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Diese
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff
des unabhängigen
Anspruch 1.
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Eine
Nockenvorrichtung oder -einrichtung wird als ein Ventilantriebssystem
oder -einrichtung für
Viertakt-Motoren verwendet. In einem Mehrzylinder-Motor vom DOHC-Typ werden eine Einlass-
und eine Auslassnockenwelle eingesetzt. Die Nockenwellen haben Lagerabschnitte,
wobei jeweils einer für
jeden Zylinder vorgesehen ist. Die Nockenwellen werden an einem
Zylinderkopf durch Nockenkappen für die Drehung drehbar gehalten
und durch die Kopfabdeckung gehalten.
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Zum Überwachen
des Ventilzeitpunktes des Motors durch Nocken, wie oben beschrieben
worden ist, und um den Ventilzeitpunkt durch eine veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung oder -einrichtung zu steuern, sind Nockenwinkel-Sensoren
vorgesehen. Die Nockenwinkel-Sensoren sind vorgesehen, um z. B.
die Verschlüsse,
die radial auf den Nockenwellen als Drehwinkel-Erfassungsabschnitte
der Nockenwellen vorgesehen sind, zu erfassen. In dem Motor vom
DOHC-Typ sind die Nockenwellen jeweils über den Einlass- und Auslassventilen
vorgesehen, und die Verschlüsse
sind auf den Einlass- und Auslass-Nockenwellen vorgesehen, die vorgesehen sind,
um sich mit einer Kurbelwelle synchron zu drehen. Die Nockenwinkel-Sensoren
sind an Positionen vorgesehen, die den Drehumfangsoberflächen dieser
Verschlüsse
zugewandt sind, um den Durchgang der Drehverschlüsse zu erfassen. Die Drehphasen der
Nockenwellen relativ zu der Umdrehung der Kurbelwelle werden auf
der Grundlage von erfassten Signalen der Drehung der Nockenwellen
erfasst. Der Ventilzeitpunkt wird in Abhängigkeit zu dem Kurbelwinkel
durch Vorverschieben oder Verzögern
der Phasen der Nockenwellen gesteuert, um die Nockenwinkel zu verändern.
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In
diesem Fall ist eine Dreh-Übertragungssystem
oder -vorrichtung von der Kurbelwelle auf die Nockenwellen ein VVT
(veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung oder -einrichtung) für das Verschieben der Drehphasen
der Nockenwellen relativ zu der Umdrehung der Kurbelwelle montiert,
um den Öffnungs-/Schließzeitpunkt
der Einlass- und Auslassventile zu verändern. Die VVT ist ein Vorrichtung,
in der die Phasen der Nockenwellen durch Hydraulikvorrichtungen
vorverschoben oder verzögert
werden, und die Richtung des Öldruckes
durch Schaltventile einer Magnetspule vom elektromagneti schen Typ verändert wird.
Solch eine VVT, in der Nockenzahnräder für das Übertragen der Drehung von der
Kurbelwelle, den Nockenketten etc. ist an den Enden der parallelen
Einlass- und Auslass-Nockenwellen vorgesehen (z. B. an den vorderen
Enden, wenn die Nockenwellen axial der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind).
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Der
herkömmliche
Montageaufbau der Nockenwinkel-Sensoren hat mehrere Typen: Typ (1),
in dem der Sensor mit dem hinteren Ende des Motors, der VVT gegenüberliegend,
verbunden ist; Typ (2), in dem der Sensor mit einer Kopfabdeckung
verbunden ist; Typ (3), in dem der Sensor mit dem Zylinderkopf selbst
an dem hinteren Ende des Motors verbunden ist; etc., wobei der Sensor
mit einem konstanten Raum von einem Verschlussteil befestigt ist,
um erfasst zu werden.
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Jedoch
in dem vorhergehenden Aufbau von Typ (1), in dem der Sensor
mit dem hinteren Ende des Motors verbunden ist, erstreckt sich die
Einrichtung, die die Sensoren lagert, weiter nach hinten als die
Nockenwelle, so dass sich der Zylinderkopf nach hinten erstreckt,
was zu einer Gesamtlänge
des Motors führt.
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In
dem Aufbau von Typ (2), in dem der Sensor mit einer Kopfabdeckung
verbunden ist, wird die Position der Kopfabdeckung unterworfen,
sich infolge eines elastischen Dichtungsteiles zu verändern, das
zwischen der Kopfabdeckung vorgesehen ist, was eine angemessene
Genauigkeit des Raumes zwischen dem Sensor und dem Verschlussteil
verhindert, um einen Raum auf einem feststehenden Wert zu halten,
wobei ein Abstandsteil oder dergleichen, das die Position reguliert,
zwischen einem Sensor-Montageabschnitt oder der Kopfabdeckung und dem
Zylinderkopf vorgesehen werden muss, das teilweise die Schwingungs-Verhinderungswirkung
der Kopfabdeckung infolge des elastischen Dichtungsteiles vermindert,
was Geräusche
oder dergleichen verursacht.
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In
dem Sensor-Montageaufbau von Typ (3), in dem ein Sensor
mit dem Zylinderkopf selbst verbunden ist, kann der Sensor oder
seine Verdrahtung mit der Seite des Zylinderkopfes oder des Einlasssystems,
das den unteren Abschnitt des Zylinderkopfes umgibt, stören, oder
kann nah an das Auslasssystem gebracht werden, um einer Beschädigung durch Wärme unterworfen
zu werden. Zum Vermeiden solcher Probleme wird der Freiheitsgrad
in der Auslegung signifikant begrenzt, was einen kompakten Aufbau
verhindert.
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Das
Dokument zum Stand der Technik
US 5,293,776 lehrt
eine Zylinderunterscheidungssensor-Anordnung, die eine Sensor-Baugruppe
hat, die mit der Nockenabdeckung verbunden ist, wobei die Nockenabdeckung
an dem Nocken-Lager befestigt ist. Die Sensoreinrichtung weist einen
Sensor auf, der einem bestimmten Nocken der Nockenwelle zugewandt
ist, um ein Impulssignal entsprechend der Drehposition der Nockenwelle
zu schaffen. Der Sensor kann an dem freien Ende der Nockenwelle
sowie zusammenwirkend mit jedem anderen Nocken der Nockenwelle vorgesehen
sein.
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Außerdem lehrt
das Dokument zum Stand der Technik
US
5,988,126 eine Vorrichtung, um den Ventilzeitpunkt der
Gasaustauschventile der äußeren Brennkraftmaschinen
zu verändern.
Der Motor weist eine Nockenwelle auf, wobei eine Veränderungsvorrichtung
mit dem Ende der Nockenwelle verbunden ist. Überdies ist eine Impuls-Lesevorrichtung
mit einer Unterbringungskappe, die die Ventilzeitpunktvorrichtung
abdeckt, verbunden.
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Eine
Brennkraftmaschine, wie oben angezeigt, kann aus dem Stand der Technik-Dokument
EP 0 698 728 A1 entnommen
werden. Insbesondere lehrt das Stand der Technik Dokument eine Brennkraftmaschine
mit Nockenwellen, die an einem Zylinderkopf durch Nockenwellen-Lager
gelagert werden. Die Nockenwellen-Lager enthalten Nockenwellen-Lagerkappen,
die mit dem Zylinderkopf verbunden sind. Eine am weitesten außen angeordnete
Nockenwellen-Lagerkappe ist mit einem Sensor-Halter versehen, der
mit einem Trigger-Rad zusammenwirkt, das auf der Nockenwelle vorgesehen
ist. Der Sensor-Halter hält
einen Winkelsensor, wobei ein Zylindermontageteil innerhalb des
Sensor-Halters vorgesehen
und mit dem Zylinderkopf an einer am weitesten außen gelegenen
Position direkt verbunden ist. Der Sensor-Halter erstreckt sich
von dem am weitesten außen
positionierten Lager in die Richtung zu der Außenseite des Zylinderkopfes
derart, dass das Triggerrad an dem freien Ende der Nockenwelle vorgesehen
ist und mit dem Winkelsensor, der demselben zugewandt ist, zusammenwirkt. Überdies
ist die Brennkraftmaschine mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung
versehen, die mit der Nockenwelle auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug
zu dem Winkelsensoranordnung verbunden ist. Die veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung ist zu der Antriebsriemenscheibe der
Nockenwelle benachbart.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine
, wie oben angezeigt, zu schaffen, die einen steifen und kompakten
Aufbau hat.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine entsprechend
des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafterweise
ist die Nockenwellen-Sensoreinrichtung in der Lage, eine räumlich wirksame Anordnung
zu bewirken, indem der Raum oberhalb der Nockenwellen verwendet
wird, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Motorgesamtlänge zu vergrößern.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen erläutert.
In den Zeichnungen, wobei:
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1 eine
Draufsicht ist, die ein Ende eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine
entsprechend eines Ausführungsbeispieles
zeigt, wobei die Nockenabdeckung entfernt worden ist, und mit Abschnitten
der Ventil-Betätigungsvorrichtung,
die beseitigt worden sind, um den Aufbau deutlicher zu zeigen;
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2 eine
vordere vergrößerte Darstellung des
in der 1 gezeigten Aufbaus ist und die Nockenabdeckung
am Ort darstellt und die Steuerventilvorrichtung, die zu der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung zugehörig
ist;
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3 eine
Schnittdarstellung durch einen Zylinderkopf und im Wesentlichen
entlang der Achse einer der Nockenwellen ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Lagerkappe für die angetriebenen
Enden der Nockenwellen mit den Zeitpunktsensoren oder einem darin
montierten Winkelsensor zeigt;
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5 eine
perspektivische Ansicht ist, wenn von unten gesehen wird, die einen
Sensor der Nockenwinkelsensoren zeigt;
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6 eine
Querschnittsdarstellung ist, im Wesentlichen genommen durch den
Zeitpunktsensor und das zugehörige
Zeitpunktrad, das mit einer der Nockenwellen einstückig gebildet
ist; und
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7 ein
schematisches Hydraulikdiagramm ist, das die Schmierölkanäle und die
Steuervorrichtung für
die Einlass- und Auslassventil-Zeitpunktvorrichtung zeigt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Brennkraftmaschine wird nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 – 3 sind
eine Draufsicht, eine vordere Ansicht und eine Seitenansicht eines
Nockenwinkelsensor-Montageaufbaus entsprechend des Ausführungsbeispieles.
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Die
Zahl 1 bezeichnet einen Mehrzylinder-Motor vom DOHC-Typ
mit vier Ventilen und in der Fig. ist der vordere Endabschnitt eines
Zylinderkopfes 2 gezeigt, der in der Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie
angeordnet ist. Eine nicht-dargestellt Kurbelwelle des Motors ist
in der Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie angeordnet. In der Mitte jedes Zylinders
ist eine Einsetzbohrung 3 für das Montieren einer Zündkerze
gebildet, um die herum zwei Löcher oder
Bohrungen für
Einlassventile 4 und zwei Löcher oder Bohrungen für Auslassventile
angeordnet sind. In der 1 ist ein erster Zylinder in
diesem vorwärtigen
Endabschnitt gezeigt. Aufwärts
der Einlassventilbohrungen 4 und den Auslassventilbohrungen 5 sind
parallel jeweils eine Einlass-Nockenwelle und eine Auslass-Nockenwelle 7 angeordnet.
An dieser Einlass-Nockenwelle 6 und dieser Auslass-Nockenwelle 7 sind
Nocken 8 vorgesehen, die den jeweiligen Ventilen entsprechen.
Diese Nockenwellen 6, 7 drehen jeweils um die
Drehachsen (Mittelachsen). Mit den vorderen Enden dieser Nockenwellen 6, 7 ist eine
VVT (veränderbare
Zeitpunktvorrichtung) 9 verbunden. Die VVT 9 weist
eine Einlass-VVT 10 und eine Auslass-VVT 11 auf,
die nachstehend beschrieben werden. Die VVT 9 ist in einem
Zeitpunktgehäuse
der Zylinderkopfeinrichtung verbunden. Die Oberseite des Zylinderkopfes 2 wird
zusammen mit der VVT 9 (2, 3)
durch die Kopfabdeckung 12 abgedeckt. 1 ist
eine Ansicht, bei der die Kopfabdeckung weggelassen worden ist,
und der Umfangskantenabschnitt des Zylinderkopfes 2 bildet eine
Passoberfläche 13 mit
der Kopfabdeckung, an der die Kopfabdeckung 12 durch eine
Gummiabdichtung (nicht gezeigt) montiert ist.
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Die
Einlass-Nockenwelle 6 und die Auslass-Nockenwelle 7 sind
an dem Zylinderkopf 2 für die
Drehung an einem ersten Lagerabschnitt 14, der zu der VVT 9 benachbart
ist, gelagert, einem zweiten Lagerabschnitt 15 und weiter
einem dritten, einem vierten... Lagerabschnitt (Nockenwellen-Lagereinrichtung),
daran vorgesehen entsprechend der jeweiligen Zylinder, mit ihren
unteren halben Abschnitten, die in den Zylinderkopf eingesetzt sind.
Die oberen halben Abschnitte dieser Lagerabschnitte werden durch
eine Mehrzahl von Nockenkappen (Lagerkappen) abgedeckt, durch die
die Nockenwellen 6, 7 für die Drehung an dem Zylinderkopf 2 gehalten
werden. In den 1 bis 3 ist nur
eine Nockenkappe 17 des ersten Lagerabschnittes 14 gezeigt;
wobei die weiteren No ckenkappen nicht dargestellt sind. In der 1 sind
auf beiden Seiten des zweiten Lagerabschnittes 15 Nockenkappen-Montageschraubenbohrungen 16 gebildet
und in dem ersten Lagerabschnitt 14 ist die Nockenkappe 17,
wie nachstehend beschrieben wird, mit integrierten Einlass- und
Auslassabschnitten montiert. Die Nockenkappe 17 ist durch eine
dicke Linie in der Figur gezeigt.
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An
axial beabstandeten Positionen entlang ihrer Länge sind die Einlass- und Auslass-Nockenwellen 6, 7 mit
Lageroberflächen
versehen, die jeweils den Lagerabschnitten zugehörig sind. Diese Endlageroberflächen werden
in der aufrecht stehenden vorderen Endwand des Zylinderkopfes 2 gelagert,
die dem Zeitpunktgehäuse
benachbart ist. Die Endlageroberflächen der Nockenwellen 6, 7 sind dem
ersten Lagerabschnitt 14 zugehörig.
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Der
Zylinderkopf 2 ist mit einem Zylinderkörper (nicht gezeigt) mit Kopfschrauben
(Gewindebefestiger) 19 (3) verbunden,
die durch die Kopfschraubenbohrungen (Befestigerbohrungen) 18 (1),
vorgesehen rund um die Zylinder an vier Orten für jeden Zylinder, hindurchgehen.
Die Nockenwellen 6, 7 sind oberhalb dieser Kopfschrauben 19 angeordnet.
Diese mit Gewinde versehenen Befestiger 19 werden durch
die vier Befestigerbohrungen 18 hindurchgeführt, die
an den Umfangskanten des zugehörigen
Zylinderkopfes 2 rund um jede Zylinderbohrung gebildet
ist und in mit Innengewinde versehenen Öffnungen in dem zugehörigen Zylinderblock verschraubt,
um das Zylinderkopfteil 12 an dem Zylinderblock in einer
Weise, die im Stand der Technik allgemein bekannt ist, zu verschrauben.
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Die
ersten Lagerabschnitte 14 in den vorderen Endabschnitten
von beiden Nockenwellen 6, 7 lagern jeweils die
Einlass-VVT 10 und die Auslass-VVT 11 in einer
freitragenden Weise, so dass sie eine große axiale Breite haben. Die
Nockenkappe 17 ist an dem breiten ersten Lagerabschnitten 14 montiert.
Die Nockenkappe 17 ist, wie in der 4 gezeigt,
eine Kappe mit integrierten Einlass- und Auslassabschnitten. Die
Nockenkappe 17 ist an dem Zylinderkopf 2 mit Schrauben
(mit Gewinde versehene Befestiger) befestigt, die durch die Schraubenbohrungen
(Öffnungen) 20 auf
beiden Seiten der ersten Lagerabschnitte 14 beider Nockenwellen
und einer Schraubenbohrung 22, vorgesehen in dem Verbindungsabschnitt 21 der
Nockenkappe zwischen den Einlass- und Auslasswellen, hindurchgehen.
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Die
Nockenkappe 17 ist mit Montagesitzen (Sensor-Montageabschnitte) 23 an
den Positionen vorgesehen, die den Nockenwellen 6, 7 entsprechen. Die
Montagesitze 23 und der Verbindungsabschnitt 21,
der die Einlass- und Auslass-Nockenabschnitte verbindet, sind überhängend in
der Richtung zu den zweiten Lagerabschnitten 15 (siehe 3)
gebildet. Ein Nockenwinkelsensor 24 einer Form, wie sie
in der 2 gezeigt ist, ist an jedem Montagesitz 23 gezeigt.
Der Nockenwinkelsensor 24 besteht aus einem zylindrischen
Sensorkörper 25 und
einem Montageflansch 26, die versetzt von einer Seite des
Sensorkörpers 25 an
der Oberseite derselben vorspringen, und der Montageflansch 26 ist
mit einer Durchgangsbohrung 27 für die Montageschrauben gebildet.
Der Nockenwinkelsensor 24 ist an der Montagebasis oder
dem Sitz 23 mit dem Sensorkörper 25, der in die in
eine Sensoreinsetzbohrung 28 an der Montagebasis 23 eingesetzt
ist, befestigt, und mit einer schraube durch die Durchgangsbohrung 27 des
Montageflanschs 26 in einer Schraubenbohrung 29 des
Montagesitzes 23 verschraubt. Der Montagesitz 23 ist, wie
in den 2, 3 gezeigt, nach außen der Kopfabdeckung 12 durch
ein elastisches Dichtungsteil 47 für das Verbinden der Leitungsdrähte freigelegt.
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Ein
Verschlussteil oder Zeitpunktrad 30 als ein Nockenwinkel-Erfassungsabschnitt
ist an jeder der Nockenwellen 6, 7 zwischen den
ersten und zweiten Lagerabschnitten 14, 15 vorgesehen.
Das Verschlussteil 30 ist ein Rotationsgegenstand, um durch
den Nockensensor 24 erfasst zu werden, und weist z. B.
vier radiale Vorsprünge 30a auf
(oder vier individuelle Zähne
oder Ansätze).
Der Nockensensor 24 ist, wie in den 1, 3 gezeigt,
auf dem Montagesitz 23 derart montiert, dass die Mittelachse
des Sensorkörpers 25 die
Mittelachse C der Nockenwelle 6 oder 7 kreuzt
und der Sensorkörper 25 dem
Verschlussteil 30 mit einem gegebenen Abstand von der Drehoberfläche (in
der 6 gepunktet) der Spitze des Verschlussteiles 30 zugewandt
ist. Die Montageflansche 26 beider Sensoren 24 sind
von den Sensorkörpern 25 von
beiden Nockenwellen seitlich nach innen und in die Richtung der
ersten Lagerabschnitte 14 vorspringend. Diese Anordnung
der Montageflansche 26 gestattet der Nockenkappe 17 in
ihrer Form mit kleinen Abmessungen in der seitlichen und in der Längsrichtung
kompakt zu sein.
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Das
Verschlussteil 30, dass ein Gegenstand ist, um durch den
Nockenwinkelsensor 24 erfasst zu werden, ist nicht auf
die in dem Beispiel in der Figur gezeigten vier Vorsprünge begrenzt,
sondern kann ein Rad mit einem zahnradartigen Profil sein, oder ein
Rad mit optischen, elektrischen oder mechanischen Markierungen,
wie z. B. kleinen Vorsprüngen oder
Nuten. Die Sensoren für
das Erfassen dieser Verschlussteile können optisch, elektrisch, mechanisch
oder irgendein anderer Typ von Sensoren sein.
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Nunmehr
wird die VVT 9 beschrieben. Ein Antriebskettenrad 31 ist
an der VVT 10 montiert und durch eine Nockenkette 32 mit
einem Kettenrad der nicht-dargestellten Kurbelwelle verbunden. Ein Kupplungskettenrad 33 ist
mit dem Antriebskettenrad 31 koaxial montiert und mit einem
Kupplungskettenrad 35 der Auslass-VVT 11 verbunden.
Innerhalb der Verbindungskette 34 zwischen den Kupplungskettenräder 33, 35 ist
mit einer Spanneinrichtung 36 versehen, die an dem Zylinderkopf 2 mit
zwei Schrauben befestigt ist. Über
das oben beschriebene Drehantriebssystem wird die Drehung der Kurbelwelle
auf das Antriebskettenrad 31 der VVT 10 durch
die Nockenkette 32 und weiter auf die Auslass-VVT 11 durch
die Kupplungskettenräder 33, 35 und
die Verbindungskette 34 übertragen.
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Die
Einlass- und Auslass-VVT's 10, 11 sind mit
ersten Öldruckkammern 38 und
zweiten Öldruckkammern 39 versehen,
und der Öldruck
wird zu jeder der Ölkammern
zugeführt,
was die Drehphase der Nockenwellen 6, 7 gestattet,
im Verhältnis
zu diesen der Drehwellen der VVT's
durch die Kettenräder
verschoben zu werden. Somit werden die Phasen der Nockenwellen 6, 7 relativ
zu dem Kurbelwinkel eingestellt, um den Ventilzeitpunkt zu steuern.
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Das
Schalten der Öldruckzuführung zu
der ersten und zweiten Ölkammer 38, 39 wird
durch elektromagnetische Schaltventile 40 ausgeführt, die
in den Einlass- und Auslass-VVT's 10, 11 vorgesehen sind.
Das Arbeitsöl,
das in einem Ölkanal 41 durch
einen Filter 42 fließt,
wie in den 2, 7 gezeigt, wird
durch verzweigte Kanäle 46 zu
den Schaltventilen 40 der Einlass- und Auslass-VVT's 10, 11 zugeführt. Die Ölströmungen,
geschaltet in ihre Richtungen in den Schaltventilen 40,
werden in die ersten Ölkammern 38 oder
in die zweiten Ölkammern 39 der VVT's durch die ersten Ölkanäle 43 oder
die zweiten Ölkanäle 44,
gezeigt in der 7, im Voraus oder mit einer
Verzögerung
der Phasen der Nockenwellen 6, 7 zugeführt.
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Die
verzweigten Kanäle 46 werden
vor den Schaltventilen weiter verzweigt, um Schmierölkanäle 45 zu
bilden, durch die Öl
zu beiden Nockenwellen 6, 7 und zu den Nockenkappen 17 zugeführt wird,
um, wie nachstehend beschrieben, die Druckoberflächen zu schmieren.
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Wie
in der 3 gezeigt, sind auf beiden Seiten des ersten Lagerabschnittes 14 der
Auslass-Nockenwelle 7 Drucklager 48 gebildet (der
Aufbau der Einlass-Nockenwelle 6 ist derselbe wie der der
Auslass-Nockenwelle 7, und dieselbe Beschreibung wird hierin nachstehend
auf die Einlass-Nockenwelle 6 angewandt), die die Druckkräfte durch den
Zylinderkopf 2 und die Nockenkappe 17, die die Nockenwelle 6 an
diesem Abschnitt lagert, um die axiale Position der Nockenwelle
festzulegen, aufnimmt. In der Nockenwelle 7 ist ein Ölkanal 50 entlang
der axialen Mitte gebildet. Der verzweigte Kanal 46 stromab
des Filters 42 (2, 7) ist mit
dem Ölkanal 50 in
der Nockenwelle 7 durch den Ölkanal 45 in Verbindung,
und das Öl
wird von den Ölöffnungen 50a in
den Zapfenabschnitten zu den Zapfenlagerabschnitten und den entsprechenden
Nockenkappen zugeführt.
Die Ölkanäle 45, 50 sind
mit dem Druckölkanal 49 in
Verbindung, der in der Nockenkappe 17 gebildet ist. Der
Druckölkanal 49 hat
auf beiden Seiten der Nockenkappe 17 Öffnungen, durch die Öl zu den
Druckoberflächen
der Drucklager 48 auf beiden Seiten zugeführt wird.
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Der
verzweigte Kanal ist, wie oben beschrieben, durch das Schaltventil 40 in
erste und zweite Ölkanäle 43, 44 geteilt,
die mit den Ölkanälen 43a, 44a in
dem Endabschnitt der Nockenwelle in Verbindung sind. Diese Ölkanäle 43a, 44a sind
jeweils mit den ersten und zweiten Ölkammern 38, 39 durch
die Ölöffnungen 43b, 44b in
Verbindung, und Öl
wird in die ausgewählte Öldruckkammer 38 oder 39 zugeführt, um
die Phase der Nockenwelle relativ zu dem Kurbelwinkel zu verschieben.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
schafft einen Kurbelwinkelsensor-Montageaufbau für Motoren, die eine VVT aufweisen,
angeordnet an einem der Enden der Einlass- oder Auslass-Nockenwellen eines Mehrzylindermotors,
wobei ein Zylinder an einer Mehrzahl von daran gebildeten Lagerabschnitten,
an einem Zylinderkopf durch eine Nockenkappe, die Nockenwinkel-Erfassungsdrehabschnitte
auf den Nockenwellen und die Nockenwinkelsensoren, die den Nockenwinkel-Erfassungsdrehabschnitten
zugewandt sind, gehalten wird, wobei der Nockenwinkel-Erfassungsdrehabschnitt
zwischen einem am weitesten außen
gelegenen Lagerabschnitt, benachbart zu der VVT, und einem zweiten
Lagerabschnitt, vorgesehen ist und der Nockenwinkelsensor mit der Nockenkappe
an dem am weitesten außen
gelegenen Lagerabschnitt verbunden ist.
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Entsprechend
dieses Ausführungsbeispieles werden
die Nockenwinkelsensoren mit einer Nockenkappe an den am weitesten
außen
gelegen Lagerabschnitten, benachbart zu einer VVT, verbunden, so dass
die Nockenwinkelsensoren, durch die Verwendung des Raumes oberhalb
der Nockenwellen innerhalb der Kopfabdeckung, effizient räumlich beabstandet
verbunden werden können,
ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Gesamtlänge zu vergrößern. In
diesem Fall werden die Sensoren und die Leitungsdrähte durch
die Kopfabdeckung an einer Position, benachbart zu einer großen sperrigen
VVT, vorgesehen an einem Ende des Motors, verbunden, so dass die
Positionen, die von der Kopfabdeckung vorspringen würden und
eine sperrige Form haben, überflüssig werden,
was eine räumlich
effizientere, einfache Gestaltung bewirkt. Zusätzlich werden die Sensoren
mit einer Nockenkappe an den am weitesten außen gelegenen Lagerabschnitten
der Nockenwellen verbunden, die eine große Breite haben, um die VVT
in einer freitragenden Weise zu lagern, so dass selbst wenn die
Sensoren durch die Nockenkappe gelagert werden, die über den
zweiten Lagerabschnitten überhängend sind,
sie stabil mit ausreichender Festigkeit gelagert werden können.
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Zusätzlich zu
dem Ausführungsbeispiel
ist die Nockenkappe derart aufgebaut, dass seine Einlass- und Auslass-Nockenkappe
miteinander zwischen den Einlass- und Auslass-Nockenwellen verbunden sind.
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Entsprechend
dieser Anordnung ist die Nockenkappe derart gebildet, das sie eine
einstückige Form
hat, die sich zwischen den Einlass- und Auslass-Nockenwellen erstreckt,
mit seinen Einlass- und Auslass-Nockenkappenabschnitten, zusammen
verbunden zwischen den Einlass- und Auslass-Nockenwellen, und die
Einlass- und Auslass-Nockensensoren
jeweils mit den Einlass- und Auslass-Nockenkappenabschnitten verbunden
sind, so dass die Sensoren stabil und mit ausreichender Festigkeit
gelagert werden können.
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Entsprechend
des Ausführungsbeispiels
ist der Nockenwinkelsensor mit seiner Mittelachse, die die axiale
Mitte der entsprechenden Nockenwelle kreuzt, und die einen Montageflansch
versetzt von der Mittelachse hat, angeordnet, wobei der Montageflansch
seitlich auf der Seite des Sensors nach innen der Nockenwellen und
längs auf
der Seite derselben nah zu dem am weitesten außen gelegenen Lagerabschnitt
vorgesehen ist.
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Entsprechend
dieser Anordnung kreuzen, wenn die Sensoren mit der Nockenkappe
verbunden sind, die sich zwischen parallelen Einlass- und Auslass-Nockenwellen
erstrecken, die Mittelachsen der Sensoren die axialen Mitten der
Nockenwellen zwischen den am weitesten außen gelegenen und den zweiten
Lagerabschnitten, und Montageflansche, die versetzt von den Mittelachsen
der Sensoren zu einer der Seiten vorspringen, sind seitlich auf
den Seiten derselben nah zu den am weitesten außen angeordneten Lagerabschnitte
vorgesehen, so dass die Nockenwinkelsensoren mit der Nockenkappe
in einer kompakten und stabilen Weise verbunden werden kann, ohne
dass die Notwen digkeit besteht, die Nockenkappe nach außen von
beiden Nockenwellen zu verlängern
und ohne den Überhang
der Nockenkappe in die Richtung zu den zweiten Lagerabschnitten.
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Entsprechend
des Ausführungsbeispieles sind
axial auf beiden Seiten des am weitesten außen angeordneten Lagerabschnittes
Drucklager vorgesehen, und in den Nockenkappen sind Ölkanäle gebildet,
um das Öl
auf die Oberflächen
der Drucklager zuzuführen,
wobei die Ölkanäle und die
VVT-Antriebölkanäle miteinander
in Verbindung sind.
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Entsprechend
dieser Anordnung sind auf beiden Seiten der breiten, am weitesten
außen
gelegenen Lagerabschnitte, benachbart zu der VVT, Drucklager vorgesehen,
um die Nockenwelle stabil zu halten, wobei die Nockenkappe an diesen
Drucklagern in Gleitkontakt mit den Drucklager-Oberflächen montiert
ist, und die Nockenkappe gebildete Druckoberfläche-Schmierölkanäle in Verbindung mit den VVT-Antriebskanälen sind,
so dass Öl
auf die Druckoberflächen
stabil und zuverlässig,
ohne ein Verkomplizieren der Rohranordnung in der Nähe der VVT,
zugeführt
werden kann.
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Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel lehrt
eine Brennkraftmaschine, die einen Motorkörper aufweist, versehen mit
einer Anzahl von axial beabstandeten Lagerabschnitten, wobei eine
Mehrzahl der axial beabstandeten Lagerkappen an dem Motorkörper befestigt
ist und mit den Lagerabschnitten für das Lagern axial beabstandeter
Lageroberschnitte einer Nockenwelle zusammenwirkt. Eine veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung ist mit einem Ende der Nockenwelle für das Antreiben
der Nockenwelle in einer einstellbaren zeitgesteuerten Art von einer Motorkurbelwelle
verbunden. Eine der gelagerten Nockenwellen-Lageroberflächen ist
zu der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung angrenzend. Ein Zeitpunktteil ist auf
der Nockenwelle auf der Seite von einer der gelagerten Nockenwellen-Lageroberflächen zu
der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung gegenüberliegend.
Ein Zeitpunktsensor wirkt mit dem Zeitpunktteil für das Vorsehen
einer Signals, das den Nockenwinkel anzeigt, zusammen, wobei der Zeitpunktsensor
durch die Lagerkappe, die eines der gelagerten Nockenwellen-Lageroberflächen lagert, getragen
wird. Die eine gelagerte Nockenwellen-Lageroberfläche ist
an einem Ende der Nockenwelle angeordnet.
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Der
Motorkörper
ist mit einer Abdeckung versehen, die zumindest zum Teil die Nockenwelle
und die Lagerkappe enthält,
die eine der gelagerten Nockenwellen-Lageroberflä chen lagert, und der Zeitpunktsensor
hat einen Abschnitt, der sich durch die Abdeckung erstreckt.
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Die
zapfengelagerte Nockenwellen-Lageroberfläche ist durch eine Paar von
Druckflanschen begrenzt, die mit der Lagerkappe im Eingriff sind,
die eine der zapfengelagerten Nockenwellen-Lageroberflächen für das axiale
Anordnen der Nockenwelle lagert.
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Die
veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung wird hydraulisch betätigt. Die Druckflansche werden aus
derselben Quelle geschmiert, wenn die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung
arbeitet. Das Schmiermittel für
die Druckflansche wird durch die Lagerkappe zugeführt, die
eine der gezapften Nockenwellen-Lageroberflächen lagert.
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Entsprechend
des Ausführungsbeispieles
ist eine weitere oder zweite Nockenwelle, zapfengelagert um eine
Achse, parallel zu der Achse der ersten vorerwähnten Nockenwelle durch eine
zweite Anzahl der axial beabstandeten Lagerabschnitte des Motorkörpers vorgesehen.
Eine zweite Mehrzahl von axial beabstandeten Lagerkappen ist an
dem Motorkörper befestigt
und wirkt mit den Lagerabschnitten für das Zapfenlagern axial beabstandeter
Lageroberflächen der
zweiten Nockenwelle zusammen. Eine zweite veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung
verbindet mit einem Ende der zweiten Nockenwelle für das Antreiben
der zweiten Nockenwelle in einer einstellbaren zeitgesteuerten Art
von der Motorkurbelwelle, wobei eine der zapfengelagerten zweiten
Nockenwellen-Lageroberflächen
zu der zweiten veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung angrenzend ist. Ein zweites Zeitpunktteil
ist auf der zweiten Nockenwelle auf der Seite des einen der zapfengelagerten
zweiten Nockenwellen-Lageroberflächen,
gegenüberliegend zu
der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung, gebildet. Ein zweiter Zeitpunktsensor
wirkt mit dem zweiten Zeitpunktteil zusammen, um ein Signal zu schaffen,
das den Nockenwinkel der zweiten Nockenwelle anzeigt, wobei der
zweite Zeitpunktsensor durch die Lagerkappe der zweiten Mehrzahl,
die eine der zweiten zapfengelagerten Nockenwellen-Lageroberflächen lagert,
ausgeführt
wird. Die Lagerkappen, die die Zeitpunktsensoren tragen, weisen
eine Einzellagerkappe auf, die Lageroberflächen für jede der Nockenwellen vorsehen.
Die eine zapfengelagerte Nockenwellen-Lageroberfläche von
jeder der Nockenwellen wird an demselben Ende beider Nockenwellen
angeordnet.
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Die
zapfengelagerte Nockenwellen-Lageroberfläche jeder Nockenwelle wird
durch ein Paar von Druckflanschen begrenzt, die mit der gemeinsamen Lagerkappe
für das
axiale Anordnen der Nockenwellen im Eingriff sind.
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Die
Zeitpunktsensoren sind an der gemeinsamen Lagerkappe an den Enden
der jeweiligen lang gestreckten Montageplatten montiert und liegen über der
Drehachse der zugehörigen
Nockenwelle.
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Das
vorerwähnte
Ausführungsbeispiel
sieht eine Brennkraftmaschine vor, die einen Zylinderkopf 2 und
zumindest eine Nockenwelle 6, 7 aufweist, gelagert
an einem Zylinderkopf 2 durch eine Nockenwellen-Lagereinrichtung,
die zumindest eine Nockenkappe 17 und eine Nockenwinkel-Sensoreinrichtung für das Erfassen
des Drehwinkels der Nockenwelle hat. Die Nockenwinkel-Sensoreinrichtung
weist zumindest einen Nockenwinkelsensor 24 auf, der mit der
Nockenkappe 17 verbunden ist. Eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 9 ist
an einem Ende der Nockenwelle 6, 7 angeordnet.
Der Nockenwinkelsensor 24 ist mit der Nockenkappe 17,
die zu der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung 9 benachbart ist, verbunden.
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Die
Nockenkappe 17 weist einen Nockenwellen-Lagerabschnitt
und einen Sensor-Montageabschnitt 23 auf, der sich von
dem Nockenwellen-Lagerabschnitt in Längsrichtung der Nockenwelle 6, 7 erstreckt.
Der Nockenwinkelsensor 23 weist eine Sensor-Einsetzöffnung 28 auf,
um den Sensorkörper 25 des
Nockenwinkelsensors 24 aufzunehmen. Der Nockenwinkelsensor 24 ist
mit einem Montageflansch 26, befestigt an dem Sensor-Montageabschnitt 23,
versehen.
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Die
Nockenwinkel-Sensoreinrichtung weist einen Nockenwinkel-Erfassungsabschnitt
(30) auf, vorgesehen auf der Nockenwelle (6, 7),
wobei der Nockenwinkelsensor (24) dem Nockenwinkel-Erfassungsabschnitt
(30) zugewandt ist, und eine Mittelachse des Nockenwinkelsensors
(24) eine Mittelachse (C) der Nockenwelle (6, 7)
kreuzt.
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Der
Zylinderkopf 2 ist mit einer Kopfabdeckung 12 versehen,
die die Nockenwelle 6, 7 abdeckt, wobei der Nockenwinkelsensor 24 der
Nockenwelle 6, 7 zwischen dem ersten und dem zweiten
Lagerabschnitt 14, 15 zugewandt ist.
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Die
Nockenwelle 6, 7 weist Drucklagerflansche 48 auf,
die die Nockenwelle 6, 7 in der Nockenwellen-Lagereinrichtung
lagern. Die Nockenkappe 17 ist mit einer Ölkanaleinrichtung
für das
Zuführen
von Öl
in die Drucklagerflansche 48 versehen.
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Entsprechend
des Ausführungsbeispieles weist
der Motor eine Einlass-Nockenwelle 6 un deine Auslass-Nockenwelle 7 auf,
die an dem Zylinderkopf 2 des Motors gelagert sind. Die
Nockenwinkel-Sensoreinrichtung weist einen ersten Nockenwinkelsensor 24 auf,
der mit der Einlass-Nockenwelle 6 verbunden ist, und einen
zweiten Nockenwinkelsensor auf, der mit der Auslass-Nockenwelle 7 verbunden
ist. Die Nockenwinkelsensoren sind mit der Nockenkappe 17 verbunden,
die die Einlass- und die Auslass-Nockenwelle 6, 7 an
dem Zylinderkopf 2 lagern.
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Die
Nockenkappe 17 weist einen Einlassnockenwellen-Lagerabschnitt
und einen ersten Sensormontageabschnitt 23 auf, der sich
von dem Einlassnockenwellen-Lagerabschnitt in der Längsrichtung der
Einlass-Nockenwelle 6 erstreckt, wobei der erste Nockenwinkelsensor 24 auf
dem ersten Sensor-Montageabschnitt 23 gelagert ist. Die
Nockenkappe 17 weist außerdem einen Auslassnockenwellen-Lagerabschnitt
und einen zweiten Sensor-Montageabschnitt 23 auf, der sich
von dem Auslassnockenwellen-Lagerabschnitt in Längsrichtung der Auslassnockenwelle 7 erstreckt,
wobei der zweite Nockenwinkelsensor (24) an dem zweiten
Sensor-Montageabschnitt 23 gelagert ist. Der Einlassnockenwellen-Lagerabschnitt
und der Auslassnockenwellen-Lagerabschnitt sind miteinander verbunden,
um die Nockenkappe 17 als ein im Wesentlichen integrales
Teil zu schaffen.
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Die
veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung VVT 9 weist eine veränderbare
Einlassventil-Zeitpunktvorrichtung VVT 10, angeordnet an
einem Ende der Einlass-Nockenwelle (6), und die veränderbare Auslassventil-Zeitpunktvorrichtung,
angeordnet an einem Ende der Auslass-Nockenwelle (7) auf
derselben Zylinderkopfseite wie die Einlassventil-Zeitpunktvorrichtung
VVT 10 auf. Der erste und der zweite Nockenwinkelsensor 24 ist
mit der Nockenkappe 17 verbunden, die zu der veränderbaren
Ventilzeitpunktvorrichtung VVT 10, 11 benachbart
ist. Die Nockenwinkel-Sensoreinrichtung weist Nockenwinkel-Erfassungsabschnitte 30 auf,
die jeweils auf jeder der Nockenwellen 6, 7 vorgesehen
sind. Die Nockenwinkelsensoren 24 sind den Nockenwinkel-Erfassungsabschnitten 30 zugewandt
und die Mittelachse der Nockenwinkelsensoren kreuzen jeweils die
Mittelachse C der Nockenwellen 6, 7.