismus 37 zwischen der am meisten vorgerückten Winkelposition und der am meisten verzögerten Winkelposition eingeschränkt. Die Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel ist als eine Drehphase definiert, die der am meisten vorgerückten Winkelposition entspricht. Die Phase mit dem am meisten verzögerten Winkel ist als eine Drehphase definiert, die der am meisten verzögerten Winkelposition entspricht.
-
Der variable Ansaug-Ventilmechanismus 20 weist, abgesehen von den folgenden Merkmalen, eine ähnliche Konfiguration auf wie die des variablen Abgas-Ventilmechanismus 30. Das heißt, der variable Ansaug-Ventilmechanismus 20 beinhaltet als Komponenten, die einer Konfiguration des variablen Ansaug-Ventilmechanismus 20 entsprechen, einen Elektromotor 21, eine Motorwelle 22, einen Phasenverschiebungsabschnitt 23, ein Antriebsdrehbauteil 24, eine Eingangswelle 25, ein Abtriebsdrehbauteil 26, einen Reduzierungsmechanismus 27, ein Gehäuse 28 und ein Kettenrad 29.
-
Wie in 1 gezeigt wird, ist eine Drehrichtung R1 der Eingangswelle 35 zum Vorschieben bzw. Vorrücken der Drehphase eine umgekehrte Richtung zu einer Drehrichtung R3 der Kurbelwelle 91 (d.h. der Maschinen-Drehrichtung). Eine Drehrichtung R2 der Eingangswelle 35 zum Verzögern der Drehphase ist die gleiche wie die Drehrichtung R3 der Kurbelwelle 91. Wenn ein Reduzierungsverhältnis des Reduzierungsmechanismus 37 als A definiert ist, A < 0.
-
Bei der ersten Ausführungsform weisen das Reduzierungsverhältnis des Ansaug-Phasenverschiebungsabschnitts 23 und das Reduzierungsverhältnis des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 33 entgegengesetzte Vorzeichen auf. Das heißt, wenn das Reduzierungsverhältnis des Reduzierungsmechanismus 27 als B definiert ist, A < 0 und B > 0.
-
Bei der ersten Ausführungsform ist ein Produkt (Tm x IAI) eines durchschnittlichen Drehmoments Tm der Motorwelle 32 des Elektromotors 31, wenn dieser entregt wird, und eines absoluten Werts des Reduzierungsverhältnisses A des Phasenverschiebungsabschnitts 33 größer als eine Differenz (Tc - Tv) zwischen einem durchschnittlichen Drehmoment Tc der Abgas-Nockenwelle 93 und einem durchschnittlichen Reibungsmoment Tv des Phasenverschiebungsabschnitts 33. Das heißt, (Tm x IAI) > (Tc -Tv).
-
Vorteile
-
Wie vorstehend beschrieben, verläuft die Drehrichtung R1 der Eingangswelle 35 bei der ersten Ausführungsform entgegengesetzt zu der Drehrichtung R3 der Kurbelwelle 91, wenn diese die Drehphase vorrückt. Im Ergebnis wird die Phase des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 33 automatisch zu der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel verschoben, wenn der Elektromotor 31 entregt ist oder versagt. Das heißt, die Phase des Phasenverschiebungsabschnitts wird automatisch zu der Phase der Standardeinstellung verschoben. Diese Phasenverschiebung zu der Phase mit dem am weitesten vorgerückten Winkel und Halten der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel kann erzielt werden, ohne dass ein Phasenschaukelmechanismus oder eine Vorspannfeder verwendet werden. Daher ist es möglich, eine Verringerung hinsichtlich des Verhältnisses von Frischluft zu der Ansaugluft aufgrund einer exzessiven Ventilüberlappung zu verhindern, sodass die Maschinenstartfähigkeit sichergestellt werden kann.
-
Bei der ersten Ausführungsform weisen das Reduzierungsverhältnis des Ansaug-Phasenverschiebungsabschnitts 23 und das Reduzierungsverhältnis des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 33 ferner entgegengesetzte Vorzeichen auf. Somit ist die Phase der Standardeinstellung des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 33 auf die Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel eingestellt, und die Phase der Standardeinstellung des Ansaug-Phasenverschiebungsabschnitts 23 ist auf die Phase mit dem am meisten verzögerten Winkel eingestellt.
-
Ferner ist bei der ersten Ausführungsform ein Produkt (Tm x IAI) des durchschnittlichen Drehmoments Tm und des absoluten Werts IAI des Reduzierungsverhältnisses A größer als eine Differenz (Tc - Tv) zwischen dem durchschnittlichen Drehmoment Tc und dem durchschnittlichen Reibungsmoment Tv. Daher wird die Phase des Phasenverschiebungsabschnitts 33 durch das Reibungsmoment des Elektromotors 31 sicher zu der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel verschoben, wenn die Erregung des Elektromotors 31 unterbrochen ist oder der Elektromotor 31 versagt.
-
Zweite Ausführungsform
-
Bei einer zweiten Ausführungsform ist der elektrische Antriebsabschnitt des variablen Abgas-Ventilmechanismus 40 mit einem elektromagnetischen Aktuator 41 wie beispielsweise einer elektromagnetischen Kupplung konfiguriert, wie in 3 gezeigt wird. Der Reduzierungsmechanismus 37 wird durch den elektromagnetischen Aktuator 41 angetrieben. Wie vorstehend beschrieben, kann der elektrische Antriebsabschnitt der elektromagnetische Aktuator 41 sein. Ebenfalls auf diese Weise wird die Phase des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 33 automatisch zu der Phase mit dem am meisten vorgerückten Winkel verschoben, wenn die Erregung durch ein Versagen unterbrochen oder gestoppt wird, und es können ähnliche Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform erhalten werden.
-
Andere Ausführungsformen
-
Bei anderen Ausführungsformen ist das Antriebssystem des variablen Ansaug-Ventilmechanismus nicht auf das elektrische System beschränkt und kann ein hydraulisches System oder dergleichen sein.
-
Bezugsausführungsform
-
Bei einer Bezugsausführungsform, die in 4 gezeigt wird, beinhaltet ein Phasenverschiebungsabschnitt 81 eines variablen Ansaug-Ventilmechanismus 80 einen Reduzierungsmechanismus 82. Ein Phasenverschiebungsabschnitt eines variablen Abgas-Ventilmechanismus 85 beinhaltet einen Reduzierungsmechanismus 87. Das Reduzierungsverhältnis des Ansaug-Phasenverschiebungsabschnitts 81 und das Reduzierungsverhältnis des Abgas-Phasenverschiebungsabschnitts 86 weisen entgegengesetzte Vorzeichen auf, sowie A > 0 und B < 0.
-
Die vorliegende Offenbarung ist auf Grundlage der Ausführungsformen beschrieben worden. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet zudem verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten. Außerdem können bei der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen und Bildungen sowie andere Kombinationen und Bildungen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element beinhalten, vorgenommen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2018192791 [0001]
- JP 5940001 B2 [0004]
