DE602004000078T2 - Phasenversteller mit einem einzigen Rückführungsrückschlagventil und einem Zufuhrventil - Google Patents

Phasenversteller mit einem einzigen Rückführungsrückschlagventil und einem Zufuhrventil Download PDF

Info

Publication number
DE602004000078T2
DE602004000078T2 DE602004000078T DE602004000078T DE602004000078T2 DE 602004000078 T2 DE602004000078 T2 DE 602004000078T2 DE 602004000078 T DE602004000078 T DE 602004000078T DE 602004000078 T DE602004000078 T DE 602004000078T DE 602004000078 T2 DE602004000078 T2 DE 602004000078T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
return
delay
advance
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE602004000078T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004000078D1 (de
Inventor
Roger T. Ithaca Simpson
Marty Gardner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Borg Warner Automotive Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc, Borg Warner Automotive Inc filed Critical BorgWarner Inc
Publication of DE602004000078D1 publication Critical patent/DE602004000078D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004000078T2 publication Critical patent/DE602004000078T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34409Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by torque-responsive means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/022Chain drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/024Belt drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/026Gear drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426Oil control valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Systeme zur variablen Nockenwellensteuerung. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen nockendrehmomentbetätigten Phasensteller mit einem einzigen Rückführventil.
  • Die US-PS 5 002 023 beschreibt ein VCT-System auf dem Gebiet der Erfindung, bei dem die Systemhydraulik ein Paar von entgegengesetzt wirkenden Hydraulikzylindern mit geeigneten hydraulischen Durchflußelementen zur wahlweisen übertragung von Hydraulikmittel von einem der Zylinder zum anderen oder umgekehrt aufweist, um auf diese Weise die Umfangsposition einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle vorzubewegen oder zu verzögern. Bei dem Steuersystem findet ein Steuerventil Verwendung, in dem die Abgabe von Hydraulikmittel von dem einen oder dem anderen der entgegengesetzt wirkenden Zylinder ermöglicht wird, indem ein Schieber innerhalb des Ventils von seiner zentrierten Position oder Nullposition aus in der einen oder der anderen Richtung bewegt wird. Die Bewegung des Schieber tritt in Abhängigkeit von einem Anstieg oder Abfall des hydraulischen Steuerdrucks PC an einem Ende des Schiebers und der Beziehung zwischen der auf dieses Ende einwirkenden hydrau lischen Kraft und einer entgegengesetzt gerichteten mechanischen Kraft, die auf das andere Ende einwirkt und aus einer hierauf einwirkenden Druckfeder resultiert, auf.
  • Die US-PS 5 107 804 beschreibt eine andere Art eines VCT-Systems auf dem Gebiet der Erfindung, bei dem die Systemhydraulik einen Flügel mit Ausbauchungen innerhalb eines umschlossenen Gehäuses aufweist, der die entgegengesetzt wirkenden Zylinder der vorstehend erwähnten US-PS 5 002 023 ersetzt. Der Flügel kann sich relativ zum Gehäuse hin- und herbewegen, wobei geeignete hydraulische Durchflußelemente Hydraulikmittel innerhalb des Gehäuses von einer Seite einer Ausbauchung zur anderen oder umgekehrt übertragen, um auf diese Weise den Flügel relativ zum Gehäuse in der einen oder der anderen Richtung hin- und herzubewegen, wodurch die Position der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle vorbewegt oder verzögert wird. Das Steuersystem dieses VCT-Systems ist mit dem der US-PS 5 002 023 identisch, wobei die gleiche Art von Schieberventil Verwendung findet, das auf die gleiche Art von hierauf einwirkenden Kräften anspricht.
  • In der US-PS 5 657 725, auf der der Oberbegriff von Patentanspruch 1 basiert, ist ein VCT-Phasensteller beschrieben, bei dem ein Ölfluß von einer Voreilkammer zu einer Verzögerungskammer über eine Rückführleitung einschließlich eines Rückschlagventils ermöglicht wird, wenn sich das Schieberventil in einer Verzögerungsposition befindet, um eine hohe Verzögerungstendenz des Motors zu reduzieren.
  • Erfindungsgemäß wird ein Phasensteller zur variablen Nockensteuerung für eine Brennkraftmaschine, die mindestens
    eine Nockenwelle aufweist, vorgesehen, der umfaßt: ein Gehäuse mit einem Außenumfang zur Aufnahme einer Antriebskraft;
    einen Rotor (1) zur Verbindung mit einer Nockenwelle, die koaxial im Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse und der Rotor mindestens einen Flügel bilden, der eine Vielzahl von Kammern voneinander trennt, mindestens eine Kammer eine Voreilkammer und eine andere Kammer eine Verzögerungskammer ist und sich der Flügel drehen kann, um die relative Winkellage des Gehäuses und des Rotors zu verschieben;
    ein Schieberventil mit einem Schieber mit einer Vielzahl von Stegen, der gleitend in einer Bohrung im Rotor gelagert ist und von einer Voreilposition durch eine Halteposition in eine Verzögerungsposition gleiten kann, und mit einem Voreilauslaßkanal, einem Verzögerungsauslaßkanal und einem Rückführkanal, um ein Betriebsmittel zur Voreilkammer und Verzögerungskammer zu führen, wobei der Voreilauslaßkanal und der Verzögerungsauslaßkanal mit dem Rückführkanal verbunden sind; und
    ein Rückführrückschlagventil im Rückführkanal, das so orientiert ist, daß das Betriebsmittel nur von der Voreilkammer durch den Voreilauslaßkanal in den Rückführkanal strömt, wenn sich der Schieber in der Verzögerungsposition befindet;
    dadurch gekennzeichnet, daß das Rückrückschlagventil so angeordnet ist, daß das Betriebsmittel von der Verzögerungskammer durch den Verzögerungskammerauslaßkanal in den Rückführkanal nur dann strömen kann, wenn sich der Schieber in der Voreilposition befindet.
  • Ein Phasensteller für eine variable Nockensteuerung einer Brennkraftmaschine, die mindestens eine Nockenwelle aufweist, umfaßt ein Gehäuse, einen Rotor, ein Schieberventil und ein Rückführrückschlagventil. Das Gehäuse und der Rotor bilden mindestens einen Flügel, der eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer voneinander trennt. Das Schieberventil umfaßt einen Schieber mit einer Vielzahl von Stegen, der innerhalb einer Bohrung im Rotor gelagert ist. Der Schieber kann von einer Voreilposition durch eine Halteposition in eine Verzögerungsposition gleiten. Der Phasensteller besitzt ferner einen Voreilauslaßkanal, einen Verzögerungsauslaßkanal und einen Rückführkanal, um Betriebsmittel den Kammern zuzuführen. Das Rückführrückschlagventil befindet sich im Rückführkanal und ermöglicht, daß Strömungsmittel nur dann von der Voreilkammer in den Rückführkanal strömen kann, wenn sich der Schieber in der Verzögerungsposition befindet, und von der Verzögerungskammer in den Rückführkanal strömen kann, wenn sich der Schieber in der Voreilposition befindet.
  • Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
  • 1 eine auseinandergezogene Seitenansicht der Nockenwelle in einer Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;
  • 2 eine auseinandergezogene Seitenansicht des Rotors in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers der vorliegenden Erfindung in der Nullposition;
  • 4a eine schematischen Darstellung des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers der vorliegenden Erfindung in der Verzögerungsposition, wobei die Nockenwelle das Ventil öffnet;
  • 4b ein Diagramm der Nockentorsionsenergie;
  • 4c die Position der Nockenausbauchung;
  • 5a eine schematische Darstellung des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers der vorliegenden Erfindung in der Verzögerungsposition, wobei die Nockenwelle das Ventil schließt;
  • 5b ein Diagramm der Nockentorsionsenergie;
  • 5c die Position der Nockenausbauchung;
  • 6a eine schematische Darstellung des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers der vorliegenden Erfindung in der Voreilposition, wobei die Nockenwelle das Ventil schließt;
  • 6b ein Diagramm der Nockentorsionsenergie;
  • 6c die Position der Nockenausbauchung;
  • 7a eine schematische Darstellung des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers der vorliegenden Erfindung in der Voreilposition, wobei die Nockenwelle das Ventil öffnet;
  • 7b ein Diagramm der Nockentorsionsenergie;
  • 7c die Position der Nockenausbauchung;
  • 8 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 9 eine andere schematische Darstellung einer zweiten anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Eine Brennkraftmaschine besitzt eine Kurbelwelle, die über die Pleuelstangen der Kolben angetrieben wird, und eine oder mehrere Nockenwellen, die die Einlaß- und Auslaßventile an den Zylindern betätigen. Das Steuerzahnrad auf der Nockenwelle ist über einen Steuerantrieb, wie beispielsweise einen Riemen, eine Kette oder Zahnräder, mit der Kurbelwelle verbunden. Obwohl in den Figuren nur eine Nockenwelle dargestellt ist, versteht es sich, daß es sich hierbei um die einzige Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einer einzigen Nockenwelle handeln kann, entweder vom Typ mit obenliegender Nockenwelle oder vom Typ mit der Nockenwelle im Block, oder um eine Nockenwelle von zwei Nockenwellen (der Nockenwelle zur Betätigung der Einlaßventile oder Nockenwelle zur Betätigung der Auslaßventile) einer Brennkraftmaschine mit zwei Nockenwellen oder um eine Nockenwelle von vier Nockenwellen in einem V-Motor mit obenliegenden Nockenwellen, der zwei Nockenwellen für jede Zylinderreihe aufweist.
  • In einem System zur variablen Nockensteuerung (VCT) ist das Steuerzahnrad auf der Nockenwelle durch eine Kupplung zur variablen Winkeleinstellung ersetzt, die als „Phasensteller" bekannt ist und einen Rotor, der mit der Nockenwelle verbunden ist, und ein Gehäuse aufweist, das mit dem Steuerzahnrad verbunden ist (oder dieses bildet), wodurch die Nockenwelle unabhängig vom Steuerzahnrad innerhalb von Winkelgrenzen rotieren kann, um das Timing zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu verändern. Der hier verwendete Begriff „Phasensteller" umfaßt das Gehäuse und den Rotor sowie sämtliche Teile zur Steuerung der relativen Winkellage des Gehäuses und Rotors, damit das Timing der Nockenwelle gegenüber dem der Kurbelwelle versetzt werden kann. Bei Motoren mit mehreren Nockenwellen versteht es sich, daß ein Phasensteller auf jeder Nockenwelle vorhanden ist, wie dies bekannt ist.
  • Wie man 1 entnehmen kann, ist ein Rotor 1 mit Hilfe eines Montageflansches 8, an dem er (und die Rotorvorderplatte 4) über Schrauben 14 befestigt ist, fest an der Nockenwelle 9 angebracht. Der Rotor 1 hat ein Paar von diame tral gegenüberliegenden radial nach außen vorstehenden Flügeln 16, die in Ausnehmungen 17 im Gehäusekörper 2 greifen. Die Innenplatte 5, der Gehäusekörper 2 und die Außenplatte 3 sind mit Schrauben 13 um den Montageflansch 8, den Rotor 1 und die Rotorvorderplatte 4 befestigt, so daß die die Flügel 16 haltenden Ausnehmungen 17, die von der Außenplatte 3 und der Innenplatte 5 umschlossen sind, strömungsmitteldichte Kammern bilden. Das Timingzahnrad 11 ist mit der Innenplatte 5 über Schrauben 12 verbunden. Zusammen werden die Innenplatte 5, der Gehäusekörper 2, die Außenplatte 3 und das Timingzahnrad 11 hier als „Gehäuse" bezeichnet. Die Flügel 16 des Rotors 1 sind in die radial nach außen vorstehenden Ausnehmungen 17 des Gehäusekörpers 2 eingepaßt, wobei die Umfangserstreckung einer jeden Ausnehmung 17 etwas größer ist als die Umfangserstreckung des Flügels 16, der in einer derartigen Ausnehmung angeordnet ist, um eine begrenzte Schwingbewegung des Gehäuses relativ zum Rotor 1 zu ermöglichen. Die Flügel 16 sind mit Flügelspitzen 6 in Aufnahmeschlitzen 19 versehen, die durch lineare Expansionsvorrichtungen 7 nach außen vorgespannt sind. Die Flügelspitzen 6 verhindern, daß Motoröl zwischen der Innenseite der Ausnehmungen 17 und den Flügel 16 leckt, so daß jede Ausnehmung in gegenüberliegende Kammern 17a und 17b unterteilt ist, wie in den 38 gezeigt. Jede der Kammern 17a und 17b des Gehäuses 2 ist in der Lage, hydraulischen Druck aufrechtzuerhalten. Durch die Beaufschlagung der Kammern 17a mit Druck wird daher der Rotor im Uhrzeigersinn relativ zum Rotor 1 bewegt. Durch Beaufschlagung der Kammern 17b mit Druck wird der Rotor gegen den Uhrzeigersinn relativ zum Rotor 1 bewegt, wie in den Figuren gezeigt.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht des Rotors 1, der das Schieberventil 109 aufnimmt. Das Schieberventil 109 besitzt einen Schieber 104 und ein zylindrisches Element 115. Ein Haltering 204 ist an einem Ende des Schiebers 104 angebracht. Ein Stopfen 202 ist bündig mit der Oberfläche des zylindrischen Elementes 115 verpreßt. Die Feder 116 stößt gegen den Stopfen 202. Ein Einlaßrückschlagventil 300 und ein Rückführrückschlagventil 202 im Rotor 1 besitzen jeweils einen Haltering 210 und 206.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers in der Nullposition. Das den Phasensteller betätigende Hydraulikmittel 122, bei dem es sich beispielsweise um Motorschmieröl handelt, strömt in die Kammern 17a („A" bedeutet „Voreilen") und 17b („R" bedeutet „Verzögerung") und wird in den Phasensteller über eine gemeinsamen Einlaßleitung 110 eingeführt. Innerhalb der Einlaßleitung 110 befindet sich ein Einlaßrückschlagventil 300, das nur dazu dient, dem Phasensteller Ergänzungsöl zuzuführen. Die Einlaßleitung 110 führt zu drei Leitungen, nämlich einer Voreilauslaßöffnung 106, einer Rückführleitung 304 und einer Verzögerungsauslaßöffnung 107. Die Rückführleitung 304 enthält ein Rückführrückschlagventil 302, das sowohl zum Beschleunigen als auch zum Verzögern des Phasenstellers dient. Die Position des Schieberventils 109 gibt vor, welche Kammer 17a oder 17b eine Auslaßkammer ist und welche Kammer über das Rückrückschlagventil 302 gefüllt wird. Der Schieber 104 gleitet vor und zurück und besitzt Stege 104a, 104b und 104c, die eng an das zylindrische Element 115 angepaßt sind. Die Schieber stege 104a, 104b und 104c sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Um einen Phasenwinkel aufrechtzuerhalten, ist der Schieber 104 in der Nullstellung angeordnet, wie in 3 gezeigt. Während sich der Phasensteller in der Nullposition befindet, überlappen sich die Schieberstege 104b und 104c und blockieren die Einlaßleitungen 111 und 113, so daß verhindert wird, daß Hydraulikmittel außer der geringsten Menge an Ergänzungsöl in die Kammern 17a, 17b oder aus diesen herausströmen kann.
  • Da es sich bei dem Phasensteller um einen nockendrehmomentbetätigten Phasensteller (DTA) handelt, ist immer eine gewisse Leckage vorhanden. Ergänzungshydraulikmittel oder Öl wird der gemeinsamen Einlaßleitung 110 zugeführt. Die gemeinsame Einlaßleitung 11 enthält ein Einlaßrückschlagventil 300. Dieses Einlaßrückschlagventil ist nur dann offen, wenn weder ein Widerstandsdrehoment noch ein Antriebsdrehmoment vorhanden ist, d.h. während der Nullposition. Durch die Anordnung des Rückschlagventils in der gemeinsamen Einlaßleitung wird, wie in den 38 gezeigt, das Problem beseitigt, daß in den Kammern befindliches Öl leckt, wenn der Motor außer Betrieb ist.
  • 4a zeigt eine schematische Ansicht des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers in der Verzögerungsposition, speziell wenn die Phasenverschiebung eine Öffnung des Ventils ermöglicht. Der Schieber 104 wird nach innen (in den Figuren nach rechts) bewegt, um den Phasensteller durch die Kraftbetätigungseinheit 103, die von der elektronischen Steuereinheit (ECU) 102 gesteuert wird, in die Verzögerungsposition zu verschieben. Durch die Verschiebung des Schiebers 104 wird die Feder 116 komprimiert. Wenn der Schieber nach rechts verschoben wird, komprimiert die Nockenwellenausbauchung 222 die Ventilfeder 224, wie in den 4b und 4c gezeigt, und es wird ein Widerstandsdrehmoment mit einem positiven Wert erzeugt. Dieses Widerstandsdrehmoment bewirkt, daß der an der Nockenwelle 9 befestigte Rotor 1 gegenüber dem kettengetriebenen Kettenradgehäuse (nicht gezeigt) verzögert wird. Wenn die Nockenausbauchung 222 die Ventilfeder 224 komprimiert, enthält die Voreilkammer 17a hohen Druck, wodurch das Hydraulikmittel 122 aus der Voreilkammer 17a in die Einlaßleitung 111 herausgedrückt wird. Von der Einlaßleitung 111 gelangt das Hydraulikmittel 122 nach außen durch die Voreilauslaßöffnung 106 in die Rückführleitung 304, die das Rückführrückschlagventil 302 enthält. Von hier aus dringt das Hydraulikmittel in die Einlaßleitung 113 ein, die zur Verzögerungskammer 17b führt, wodurch der Flügel 16 in der in der Figur angedeuteten Richtung bewegt wird.
  • 5a ist eine schematische Ansicht des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers in der Verzögerungsposition, speziell in der Position, in der die Phasenverschiebung ein Schließen des Ventils ermöglicht. Wie in 5c gezeigt, bewegt sich die Nockenausbauchung 222 an ihrer Mitte vorbei und versucht die Ventilfeder 224, die Nockenwelle 9 und den Rotor 1 anzutreiben. Diese Antriebskraft versucht, wie in 5b gezeigt, das Hydraulikmittel 122 aus der Verzögerungskammer 17b heraus zurück in die Kammer 17a zu drücken. Das Rückführrückschlagventil 302 ist jedoch geschlossen, so daß das Hydraulikmittel 122 zur Verzögerungskammer 17b zurückströmen muß. Wenn daher der Schieber 104 einwärts be wegt wird, kann das Hydraulikmittel 122 nur von der Voreilkammer 17a zur Verzögerungskammer 17b und nicht in umgekehrter Richtung strömen. Eine Strömung von der Verzögerungskammer 17b zur Voreilkammer 17a wird durch das Rückführrückschlagventil 302 verhindert.
  • 6a ist eine schematische Ansicht des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers in der Voreilposition, speziell in der Position, in der die Phasenverschiebung ein Schließen des Ventils ermöglicht. Der Schieber 104 wird nach außen (in den Figuren nach links) bewegt, um den Phasensteller über die Kraftbetätigungseinheit 109 in die Voreilposition zu verschieben. Wie in 6c gezeigt, hat sich die Nockenausbauchung 222 an ihrer Mitte vorbei bewegt und drückt die Ventilfeder 224 gegen die Nockenausbauchung 222, um zu versuchen, die Nockenwelle anzutreiben oder zu beschleunigen. 6b zeigt das Antriebsdrehmoment als negatives Drehmoment. Dieses Antriebsdrehmoment bewirkt, daß der an der Nockenwelle befestigte Rotor seine Geschwindigkeit erhöht, so daß er sich schneller dreht als das kettengetriebene Kettenradgehäuse. Wenn die Ventilfeder 224 Druck auf die Nockenausbauchung 224 ausübt, enthält die Verzögerungskammer 17b einen hohen Druck, wodurch das Hydraulikmittel 122 aus der Verzögerungskammer 17b heraus und in die Einlaßleitung 113 gedrückt wird. Von der Einlaßleitung 113 strömt das Hydraulikmittel aus der Verzögerungsauslaßöffnung 107 heraus in die Rückführleitung 304, die das Rückführrückschlagventil 302 enthält. Von hier dringt das Hydraulikmittel in die Einlaßleitung 111 ein, die zur Voreilkammer 17a führt, und bewegt den Flügel 16 in der in der Figur angedeuteten Richtung. Somit wird das in der Ver zögerungskammer 17b befindliche Hydraulikmittel 122 zur Voreilkammer 17a bewegt, wenn ein Antriebsdrehmoment, d.h. ein negatives Drehmoment, vorhanden ist.
  • 7a ist eine schematische Ansicht des nockendrehmomentbetätigten Phasenstellers in der Voreilposition, speziell in der Position, in der der Nocken mit einer neuen Umdrehung beginnt, um das Ventil zu öffnen, wie in 7c gezeigt. Wenn die Nockenausbauchung die neue Umdrehung beginnt, will sie sich verzögern oder verlangsamen. Diese Widerstandskraft, die einen positiven Wert besitzt, versucht, wie in 7b gezeigt, das Hydraulikmittel 122 aus der Voreilkammer 17a heraus in die Verzögerungskammer 17b zu drücken. Das Rückführrückschlagventil 302 ist jedoch geschlossen, so daß das Hydraulikmittel zurück in die Voreilkammer 17a strömen muß. Durch die Rückführung des Hydraulikmittels wird verhindert, daß der Rotor die Bewegung verliert, die er erreicht hat, als ein Drehmoment vorhanden war. Wenn daher der Schieber 104 nach außen bewegt wird, kann das Hydraulikmittel nur von der Verzögerungskammer 17b in die Voreilkammer 17a und nicht in umgekehrter Richtung strömen. Eine Strömung von der Voreilkammer 17a zur Verzögerungskammer 17b wird durch das Rückführrückschlagventil 302 verhindert.
  • 8 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der ein Auslaß des Einlaßrückschlagventils 402 zwischen dem Rückführrückschlagventil 400 und der Rückführleitung 304 angeordnet ist. Diese Ausführungsform kann Verwendung finden, wenn der Versorgungsdruck üblicherweise niedrig ist. Durch Anordnung des Einlaßrückschlagventils 402, wie in 8 angedeutet, findet ein Druckabfall über dem Rückführventil in einer Größe statt, die der Größe des Reißdrucks des Rückführventils entspricht.
  • 9 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der zwei Einlaßrückschlagventile 502 und 504 über eine Leitung 508 miteinander verbunden und zwischen der Voreilkammer 17a und der Verzögerungskammer 17b sowie dem Schieber 104 angeordnet sind. Durch die Anordnung der Einlaßrückschlagventile 502, 504 in der in der Figur gezeigten Art und Weise sind die Voreilkammer 17a und Verzögerungskammer 17b immer voll, wenn sich das Schieberventil in der Nullposition befindet. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn ein Schieberventil mit großer Überlappung und engem Spiel vorhanden ist. Wenn die beiden Einlaßrückschlagventile nicht vorhanden wären, wäre eine zusätzliche Bewegung oder ein Zittersignal erforderlich, um die Einlaßleitungen 111, 113 zur Voreilkammer 17a und Verzögerungskammer 17b zu öffnen.
  • Es versteht sich, daß die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft für die Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien sind. Die Bezugnahme auf Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen soll in keiner Weise den Umfang der Patentansprüche beschränken, in denen diejenigen Merkmale aufgeführt sind, die als wesentlich für die Erfindung angesehen werden.

Claims (5)

  1. Phasensteller für eine variable Nockensteuerung einer Brennkraftmaschine, die mindestens eine Nockenwelle (9) aufweist, mit einem Gehäuse mit einem Außenumfang zur Aufnahme einer Antriebskraft; einem Rotor (1) zur Verbindung mit einer koaxial im Gehäuse angeordneten Nockenwelle, wobei das Gehäuse und der Rotor mindestens einen Flügel (16) bilden, der eine Vielzahl von Kammern (17a, 17b) voneinander trennt, wobei mindestens eine Kammer eine Voreilkammer und eine andere Kammer eine Verzögerungskammer ist und sich der Flügel drehen kann, um die relative Winkellage zwischen dem Gehäuse und dem Rotor zu verschieben; einem Schieberventil (109) mit einem Schieber (104) mit einer Vielzahl von Stegen, der gleitend in einer Bohrung im Rotor gelagert ist und von einer Voreilposition durch eine Halteposition in eine Verzögerungsposition gleiten kann, und mit einem Voreilauslaßkanal (106), einem Verzögerungsauslaßkanal (107) und einem Rückführkanal (304), um ein Betriebsmittel zu der Voreilkammer und Verzögerungskammer zu leiten, wobei der Voreilauslaßkanal (106) und der Verzögerungsauslaßkanal (107) mit dem Rückführkanal (304) verbunden sind; und einem Rückführrückschlagventil (302) im Rückführkanal, das so orientiert ist, daß das Betriebsmittel nur dann von der Voreilkammer durch den Voreilauslaßkanal in den Rückführkanal strömt, wenn sich der Schieber in der Verzögerungsposition befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführrückschlagventil (302) ferner so angeordnet ist, dass das Betriebsmittel von der Verzögerungskammer (17b) durch den Verzögerungsauslaßkanal (107) in den Rückführkanal (304) strömen kann, jedoch nur dann, wenn sich der Schieber (104) in der Voreilposition befindet.
  2. Phasensteller nach Anspruch 1, der desweiteren eine Betriebsmittelzufuhr mit einem Rückschlagventil (300) aufweist.
  3. Phasensteller nach Anspruch 1 oder 2, der desweiteren einen mit der Rückführleitung (304) verbundenen Versorgungskanal besitzt.
  4. Phasensteller nach Anspruch 1 oder 2, der desweiteren einen Versorgungskanal aufweist, der mit den Einlaßlei tungen zur Voreilkammer (17a) und Verzögerungskammer (17b) verbunden ist.
  5. Phasensteller nach Anspruch 4, der desweiteren ein Rückschlagventil (502, 504) in jedem Versorgungskanal, der mit den Einlaßleitungen der Voreilkammer (17a) und Verzögerungskammer (17b) verbunden ist, aufweist.
DE602004000078T 2003-02-07 2004-01-30 Phasenversteller mit einem einzigen Rückführungsrückschlagventil und einem Zufuhrventil Expired - Lifetime DE602004000078T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44574803P 2003-02-07 2003-02-07
US445748P 2003-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004000078D1 DE602004000078D1 (de) 2005-10-13
DE602004000078T2 true DE602004000078T2 (de) 2006-01-19

Family

ID=32682461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004000078T Expired - Lifetime DE602004000078T2 (de) 2003-02-07 2004-01-30 Phasenversteller mit einem einzigen Rückführungsrückschlagventil und einem Zufuhrventil

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7137371B2 (de)
EP (1) EP1447529B1 (de)
JP (1) JP4530678B2 (de)
DE (1) DE602004000078T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035672A1 (de) * 2007-07-27 2009-01-29 Hydraulik-Ring Gmbh Nockenwellenversteller

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4541223B2 (ja) * 2005-04-25 2010-09-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 位相可変装置と内燃機関用カム軸位相可変装置
EP1757779B1 (de) * 2005-08-22 2008-11-12 Delphi Technologies, Inc. Nockenwellenversteller zur Einstellung der Phase zwischen einer Nockenwelle und einem Antriebsrad
DE602007006491D1 (de) * 2006-07-07 2010-06-24 Borgwarner Inc Steuerverfahren für ein antriebssystem mit variabler verdichtung
US9540571B2 (en) * 2007-11-16 2017-01-10 Triton Emission Solutions Inc. In-line system for de-salting diesel oil supplied to gas turbine engines
JP2009209895A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
DE102008036876A1 (de) * 2008-08-07 2010-04-15 Schaeffler Kg Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
KR101738372B1 (ko) * 2010-10-04 2017-05-22 보르그워너 인코퍼레이티드 디폴트 모드를 가진 가변 캠샤프트 타이밍 메커니즘
JP5953310B2 (ja) 2010-11-02 2016-07-20 ボーグワーナー インコーポレーテッド カムトルク駆動型−トーションアシスト型位相器
CN103069115B (zh) * 2010-11-02 2016-01-20 博格华纳公司 具有中部位置锁定的凸轮扭矩致动的相位器
DE102010063700A1 (de) * 2010-12-21 2012-06-21 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenellenversteller
CN104937238B (zh) * 2012-12-21 2017-11-07 博格华纳公司 可变压缩比活塞系统
US9121358B2 (en) 2013-02-22 2015-09-01 Borgwarner Inc. Using camshaft timing device with hydraulic lock in an intermediate position for vehicle restarts
US8893677B2 (en) 2013-03-14 2014-11-25 Borgwarner Inc. Dual lock pin phaser
JP6134398B2 (ja) 2013-06-19 2017-05-24 ボーグワーナー インコーポレーテッド 油圧により係合されるロックピンを備えた可変カムシャフトタイミング機構
US9121311B2 (en) * 2013-10-25 2015-09-01 GM Global Technology Operations LLC Control valve
US9587526B2 (en) 2014-07-25 2017-03-07 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser
US9587527B2 (en) 2014-11-04 2017-03-07 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser
US10082054B2 (en) 2015-11-10 2018-09-25 Delphi Technologies Ip Limited Camshaft phaser
US9976450B2 (en) * 2015-11-10 2018-05-22 Delphi Technologies Ip Limited Camshaft phaser
US9816408B2 (en) 2016-02-23 2017-11-14 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser
SE539979C2 (en) 2016-06-08 2018-02-20 Scania Cv Ab Rotational hydraulic logic device and variable cam timing phaser utilizing such a device
SE539980C2 (en) 2016-06-08 2018-02-20 Scania Cv Ab Variable cam timing phaser utilizing series-coupled check valves
SE539977C2 (en) 2016-06-08 2018-02-20 Scania Cv Ab Variable cam timing phaser utilizing hydraulic logic element
CN109209548B (zh) 2017-06-30 2022-01-25 博格华纳公司 具有两个锁定位置的可变凸轮轴正时装置
CN111140306B (zh) * 2018-11-05 2023-07-14 博格华纳公司 用于从可变凸轮正时相位器排出流体流的止回阀
US10662828B1 (en) 2018-12-11 2020-05-26 Delphi Technologies Ip Limited Camshaft phaser
US11174760B2 (en) 2018-12-11 2021-11-16 Delphi Technologies Ip Limited Camshaft phaser

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5002023A (en) * 1989-10-16 1991-03-26 Borg-Warner Automotive, Inc. Variable camshaft timing for internal combustion engine
US5361735A (en) * 1989-10-16 1994-11-08 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Belt driven variable camshaft timing system
US5046460A (en) * 1989-10-16 1991-09-10 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Variable camshaft timing for internal combustion engine
US5107804A (en) * 1989-10-16 1992-04-28 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Variable camshaft timing for internal combustion engine
US5497738A (en) * 1992-09-03 1996-03-12 Borg-Warner Automotive, Inc. VCT control with a direct electromechanical actuator
US5657725A (en) * 1994-09-15 1997-08-19 Borg-Warner Automotive, Inc. VCT system utilizing engine oil pressure for actuation
US6247434B1 (en) * 1999-12-28 2001-06-19 Borgwarner Inc. Multi-position variable camshaft timing system actuated by engine oil
US6453859B1 (en) * 2001-01-08 2002-09-24 Borgwarner Inc. Multi-mode control system for variable camshaft timing devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035672A1 (de) * 2007-07-27 2009-01-29 Hydraulik-Ring Gmbh Nockenwellenversteller
DE102007035672B4 (de) * 2007-07-27 2009-08-06 Hydraulik-Ring Gmbh Nockenwellenversteller

Also Published As

Publication number Publication date
JP4530678B2 (ja) 2010-08-25
EP1447529A1 (de) 2004-08-18
US20040182344A1 (en) 2004-09-23
JP2004239265A (ja) 2004-08-26
DE602004000078D1 (de) 2005-10-13
US7137371B2 (en) 2006-11-21
EP1447529B1 (de) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004000078T2 (de) Phasenversteller mit einem einzigen Rückführungsrückschlagventil und einem Zufuhrventil
DE60201949T2 (de) Nockenwellenverstellanordnung für eine Vierzylinderbrennkraftmaschine
DE60220122T2 (de) Hybrides Multipositionsindexierungsgerät mit Regelungsvorrichtung im Rotor
DE60307005T2 (de) Schieberventilsvorrichung zur Betätigung des Verriegelungsstifts eines Nockenwellenverstellers
DE112011103133B4 (de) Nockendrehmomentbetätigter-torsionsunterstützter Versteller
EP0335083B1 (de) Vorrichtung zur relativen Winkelverstellung zwischen zwei in Antriebsverbindung stehenden Wellen
DE60027259T2 (de) Steuerventilstrategie für einen variablen Drehflügel einer Nockenwellenzeitsteuerungseinrichtung
DE602005000668T2 (de) Schieberventilsvorrichung zur Verriegelungsstiftsentriegelung eines Nockenwellenverstellers
DE19918910B4 (de) Ventilzeit-Steuerungsvorrichtung
DE60207308T2 (de) Mehrmoden Steuerung für variable Nockenwellenstelleinrichtung
DE69907989T2 (de) Variable Ventilzeitsteuervorrichtung
EP1331367B1 (de) Verstelleinrichtung für eine Einrichtung zur relativen Drehlagenveränderung einer Welle zu einem Antriebsrad, insbesondere einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
EP2321501B1 (de) Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine
DE19903594C2 (de) Verstellbare Ventilsteuervorrichtung
EP1476642A1 (de) Vorrichtung zur relativen drehwinkelverstellung einer nockenwelle einer brennkraftmaschine zu einem antriebsrad
DE102004036096A1 (de) Steuerventil für eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
EP2021588A1 (de) Steuerventil für einen nockenwellenversteller
DE4034406C2 (de)
DE102007058491A1 (de) Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
EP0539539A1 (de) Vorrichtung zur verstellung der drehwinkelzuordnung einer nockenwelle zu ihrem antriebselement.
DE10142257B4 (de) Steuervorrichtung für ein Einlassventil einer Brennkraftmaschine
DE19853670A1 (de) Einrichtung zur Nockenwellenverstellung
DE4225093C2 (de) Ventilsteuerzeiten-Einstellvorrichtung
DE19821228A1 (de) Ventilsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102009016186A1 (de) Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: HEYER, V., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 806