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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung nach Maßgabe des
Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Eine Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung
dieser Art ist aus der
EP
0 945 598 A2 bekannt. Dieses Dokument offenbart einen Viertakt-Verbrennungsmotor
mit einem Zylinderkopf und zwei Nockenwellen, eine auf der Lufteinlassseite
und eine auf der Luftauslassseite des Motors. Zur Änderung
der Ventilsteuerzeiten ist eine sogenannte Veränderliche-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung
an eine der Nockenwellen angebracht. Die Veränderliche-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung
umfasst ein Öl-Steuer/Regelventil, welches
durch einen Wandabschnitt des Zylinderkopfes hindurch vorsteht und
welches teilweise zur Außenseite
des Zylinderkopfes hin freiliegt. Diese bekannte Veränderliche-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung weist
jedoch den Nachteil auf, dass ein Pulsieren des Drucks von Arbeitsöl, welches
dem Öl-Steuer/Regelventil
zugeführt
wird, auftreten kann. Zusätzlich
wurde eine Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor mit einem hydraulischen Verbindungsänderungsmechanismus
bekannt (japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Hei 6-6166). Bei
diesem Verbindungsänderungsmechanismus
ist, um eine Verbindung und Trennung einer Mehrzahl von Kipphebeln
zu ändern,
welche ein Einlassventil oder ein Auslassventil zum Öffnen antreiben,
ein Änderungsventil
in einem Öldruck-Zufuhrkanal
vorgesehen.
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Der Öldruck-Zufuhrkanal, welcher
zu einer Öldruck-Zufuhrquelle
führt,
weist einen horizontalen Kanalabschnitt auf, in welchem ein Teil
kleinen Durchmessers nahe dem Änderungsventil
und ein Teil großen
Durchmessers, welcher mit dem Teil kleinen Durchmessers durch eine
Stufe verbunden ist, vorgesehen sind. Daher kann selbst dann, wenn
eine verhältnismäßig große Menge
an Arbeitsöl
aufgrund einer Betätigung
des Änderungsventils
von dem Öldruck-Zufuhrkanal
ausströmt, eine
vorübergehende Druckabsenkung
in dem Öldruckkanal
durch eine Drucksammlungswirkung des Teils großen Durchmessers beherrscht
werden.
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Der Teil großen Durchmessers weist eine Funktion
auf, ein Pulsieren von Arbeitsöldruck,
welches in dem Öldruck-Zufuhrkanal
auftritt, etwas zu verringern, und weist ebenso die Drucksammlungsfunktion
auf. Um die Pulsierung des Arbeitsöldrucks in dem Teil großen Durchmessers
ausreichend zu verringern, ist es notwendig, den Durchmesser des Teils
großen
Durchmessers weiter zu vergrößern oder
die Kanallänge
des vergrößerten Teils
großen Durchmessers
zu verlängern.
Da jedoch in der Nähe des
Teils großen
Durchmessers beispielsweise ein Lagerabschnitt für die Kipphebelwelle und ein
Kühlwasserkanal
ausgebildet sind, ist es schwierig, den Durchmesser des Teils großen Durchmessers
zu vergrößern oder
die Kanallänge
zu verlängern.
Daher ist die Funktion des Teils großen Durchmessers zur Verringerung
des Pulsierens begrenzt.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des
oben Gesagten fertiggestellt, und es ist eine Aufgabe der Erfindung,
ein Druckpulsieren von Arbeitsöl zu
verringern oder zu beseitigen, welches einem Öldruck-Steuer/Regelventil für einen
Steuer/Regelvorgang eines hydraulischen Mechanismus variabler Ventilphasen
zugeführt
wird, um einen Betrieb des Mechanismus variabler Ventilphasen zu
stabilisieren.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Ölkanalsystem
einer Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit
den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bereit.
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Nach Maßgabe dieser Erfindung kann
durch Bereitstellen des Umkehrabschnitts in dem Phasenbetätigungsölkanal ein
verhältnismäßig langer
Phasenbetätigungsölkanal innerhalb
des Zylinderkopfs mit einer begrenzten Abmessung ausgebildet werden,
so dass das Phasenbetätigungsöl durch
den langen Phasenbetätigungsölkanal hindurchströmt, wobei
es bei dem Umkehrabschnitt umkehrt. Als Folge wird ein Pulsieren
des Drucks, welches am Arbeitsöl-Zufuhrkanal
erzeugt wird und durch das Phasenbetätigungsöl begleitet wird, verringert
oder beseitigt, wenn das Phasenbetätigungsöl durch den Phasenbetätigungsölkanal hindurchtritt.
Weiterhin wird ein Phasenbetätigungsöl stabilen
Drucks mit wenig Pulsierung dem Öldruck-Steuer/Regelventil zugeführt. Daher
wird ebenso ein Druck des Phasensteueröls stabilisiert, welches aus
dem Öldruck-Steuer/Regelventil
ausströmt,
und ein stabiler Betrieb des Mechanismus variabler Ventilphasen
kann verwirklicht werden.
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Da der Phasenbetätigungsölkanal am Umkehrabschnitt umgekehrt
wird, kann in dem Zylinderkopf ein verhältnismäßig langer Phasenbetätigungsölkanal ausgebildet
werden, mit Kühlwasserkanälen und
verschiedenen Elementlagerabschnitten, welche durch einen verhältnismäßig engen
Abschnitt hindurchströmen
lassen. Dies bedeutet, eine Struktur zur Verhinderung einer Druckpulsierung
des Öls
zur Betätigung
des Mechanismus variabler Ventilphasen kann vorgesehen werden, ohne
verschiedene Kanäle
und Elementlagerabschnitte zu beeinflussen, welche bereits in dem
Zylinderkopf ausgebildet wurden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist ein Ölkanalsystem
einer Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung für einen Brennkraftmotor vorgesehen,
welcher umfasst: einen Hydraulischen Ventilphasen-Veränderungsmechanismus
zur Änderung
einer Phase von wenigstens einem aus einem Einlassventil und einem
Auslassventil, welche in einem Zylinderkopf vorgesehen sind; einen
hydraulisches Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus
zur Änderung
einer Ventilbetriebscharakteristik von wenigstens einem aus dem Einlassventil
und dem Auslassventil; ein Öldrucksteuer/regelventil;
ein Öldruckänderungsventil;
einen Arbeitsöl-Zufuhrkanal,
welcher mit einer Arbeitsöl-Zufuhrquelle
in Verbindung steht; einen Phasenbetätigungsölkanal, welcher zu dem Öldrucksteuer/regelventil
von dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal aus führt; einen Änderungsbetätigungsölkanal,
welcher von dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal
aus zu dem Öldruckänderungsventil
führt;
einen Phasensteuer/regelölkanal,
welcher von dem Öldrucksteuer/regelventil
zu dem Ventilphasen-Veränderungsmechanismus
führt;
sowie einen Änderungssteuer/regelölkanal,
welcher von dem Öldruckänderungsventil
zum Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus
führt, wobei
das Öldrucksteuer/regelventil
einen Druck eines Phasen betätigungsöls steuert/regelt,
welches vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal
durch den Phasenbetätigungsölkanal hindurch
zugeführt
wird, um ein Phasensteuer/regelöl
zu erzeugen, das dem Ventilphasen-Veränderungsmechanismus zugeführt werden soll,
welcher die Phase nach Maßgabe
des Drucks des Phasensteuer/regelöls ändert, wobei das Öldruckänderungsventil
einen Druck eines Änderungsbetätigungsöls ändert, welches
vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal
durch den Änderungsbetätigungsölkanal hindurch
zugeführt
wird, um ein Änderungsbetätigungsöl zu erzeugen,
welches durch den Änderungssteuer/regelölkanal dem
Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus
zugeführt
werden soll, welcher die Ventilbetriebscharakteristik nach Maßgabe des Drucks
des Änderungssteuer/regelöls ändert, wobei der
Arbeitsöl-Zufuhrkanal
auf einer Einlassseite oder einer Auslassseite des Zylinderkopfs
angeordnet ist, wobei der Phasenbetätigungsölkanal mit dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal
an einer stromabwärtigen
Position oder in der Nachbarschaft einer Position, bei welcher der Änderungsbetätigungsölkanal vom
Arbeitsöl-Zufuhrkanal
abzweigt, verbunden ist, und wobei der im Zylinderkopf ausgebildete
Phasenbetätigungsölkanal einen
Umkehrabschnitt aufweist, bei welchem eine Strömungsrichtung des Phasenbetätigungsöls in die
Gegenrichtung geändert
wird und welcher an der Auslassseite oder der Einlassseite angeordnet
ist.
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Das letztgenannte Ölkanalsystem
zeigt die gleiche Wirkung wie jene des vorhergehenden Ölkanalsystems.
Da der Phasenbetätigungsölkanal vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal, welcher
auf einer Einlass- oder einer Auslassseite des Zylinderkopfs vorgesehen
ist, durch den auf einer anderen Seite (der Auslassseite oder der
Saugseite) des Zylinderkopfs vorgesehenen Umkehrabschnitt zum Öldrucksteuer/regelventil
hin verläuft,
ist der Phasenbetätigungsölkanal lang
ausgeführt,
wobei die Größe des Zylinderkopfes
zwischen der Einlassseite und der Auslassseite genutzt wird, und
das Phasenbetätigungsöl tritt durch
diesen langen Phasenbetätigungsölkanal von dem
Arbeitsöl-Zufuhrkanal
zum Öldrucksteuer/regelventil
hindurch.
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Wenn eine verhältnismäßig große Menge an Arbeitsöl im Arbeitsöl-Zufuhrkanal
in den Änderungsbetätigungsölkanal ausströmt, um den Öldruck im
Arbeitsöl-Zufuhr kanal
vorübergehend
abzusenken, wenn das Öldruckänderungsventil
arbeitet, um einen Änderungsvorgang
des Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus
auszuführen,
tritt eine Druckpulsierung im Arbeitsöl-Zufuhrkanal auf. Oder dann, wenn
eine Menge des Arbeitsöls,
welche vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal
zum Änderungsbetätigungsölkanal ausströmt, abrupt
verringert wird, um den Öldruck im
Arbeitsölzufuhrkanal
vorübergehend
anzuheben, tritt eine Druckpulsierung im Arbeitsölzufuhrkanal auf. In solchen
Fällen
wird die zum Phasenbetätigungsöl hin übertragene
Druckpulsierung verringert oder ausgelöscht, wenn das Phasenbetätigungsöl durch
den Phasenbetätigungsölkanal hindurchtritt. Daher
wird dem Öldrucksteuer/regelventil
ein Phasenbetätigungsöl stabilen
Drucks mit geringer Pulsierung zugeführt und ein stabiler Betrieb
des Ventilphasenveränderungsmechanismus
kann verwirklicht werden.
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Das Öldruckänderungsventil kann an einer Seitenfläche nahe
des Arbeitsöl-Zufuhrkanals des Zylinderkopfs
angebracht sein. Da der Änderungsbetätigungsölkanal kurz
ausgeführt
ist, kann eine komplizierte Ölkanalanordnung
im Zylinderkopf vermieden werden und der Öldruck kann einfach gebildet werden.
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Der Umkehrabschnitt kann durch eine
Abdeckung gebildet sein, welche an eine Anbringungsfläche des
Zylinderkopfs angebracht ist, wobei ein Teil des Phasenbetätigungsölkanals
auf einer unmittelbar stromaufwärtigen
oder stromabwärtigen
Seite des Umkehrabsschnitts mit einem vergrößerten Abschnitt ausgebildet
sein kann, der eine Querschnittsfläche aufweist, welche größer als
eine Querschnittsfläche des
anderen Teils des Phasenbetätigungsölkanals ist,
und der vergrößerte Abschnitt
kann an der Anbringungsfläche
geöffnet
sein.
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In diesem Falle kann eine Druckpulsierung des
Phasenbetätigungsöls aufgrund
der Druckakkumulierungswirkung durch eine verhältnismäßig große Menge des in dem vergrößerten Abschnitt
gehaltenen Phasenbetätigungsöls weiter
verringert werden, und eine Druckpulsierungsverringerungswirkung
tritt am vergrößerten Abschnitt
auf. Da der Umkehrabschnitt durch die Abdeckung gebildet ist, welche
ein vom Zylinderkopf gesondertes Element ist, kann der vergrößerte Abschnitt
in einfacher Art und Weise von der Anbringungsfläche des Zylinderkopfs durch
Be arbeiten oder Gießen
ausgebildet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Gesamtansicht eines Brennkraftmotors, an welchem
die vorliegende Erfindung ausgeführt
ist;
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2 ist
eine Schnittvorderansicht von 1;
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2;
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4 ist
eine Schnittansicht einer Einlassnockenwelle und einer Einlasskipphebelwelle
des Motors von 1;
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5 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von 4;
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6 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 6;
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7 ist
eine schematische Ansicht, welche Ölkanäle der Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung
zeigt; und
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8 ist
eine Teilschnittansicht des Öldrucksteuer/regelventils.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORM
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben
werden.
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In dieser Ausführungsform ist der Brennkraftmotor 1 ein
DOHC-Vierzylindermotor mit Funkenzündung, welcher an einem Fahrzeug
angebracht ist und welcher eine Kurbelwelle 2 aufweist,
die in Links-rechts-Richtung des Fahrzeugs gerichtet ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein gleitend
in einer Bohrung eines Zylinders einge passter Kolben mit der Kurbelwelle
durch eine Verbindungsstange 4 verbunden. Ein Antriebsritzel 5 ist
am rechten Endabschnitt (linkes Ende in 1) der Kurbelwelle 2 vorgesehen und
ein Einlassnockenritzel 8 und ein Auslassnockenritzel 9 sind
an jeweiligen rechten Endabschnitten einer Einlassnockenwelle 6 und
einer Auslassnockenwelle 7 vorgesehen, welche parallel
zueinander angeordnet sind. Eine Steuerkette 10 ist um
die Ritzel 5, 8, 9 herumgeführt, so
dass die Nockenwellen 6, 7 eine Umdrehung drehen,
während
die Kurbelwelle 2 zwei Umdrehungen dreht. Wie in 2 gezeigt ist, sind die
Ritzel 5, 8, 9 und die Steuerkette 10 in
einer Kettenkammer 14 aufgenommen, welche von einem Zylinderkopfdeckel 12,
einer Ölwanne
(nicht dargestellt) und einer Kettenabdeckung 13 umgeben
ist, die an rechten Enden des Zylinderkopfs 11 und einem
(nicht dargestellten) Zylinderblock angebracht ist.
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In dieser Beschreibung sind im Allgemeinen "vorne", "hinten", "rechts" und "links" in Bezug auf jemand
ausgedrückt,
welcher auf die Vorderseite des Fahrzeugs mit dem montierten Motor
blickt.
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Darüber hinaus wird der hydraulische
Ventilphasen-Veränderungsmechanismus
auch als hydraulischer Mechanismus für variable Ventilphasen bezeichnet
werden.
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In 1 zeigt
der Pfeil A eine Fahrrichtung des Fahrzeugs.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt
ist, sind an dem mit einem Zylinderblock zusammengebauten Zylinderkopf 11 Kipphebelwellenhalter 17 an
beiden Enden in einer Richtung der Zylinderanordnung sowie an Positionen
zwischen Zylindern angeordnet. Eine Einlasskipphebelwelle 15 (4) und eine Auslasskipphebelwelle 16 sind
parallel zueinander angeordnet und an dem Kipphebelwellenhalter 17 befestigt.
Auf jeden der Kipphebelwellenhalter 17 ist ein Nockenhalter 18 gesetzt.
Der Kipphebelwellenhalter 17 und der Nockenhalter 18 sind
gemeinsam an dem Zylinderkopf 11 durch Schrauben 19, 20 festgelegt, welche
zwischen den Nockenwellen 6, 7 angeordnet sind
beziehungsweise zwischen (nicht dargestellten) Schrauben befestigt,
welche vor und hinter den Nockenwellen 6, 7 angeordnet
sind.
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Jede der Nockenwellen 6, 7 ist
in einem kreisförmigen
Loch abgestützt
mit einer unteren Abstützfläche 17a,
welche aus einer halbzylindrischen Ausnehmung besteht, die an einer
oberen Fläche des
Kipphebelwellenhalters 17 ausgebildet ist, und mit einer
oberen Abstützfläche 18a,
welche aus einer halbzylindrischen Ausnehmung besteht, die an einer unteren
Fläche
des Nockenhalters 18 ausgebildet ist.
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Jeder Zylinder weist ein Paar von
Einlassventilen 23 auf, welche durch einen am Zylinderkopf 11 vorgesehenen
Einlassventil-Bewegungsmechanismus 21 zum Öffnen angetrieben
werden, und weist ein Paar von Auslassventilen 24 auf,
welche durch einen ähnlichen
Auslassventil-Bewegungsmechanismus 22 zum Öffnen angetrieben
werden. Zwischen der Einlassnockenwelle 6 und dem Einlassventil 23 sowie
zwischen der Auslassnockenwelle 7 und dem Auslassventil 24 sind
jeweilige Ventilcharakteristik-Veränderungsmechanismen 25, 26 vorgesehen,
welche Ventilbetätigungscharakteristika
der Ventile 23, 24, beispielsweise Hub- und Ventilöffnungsdauer,
jeweils in zwei Modi ändern.
An einem rechten Endabschnitt der Einlassnockenwelle 6 mit dem
Einlassnockenritzel 8 ist ein Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen vorgesehen, welcher eine Öffnungs-Schließ-Zeit des
Einlassventils 23 kontinuierlich in Richtung früher oder
später
verstellt, um eine Phase des Einlassnockens bezüglich der Kurbelwelle 2 zu ändern.
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Die Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 für die Einlass-
und die Auslassventile weisen den gleichen Aufbau auf, weshalb lediglich der
Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus 25 für das Einlassventil
mit Bezugnahme auf 4, 5 beschrieben werden wird.
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Die Einlassnockenwelle 6 ist
mit zwei Niedergeschwindigkeitsnocken 27, 29 und
einem Hochgeschwindigkeitsnocken 28 zwischen den Niedergeschwindigkeitsnocken 27, 29 für jeden
Zylinder versehen. Unter der Einlassnockenwelle 6 ist die
Einlasskipphebelwelle 15 parallel zur Einlassnockenwelle 6 befestigt.
Auf der Ein lasskipphebelwelle 15 sind ein erster, ein zweiter
und ein dritter Kipphebel 30, 31, 32,
welche dem Niedergeschwindigkeitsnocken 27, dem Hochgeschwindigkeitsnocken 28 bzw.
dem Niedergeschwindigkeitsnocken 29 entsprechen, zum Kippen
gelagert.
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An einem oberen Ende des Ventilschafts
des Einlassventils 23 ist ein Flansch vorgesehen und das Einlassventil 23 ist
durch eine Ventilfeder 23, welche zwischen dem Zylinderkopf 11 und
dem Flansch zusammengedrückt
ist, in Ventilschließrichtung
gespannt. An einem Ende von sowohl dem ersten als auch dem dritten
Kipphebel 30, 32 ist eine Stößelschraube 35 vorgesehen,
welche das obere Ende des Ventilschafts 34 des Einlassventils 23 berührt.
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Der erste, der zweite und der dritte
Kipphebel 30, 31, 32 sind mit einer ersten,
einer zweiten und einer dritten Walze 36, 37, 38 jeweils
an Positionen zwischen der Einlasskipphebelwelle 15 und
den Einlassventilen 23 versehen. Die Kipphebel 30, 31, 32 werden
jeweils durch die Nocken 27, 28, 29 über die Walzen 36, 37, 38 bewegt.
Der zweite Kipphebel 31 ist durch ein (nicht dargestelltes)
Federmittel derart gespannt, dass die zweite Walze 37 den
Hochgeschwindigkeitsnocken 28 berührt.
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Achsen der Walzen 36, 37, 38 sind
parallel zu der Achse der Einlasskipphebelwelle 15. Die
Walzen 36, 37, 38 bestehen aus Innenringen 36a, 37a, 38a,
welche fest in den jeweiligen Kipphebeln 30, 31, 32 angebracht
sind, aus Außenringen 36b, 37b, 38b, welche
in Gleitkontakt mit den jeweiligen Nocken 27, 28, 29 gelangen,
sowie aus einer Mehrzahl von Walzen 36c, 37c, 38c,
welche zwischen die Innenringe 36a, 37a, 38a und
die jeweiligen Außenringe 36b, 37b, 38b eingefügt sind.
Die Innenringe 36a, 37a, 38a sind zueinander
ausgerichtet, wenn die Kipphebel 30, 31, 32 stationär sind.
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Die Kipphebel 30, 31, 32 können durch
einen Verbindungsänderungsmechanismus 39,
welcher einen Verbindungskolben 40 zum Verbinden des ersten
Kipphebels 30 mit dem zweiten Kipphebel 31, einen
Verbindungsstift 41 zum Verbinden des zweiten Kipphebels 31 mit
dem dritten Kipphebel 32, ein Einstellele ment 42 zum
Einstellen einer Bewegung des Verbindungskolbens 40 und
des Verbindungsstifts 42 sowie eine Rückstellfeder 43 zum
Spannen des Verbindungskolbens 40, des Verbindungsstifts 41 und des
Einstellelements 42 zur Trennseite umfasst, miteinander
verbunden und voneinander getrennt werden.
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Der Verbindungskolben 40 ist
in den Innenring 36a der ersten Walze 36 zum Gleiten
eingepasst. Eine Öldruckkammer 44 ist
zwischen einem Ende des Verbindungskolbens 40 und dem ersten
Kipphebel 30 ausgebildet und ein Verbindungskanal 45,
welcher zu der Verbindungskammer 44 führt, ist in dem ersten Kipphebel 30 vorgesehen.
In der Einlasskipphebelwelle 15 ist ein Zufuhrkanal 46 ausgebildet,
welcher mit einem Änderungssteuer/regelölkanal 76 in Verbindung
steht, welcher weiter unten genannt wird und welcher durch den Verbindungskanal 45 ungeachtet
des Kippzustands des ersten Kipphebels 30 mit der Öldruckkammer 44 stets
in Verbindung steht.
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Ein weiteres Ende des Verbindungskolbens 40 berührt ein
Ende des Verbindungsstifts 41, welcher in den Innenring 37a der
zweiten Walze 37 zum Gleiten eingepasst ist. Ein weiteres
Ende des Verbindungsstifts 41 berührt das Einstellelement 42,
welches in einer Gestalt eines Zylinders mit Boden ausgebildet ist.
Das Einstellelement 42 ist in den Innenring 38a der
dritten Walze 38 zum Gleiten eingepasst. Die Rückstellfeder 43 ist
zwischen den dritten Kipphebel 32 und das Einstellelement 42 in
einem zusammengedrückten
Zustand gesetzt.
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Wenn in dem Verbindungsänderungsmechanismus 39 die Öldruckkammer 44 mit
einem Änderungssteuer/regelöl niedrigen
Drucks versorgt wird, werden der Verbindungskolben 40,
der Verbindungsstift 41 und das Einstellelement 42 durch
die Rückstellfeder 43 zur
Trennseite hin bewegt. In diesem Zustand ist eine Berührfläche des
Verbindungskolbens 40 und des Verbindungsstifts 41 zwischen
dem ersten und dem zweiten Kipphebel 30, 31 angeordnet und
eine Berührfläche des
Verbindungsstifts 41 und des Einstellelements 42 ist
zwischen dem zweiten und dem dritten Kipphebel 31, 32 angeordnet,
so dass der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 30, 31, 32 sich
in dem Trennzustand befinden. Wenn die Öldruckkammer 44 mit
einem Änderungssteuer/regelöl hohen
Drucks versorgt wird, be wegen sich der Verbindungskolben 40,
der Verbindungsstift 41 und das Einstellelement 42 gegen
die Rückstellfeder 43 zur
Verbindungsseite und nehmen den Verbindungszustand ein, in welchem
der Verbindungskolben 40 in den Innenring 37a und
der Verbindungsstift 41 in den Innenring 38a eingepasst
ist, so dass der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 30, 31, 32 integral
verbunden sind.
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Als Nächstes wird der Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen an einem rechten Endabschnitt der Einlass-Nockenwelle 6 mit
Bezugnahme auf 2, 3 und 6 beschrieben werden.
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Es wird Bezug genommen auf 2. Der rechte Endabschnitt
der Einlassnockenwelle 6 ist koaxial in ein Lagerungsloch 51a eingepasst,
welches bei einem Zentrum eines zylindrischen Vorsprungselements 51 ausgebildet
ist. Das Vorsprungselement 51 ist mit der Einlassnockenwelle 6 durch
einen Stift 52 und eine Schraube 53 derart verbunden,
dass er nicht relativ dreht. Das Einlassritzel 8 ist in
Gestalt einer Tasse mit einer kreisförmigen Ausnehmung 8a ausgebildet
und Ritzelzähne 8b sind
an einem Außenumfang
des Einlassnockenritzels 8 ausgebildet. Ein ringförmiges Gehäuse 54,
welches in die Ausnehmung 8a eingepasst ist, und eine Platte 55,
welche auf ein Ende des Gehäuses 54 gesetzt
ist, sind mit dem Einlassnockenritzel 8 durch vier diese
durchsetzende Schrauben 56 verbunden.
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Somit ist das mit der Einlassnockenwelle 6 integrierte
Vorsprungselement 51 in einem Raum aufgenommen, welcher
durch das Einlassnockenritzel 8, das Gehäuse 54 und
die Platte 55 umgeben ist, und zwar derart, dass er relativ
dreht. Ein Verriegelungsstift 57 ist zum Gleiten in ein
durch das Vorsprungselement 51 in der axialen Richtung
hindurchgehendes Stiftloch eingepasst. Der Verriegelungsstift 57 ist
durch eine Feder 58, welche zwischen der Platte 55 und
dem Verriegelungsstift 57 zusammengedrückt ist, in einer Richtung
gespannt, um mit einem in dem Einlassnockenritzel 8 ausgebildeten
Verriegelungsloch 8c in Eingriff zu sein.
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Es wird Bezug auf 6 genommen. In dem Gehäuse 54 sind
vier fächerförmige Ausnehmungen 54a um
eine Achse der Einlassnockenwelle 6 in Intervallen von 90
Grad ausgebildet. An einem Außenumfang
des Vorsprungselements 51 ragen in radialer Richtung vier
Flügel 51b vor.
Jeder der Flügel 51b ist in
der entsprechenden Ausnehmung 54b derart eingepasst, dass
er in der Ausnehmung 54b um 30 Grad um eine Achse der Einlassnockenwelle 6 herum
drehen kann. Dichtungselemente 59, welche an Spitzenenden
der Flügel 51b vorgesehen
sind, bilden einen Gleitkontakt mit unteren Wänden der Ausnehmung 54a.
Weiterhin bilden vier an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 54 vorgesehene
Dichtungselemente 60 einen Gleitkontakt mit einer Außenumfangsfläche des
Vorsprungselements 51. Somit sind in jeder Ausnehmung 54a eine
Voreilkammer 61 und eine Nachlaufkammer 62 durch
den Flügel 51b aufgeteilt.
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Innerhalb der Einlassnockenwelle 6 sind
ein Paar von Ölkanälen für ein Voreilen 63 und
ein Paar von Ölkanälen für ein Nachlaufen 64 ausgebildet.
Die Ölkanäle für ein Voreilen 63 stehen
mit den Voreilkammern 61 durch einen ringförmigen Ölkanal 65 in Verbindung,
welcher an einem Außenumfang
der Einlassnockenwelle 6 gebildet sind, und stehen mit Ölkanälen 67 in
Verbindung, welche in radialer Richtung das Vorsprungselement 51 durchdringen.
Die Ölkanäle für ein Nachlaufen 64 stehen
mit der Nachlaufkammer 62 durch einen ringförmigen Ölkanal 66 in
Verbindung, welcher an einem Außenumfang
der Einlassnockenwelle 6 ausgebildet ist, und stehen mit Ölkanälen 68 in
Verbindung, welche das Vorsprungselement 51 in radialer
Richtung durchdringen. Das Verriegelungsloch 8c zum Einpassen
des Verriegelungsstifts 57 steht mit jeder beliebigen der
Voreilkammern 61 durch einen nicht dargestellten Ölkanal in
Verbindung.
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Wenn die Voreilkammer 61 nicht
mit einem Phasensteuer/regelöl
versorgt ist, ist ein Kopfteil des Verriegelungsstifts 57 in
das Verriegelungsloch 8c des Einlassnockenritzels 8 durch
Kraft der Feder 58 eingepasst und die Einlassnockenwelle 6 ist
in einem am stärksten
verzögerten
Zustand verriegelt, welcher im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Einlassnockenritzel 8 gedreht
ist. Wenn ein Druck eines der Voreilkammer 61 zugeführten Phasensteuer/regelöls allmählich erhöht wird,
trennt sich der Verriegelungsstift 57 vom Verriegelungsloch 8c gegen
die Feder 58 durch den Öldruck
der Voreilkammer 61 und der Flügel 51b wird durch
einen Unterschied von Öldrücken der
Voreilkammer 61 und der Nachlaufkammer 62 derart bewegt,
dass die Einlassnockenwelle 6 im Uhrzeigersinn relativ
zur Einlassnockenwelle 8 dreht, so dass Phasen der Niedergeschwindigkeitsnocken 27, 29 und
des Hochgeschwindigkeitsnockens 28 gemeinsam in Voreilrichtung
verstellt werden, und die Ventilöffnungszeit
sowie die Ventilschließzeit
des Einlassventils 23 ändern
sich zur Voreilseite hin. Durch Steuern/Regeln des Öldrucks
der Voreilkammer 61 und der Nachlaufkammer 62 können die Öffnungs-
und die Schließzeit
des Einlassventils 23 kontinuierlich ohne einhergehende Änderung
der Ventilöffnungsdauer
geändert
werden.
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Als Nächstes werden unter Bezugnahme
auf 7 Ölkanäle der Ventilbewegungs-Steuer/Regelvorrichtung
beschrieben werden.
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Eine Ölpumpe 70 als eine
Arbeitsöl-Zufuhrquelle
wird durch Kraft von der Kurbelwelle 2 derart angetrieben,
dass sie ein Öl
von einer Ölwanne 71 an einem
unteren Teil eines Kurbelgehäuses
durch einen Ölkanal 72 hochpumpt.
Das Öl
wird einem Zufuhrölkanal 73 zugeführt, welcher
in dem Zylinderblock des Motors 1 als Schmieröl für eine Umgebung der
Kurbelwelle 2 oder des Ventilbewegungsmechanismus ausgebildet
ist und als Arbeitsöl
für die
Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 und den
Mechanismus 50 für
eine variable Ventilphase. Der Zufuhrölkanal 73 ist mit
einem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 verbunden,
welcher in dem Zylinderkopf 11 ausgebildet ist.
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Von dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 zweigt
ein Änderungsbetätigungsölkanal 75 ab,
welcher zu einem Öldruckänderungsventil 80 führt, um
einen Druck eines Änderungssteueröls in den
Zufuhrkanälen 46 der
Einlass- und der Auslasskipphebelwelle 15, 16 in
einen hohen oder niedrigen Druck zu ändern. Das Öldruckänderungsventil 80 ist
mit einem Änderungssteuerölkanal 76 verbunden,
welcher zu den Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 der
Einlassseite und der Auslassseite führt. Der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 ist
ebenso mit einem Phasenbetätigungsölkanal 77 verbunden,
welcher zu einem Öldrucksteuer/regelventil 90 führt, um
einen Öldruck
in der Voreilkammer 61 und der Nachlaufkammer 62 kontinuierlich
zu steuern/regeln. Das Öldrucksteuer/regelventil 90 ist
mit einem Phasensteuerölkanal 78 verbunden.
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Ein Signal von einem Einlassnockenwellensensor,
welcher eine Drehstellung θI
der Einlassnockenwelle 6 erfasst, ein Signal von einem
OTP-Sensor, welcher einen oberen Totpunkt θTD des
Kolbens 3 auf Grundlage eines Auslassnockenwellensensors erfasst,
der eine Drehstellung der Auslassnockenwelle 7 erfasst,
ein Signal von einem Kurbelwellensensor, welcher eine Drehstellung θC der Kurbelwelle 2 erfasst, ein
Signal von einem Einlassunterdrucksensor, welcher einen Einlassunterdruck
P erfasst, ein Signal von einem Kühlwassertemperatursensor, welcher
eine Kühlwassertemperatur
TW erfasst, ein Signal von einem Drosselöffnungsgradsensor,
welcher einen Drosselöffnungsgrad θTH erfasst,
und ein Signal von einem Drehzahlsensor, welcher eine Drehzahl Ne
des Motors 1 erfasst, werden einer elektronischen Steuer/Regeleinheit 49 eingegeben,
welche mit einem Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel zum
Steuern/Regeln einer Betätigung
des Öldruckänderungsventils 80 und
des Öldrucksteuer/regelventils 90 versehen
ist. Die oben genannten Sensoren bilden ein Betriebszustands-Erfassungsmittel zur
Erfassung von Betriebszuständen
des Motors 1.
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Mit Bezug auf die 2, 3 wird
im Weiteren ein detaillierter Aufbau der oben genannten Ölkanäle, des Öldruckänderungsventils 80 und
des Öldrucksteuer/regelventils 90 beschrieben
werden.
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In einem rechten Endabschnitt des
Zylinderkopfs 11 nahe der Kettenkammer 14, welche
in 2 gezeigt ist, verläuft der
mit dem Zufuhrölkanal 73 verbundene
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 von
einer den Zylinderblock wie in 3 gezeigt
kontaktierenden Fläche
aus nach oben. Der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 ist an
der Rückseite
der Achse C der Zylinderbohrung angeordnet. Der Kanal 74 ist,
wie in 3 gezeigt ist, beispielsweise
an einer Position angeordnet, welche näher an einer Rückfläche 11b des
Zylinderkopfes 11 als die Auslassnockenwelle 7 liegt.
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Von einem Teil des Arbeitsöl-Zufuhrkanals 74 nahe
des Zylinderblocks zweigt der Änderungsbetätigungsölkanal 75 unter
rechten Winkeln zum Kanal 74 ab. Der Änderungsbetätigungsölkanal 75 öffnet an der
Rückfläche 11b des
Zylinderkopfes 11, um mit einer Einlassöffnung des Öldruckänderungsventils 80 in
Verbindung zu stehen, welches an der Rückfläche 11b als einer
Anbringungsfläche
angebracht ist.
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Das Öldruckänderungsventil 80 weist
ein Gehäuse 81,
eine zum Gleiten in das Gehäuse 81 eingepasste
Spule 82, eine die Spule 82 zu einer Schließstellung
hin spannende Feder 83 sowie ein normalerweise geschlossenes
Solenoidventil 84 auf, welches durch Anweisungen von einem
Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel
der elektronischen Steuer/Regeleinheit 49 betätigt wird.
Die Spule 82 wird durch einen Steuerdruck, welcher durch
einen von eine in dem Gehäuse 81 ausgebildete
Einlassöffnung 81a abzweigenden
Steuerölkanal 85 eingegeben wird,
gegen die Feder 83 zu einer Öffnungsstellung bewegt. Der
Steuerölkanal 85 wird
durch das Solenoidventil 84 geöffnet und geschlossen und die
Spule 82 bewegt sich zur Öffnungsstellung, wenn das Solenoidventil 84 öffnet.
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In dem Gehäuse 81 sind die Einlassöffnung 81a,
eine mit dem im Zylinderkopf 11 ausgebildeten Änderungssteuer/regelölkanal 76 in
Verbindung stehende Auslassöffnung 81b,
eine mit dem Steuerölkanal 85 und
der Auslassöffnung 81b in
Verbindung stehende Öffnung 86 und
ein mit einem in dem Zylinderkopf 11 ausgebildeten Ablassölkanal 79 in
Verbindung stehende Ablassöffnung 81c ausgebildet.
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Wenn das Öldruckänderungsventil 80 sich
in einer Niederdruckstellung befindet, befindet sich die Spule 82 in
der Schließstellung
und die Auslassöffnung 81b steht
lediglich durch die Öffnung 86 mit
der Auslassöffnung 81c und
ebenso mit der Einlassöffnung 81a in
Verbindung, weshalb ein Druck des Änderungssteueröls in dem Änderungssteuer/regelölkanal 76 niedrig
wird. Wenn sich das Öldruckänderungsventil 80 in
einer Hochdruckstellung befindet, befindet sich die Spule 82 in
der Öffnungsstellung und
die Auslassöffnung 81b ist
von der Ablassöffnung 81c getrennt
und steht ebenso mit der Einlassöffnung 81a in
Verbindung, weshalb ein Druck des Änderungssteueröls in dem Änderungssteuerölkanal 76 hoch
wird.
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Der zu den Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 führende Änderungssteuerölkanal 76 öffnet an
der Anbringungsfläche
(Rückfläche 11b),
um mit der Auslassöffnung 81b des Öldruckänderungsventils 80 in
Verbindung zu stehen.
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Der Änderungssteuerölkanal 76 besteht
aus einem Ölkanal 76a,
welcher von der Anbringungsfläche
unter rechten Winkeln zu dieser absteht, dann nach oben abbiegt,
um an einer oberen Fläche
des Zylinderkopfs 11 zu öffnen, aus einem Ölkanal 76b, welcher
mit dem Ölkanal 76a in
Verbindung steht und in dem Kipphebelwellenhalter 17 entlang
der oberen Fläche
des Zylinderkopfes 11 ausgebildet ist, sowie aus ringförmigen Ölkanälen 76c, 76d,
welche mit dem Ölkanal 76b in
Verbindung stehen und die Schraube 19 nahe der Einlassnockenwelle 6 bzw.
die Schraube 20 nahe der Auslassnockenwelle 7 umgeben,
so dass das Änderungssteueröl in dem Änderungssteueröldruck 76 dem
einlassseitigen Verbindungsänderungsmechanismus 39 und
dem auslassseitigen Verbindungsänderungsmechanismus
(nicht dargestellt) durch die Zufuhrkanäle 46 in den Kipphebelwellen 15, 16 und
die Verbindungskanäle 45 zugeführt wird. 88 und 89 bezeichnen
Schraubenlöcher für Schrauben,
um den Zylinderkopf an dem Zylinderblock zu befestigen. Das Änderungssteueröl tritt durch
einen ringförmigen
Raum hindurch, welcher zwischen der Schraube in dem Schraubenloch 88 und
dem Schraubenloch 88 auf halbem Weg des Ölkanals 76a ausgebildet
ist.
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Der Ablassölkanal 79, welcher
mit der Ablassöffnung 81c des Öldruckänderungsventils 80 in
Verbindung steht, weist ein weiteres zu der Kettenkammer 14 öffnendes
Ende auf, so dass die Steuerkette 10 durch Öl geschmiert
wird, welches aus dem Ablassölkanal 79 ausströmt.
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Der Phasenbetätigungsölkanal 77, welcher mit
dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 an
einer stromabwärtigen
Stelle des Änderungsbetätigungsölkanals 75 verbunden
ist und zu dem Öldrucksteuer/regelventil 90 führt, besteht
aus einem Ölkanal 77a,
welcher unter rechten Winkeln zu dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 verläuft, wobei
er durch die Nachbarschaft eines über einer Brennkammer zwischen
dem Kühlwasserkanal
W und einer rechten Endfläche
des Zylinderkopfes 11 ausgebildeten Kühlwasserkanals W hindurchtritt
und welcher an einer Anbringungsfläche öffnet, die an einer vorderen
Fläche 11a des
Zylinderkopfes 11 ausgebildet ist, aus einem Ölkanal 77b, welcher
in einem Deckel 87 ausgebildet ist, der an die Anbringungsfläche angebracht
ist und welcher mit dem Ölkanal 77a in
Verbindung steht; und aus ein Ölkanal 77c,
welcher an der Anbringungsfläche öffnet, um
mit dem Ölkanal 77b in
Verbindung zu stehen, verläuft
unter rechten Winkeln zur Anbringungsfläche und führt zu dem Öldrucksteuer/regelventil 90, das
auf der Seite der Einlassnockenwelle 6 bezüglich der
Achse C der Zylinderbohrung angeordnet ist.
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Das vom Ölkanal 77a in den Ölkanal 77b einströmende Phasenbetätigungsöl kehrt
im Ölkanal 77b die
Strömungsrichtung
um 180 Grad um und strömt
dann in den Ölkanal 77c,
so dass eine Strömungsrichtung
in dem Ölkanal 77c jener
im Ölkanal 77a entgegengesetzt
ist. Somit bildet der Deckel 87 mit dem Ölkanal 77b einen
Umkehrabschnitt zum Umkehren einer Strömungsrichtung des Phasenbetätigungsöls.
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Ein Abschnitt des Zylinderkopfes 11 nahe
der Öffnung
des Ölkanals 77a an
der Anbringungsfläche ist
mit einigen wenigen Kühlwasserkanälen oder
dgl. versehen. In diesem Abschnitt ist ein Durchmesser des Ölkanals 77a entlang
einer vorbestimmten Länge
vergrößert, um
einen vergrößerten Abschnitt 77d zu
bilden. Der vergrößerte Abschnitt 77d wird
beim Gießen
des Zylinderkopfes 11 gebildet. Ein Eingangsabschnitt 77f des Ölkanals 77b ist
ebenso derart vergrößert, dass
er die gleiche Querschnittsfläche wie
der vergrößerte Abschnitt 77d aufweist.
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In gleicher Weise ist ein Durchmesser
eines stromaufwärtigen
Abschnitts des Ölkanals 77c,
welcher an der Anbringungsfläche öffnet, durch
spanende Bearbeitung entlang einer vorbestimmten Länge vergrößert, um
einen vergrößerten Abschnitt 77e zu bilden.
Weiterhin weist ein Auslassabschnitt 77g des Ölkanals 77b die
gleiche Querschnittsfläche
auf wie der vergrößerte Abschnitt 77e.
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Das Öldrucksteuer/regelventil 90,
welchem das durch den Ölkanal 77b umgekehrte
Phasenbetätigungsöl zugeführt wird,
ist in ein Gehäuseloch 11c eingefügt, welches
an einer rechten Endfläche
des Zylinderkopfes 11 ausgebildet ist. Wie in 8 gezeigt ist, umfasst das Öldruckssteuer/regelventil 90 eine
zylindrische Hülse 91,
eine zum Gleiten in die Hülse
eingepasste Spule 92, ein an der Hülse 91 zum Antreiben
der Spule 92 befestigtes Arbeitsphasensolenoid sowie eine
die Spule 92 zum Arbeitsphasensolenoid 93 hin
spannende Feder 94. Ein elektrischer Strom, welcher dem
Arbeitsphasensolenoid zugeführt
wird, ist durch eine EIN-Arbeitsphase
nach Maßgabe
von Anweisungen vom Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel
der elektronischen Steuer/Regeleinheit 59 arbeitsphasengesteuert,
so dass eine axiale Stellung der Spule 92 kontinuerlich
gegen die Feder 94 geändert
wird. 95 bezeichnet einen Halter zur Anbringung des Öldrucksteuer/regelventils 90 am
Zylinderkopf.
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Die Hülse 91 weist eine
Einlassöffnung 91a auf,
welche am Zentrum positioniert ist und mit dem Phasenbetätigungsölkanal 77 in
Verbindung steht, weist eine Voreilöffnung 91b und eine
Nachlauföffnung 91c auf,
welche an beiden Seiten der Einlassöffnung 91a angeordnet
sind, und weist Ablassöffnungen 91d, 91e auf,
welche jeweils an Außenseiten der Öffnungen 91b, 91c angeordnet
sind. Auf der einen Seite weist die Spule 92 eine zentrale
Nut 92a, ein Paar von Stegen 92b, 92c,
welche an beiden Seiten der zentralen Nut 92a angeordnet
sind, sowie ein Paar von Nuten 92d, 92e auf, welche
jeweils an Außenseiten
der Stege 92b, 92c angeordnet sind, auf. Das spitzenseitige
Ende der Hülse 91 durchdringt den
Boden des Gehäuselochs 11c derart,
dass es in einen Raum hineinragt, welcher im Inneren des Zylinderkopfs 11 gebildet
ist.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, umfasst der Phasensteuer/regelölkanal 78, welcher
von dem Öldrucksteuer/regelventil 90 zu
dem Mechanismus 50 für
eine variable Ventilphase führt,
einen voreilseitigen Ölkanal
und einen nachlaufseitigen Ölkanal. Der
voreilseitige Ölkanal
umfasst einen Ölkanal 78a, welcher
im Inneren des Zylinderkopfs 11 und des Kipphebelwellenhalters 17 von
der Voreilöffnung 91b aus
nach oben verläuft,
einen Ölkanal 78b,
welcher mit dem Ölkanal 78a in
Verbindung steht und welcher an einer Fläche des Kipphebelwellenhalters 17 ausgebildet
ist, die in Kontakt mit dem Nockenhalter 17 kommt, sowie
einen Ölkanal 78c,
welcher mit dem Ölkanal 78b in
Verbindung steht, der ringförmig
entlang eines Außenumfangs
der Einlassnockenwelle 6 durch die untere Lagerfläche 17a des
Kipphebelwellenhalters 17 und die obere Lagerfläche 18a des
Nockenhalters 18 gebildet ist. Der nachlaufseitige Ölkanal umfasst
einen Ölkanal 78d,
welcher von der Nachlauföffnung 91c im
Inneren des Zylinderkopfs 11 und des Kipphebelwellenhalters 17 nach
oben verläuft,
einen Ölkanal,
welcher mit dem Ölkanal 78d in Verbindung
steht und welcher an einer Fläche
des Kipphebelwellenhalters 17 ausgebildet ist, die in Kontakt
mit dem Nockenhalter 18 kommt, sowie einen Ölkanal 78f,
welcher mit dem Ölkanal 78e in
Verbindung steht, der ringförmig
entlang eines Außenumfangs
der Einlassnockenwelle 6 durch die untere Lagerfläche 17a des
Nockenwellenhalters 17 und die obere Lagerfläche 18a des
Nockenhalters 18 gebildet ist. Das Phasensteuer/regelöl im Phasensteuer/regelölkanal 78 wird
der Voreilkammer 61 und der Nachlaufkammer 62 durch
den Ölkanal
für ein
Voreilen 63 bzw. den Ölkanal
für ein
Nachlaufen 64 in der Einlassnockenwelle 6 des
Mechanismus 50 für
variable Ventilphasen zugeführt.
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Wenn ein Arbeitsphasenverhältnis des
Arbeitsphasensolenoids 93 von einem gesetzten Wert neutraler
Stellung, beispielsweise 50%, aus angehoben wird, bewegt sich die
Spule 92 aus der Neutralstellung gegen die Feder 94 in 8 nach links, so dass die
Einlassöffnung 91a mit
der Voreilöffnung 91b durch
die Nut 92a in Verbindung steht und die Nachlauföffnung 91c mit
der Ablassöffnung 91e durch
die Nut 92e in Verbindung steht. Als Folge wird das Phasensteuer/regelöl der Voreilkammer 61 des Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen zugeführt, und
die Einlassnockenwelle 6 wird relativ zum Einlassnockenwellenritzel 8 im
Uhrzeigersinn in 6 gedreht,
um die Nockenphase der Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich
zur Voreilseite hin zu ändern. Wenn
eine Sollnockenphase erhalten ist, wird das Arbeitsphasenverhältnis des
Arbeitsphasensolenoids 93 auf etwa 50% eingestellt, um
die Spule 92 zu der in 8 gezeigten
Neutralstellung zurückzustellen, bei
welcher die Einlassöffnung 91a zwischen
den Stegen 92b, 92c geschlossen ist und die Nachlauföffnung 91c und
die Voreilöffnung 91b jeweils
durch die Stege 92b, 92c geschlossen sind. Somit
ist das Einlassnockenritzel 8 und die Einlassnockenwelle 6 integral
verbunden, um die Nockenphase konstant zu halten.
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Wenn es gewünscht ist, die Nockenphase der
Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich zur Nachlaufseite hin
zu ändern,
wird das Arbeitsphasenverhältnis
des Arbeitsphasensolenoids 93 von 50% aus verringert, so
dass die Spule 92 zur rechten Seite in 8 von der Neutralstellung aus bewegt
wird, die Voreilöffnung 91b durch
die Nut 92d mit der Ablassöffnung 91d in Verbindung
steht, und das Phasensteuer/regelöl der Nachlaufkammer 62 des
Mechanismus 50 für
variable Ventilphasen zugeführt
wird. Wenn eine Sollphase erhalten ist, wird das Arbeitsphasenverhältnis des
Arbeitsphasensolenoids 93 bei etwa 50% eingestellt, um
die Spule 92 bei der in 8 gezeigten
neutralen Stellung zu halten, um die Nockenphase konstant zu halten.
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Als Nächstes wird ein Betrieb und
eine Wirkung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben werden.
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Wenn der Motor angehalten ist, ist
die Ölpumpe
angehalten. Weiterhin nimmt in dem Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen die Nachlaufkammer 62 ihr maximales Volumen
ein, während
ein Volumen der Vorlaufkammer 61 null beträgt und der Verriegelungsstift 57 in
das Verriegelungsloch 8c des Einlassnockenritzels 8 passt,
so dass der Mechanismus 50 für variable Ventilphasen in
einem am stärksten
verzögerten
Zustand gehalten ist.
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Wenn der Motor gestartet wird und
die Ölpumpe 70 betätigt wird,
wird ein Druck des Arbeitsöls des
Arbeitsöl-Zufuhrkanals 74 angehoben
und ein Druck des Phasensteuer/regelöls, welcher durch das Öldrucksteuer/regelventil 90 gesteuert/geregelt
wird, wird angehoben. Wenn ein Öldruck
der Voreilkammer 61 einen vorbestimmten Wert übersteigt,
entweicht der Verriegelungszapfen 57 vom Verriegelungsloch 8c durch
den Öldruck,
so dass der Mechanismus 50 für variable Ventilphasen betriebsfähig wird.
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Das Öldruckveränderungsventil 80 betreffend,
da sich der Motor zu dieser Zeit in einem Bereich niedriger Drehzahl
aufhält,
ist das Solenoidventil 84 durch Anweisung von dem Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel
der elektronischen Steuer/Regeleinheit 49 geschlossen,
um das Öldruckänderungsventil 80 die
Stellung niedrigen Öldrucks
einnehmen zu lassen, und lediglich ein bisschen Arbeitsöl strömt aus dem
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 aufgrund
der Öffnung 86 zu
dem Änderungsbetätigungsölkanal 75.
Daher wird ein Druck des Änderungssteuer/regelöls, welches
den Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 durch
den Än derungsbetätigungsölkanal 76 zugeführt wird,
niedrig, und ein Öldruck
in der Öldruckkammer 44,
welche mit dem Zufuhrkanal 46 in Verbindung steht, wird
niedrig. Dementsprechend nimmt der Verbindungsänderungsmechanismus 39 einen
Trennzustand ein, so dass der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 30, 31, 32 voneinander
getrennt sind, und eines der Einlassventile 32 wird durch
den ersten Kipphebel 30 angetrieben, wobei die erste Walze 36 den
Niedergeschwindigkeitsnocken 27 berührt, während ein weiteres Einlassventil 23 durch
den dritten Kipphebel 32 angetrieben wird, wobei die dritte
Walze 38 den Niedergeschwindigkeitsnocken 39 berührt. Der
zweite Kipphebel 31 mit der den Hochgeschwindigkeitsnocken 28 berührenden
zweiten Walze bewegt sich ungeachtet eines Betriebs der Einlassventile 23 im
Leeerlauf. Die Auslassventile 24 werden in der gleichen Art
und Weise wie die Einlassventile 23 betätigt, daher werden in dem Bereich
niedriger Drehzahl des Motors 1 die Einlassventile 23 und
die Auslassventile 24 mit geringem Hub und kurzer Ventilöffnungsdauer angetrieben.
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Einerseits wird bei dem Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen ein Arbeitsphasenverhältnis des Arbeitsphasensolenoids 93 nach
Maßgabe
von Anweisungen von dem Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel
der elektronischen Steuer/Regeleinheit 49 derart gesteuert/geregelt,
dass eine Phase des Einlassnockens mit einer Sollnockenphase übereinstimmt,
welche nach Maßgabe
einer Motorlast und einer Motordrehzahl zu dieser Zeit gesetzt werden. Die
Spule 92 wird von der Neutralstellung aus derart nach rechts
oder links bewegt, dass ein Phasensteuer/regelöl in einem aus dem voreilseitigen Ölkanal und
dem nachlaufseitigen Ölkanal
ebenso wie im Ablass derart gesteuert/geregelt wird, dass der Öldruck der
Voreilkammer 16 und der Nachlaufkammer 62 gesteuert
werden. Somit wird eine Nockenphase der Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich
geändert.
Zu dieser Zeit wird ein Ablassöl,
welches durch die Ablassöffnung 91e hindurchtritt,
in die Kettenkammer 14 durch einen Ablasskanal 69 (2) hindurch abgelassen,
welcher im Zylinderkopf 11 ausgebildet ist, und Ablassöl, welches
durch die Ablassöffnung 91e hindurchtritt,
wird in einen im Zylinderkopf 11 gebildeten Raum abgelassen.
Wenn eine Sollnockenphase erhalten ist, wird ein Arbeitsphasenverhältnis des
Arbeitsphasensolenoids 93 auf etwa 50% eingestellt, um
die Spule 92 des Öldrucksteuer/regelventils 90 bei
der Neutralstellung zu positionie ren, um die Nockenphase konstant
zu halten.
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Wenn der Motor 1 vom Bereich
niedriger Drehzahl zum Bereich hoher Drehzahl geändert wird, öffnet das
Solenoidventil 84 nach Maßgabe einer Anweisung von der
elektronischen Steuer/Regeleinheit 49, das Öldruckänderungsventil 80 wird
auf die Hochdruckstellung gesetzt, ein Druck des Änderungssteuer/regelöls, welches
zum Verbindungsänderungsmechanismus 39 der
Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 zugeführt wird,
wird hoch und Öldruck
der mit dem Zufuhrkanal 46 in Verbindung stehenden Druckkammer 44 wird
hoch. Daher nimmt der Verbindungsänderungsmechanismus 39 den
Verbindungszustand ein, so dass der erste, der zweite und der dritte
Kipphebel 30, 31, 32 integral miteinander
verbunden sind, so dass eine Kippbewegung des zweiten Kipphebels 31 mit
der den Hochgeschwindigkeitsnocken 28 berührenden
zweiten Walze 37 zu den integral mit dem zweiten Kipphebel 31 verbundenen
ersten und dritten Kipphebeln 30, 32 übertragen
wird, um beide Einlassventile 23 anzutreiben. Ebenso wird
das Auslassventil 24 in der gleichen Art und Weise wie
die Einlassventile 23 betätigt, weshalb die Einlassventile 23 und
die Auslassventile 24 mit einem großen Hub und einer langen Ventilöffnungsdauer
angetrieben werden können,
wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl betrieben wird.
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Zu dieser Zeit wird in dem Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen ein Arbeitsphasenverhältnis des Arbeitsphasensolenoids 93 nach
Maßgabe
von Anweisungen von dem Ventilbetätigungs-Steuer/Regelmittel
der elektronischen Steuer/Regeleinheit 49 derart gesteuert/geregelt,
dass eine Phase des Einlassnockens mit einer Sollnockenphase zusammenfällt, welche
nach Maßgabe
einer augenblicklichen Motorlast und einer augenblicklichen Motordrehzahl gesetzt
ist. Öldruck
von sowohl der Voreilkammer 61 als auch der Nachlaufkammer 62 wird
durch den voreilseitigen Ölkanal
oder den nachlaufseitigen Ölkanal gesteuert/geregelt.
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Bei dem obigen Änderungsbetrieb des Öldruckänderungsventils 80 strömt eine
verhältnismäßig große Menge
des Arbeitsöls
in dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 in
den Zufuhrkanal 46 durch den Änderungsbetätigungsölkanal 75, das Öldruck änderungsventil 80 und
den Änderungssteuer/regelölkanal 76, und
der Öldruck
des Arbeitsöl-Zufuhrkanals 74 sinkt vorübergehend.
Als Folge tritt eine Öldruckpulsierung
im Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 auf,
und der Druck des Phasenbetätigungsöls in dem
Phasenbetätigungsölkanal 75,
welcher mit dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 an
einer stromabwärtigen
Position des Änderungsbetätigungsölkanals 75 verbunden
ist, pulsiert.
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Der Phasenbetätigungsölkanal 77, welcher vom
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 bei
einem auslassseitigen Abschnitt des Zylinderkopfes 11 zum Ölkanal 77b im
Deckel 87 verläuft,
der an der vorderen Fläche 11a des
Zylinderkopfs 11 vorgesehen ist, dann am Ölkanal 77b umkehrt,
um zu der Auslassseite hin bis zum Öldrucksteuer/regelventil 90 zu
verlaufen, ist lang ausgeführt,
wobei die Größe des Zylinderkopfes 11 zwischen
der vorderen Fläche 11a des
Zylinderkopfes 11 und dem auslassseitigen Endabschnitt
des Zylinderkopfes 11 genutzt wird. Das Phasenbetätigungsöl strömt durch
diesen langen Phasenbetätigungsölkanal 77.
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Als Ergebnis wird eine Druckpulsierung
des Phasenbetätigungsöls verringert
oder ausgelöscht, wenn
das Öl
durch den langen Phasenbetätigungsölkanal 77 strömt und das Öldrucksteuer/regelventil 90 wird
mit Phasenbetätigungsöl stabilen
Drucks mit geringer Pulsierung versorgt. Daher wird auch Druck des
aus dem Öldrucksteuer/regelventils 90 ausströmenden Phasensteuer/regelöls stabilisiert
und ein stabiler Betrieb des Mechanismus 50 für variable Ventilphasen
kann verwirklicht werden.
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Ferner kann die Pulsierung des Phasenbetätigungsöls noch
mehr durch eine Druckansammlungswirkung einer verhältnismäßig großen Menge des
Phasenbetätigungsöls in den
vergrößerten Abschnitten 77d, 77e und
durch eine Pulsierungsverringerungswirkung der vergrößerten Abschnitte 77d, 77e verringert
werden.
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Wenn der Motor 1 von dem
Bereich hoher Drehzahl zu dem Bereich niedriger Drehzahl verändert wird
und das Solenoidventil 84 durch Anweisung von der elektronischen
Steuer/Regeleinheit 49 geöffnet wird, nimmt das Öldruckände rungsventil 80 die Niederdruckstellung
ein, um einen Druck des Änderungssteuer/regelöls und einen Öldruck der Öldruckkammer 44 zu
senken. Somit nimmt der Verbindungsänderungsmechanismus 39 wieder
den Trennungszustand an.
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Da zu dieser Zeit eine Strömung des
Arbeitsöls
vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 zum Änderungssteuer/regelölkanal 75 abrupt
erhöht
wird, tritt aufgrund des vorübergehenden
Anstiegs des Öldrucks im
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 eine Öldruckpulsierung im
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 auf.
Die Öldruckpulsierung
wird jedoch verringert oder ausgelöscht, bevor sie das Öldrucksteuer/regelventil
erreicht, und zwar in der gleichen Art und Weise wie in dem oben
genannten Fall, in welchem das Öländerungsventil 80 die
Hochdruckstellung einnimmt, und das stabilisierte und von geringer
Druckpulsierung begleitete Phasenbetätigungsöl wird dem Öldrucksteuer/regelventil 90 zugeführt, weshalb
ein Betrieb des Mechanismus 50 für variable Ventilphasen stabilisiert
wird.
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Das Phasenbetätigungsöl wird durch den im Deckel 87 ausgebildeten Ölkanal 77b umgekehrt,
um den Phasenbetätigungsölkanal 77 lang
auszuführen. Obwohl
der Zylinderkopf 11 mit verschiedenen Kühlwasserkanälen und Elementhalteabschnitten
ausgebildet ist, ist es möglich,
den langen Phasenbetätigungsölkanal 77 durch
einen verhältnismäßig geringen
Abschnitt des Zylinderkopfs 11 hindurch auszubilden. Daher
kann ein Teil ohne Verwendung des Zylinderkopfs 11 verwendet
werden, und ein Aufbau zur Verhinderung einer Druckpulsierung des
Arbeitsöls kann
vorgesehen sein, ohne eine Anordnung verschiedener Kanäle und Elementhalteabschnitte
zu beeinflussen, welche bereits im Zylinderkopf 11 ausgebildet
sind.
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Der Deckel 87 kann lediglich
zur Bildung des Ölkanals 77b innerhalb
der Grenzen, in denen der Druck des Phasenbetätigungsöls ausgehalten wird, dünn ausgeführt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft für
eine Luftkühlung
des Phasenbetätigungsöls. Daher
kann eine Verringerung der Viskosität, welche durch einen übermäßigen Temperaturanstieg
des Phasenbetätigungsöls bewirkt
wird, verhindert werden, um ein Ansprechen des Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen zu verbessern und eine schnelle Nockenphasensteuerung
zu ermöglichen.
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Da der Umkehrabschnitt durch den
vom Zylinderkopf 11 gesonderten Deckel 87 ausgebildet
ist, können
die vergrößerten Abschnitte
in einfacher Weise von der Oberfläche des Zylinderkopfes durch
spanende Bearbeitung oder Gießen
ausgearbeitet werden.
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Da der Phasenbetätigungsölkanal 77 in einer Nachbarschaft
des Kühlwasserkanals
W vorbeigeht, kann das Phasenbetätigungsöl durch
das Kühlwasser
gekühlt
werden, und auch aus diesem Grunde kann ein übermäßiger Temperaturanstieg verhindert werden,
um ein Ansprechen des Mechanismus 50 für variable Ventilphasen zu
verbessern. Wenn der Motor aufgewärmt wird, ist die Temperatur
des Kühlwassers
höher als
jene des Phasenbetätigungsöls, so dass
das Phasenbetätigungsöl durch
das Kühlwasser
aufgewärmt
wird, um einen übermäßigen Anstieg an
Viskosität
des Phasenbetätigungsöls zu verhindern,
welcher durch die niedrige Öltemperatur
verursacht ist, und um ein Ansprechen des Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen zu verbessern.
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Da der Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen an einem Ende der Einlassnockenwelle 6 vorgesehen
ist, welches auf der rechten Endseite des Zylinderkopfes 11 angeordnet
ist und da der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74,
der Phasensteuer/regelölkanal 78 und
das Öldrucksteuer/regelventil 90 allesamt
im rechten Endabschnitt des Zylinderkopfes 11 angeordnet
sind, sind die Kanäle
zum Zuführen
des Arbeitsöls
zu dem Mechanismus 50 für
variable Ventilphasen nicht unnötig
in die Länge
gezogen, ein Strömungswiderstand
des Arbeitsöls
ist begrenzt und es ist nicht nötig,
den Lieferdruck der Ölpumpe 70 und den
Durchmesser des Ölkanals
zu erhöhen.
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Der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 ist
den Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25, 26 und dem
Mechanismus 50 für
variable Ventilphasen gemeinsam, weshalb die Anzahl der in dem Zylinderkopf 11 ausgebildeten Ölkanäle verringert
werden kann.
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Da das Öldruckänderungsventil 80 an
der Rückfläche 11b des
Zylinderkopfes 11 angebracht ist, nämlich an einer Seitenfläche des
Zylinderkopfes 11 auf der Auslassseite, wo der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 angeordnet
ist, kann der Änderungsbetätigungsölkanal 75 kurz
ausgeführt
sein, die Ölkanäle im Zylinderkopf 11 sind
nicht in komplizierter Weise verwirrt und die Kanäle können in
einer einfacher Weise ausgebildet werden. Da darüber hinaus der Änderungsbetätigungsölkanal 75 vom
Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 in
einer dem Phasenbetätigungsölkanal 77 entgegengesetzten
Richtung verläuft,
kann die komplizierte Anordnung der Ölkanäle noch weiter vermieden werden.
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In der oben genannten Ausführungsform
ist der Mechanismus 50 für variable Ventilphasen an
der Einlassnockenwelle vorgesehen. Jedoch kann der Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen an der Auslassnockenwelle 7 vorgesehen sein.
In diesem Falle sind der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74,
der Änderungsbetätigungsölkanal 75,
der Änderungssteuer/regelölkanal 76,
der Phasenbetätigungsölkanal 77,
der Phasensteuer/regelölkanal 78,
das Öldruckänderungsventil
und das Öldrucksteuer/regelventil 90 symmetrisch
bezüglich
jenen der obigen Ausführungsform
um die Achse C der Zylinderbohrung angeordnet, wenn der Motor in
axialer Richtung der Nockenwellen 6, 7 betrachtet
wird. In diesem Falle sind nämlich
der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 und
das Öldruckänderungsventil 80 in
der Nachbarschaft der vorderen Fläche 11a des Zylinderkopfes 11 bzw.
an der vorderen Fläche
angeordnet, und der Deckel 87 und das Öldrucksteuer/regelventil 90 sind
an der Rückfläche 11b des
Zylinderkopfes 11 bzw. bei einer Position nahe der Auslassnockenwelle 7 bezüglich der
Achse C der Zylinderbohrung positioniert.
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Der Mechanismus 50 für variable
Ventilphasen kann sowohl an der Einlassnockenwelle 6 als auch
an der Auslassnockenwelle 7 vorgesehen sein. In diesem
Falle ist der Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 an der
Auslassseite oder der Einlassseite des Zylinderkopfes ausgebildet
und das Öldrucksteuer/regelventil 90 ist
an einem mittleren Abschnitt zwischen den Nockenwellen 6, 7 positioniert,
so dass eine Verteilung des Phasensteuer/regelöls zu den Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismen 25 der
Einlassseite und der Auslassseite angeglichen werden können und der
Phasensteuer/regelölkanal 78 in
einfacher Weise ausgebildet werden kann.
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Obwohl der Umkehrabschnitt in der
oben genannten Ausführungsform
durch den vom Zylinderkopf 11 gesonderten Deckel 87 ausgebildet
ist, kann der Umkehrabschnitt im Zylinderkopf selbst durch spanende
Bearbeitung oder dgl. ausgebildet sein. Eine Änderung der Strömungsrichtung
am Umkehrabschnitt beträgt
nicht stets 180 Grad. Es ist ausreichend, wenn Ströme des Phasenbetätigungsöls unmittelbar
stromaufwärts
und unmittelbar stromabwärts
des Umkehrabschnitts um 180 Grad einander entgegengesetzte Komponenten
aufweisen. Eine Mehrzahl von Umkehrabschnitten kann vorgesehen sein,
um eine Strömung
des Phasenbetätigungsöls viele
Male umzukehren.
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In der oben genannten Ausführungsform
ist der Phasenbetätigungsölkanal 77 mit
dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 an
einem stromabwärtigen
Abschnitt des Verzweigungsabschnitts des Änderungsbetätigungsölkanals 75 verbunden.
Jedoch kann der Phasenbetätigungsölkanal 77 mit
dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 an
einer Position verbunden sein, welche von der Kontaktfläche zwischen
dem Zylinderkopf 11 und dem Zylinderblock in gleichem Maße wie der
obige Verzweigungsabschnitt entfernt ist und in seitlicher Richtung
versetzt ist oder bei einer stromaufwärtigen Position des Verzweigungsabschnitts verbunden
sein. Das bedeutet, der Phasenbetätigungsölkanal 77 kann mit
dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 bei
einer beliebigen Position nahe des Verzweigungsabschnitts verbunden
sein, bei welchem eine Öldruckpulsierung
auftritt, wenn das Arbeitsöl
vom Arbeitsöl-Zufuhrkanal 74 zum Änderungsbetätigungsölkanal 75 ausströmt oder
die Strömung
des Arbeitsöls
gestoppt wird.
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Bei einem Ölkanalsystem einer Ventilbewegungs-Steuervorrichtung
für einen
Brennkraftmotor mit einem hydraulischen Mechanismus für variable Ventilphasen
und einem hydraulischen Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus ist ein Öldruckänderungsventil
zum Ändern
eines Betriebs des Ventilcharakteristik-Änderungsmechanismus an einer Rückfläche auf
einer Auslassseite eines Zylinderkopfes angebracht und ein Arbeitsöl-Zufuhrkanal
ist an der Auslassseite des Zylinderkopfes angeordnet. Ein Phasenbetätigungsölkanal,
welcher von einem Öldruck steuer/regelventil
zur Steuerung/Regelung eines Betriebs des Mechanismus für variable
Ventilphasen führt,
ist mit dem Arbeitsöl-Zufuhrkanal
an einer stromabwärtigen
Position eines Verzweigungsabschnitts verbunden, bei welchem ein
zu dem Öldruckänderungsventil
führender Änderungsbetätigungsölkanal vom
Arbeits-Zufuhrkanal abzweigt. In dem im Zylinderkopf ausgebildeten
Phasenbetätigungsölkanal wird
eine Strömung
des Phasenbetätigungsöls durch
einen Deckel umgekehrt, welcher an einer vorderen Fläche auf
der Einlassseite des Zylinderkopfes vorgesehen ist.