DE602004004341T2

DE602004004341T2 - Variables desmodromisches Ventilbetätigungssystem

Info

Publication number: DE602004004341T2
Application number: DE602004004341T
Authority: DE
Inventors: Makoto Wako-shi Hirano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: EP1526256B1; US20050132992A1; EP1526256A1; JP2005120967A; DE602004004341D1; JP4145769B2; US6953012B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen, wobei ein Motorventil beim Ventilöffnen und Ventilschließen zwangsweise betätigt wird, und genauer ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen, wobei die Betätigungskenngrößen eines Motorventils gemäß Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl des Motors geändert werden.
STAND DER TECHNIK
Ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen, wobei die Betätigungskenngrößen eines Motorventils gemäß Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl des Motors geändert werden, ist beispielsweise aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-321617 bereits bekannt.
Bei diesem herkömmlichen Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen ist eine Kipphebelwelle, welche zwei verschieden exzentrische Abschnitte aufweist, derart in einem Zylinderkopf gelagert, daß die Kipphebelwelle eine Winkelverschiebung um deren Achse durchlaufen kann, und ein Kipphebel zum Öffnen bei einer niedrigen Drehzahl ist mit einem Motorventil, welches ein Einlaßventil oder ein Auslaßventil ist, verbunden, um auf das Motorventil eine Antriebskraft in einer Ventilöffnungsrichtung auszuüben, wobei der Kipphebel zum Öffnen bei einer niedrigen Drehzahl an einem nicht exzentrischen Abschnitt des Kipphebels gelagert ist, um durch Verfolgen eines Ventilöffnungsnockens für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden.
Ferner ist ein Kipphebel zum Schließen bei einer niedrigen Drehzahl mit dem Motorventil verbunden, um auf das Motorventil eine Antriebskraft in einer Ventilschließrichtung auszuüben, wobei der Kipphebel zum Schließen bei einer niedrigen Drehzahl an einem der exzentrischen Abschnitte der Kipphebelwelle gelagert ist, um durch Verfolgen eines Ventilschließnockens für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden. Sowohl ein Kipphebel zum Öffnen bei einer hohen Drehzahl, welcher durch Verfolgen eines Ventilöffnungsnockens für eine hohe Drehzahl geschwenkt werden kann und beim Schwenken eine Kraft in einer Ventilöffnungsrichtung auf den Kipphebel zum Öffnen bei einer niedrigen Drehzahl ausüben kann, als auch ein Kipphebel zum Schließen bei einer hohen Drehzahl, welcher durch Verfolgen eines Ventilschließnockens für eine hohe Drehzahl geschwenkt werden kann und beim Schwenken eine Kraft in einer Ventilschließrichtung auf den Kipphebel zum Schließen bei einer niedrigen Drehzahl ausüben kann, sind an dem anderen der exzentrischen Abschnitte der Kipphebelwelle gelagert. Die Kipphebelwelle durchläuft eine Winkelverschiebung, so daß bewirkt wird, daß die Kipphebel in Gleitkontakt mit den entsprechenden Nocken gelangen oder sich davon lösen, so daß das Motorventil zwangsweise geöffnet bzw. geschlossen wird, während die Ventilbetätigungskenngrößen gemäß den Betriebsbedingungen des Motors geändert werden.
Bei einem derartigen Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen ist es jedoch notwendig, einen Raum in dem Zylinderkopf für die Kipphebel, welche aufgrund der Winkelverschiebung der Kipphebelwelle in Gleitkontakt mit den entsprechenden Nocken gelangen oder sich davon lösen sollen, zu gewährleisten, und die Abmessungen des Zylinderkopfs steigen entsprechend an. Ferner sind, um zu bewirken, daß sich die Betätigungskenngrößen des Motorventils gemäß Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebs bedingungen bei einer hohen Drehzahl des Motors ändern, mindestens vier Kipphebel erforderlich, das bedeutet, daß nicht gesagt werden kann, daß die Anzahl der Komponenten klein ist, und es ist notwendig, einen Raum für diese Kipphebel, welche entlang der Axialrichtung der Kipphebelwelle anzuordnen sind, zu gewährleisten, welcher die Abmessungen des Zylinderkopfs gleichfalls vergrößert. Ferner werden Geräusche, wie etwa ein Klopfgeräusch, verursacht, wenn die Kipphebel mit den entsprechenden Nocken in Gleitkontakt gelangen und sich davon lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter den oben erwähnten Umständen verwirklicht, und es ist eine Aufgabe davon, ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen zu schaffen, welches kompakt gestaltet werden kann, um die Abmessungen eines Zylinderkopfs zu vermindern, und welches eine Erzeugung von Geräuschen verhindern kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen vorgeschlagen, umfassend: eine Nockenwelle, welche einen Ventilöffnungsnocken für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilschließnocken für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilöffnungsnocken für eine hohe Drehzahl und einen Ventilschließnocken für eine hohe Drehzahl umfaßt, wobei der Ventilöffnungsnocken für eine niedrige Drehzahl und der Ventilschließnocken für eine niedrige Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche dem Betrieb eines Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, und der Ventilöffnungsnocken für eine hohe Drehzahl und der Ventilschließnocken für eine hohe Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche dem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen.
Vorgesehen sind ferner eine Kipphebelwelle, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Nockenwelle aufweist; ein freier Kipphebel für eine niedrige Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden; ein freier Kipphebel für eine hohe Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine hohe Drehzahl geschwenkt zu werden; ein Ventilbetätigungs-Kipphebel, welcher durch die Kipphebelwelle schwenkbar zwischen den freien Kipphebeln für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl gelagert ist und mit einem Motorventil verbunden ist, um das Motorventil sowohl in der Ventilöffnungs- als auch der Ventilschließrichtung anzutreiben; und eine Verbindungsschalteinrichtung, welche in den Kipphebeln vorgesehen ist, wobei die Verbindungsschalteinrichtung derart schaltet, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel alternativ mit den freien Kipphebeln für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl verbunden wird.
Ferner umfaßt die Verbindungsschalteinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Verbindungskolben, welcher gegenüberliegende Enden aufweist, welche einem Paar von Hydraulikkammern zugewandt sind, wobei dieser in der Lage ist, parallel zu der Achse der Kipphebelwelle zwischen einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl liefert, und einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl liefert, zu gleiten, und ein Steuerventil ist mit den zwei Hydraulikkammern verbunden, wobei das Steuerventil alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß ein Hydraulikdruck einer Hydraulikdruckquelle wirkt, und einem Zustand, in welchem der Hydraulikdruck abgelassen wird, schaltet.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Motorventil durch Schwenken des Ventilbetätigungs-Kipphebels zwangsweise geöffnet und geschlossen. Wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, wird der freie Kipphebel für eine niedrige Drehzahl, welcher durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird, durch die Verbindungsschalteinrichtung mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel verbunden, so daß es ermöglicht wird, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel einstückig mit dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird. Daher ist es möglich, das Motorventil mit Betätigungskenngrößen, welche dem Betrieb des Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, zwangsweise zu öffnen und zu schließen.
Bei diesem Vorgang wird der freie Kipphebel für eine hohe Drehzahl in Verfolgung des Ventilöffnungsnockens für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine hohe Drehzahl ohne Störung der Betätigung des Motorventils frei geschwenkt. Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, wird der freie Kipphebel für eine hohe Drehzahl, welcher in Verfolgung des Ventilöffnungsnockens für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird, durch die Verbindungsschalteinrichtung mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel verbunden, so daß es ermöglicht wird, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel einstückig mit dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird. Daher ist es möglich, das Motorventil mit Betätigungskenngrößen, welche dem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen, zwangsweise zu öffnen und zu schließen.
Bei diesem Vorgang wird der freie Kipphebel für eine niedrige Drehzahl in Verfolgung des Ventilöffnungsnockens für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens für eine niedrige Drehzahl ohne Störung der Betätigung des Motorventils frei geschwenkt. Das bedeutet, daß es durch alternatives Schalten zwischen einer Verbindung des Ventilbetätigungs-Kipphebels mit dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl und mit dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl möglich ist, das Motorventil mit Betätigungskenngrößen, welche einem Betrieb des Motors bei einer niedrigen Drehzahl bzw. einer hohen Drehzahl entsprechen, zwangsweise zu öffnen und zu schließen, wodurch mit einer einfachen Struktur, welche eine verminderte Anzahl von Komponenten aufweist, ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen geschaffen wird, wobei die Betätigungskenngrößen des Motorventils gemäß Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl des Motors geändert werden.
Ferner kann aufgrund der Tatsache, daß es unnötig ist, einen Raum für die Kipphebel, welche in Gleitkontakt mit den entsprechenden Nocken gelangen und sich davon lösen, zu gewährleisten, das Ventilbetätigungssystem kompakt gestaltet werden, wodurch zu einer Verminderung der Abmessungen des Zylinderkopfs beigetragen wird.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, daß sich der freie Kipphebel für eine niedrige Drehzahl stets in Kontakt mit dem Ventilöffnungsnocken für eine niedrige Drehzahl und dem Ventilschließnocken für eine niedrige Drehzahl befindet und sich der freie Kipphebel für eine hohe Drehzahl stets in Kontakt mit dem Ventilöffnungsnocken für eine hohe Drehzahl und dem Ventilschließnocken für eine hohe Drehzahl befindet, möglich, eine Erzeugung von Klopfgeräuschen zu verhindern.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es aufgrund der Tatsache, daß eine Schaltbetätigung der Verbindungsschalteinrichtung durch Steuern des hydraulischen Drucks, welcher auf gegenüberliegende Endflächen des Verbindungskolbens wirkt, ausgeführt wird, unnötig, eine Rückstellfeder zum axialen Drängen des Verbindungskolbens in einer Richtung zu verwenden, so daß die Anzahl der Komponenten vermindert wird.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, daß es unnötig ist, aus der Hydraulikdruckquelle einen hydraulischen Druck auszugeben, welcher der Drängkraft der Rückstellfeder entgegenwirkt, möglich, den hydraulischen Ausgabedruck der Hydraulikdruckquelle auf ein relativ niedriges Niveau festzulegen, so daß die Ausgangsleistung des Motors verbessert wird.
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der genauen Beschreibung im folgenden ersichtlich. Es sei jedoch bemerkt, daß die genaue Beschreibung und die speziellen Beispiele, obgleich diese auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung verweisen, lediglich zur Erläuterung angegeben sind, da verschiedene Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Prinzips und des Schutzumfangs der Erfindung für Fachkundige anhand dieser genauen Beschreibung ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung ist anhand der genauen Beschreibung, welche im folgenden angegeben ist, und der beigefügten Zeichnung, welche lediglich zur Erläuterung angegeben ist, und welche die vorliegende Erfindung somit nicht beschränken, vollständiger zu verstehen, wobei:
1 ist eine Vertikalschnittsansicht eines Ventilbetätigungssystems zum zwangsweisen Öffnen und Schließen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Betrieb mit einer niedrigen Drehzahl und ist ferner eine Schnittansicht gemäß der Linie 1-1 in 2.
2 ist eine Schnittansicht, welche die Entsprechung zwischen Kipphebeln und Nocken darstellt, welche gemäß der Linie 2-2 in 1 geschnitten sind.
3 ist eine Vertikalschnittsansicht des Ventilbetätigungssystems zum zwangsweisen Öffnen und Schließen bei Betrieb mit einer hohen Drehzahl und ist ferner eine Schnittansicht gemäß der Linie 3-3 in 4.
4 ist eine Schnittansicht, welche die Entsprechung zwischen Kipphebeln und Nocken darstellt, welche gemäß der Linie 4-4 in 3 geschnitten sind.
5 ist ein Diagramm, welches Motorleistungs-Kenngrößen darstellt.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNG
Zunächst sind gemäß 1 bis 4 in einem Zylinderkopf 8 Führungsrohre 7 vorgesehen, worin Ventilstößel 6a von Einlaßventilen 6, welche als Paar von Motorventilen dienen, verschiebbar eingeschoben sind. Die Einlaßventile 6 werden durch ein Ventilbetätigungssystem 9 zum zwangsweisen Öffnen und Schließen gemäß der vorliegenden Erfindung zwangsweise derart geöffnet und geschlossen, daß die Betätigungskenngrößen der zwei Einlaßventile 6 zwischen Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl eines Motors geändert werden.
Das Ventilbetätigungssystem 9 zum zwangsweisen Öffnen und Schließen umfaßt: eine Nockenwelle 14, welche einen Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl und einen Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl aufweist, wobei der Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl und der Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche dem Betrieb eines Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, und der Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl und der Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche dem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen.
Vorgesehen sind ferner eine Kipphebelwelle 15, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Nockenwelle 14 aufweist; ein freier Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle 15 gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 10 für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens 11 für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden; ein freier Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle 15 gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 12 für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens 13 für eine hohe Drehzahl geschwenkt zu werden; ein Ventilbetätigungs-Kipphebel 18, welcher an der Kipphebelwelle 15 schwenkbar zwischen den freien Kipphebeln 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl gelagert ist; und eine Verbindungsschalteinrichtung 19, welche an den Kipphebeln 16, 17 und 18 vorgesehen ist, wobei die Verbindungsschalteinrichtung 19 derart schaltet, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 alternativ mit den freien Kipphebeln 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl verbunden wird.
Halteglieder 21 sind an den oberen Abschnitten der Ventilstößel 6a der zwei Einlaßventile 6 angebracht. Federn 22, welche die Einlaßventile 6 in einer Ventilschließrichtung drängen, sind zwischen dem Zylinderkopf 8 und den Haltegliedern 21 angeordnet. Aufgrund der Tatsache, daß die Einlaßventile 6 zwangsweise geöffnet und geschlossen werden und nicht durch die Federkraft der Federn 22 geschlossen werden, kann die Federspannung der Federn 22 auf ein derart niedriges Niveau festgelegt werden, daß die Positionen des Einlaßventils 6 beim Zusammensetzen aufrechterhalten werden können.
Sperrelemente 23 sind an oberen Endabschnitten der Ventilstößel 6a über den Haltegliedern 21 in einer derartigen Weise angebracht, daß Axialpositionen der Sperrelemente 23 einstellbar sind. Das Sperrelement 23 weist einen Verbindungsrohrabschnitt 23a, welcher koaxial mit dem Ventilstößel 6a angeordnet ist, einen oberen Ringabschnitt 23b, welcher von dem oberen Ende des Verbindungsrohrabschnitts 23a radial nach außen hervorsteht, und einen unteren Ringabschnitt 23c, welcher von dem unteren Ende des Verbindungsrohrabschnitts 23a radial nach außen hervorsteht, in einstückiger Ausbildung auf.
Einstückig mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 ist ein im wesentlichen T-förmiger Eingriffsarm 24 vorgesehen, welcher sich zu den zwei Einlaßventilen 6 hin erstreckt. Einstückig mit gegenüberliegenden Enden des Eingriffsarms 24 sind im wesentlichen U-förmige Eingriffsabschnitte 24a ausgebildet, welche mit den Sperrelementen 23 dadurch ineinandergreifen, daß diese zwischen den oberen Ringabschnitten 23b und den unteren Ringabschnitten 23c der Sperrelemente 23 eingeführt werden. Das bedeutet, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18, welcher schwenkbar an der Kipphebelwelle 15 gelagert ist, derart mit den zwei Einlaßventilen 6 verbunden ist, daß die zwei Einlaßventile 6 sowohl in der Ventilöffnungsrichtung als auch der Ventilschließrichtung angetrieben werden, wenn der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 geschwenkt wird.
Die Drehkraft von einer Kurbelwelle, welche nicht dargestellt ist, wird mit einem Untersetzungsverhältnis von ½ auf die Kurbelwelle 14 übertragen, welche über einem mittleren Abschnitt zwischen oberen Abschnitten der zwei Einlaßventile 6 und der Kipphebelwelle 15 angeordnet ist. Der Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl und der Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl sind an der Nockenwelle 14 bei Positionen, welche dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl entsprechen, derart vorgesehen, daß der Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl bezüglich des Ventilschließnockens 11 für eine niedrige Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 angeordnet ist. Der Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl und der Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl sind an der Nockenwelle 14 bei Positionen, welche dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl entsprechen, derart vorgesehen, daß der Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl bezüglich des Ventilschließnockens 13 für eine hohe Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 angeordnet ist.
Der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl ist schwenkbar derart an der Kipphebelwelle 15 gelagert, daß dieser von einer Seite her entlang der Achse der Kipphebelwelle 15 in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 gelangt. Eine Ventilöffnungsrolle 25, welche sich in Rollkontakt mit dem Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl an der Nockenwelle 14 befindet, ist axial an dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl gelagert. Das bedeutet, daß eine Öffnung 26 zum Aufnehmen der Ventilöffnungsrolle 25 in dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl unter der Nockenwelle 14 vorgesehen ist. Die Öffnung 26 ist im wesentlichen U-förmig und öffnet sich in Draufsicht zu dem Einlaßventil 6 hin. Eine Lagerwelle 27, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle 15 aufweist, ist durch Preßpassung etc. über die Öffnung 26 hinweg in dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl befestigt. Die Ventilöffnungsrolle 25 ist über ein Rollenlager 28 drehbar an der Lagerwelle 27 gelagert. Die Lagerwelle 27 ist derart an dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl befestigt, daß die Endfläche der Lagerwelle 27 auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 nicht von der Seitenfläche des freien Kipphebels 16 für eine niedrige Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 hervorsteht.
Ein Lagerarmabschnitt 16a ist einstückig mit dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl bei einer Position vorgesehen, welche dem Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl entspricht, wobei der Lagerarmabschnitt 16a von einem Abschnitt des freien Kipphebels 16 für eine niedrige Drehzahl, welcher durch die Kipphebelwelle 15 gelagert ist, nach oben ansteigt. Eine Ventilschließrolle 29, welche sich in Rollkontakt mit dem Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl befindet, ist axial durch den Lagerarmabschnitt 16a gelagert. Das bedeutet, daß eine Öffnung 30 zum Aufnehmen der Ventilschließrolle 29 in einem oberen Endabschnitt des Lagerarmabschnitts 16a vorgesehen ist. Die Öffnung 30 ist im wesentlichen U-förmig und öffnet sich bei Betrachtung von der Seite der Nockenwelle 14 her zu der Seite gegenüber der Kipphebelwelle 15 hin. Eine Lagerwelle 31, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle 15 aufweist, ist durch Preßpassung etc. über die Öffnung 30 hinweg in dem Lagerarmabschnitt 16a befestigt. Die Ventilschließrolle 29 ist über ein Rollenlager 32 drehbar an der Lagerwelle 31 gelagert.
Der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl ist schwenkbar derart durch die Kipphebelwelle 15 gelagert, daß sich dieser von der anderen Seite her entlang der Achse der Kipphebelwelle 15 in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 befindet. Eine Ventilöffnungsrolle 15, welche sich in Rollkontakt mit dem Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl an der Nockenwelle 14 befindet, ist axial an dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl gelagert. Das bedeutet, daß eine Öffnung 36 zum Aufnehmen der Ventilöffnungsrolle 35 in dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl unter der Nockenwelle 14 vorgesehen ist. Die Öffnung 36 ist im wesentlichen U-förmig und öffnet sich in Draufsicht zu dem Einlaßventil 6 hin. Eine Lagerwelle 37, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle 15 aufweist, ist durch Preßpassung etc. über die Öffnung 36 hinweg in dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl befestigt. Die Ventilöffnungsrolle 35 ist über ein Rollenlager 38 drehbar an der Lagerwelle 37 gelagert. Die Lagerwelle 37 ist derart an dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl befestigt, daß die Endfläche der Lagerwelle 37 auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 nicht von der Seitenfläche des freien Kipphebels 17 für eine hohe Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 hervorsteht.
Ein Lagerarmabschnitt 17a ist einstückig mit dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl bei einer Position vorgesehen, welche dem Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl entspricht, wobei der Lagerarmabschnitt 17a von einem Abschnitt des freien Kipphebels 17 für eine hohe Drehzahl, welcher durch die Kipphebelwelle 15 gelagert ist, nach oben ansteigt. Eine ventilschließrolle 39, welche sich in Rollkontakt mit dem Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl befindet, ist axial an dem Lagerarmabschnitt 17a gelagert. Das bedeutet, daß eine Öffnung 40 zum Aufnehmen der Ventilschließrolle 39 in einem oberen Endabschnitt des Lagerarmabschnitts 17a vorgesehen ist. Die Öffnung 40 ist im wesentlichen U-förmig und öffnet sich bei Betrachtung von der Seite der Nockenwelle 14 her zu der Seite gegenüber der Kipphebelwelle 15 hin.
Eine Lagerwelle 41, welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle 15 aufweist, ist durch Preßpassung etc. über die Öffnung 40 hinweg in dem Lagerarmabschnitt 17a befestigt. Die Ventilschließrolle 39 ist über ein Rollenlager 42 drehbar an der Lagerwelle 41 gelagert.
Die Verbindungsschalteinrichtung 19 umfaßt einen Verbindungskolben 44, welcher parallel zu der Achse der Kipphebelwelle 15 zwischen einer Position (der Position, welche in 2 dargestellt ist), bei welcher der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl verbunden sind, und einer Position (der Position, welche in 4 dargestellt ist), bei welcher der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl verbunden sind, gleiten kann.
Ein Gleitloch 45, welches eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle 15 aufweist, ist in dem ventilbetätigungs-Kipphebel 18 in einem Abschnitt, welcher den Ventilöffnungsrollen 25 und 35 der freien Kipphebel 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl entspricht, derart vorgesehen, daß gegenüberliegende Enden des Gleitlochs 45 offen sind, und der Verbindungskolben 44 ist verschiebbar in das Gleitloch 45 eingeschoben. Ein mit einem Boden versehenes erstes Paßloch 46 ist derart in der Lagerwelle 27, welche die Ventilöffnungsrolle 25 in dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl axial lagert, vorgesehen, daß das erste Paßloch 46 koaxial mit dem Gleitloch 45 verbunden ist, wenn sich die Einlaßventile 6 in einem Unterbrechungszustand bei geschlossenem Ventil befinden.
Das erste Paßloch 46 ist derart ausgebildet, daß dieses den gleichen Durchmesser wie den des Gleitlochs 45 aufweist, so daß ein Endabschnitt des Verbindungskolbens 44 in das erste Paßloch 46 eingeschoben werden kann. Ein mit einem Boden versehenes zweites Paßloch 47 ist derart in der Lagerwelle 37, welche die Ventilöffnungsrolle 35 in dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl axial lagert, vorgesehen, daß das zweite Paßloch 47 koaxial mit dem Gleitloch 45 verbunden ist, wenn sich die Einlaßventile 6 in einem Unterbrechungszustand bei geschlossenem Ventil befinden. Das zweite Paßloch 47 ist derart ausgebildet, daß dieses den gleichen Durchmesser wie den des Gleitlochs 45 aufweist, so daß ein Endabschnitt des Verbindungskolbens 44 in das zweite Paßloch 47 eingeschoben werden kann.
Ringförmige erste und zweite Stufen 46a und 47a, welche der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 zugewandt sind, sind in mittleren Abschnitten des ersten bzw. zweiten Paßlochs 46 und 47 ausgebildet. Der Verbindungskolben 44 liefert eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl, wenn der Verbindungskolben 44 in das erste Paßloch 46 eingeschoben wird, bis dieser an der ersten Stufe 46a anschlägt, und liefert eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl, wenn der Verbindungskolben 44 in das zweite Paßloch 47 eingeschoben wird, bis dieser an der zweiten Stufe 47a anschlägt.
Eine Hydraulikkammer 48 für eine hohe Drehzahl, welche einer Endfläche des Verbindungskolbens 44 zugewandt ist, ist in dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl und dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 ausgebildet. Eine Hydraulikkammer 49 für eine niedrige Drehzahl, welche der anderen Endfläche des Verbindungskolbens 44 zugewandt ist, ist in dem Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl und dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 ausgebildet.
Das Anwenden eines hydraulischen Drucks auf die Hydraulikkammer 49 für eine niedrige Drehzahl zum Ablassen des hydraulischen Drucks, welcher auf die Hydraulikkammer 48 für eine hohe Drehzahl ausgeübt wird, ermöglicht es, daß sich der Verbindungskolben 44 zu der Seite hin bewegt, wo der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl und der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 verbunden sind. Das Anwenden eines hydraulischen Drucks auf die Hydraulikkammer 48 für eine hohe Drehzahl zum Ablassen des hydraulischen Drucks, welcher auf die Hydraulikkammer 49 für eine niedrige Drehzahl ausgeübt wird, ermöglicht es, daß sich der Verbindungskolben 44 zu der Seite hin bewegt, wo der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl und der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 verbunden sind.
Eine ringförmige erste Dichtung 50 ist an einer Seitenfläche des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 angebracht, welche sich in Gleitkontakt mit dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl befindet, wobei die ringförmige erste Dichtung 50 das Gleitloch 45 koaxial umgibt und mit einer derartigen Umfangsweite angeordnet ist, daß diese das erste Paßloch 46 selbst dann umgibt, wenn der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl relativ zu dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 geschwenkt wird. Eine ringförmige zweite Dichtung 51 ist an einer Seitenfläche des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 angebracht, welche sich in Gleitkontakt mit dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl befindet, wobei die ringförmige zweite Dichtung 51 das Gleitloch 45 koaxial umgibt und mit einer derartigen Umfangsweite angeordnet ist, daß diese das zweite Paßloch 47 selbst dann umgibt, wenn der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl relativ zu dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 geschwenkt wird.
Ein Trennelement 54 ist in das Innere der Kipphebelwelle 15 eingesetzt und daran befestigt, um das Innere der Kipphebelwelle 15 in einen Ölkanal 52 für eine niedrige Dreh zahl und einen Ölkanal 53 für eine hohe Drehzahl zu teilen. In dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl sind ein Verbindungskanal 55 für eine niedrige Drehzahl, dessen eines Ende mit der Hydraulikkammer 49 für eine niedrige Drehzahl verbunden ist, und eine ringförmige Vertiefung 56 für eine niedrige Drehzahl, welche in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet ist, um die Kipphebelwelle 15 zu umgeben, und welche mit dem Verbindungskanal 55 für eine niedrige Drehzahl verbunden ist, vorgesehen.
In der Kipphebelwelle 15 ist ein Verbindungsloch 57 für eine niedrige Drehzahl vorgesehen, welches stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal 52 für eine niedrige Drehzahl und der ringförmigen Vertiefung 56 für eine niedrige Drehzahl liefert. In dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl sind ein Verbindungskanal 58 für eine hohe Drehzahl, dessen eines Ende mit der Hydraulikkammer 48 für eine hohe Drehzahl verbunden ist, und eine ringförmige Vertiefung 59 für eine hohe Drehzahl, welche in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet ist, um die Kipphebelwelle 15 zu umgeben, und welche mit dem Verbindungskanal 58 für eine hohe Drehzahl verbunden ist, vorgesehen. In der Kipphebelwelle 15 ist ein Verbindungsloch 60 für eine hohe Drehzahl vorgesehen, welches stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal 53 für eine hohe Drehzahl und der ringförmigen Vertiefung 59 für eine hohe Drehzahl liefert.
Ein Steuerventil 63 ist mit den zwei Hydraulikkammern 48 und 49 der Verbindungsschalteinrichtung 19 zum alternativen Schalten zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck einer Pumpe 61, welche eine Hydraulikdruckquelle ist, wirkt, und einem Zustand, in welchem der hydraulische Druck abgelassen wird, verbunden. Das bedeutet, daß Schaffung und Unterbrechung einer Verbindung von dem Ölkanal 52 für eine niedrige Drehzahl und dem Ölkanal 53 für eine hohe Drehzahl in der Kipphebelwelle 15 zu der Pumpe 61 und dem Speicher 62 durch das Steuerventil 63 alternativ geschaltet werden können.
Speziell schaltet das Steuerventil 63 alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Pumpe 61 auf einen der zwei Ölkanäle 52 und 53 wirkt und der hydraulische Druck aus dem anderen der zwei Ölkanäle 52 und 53 abgelassen wird, und einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Pumpe 61 auf den anderen der zwei Ölkanäle 52 und 53 wirkt und der hydraulische Druck aus dem einen der zwei Ölkanäle 52 und 53 abgelassen wird.
Die Pumpe 61 kann eine durch eine Kurbelwelle angetriebene Ölpumpe zum Zuführen eines Schmieröls zu einem Schmierabschnitt des Motors oder eine Pumpe, welche durch einen Elektromotor betrieben wird, welcher unabhängig von dem Motor ist, sein.
Die Schaltbetätigung des Steuerventils 63 wird durch eine Steuereinheit 64 gesteuert. Die Steuereinheit 64 bestimmt die Betriebsbedingungen des Motors aus Erfassungsergebnissen, wie etwa der Motordrehzahl und der Motorlast: wenn bestimmt wird, daß der Motor unter Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl läuft, steuert diese das Steuerventil 63 derart, daß ein hydraulischer Druck, welcher von der Pumpe 61 abgegeben wird, auf den Ölkanal 52 für eine niedrige Drehzahl wirkt; und wenn bestimmt wird, daß der Motor unter Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl läuft, steuert diese das Steuerventil 63 derart, daß der hydraulische Druck, welcher von der Pumpe 61 abgegeben wird, auf den Ölkanal 53 für eine hohe Drehzahl wirkt.
Wenn bewirkt wird, daß der hydraulische Druck von der Pumpe 61 bei Motorbetriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl auf den Ölkanal 52 für eine niedrige Drehzahl wirkt, um den hydraulischen Druck des Ölkanals 53 für eine hohe Drehzahl abzulassen, gleitet der Verbindungskolben 44 der Verbindungsschalteinrichtung 19 sofort zu der Seite des freien Kipphebels 16 für eine niedrige Drehzahl.
In einem Zustand, in welchem der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl relativ zueinander geschwenkt wurden, befindet sich das eine Ende des Verbindungskolbens 44 jedoch in Gleitkontakt mit der Seitenfläche des freien Kipphebels 16 für eine niedrige Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18, und dieses greift mit dem ersten Paßloch 46 ineinander, wenn sich die Einlaßventile 6 in einem Unterbrechungszustand bei geschlossenem Ventil befinden und das Gleitloch 45 und das erste Paßloch 46 koaxial miteinander verbunden sind, so daß eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl geliefert wird. Wenn bewirkt wird, daß der hydraulische Druck von der Pumpe 61 bei Motorbetriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl auf den Ölkanal 53 für eine hohe Drehzahl wirkt, um den hydraulischen Druck des Ölkanals 52 für eine niedrige Drehzahl abzulassen, gleitet der Verbindungskolben 44 der Verbindungsschalteinrichtung 19 sofort zu der Seite des freien Kipphebels 17 für eine hohe Drehzahl.
In einem Zustand, in welchem der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl relativ zueinander geschwenkt wurden, befindet sich das andere Ende des Verbindungskolbens 44 jedoch in Gleitkontakt mit der Seitenfläche des freien Kipphebels 17 für eine hohe Drehzahl auf der Seite des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18, und dieses greift mit dem zweiten Paßloch 47 ineinander, wenn sich die Einlaßventile 6 in dem Unterbrechungszustand bei geschlossenem Ventil befinden und das Gleitloch 45 und das zweite Paßloch 47 koaxial miteinander verbunden sind, so daß eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl geliefert wird.
Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels erklärt. Die Kipphebelwelle 15 lagert schwenkbar: den freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl, welcher durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 10 für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens 11 für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird, welche an der Nockenwelle 14 vorgesehen sind und welche Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb des Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen; den freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl, welcher durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 12 für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens 13 für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird, welche an der Nockenwelle 14 vorgesehen sind und welche Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen; und den Ventilbetätigungs-Kipphebel 18, welcher zwischen den Kipphebeln 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl eingefügt ist.
Die freien Kipphebel 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl können dadurch alternativ mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 verbunden werden, daß diese durch die Verbindungsschalteinrichtung 19 geschaltet werden. Der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 ist mit den zwei Einlaßventilen 6 verbunden, um das Paar der Einlaßventile 6 sowohl in der Ventilöffnungsrichtung als auch der Ventilschließrichtung anzutreiben.
Daher wird, wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, wie in 2 dargestellt, der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl, welcher durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 10 für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens 11 für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird, über die Verbindungsschalteinrichtung 19 mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 verbunden, um zu bewirken, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 einstückig mit dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird, und die zwei Einlaßventile 6 werden mit Betätigungskenngrößen, welche einem Betrieb des Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, wobei der Ventilöffnungshub der Einlaßventile 6 ein relativ kleiner Wert LL ist, wie in 1 dargestellt, zwangsweise geöffnet und geschlossen.
Bei diesem Vorgang verfolgt der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl den Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl und den Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl und wird ohne Störung der Betätigung der zwei Einlaßventile 6 frei geschwenkt.
Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, wie in 4 dargestellt, wird der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl, welcher durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens 12 für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens 13 für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird, über die Verbindungsschalteinrichtung 19 mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 verbunden, um zu bewirken, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 einstückig mit dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird, und die zwei Einlaßventile 6 werden mit Betätigungskenngrößen, welche einem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen, wobei der Ventilöffnungshub der Einlaßventile 6 ein relativ kleiner Wert LH ist, wie in 3 dargestellt, zwangsweise geöffnet und geschlossen.
Bei diesem Vorgang verfolgt der freie Schwenkarm 16 für eine niedrige Drehzahl den Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl und den Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl und wird ohne Störung der Betätigung der zwei Einlaßventile 6 frei geschwenkt.
In dieser Weise ist es durch zwangsweises Öffnen und Schließen des Paars der Einlaßventile 6 möglich, die Spannung der Ventilfedern 22 auf einen kleinen Wert festzulegen, so daß der Reibungsverlust aufgrund der Ventilfedern 22 unterdrückt wird, um zum Anstieg der Leistung beizutragen. Ferner ist es aufgrund der Tatsache, daß die Einlaßventile 6 nicht durch die Ventilfedern 22 geschlossen werden, möglich, jegliche Unsicherheit bei der Ventilschließbetätigung durch die Ventilfedern 22 in einem Bereich hoher Drehzahl auszuräumen.
Durch alternatives Schalten der Verbindung des Ventilbetätigungs-Kipphebels 18 mit dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl und dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl werden die Betätigungskenngrößen der Einlaßventile 6 zwischen den Bedingungen einer niedrigen Drehzahl und den Bedingungen einer hohen Drehzahl des Motors geändert, und es ist somit möglich, das Ventilbetätigungssystem 9 zum zwangsweisen Öffnen und Schließen mit einer einfachen Struktur auszubilden, welche eine geringere Anzahl von Komponenten aufweist.
Ferner können, wie durch die Vollinie in 5 dargestellt, die Einlaßventile 6 mit Betätigungskenngrößen, welche einem Betrieb des Motors bei einer niedrigen Drehzahl und einer hohen Drehzahl entsprechen, zwangsweise geöffnet und geschlossen werden, und somit kann die Motorleistung in Vergleich mit einer herkömmlichen Anordnung, welche durch die Strichlinie in 5 dargestellt ist, wobei die Betätigungskenngrößen nicht geändert werden, über einen breiten Bereich von einer niedrigen Drehzahl bis zu einer hohen Drehzahl verbessert werden.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, daß es unnötig ist, einen Raum für die freien Kipphebel 16 und 17 für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl, welche in Gleitkontakt mit den entsprechenden Nocken 10, 11, 12 und 13 gelangen und sich davon lösen, möglich, das Ventilbetätigungssystem 9 zum zwangsweisen Öffnen und Schließen kompakt zu gestalten, wodurch zu einer Verminderung der Abmessungen des Zylinderkopfs 8 beigetragen wird.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, daß sich der freie Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl stets in Kontakt mit dem Ventilöffnungsnocken 10 für eine niedrige Drehzahl und dem Ventilschließnocken 11 für eine niedrige Drehzahl befindet und sich der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl stets in Kontakt mit dem Ventilöffnungsnocken 12 für eine hohe Drehzahl und dem Ventilschließnocken 13 für eine hohe Drehzahl befindet, möglich, eine Erzeugung von Klopfgeräuschen zu verhindern.
Ferner umfaßt die Verbindungsschalteinrichtung 19 den Verbindungskolben 44, welcher gegenüberliegende Enden davon aufweist, welche dem Paar von Hydraulikkammern 48 und 49 zugewandt sind, wobei dieser in der Lage ist, parallel zu der Achse der Kipphebelwelle 15 zwischen der Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 16 für eine niedrige Drehzahl liefert, und der Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel 18 und dem freien Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl liefert, zu gleiten. Ferner ist das Steuerventil 63, welches alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Pumpe 61 wirkt, und einem Zustand, in welchem der hydraulische Druck abgelassen wird, schaltet, mit den zwei Hydraulikkammern 48 und 49 verbunden. Daher kann die Schaltbetätigung der Verbindungsschalteinrichtung 19 durch Steuern des hydraulischen Drucks, welcher auf die gegenüberliegenden Endflächen des Verbindungskolbens 44 wirkt, ausgeführt werden. Infolgedessen ist es unnötig, eine Rückstellfeder zum axialen Drängen des Verbindungskolbens 44 in einer Richtung zu verwenden, so daß die Anzahl der Komponenten vermindert wird, und es ist unnötig, einen hydraulischen Druck aus der Pumpe 61 auszugeben, welcher der Drängkraft der Rückstellfeder entgegenwirkt, so daß es ermöglicht wird, den hydraulischen Ausgabedruck der Pumpe 61 auf einen relativ niedrigen Wert festzulegen, um die Ausgangsleistung des Motors zu verbessern.
Obgleich ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden, ohne von dem sachlichen Inhalt der vorliegenden Erfindung gemäß Definition in den Ansprüchen abzuweichen.
Beispielsweise wird bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel eine Erklärung des Einlaßventils 6, welches ein Motorventil ist, angegeben, doch ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Auslaßventil, welches ein Motorventil ist, anwendbar.
Ein Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen zum Ändern der Betätigungskenngrößen eines Motorventils gemäß Betriebsbedingungen bei einer niedrigen Drehzahl und Betriebsbedingungen bei einer hohen Drehzahl des Motors umfaßt einen freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl, welcher durch Verfolgen eines Ventilöffnungsnockens für eine niedrige Drehzahl und eines Ventilschließnockens für eine niedrige Drehzahl geschwenkt wird, einen freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl, welcher durch Verfolgen eines Ventilöffnungsnockens für eine hohe Drehzahl und eines Ventilschließnockens für eine hohe Drehzahl geschwenkt wird, und einen Ventilbetätigungs-Kipphebel, welcher zwischen den freien Kipphebeln für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl eingefügt ist und mit einem Motorventil verbunden ist, um das Motorventil sowohl in der Ventilöffnungsrichtung als auch der Ventilschließrichtung anzutreiben. Die Kipphebel sind schwenkbar an einer Kipphebelwelle gelagert. Eine Verbindungsschalteinrichtung schaltet alternativ, wobei der Ventilbetätigungs-Kipphebel mit den freien Kipphebeln für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl verbunden wird. Somit ist das Ventilbetätigungssystem kompakt, und eine Erzeugung von Geräuschen wird verhindert.

Claims

Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen, umfassend: eine Nockenwelle (14), welche einen Ventilöffnungsnocken (10) für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilschließnocken (11) für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilöffnungsnocken (12) für eine hohe Drehzahl und einen Ventilschließnocken (13) für eine hohe Drehzahl umfaßt, wobei der Ventilöffnungsnocken (10) für eine niedrige Drehzahl und der Ventilschließnocken (11) für eine niedrige Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb eines Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, und der Ventilöffnungsnocken (12) für eine hohe Drehzahl und der Ventilschließnocken (13) für eine hohe Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen; eine Kipphebelwelle (15), welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Nockenwelle (14) aufweist; einen freien Kipphebel (16) für eine niedrige Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle (15) gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens (10) für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens (11) für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden; einen freien Kipphebel (17) für eine hohe Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle (15) gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens (12) für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens (13) für eine hohe Drehzahl geschwenkt zu werden; einen Ventilbetätigungs-Kipphebel (18), welcher durch die Kipphebelwelle (15) schwenkbar zwischen den freien Kipphebeln (16, 17) für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl gelagert ist und mit einem Motorventil (6) verbunden ist, um das Motorventil (6) sowohl in der Ventilöffnungs- als auch der Ventilschließrichtung anzutreiben; und eine Verbindungsschalteinrichtung (19), welche in den Kipphebeln vorgesehen ist, wobei die Verbindungsschalteinrichtung (19) derart schaltet, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel (18) alternativ mit den freien Kipphebeln (16, 17) für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl verbunden wird.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsschalteinrichtung einen Verbindungskolben umfaßt, welcher gegenüberliegende Enden aufweist, welche einem Paar von Hydraulikkammern zugewandt sind, wobei dieser in der Lage ist, parallel zu der Achse der Kipphebelwelle zwischen einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl liefert, und einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl liefert, zu gleiten, und wobei ein Steuerventil mit den zwei Hydraulikkammern verbunden ist, wobei das Steuerventil alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß ein Hydraulikdruck einer Hydraulikdruckquelle wirkt, und einem Zustand, in welchem der Hydraulikdruck abgelassen wird, schaltet.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 1, ferner umfassend einen im wesentlichen T-förmigen Eingriffsarm, welcher sich zu dem Motorventil hin erstreckt, welches einstückig mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel vorgesehen ist.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 1, wobei der freie Kipphebel für eine niedrige Drehzahl, welcher schwenkbar an der Kipphebelwelle gelagert ist, von einer Seite her entlang der Achse der Kipp hebelwelle in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel gelangt.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 4, wobei der freie Kipphebel für eine hohe Drehzahl durch die Kipphebelwelle schwenkbar gelagert ist, um sich von einer gegenüberliegenden Seite her entlang der Achse der Kipphebelwelle in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel zu befinden.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Gleitloch, welches eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle aufweist, welches in dem Ventilbetätigungs-Kipphebel in einem Abschnitt, welcher Ventilöffnungsrollen der freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl entspricht, und derart, daß gegenüberliegende Enden des Gleitlochs offen sind und der Verbindungskolben verschiebbar in das Gleitloch eingeschoben ist, vorgesehen ist.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Trennelement, welches in das Innere der Kipphebelwelle 15 eingesetzt und daran befestigt ist, um das Innere der Kipphebelwelle in einen Ölkanal für eine niedrige Drehzahl und einen Ölkanal für eine hohe Drehzahl zu teilen.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Verbindungsloch für eine niedrige Drehzahl, welches in der Kipphebelwelle vorgesehen ist, um stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal für eine niedrige Drehzahl und einem Verbindungskanal für eine niedrige Drehzahl, welcher in dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl ausgebildet ist, zu liefern.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Verbindungsloch für eine hohe Drehzahl in der Kipphebelwelle, um stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal für eine hohe Drehzahl und einem Verbindungskanal für eine hohe Drehzahl, welcher in dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl ausgebildet ist, zu liefern.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 2, wobei das Steuerventil alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Hydraulikdruckquelle auf einen von zwei Ölkanälen wirkt und der hydraulische Druck aus dem anderen der zwei Ölkanäle abgelassen wird, und einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Hydraulikdruckquelle auf den anderen der zwei Ölkanäle wirkt und der hydraulische Druck aus dem einen der zwei Ölkanäle abgelassen wird, schaltet.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen, umfassend: eine Nockenwelle (14), welche einen Ventilöffnungsnocken (10) für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilschließnocken (11) für eine niedrige Drehzahl, einen Ventilöffnungsnocken (12) für eine hohe Drehzahl und einen Ventilschließnocken (13) für eine hohe Drehzahl umfaßt, wobei der Ventilöffnungsnocken (10) für eine niedrige Drehzahl und der Ventilschließnocken (11) für eine niedrige Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb eines Motors bei einer niedrigen Drehzahl entsprechen, und der Ventilöffnungsnocken (12) für eine hohe Drehzahl und der Ventilschließnocken (13) für eine hohe Drehzahl Kurvenprofile aufweisen, welche einem Betrieb des Motors bei einer hohen Drehzahl entsprechen; eine Kipphebelwelle (15), welche eine Achse in parallelem Verlauf zu der Nockenwelle (14) aufweist; einen freien Kipphebel (16) für eine niedrige Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle (15) gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens (10) für eine niedrige Drehzahl und des Ventilschließnockens (11) für eine niedrige Drehzahl geschwenkt zu werden; einen freien Kipphebel (17) für eine hohe Drehzahl, welcher an der Kipphebelwelle (15) gelagert ist, um durch Verfolgen des Ventilöffnungsnockens (12) für eine hohe Drehzahl und des Ventilschließnockens (13) für eine hohe Drehzahl geschwenkt zu werden; einen Ventilbetätigungs-Kipphebel (18), welcher durch die Kipphebelwelle (15) schwenkbar zwischen den freien Kipphebeln (16, 17) für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl gelagert ist und mit einem Motorventil (6) verbunden ist, um das Motorventil (6) sowohl in der Ventilöffnungs- als auch der Ventilschließrichtung anzutreiben; und eine Verbindungsschalteinrichtung (19), welche in den Kipphebeln vorgesehen ist, wobei die Verbindungsschalteinrichtung (19) derart schaltet, daß der Ventilbetätigungs-Kipphebel (18) alternativ mit den freien Kipphebeln (16, 17) für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl verbunden wird, wobei die Verbindungsschalteinrichtung zwei Lagerwellen umfaßt, wobei eine in dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl befestigt ist und die andere in dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl befestigt ist.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 11, wobei die Verbindungsschalteinrichtung einen Verbindungskolben umfaßt, welcher gegenüberliegende Enden aufweist, welche einem Paar von Hydraulikkammern zugewandt sind, welche in den zwei Lagerwellen ausgebildet sind, wobei dieser in der Lage ist, parallel zu der Achse der Kipphebelwelle zwischen einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl liefert, und einer Position, in welcher dieser eine Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungs-Kipphebel und dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl liefert, zu gleiten, und wobei ein Steuerventil mit den zwei Hydraulikkammern verbunden ist, wobei das Steuerventil alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß ein Hydraulikdruck einer Hydraulikdruckquelle wirkt, und einem Zustand, in welchem der Hydraulikdruck abgelassen wird, schaltet.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 11, ferner umfassend einen im wesentlichen T-förmigen Eingriffsarm, welcher sich zu dem Motorventil hin erstreckt, welches einstückig mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel vorgesehen ist.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 11, wobei der freie Kipphebel für eine niedrige Drehzahl, welcher schwenkbar an der Kipphebelwelle gelagert ist, von einer Seite her entlang der Achse der Kipphebelwelle in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel gelangt.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 14, wobei der freie Kipphebel 17 für eine hohe Drehzahl durch die Kipphebelwelle schwenkbar gelagert ist, um sich von einer gegenüberliegenden Seite her entlang der Achse der Kipphebelwelle in Gleitkontakt mit dem Ventilbetätigungs-Kipphebel zu befinden.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 12, ferner umfassend ein Gleitloch, welches eine Achse in parallelem Verlauf zu der Kipphebelwelle aufweist, welches in dem Ventilbetätigungs-Kipphebel in einem Abschnitt, welcher Ventilöffnungsrollen der freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl und eine hohe Drehzahl entspricht, derart vorgesehen ist, daß gegenüberliegende Enden des Gleitlochs offen sind und der Verbindungskolben verschiebbar in das Gleitloch eingeschoben ist.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Trennelement, welches in das Innere der Kipphebelwelle eingesetzt und daran befestigt ist, um das Innere der Kipphebelwelle in einen Ölkanal für eine niedrige Drehzahl und einen Ölkanal für eine hohe Drehzahl zu teilen.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 17, ferner umfassend ein Verbindungsloch für eine niedrige Drehzahl, welches in der Kipphebelwelle vorgesehen ist, um stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal für eine niedrige Drehzahl und einem Verbindungskanal für eine niedrige Drehzahl, welcher in dem freien Kipphebel für eine niedrige Drehzahl ausgebildet ist, zu liefern.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Verbindungsloch für eine hohe Drehzahl in der Kipphebelwelle, um stets eine Verbindung zwischen dem Ölkanal für eine hohe Drehzahl und einem Verbindungskanal für eine hohe Drehzahl, welcher in dem freien Kipphebel für eine hohe Drehzahl ausgebildet ist, zu liefern.
Ventilbetätigungssystem zum zwangsweisen Öffnen und Schließen nach Anspruch 12, wobei das Steuerventil alternativ zwischen einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Hydraulikdruckquelle auf einen von zwei Ölkanälen wirkt und der hydraulische Druck aus dem anderen der zwei Ölkanäle abgelassen wird, und einem Zustand, in welchem bewirkt wird, daß der hydraulische Druck der Hydraulikdruckquelle auf den anderen der zwei Ölkanäle wirkt und der hydraulische Druck aus dem einen der zwei Ölkanäle abgelassen wird, schaltet.