DE60220122T2 - Hybrides Multipositionsindexierungsgerät mit Regelungsvorrichtung im Rotor - Google Patents

Hybrides Multipositionsindexierungsgerät mit Regelungsvorrichtung im Rotor Download PDF

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    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426Oil control valves

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Systeme mit veränderlichem Nockenwellentiming (VCT). Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine unbegrenzt veränderliche Nockenwellenindexiervorrichtung mit Regelungen im Zentrum des Rotors.
  • Es gibt heutzutage eine Vielzahl von VCTs vom Flügeltyp auf dem Markt, bei denen ein herkömmliches 4-Wege-Ventil Verwendung findet, das in einem Ventilkörper montiert ist, um den Phasensteller zu regeln. Der „Phasensteller" wird von sämtlichen Teilen des Motors gebildet, die ein unabhängiges Laufen der Nockenwelle von der Kurbelwelle ermöglichen. Typischerweise ist der Ventilkörper in das vordere Nockenlager integriert, was zu einer Leckagebahn zwischen dem Phasensteller und dem Regelsystem führt. Dieses Lecken beeinflusst das Betriebsverhalten und den Ölverbrauch beträchtlich. Daher besteht ein Bedarf im Stand der Technik zur Verringerung der Ölleckage, um das Betriebsverhalten zu maximieren und den Ölverbrauch zu minimieren.
  • Es gibt eine Reihe von VCT-Systemen, die bisher patentiert worden sind.
  • Die US-PS 5 386 807 betrifft ein System, das von Drehmomenteffekten bei hoher Drehzahl und vom Motordruck bei niedriger Drehzahl Gebrauch macht. Das Regelventil befindet sich im Kern des Phasenstellers. Der Phasensteller besitzt eine eingebaute Ölpumpe, um Öldruck bei geringen Drehzahlen zur Verfügung zu stellen. Die Ölpumpe wird vorzugsweise elektromagnetisch geregelt.
  • Die US-PS 6 053 138 beschreibt eine Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkeleinstellung einer Welle gegenüber einem Antriebsrad, insbesondere der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Diese Vorrichtung besitzt Rippen oder Flügel, die auf nichtdrehbare Weise mit der Welle verbunden sind. Die Rippen oder Flügel sind in den Abteilen eines Abteile aufweisenden Rades angeordnet. Die Abteile des Rades und die Rippen und/oder Flügel erzeugen Druckkammern, über deren hydraulisches Unterdrucksetzen die beiden Elemente relativ zueinander gedreht werden können. Um eine unerwünschte Drehung zu vermeiden, wenn ein unzureichender Einstell- oder Haltedruck vorliegt, arbeitet eine gemeinsame Endfläche des mit den Abteilen versehenen Rades und der Rippen und/oder Flügel mit einem Ringkolben zusammen, der eine aufhebbare Klemmkraft auf die Teile aufbringt, die relativ zueinander drehbar sind.
  • Die hiermit verwandte US-PS 6 085 708 zeigt eine Vorrichtung zum Verändern des Drehwinkels zwischen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine und deren Antriebsrad. Diese Vorrichtung besitzt ein inneres Teil, das mit Rippen oder Flügeln verbunden ist, welche in einem Abteile aufweisenden Rad drehbeweglich angeordnet sind. Das angetriebene Rad hat eine Vielzahl von Abteilen, die um den Umfang herum angeordnet und jeweils durch Rippen oder Flügel in zwei Druckkammern unterteilt sind. Durch ihr Unterdrucksetzen wird eine Änderung im Drehwinkel erzeugt. Um den Einfluss von sich überlappenden alternierenden Drehmomenten auf den Ventilantrieb der Brennkraftmaschine zu minimieren, ist in diese Vorrichtung eine Dämpfungskonstruktion integriert, um die Änderung der Drehlage hydraulisch zu dämpfen.
  • Bei der Überprüfung des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung ist die Betrachtung der nachfolgenden amerikanischen Patentschriften von Vorteil.
  • 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 Hydraulikdurchflusselementen aufweist, um wahlweise Hydraulikmittel v on einem der Zylinder zum anderen oder umgekehrt zu übertragen und auf diese Weise die Umfangsposition einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle vorzubewegen oder zu verzögern. Bei dem Regelsystem findet ein Regelventil Verwendung, bei dem ein Ausstoß von Hydraulikmittel von dem einen oder dem anderen entgegengesetzt wirkenden Zylinder ermöglicht wird, indem ein Schieber im Ventil aus seiner zentrierten Position oder Nullposition in der einen oder der anderen Richtung bewegt wird. Die Bewegung des Schiebers tritt in Abhängigkeit von einem Anstieg oder einer Abnahme des hydraulischen Regeldrucks Pc auf ein Ende des Schiebers und der Beziehung zwischen der hydraulischen Kraft auf dieses Ende und einer entgegengesetzt ge richteten mechanischen Kraft auf das andere Ende, die aus einer hierauf wirkenden 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 Nocken innerhalb eines umschlossenen Gehäuses aufweist, die die entgegengesetzt wirkenden Zylinder der vorstehend genannten US-PS 5 002 023 ersetzen. Der Flügel ist relativ zum Gehäuse hin- und herbewegbar, wobei geeignete hydraulische Durchflusselemente Hydraulikmittel im Gehäuse von einer Seite eines Nockens zur anderen oder umgekehrt übertragen, um auf diese Weise den Flügel relativ zum Gehäuse in der einen Richtung oder der anderen hin- und herzubewegen. Hierdurch wird die Position der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle vorbewegt oder verzögert. Das Regelsystem dieses VCT-Systems ist identisch mit dem der US-PS 5 002 023, wobei die gleiche Art von Schieberventil Verwendung findet, das auf die gleiche Art von hierauf einwirkenden Kräften anspricht.
  • Die US-PS'en 5 172 659 und 5 184 578 lösen beide die Probleme der vorstehend genannten Arten von VCT-Systemen, die durch den Versuch hervorgerufen werden, die gegen ein Ende des Schiebers ausgeübte hydraulische Kraft und die gegen das andere Ende ausgeübte mechanische Kraft auszugleichen. Das in beiden US-PS'en 5 172 659 und 5 184 578 offenbarte verbesserte Regelsystem macht von einer hydraulischen Kraft Gebrauch, die auf beide Enden des Schiebers einwirkt. Die hydraulische Kraft auf ein Ende resultiert aus dem direkt von der Motorölgalerie bei vollem Hydraulikdruck PS direkt aufgebrachten Hydraulikmittel. Die hydraulische Kraft auf das andere Ende des Schiebers stammt aus einem Hydraulikzylinder oder einem anderen Kraftvervielfacher, der hierauf in Abhängigkeit vom Systemhydraulikmittel unter reduziertem Druck Pc von einem PWM-Solenoid einwirkt. Da die Kraft auf jedes der gegenüberliegenden Enden des Schiebers einen hydraulischen Ursprung besitzt und auf dem gleichen Hydraulikmittel basiert, gleichen sich Druck- oder Viskositätsänderungen des Hydraulikmittels selbst aus und beeinflussen nicht die zentrierte Position oder Nullposition des Schiebers.
  • Gemäß der US-PS 5 361 735 besitzt eine Nockenwelle einen an einem Ende befestigten Flügel zur Durchführung einer nicht-schwingenden Drehung. Die Nockenwelle trägt ferner eine von einem Steuerriemen angetriebene Riemenscheibe, die sich zusammen mit der Nockenwelle drehen kann, jedoch auch relativ zu dieser hin- und herschwingen kann. Der Flügel besitzt gegenüberliegende Nocken, die in gegenüberliegenden Ausnehmungen der Riemenscheibe angeordnet sind. Die Nockenwelle neigt zur Veränderung in Reaktion auf Drehmomentimpulse, denen sie während ihres Normalbetriebes ausgesetzt ist, und kann durch wahlweises Blockieren oder Ermöglichen des Zuflusses von Motoröl aus den Ausnehmungen vorbewegt oder verzögert werden, indem die Position eines Schiebers in einem Ventilkörper eines Regelventils in Abhängigkeit von einem Signal von einer Motorregeleinheit geregelt wird. Der Schieber wird in einer vorgegebenen Richtung durch eine Einrichtung zum Überführen einer Drehbewegung in eine Linearbewegung, die von einem Elektromotor, vorzugsweise vom Schrittmotortyp, gedreht wird, gedrückt.
  • Die US-PS 5 497 738, auf der der Oberbegriff von Patentanspruch 1 basiert, zeigt ein Regelsystem, das die auf ein Ende eines Schiebers einwirkende hydraulische Kraft, die aus dem direkt aufgebrachten Hydraulikmittel aus der Motorölgalerie bei vollem Hydraulikdruck Ps resultiert und bei vorhergehenden Ausführungsformen des VCT-Systems Verwendung findet, eliminiert. Die auf das andere Ende des ventilierten Schiebers ausgeübte Kraft resultiert aus einer elektromechanischen Betätigungseinheit, vorzugsweise vom Solenoidtyp mit veränderlicher Kraft, die in Abhängigkeit von einem elektronischen Signal, das von einer Motorregeleinheit (ECU) abgegeben wird, die diverse Motorparameter überwacht, direkt auf den ventilierten Schieber einwirkt. Die ECU empfängt Signale von Sensoren, die den Nockenwellen- und Kurbelwellenpositionen entsprechen, und benutzt diese Information, um einen relativen Phasenwinkel zu berechnen. Ein Feedback-System mit geschlossener Schleife, das jeden Phasenwinkelfehler korrigiert, findet vorzugsweise Verwendung. Durch den Einsatz eines Solenoids mit veränderlicher Kraft wird das Problem eines trägen dynamischen Ansprechens gelöst. Eine solche Vorrichtung kann so ausgebildet werden, dass sie so schnell reagiert wie ein mechanisch ansprechendes Schieberventil, und mit Sicherheit viel schneller als das herkömmliche (voll hydraulische) Differenzdruckregelsystem. Durch das schnellere Ansprechen kann eine geschlossene Schleife mit vergrößerter Verstärkung Anwendung finden, die das System weniger empfindlich gegenüber Toleranzen der Komponenten und der Betriebsumgebung macht.
  • Bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Systemen sind die Regelvorrichtungen für das Nockenwellentiming in der No ckenwelle selbst oder abstromseitig der Nockenwelle angeordnet, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Leckens erhöht wird, wenn sich das Hydraulikmittel vom Schieberventil in die Flügel des Rotors bewegt. Daher besteht ein Bedarf im Stand der Technik nach einer unbegrenzt veränderlichen VCT-Multipositionsnockenindexiervorrichtung, mit der die Leckage während des Betriebes verringert wird.
  • Erfindungsgemäß wird ein Phasensteller zum Einstellen des Timings zwischen einer Nockenwelle und einem Timingzahnrad, das mit einer Kurbelwelle eines Motors gekoppelt ist, zur Verfügung gestellt, der umfasst: einen Rotor mit ersten und zweiten in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Flügeln und einer zentralen zylindrischen Ausnehmung, die entlang einer Drehachse angeordnet ist, wobei der Rotor mit der Nockenwelle verbindbar ist, um sich hiermit zu drehen; ein Gehäuse, das mit dem Timingzahnrad verbindbar ist, um sich hiermit zu drehen, und einen den Rotor koaxial umgebenden Korpus aufweist, der eine erste Ausnehmung und eine zweite Ausnehmung im Umfangsabstand aufweist, um den ersten Flügel und den zweiten Flügel des Rotors aufzunehmen und eine Drehbewegung der Flügel hierin zu ermöglichen, wobei jeder der ersten und zweiten Flügel jeweils die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Ausnehmungen in der Lage sind, Strömungsmitteldruck aufrechtzuerhalten, so dass die Einführung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels in den ersten Abschnitt bewirkt, dass sich der Rotor in einer ersten Drehrichtung relativ zum Gehäuse dreht, und die Einführung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels in den zweiten Abschnitt bewirkt, dass sich der Rotor in einer entgegengesetzten Drehrichtung relativ zum Gehäuse bewegt; einen in der zylindrischen Ausnehmung des Rotors angeordneten Schieber, der entlang der Drehachse des Rotors gleitend bewegbar ist und eine Vielzahl von Stegen aufweist, die eine Vielzahl von Kanälen im Rotor blockieren und verbinden, so dass durch gleitendes Bewegen des Schiebers in der zylindrischen Ausnehmung des Rotors der Strömungsmittelfluss von einem Strömungsmitteleinlass in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt geregelt wird, was eine Veränderung der Drehbewegung des Gehäuses relativ zum Rotor zur Folge hat; und ein im Rotor angeordnetes Einlassrückschlagventil, das einen Rückfluss von Strömungsmittel, das in den Strömungsmitteleinlass eindringt, steuert; dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber eine Länge und einen ersten Steg sowie einen zweiten Steg besitzt, die entlang der Länge voneinander beabstandet sind, so dass der erste Steg und der zweite Steg einen Umfang besitzen, der für eine strömungsmittelblockierende Passung in der zylindrischen Ausnehmung sorgt, wobei die Länge einen geringeren Umfang als der erste Steg und zweite Steg besitzt, damit Strömungsmittel fließen kann; und dass die zylindrische Ausnehmung des Rotors in beabstandeter Beziehung entlang der Länge der zylindrischen Ausnehmung von einem ersten Ende derselben, das am weitesten von der Nockenwelle entfernt ist, bis zu einem zweiten Ende der zylindrischen Ausnehmung, das zur Nockenwelle am nächsten angeordnet ist, umfasst: einen ersten Auslass, der die zylindrische Ausnehmung mit der Atmosphäre verbindet; eine erste Rückführleitung, die den ersten Abschnitt mit der zylindrischen Ausnehmung verbindet; eine Leitung für die erste Bewegung, die die zylindrische Ausnehmung mit dem ersten Abschnitt verbindet; eine zentrale Einlassleitung, die eine zentrale Stelle in der zylindrischen Ausnehmung mit einer Strömungsmittelquelle verbindet; eine Leitung für die zweite Bewegung, die die zylindrische Ausnehmung mit dem zweiten Abschnitt verbindet; eine zweite Rückführleitung, die den zweiten Abschnitt mit der zylindrischen Ausnehmung verbindet; einen zweiten Auslass, der die zylindrische Ausnehmung mit der Atmosphäre verbindet; wobei der erste Auslass, der zweite Auslass, die erste Rückführleitung, die zweite Rückführleitung, die Leitung für die erste Bewegung, die Leitung für die zweite Bewegung und die zentrale Einlassleitung entlang der Länge der zylindrischen Ausnehmung voneinander beabstandet sind und der erste Steg und der zweite Steg eine ausreichende Länge und einen ausreichenden Abstand voneinander besitzen, so dass dann, wenn sich der Schieber in einer zentralen Position zwischen dem ersten Ende der zentralen Ausnehmung und dem zweiten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, der erste Steg die erste Rückführleitung und die Leitung für die erste Bewegung und der zweite Steg die Leitung für die zweite Bewegung und die zweite Rückführleitung blockiert, wenn sich der Schieber in einer Position näher zum ersten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, die Leitung für die erste Bewegung und die zweite Rückführleitung nicht blockiert sind, Strömungsmittel von der zentralen Einlassleitung in die Leitung für die erste Bewegung und den ersten Abschnitt fließt und Strömungsmittel vom zweiten Abschnitt in die zweite Rückführleitung und den zweiten Auslass fließt, und, wenn sich der Schieber in einer Position näher am zweiten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, die Leitung für die zweite Bewe gung und die erste Rückführleitung nicht blockiert sind, Strömungsmittel von der zentralen Einlassleitung in die Leitung für die zweite Bewegung und den zweiten Abschnitt fließt und Strömungsmittel vom ersten Abschnitt in die erste Rückführleitung und den ersten Auslass fließt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine unbegrenzt veränderliche Nockenwellentimingvorrichtung (Phasensteller) mit einem im Rotor angeordneten Regelventil. Da sich das Regelventil im Rotor befindet, muss die Nockenwelle nur einen einzigen Kanal zur Zuführung von Motoröl oder Hydraulikmittel zur Verfügung stellen und benötigt keine Mehrfachkanäle zum Regeln des Phasenstellers, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Der Hauptvorteil in Bezug auf die Anordnung des Schiebers im Rotor besteht in einer Verringerung der Leckage und einer Verbesserung des Ansprechverhaltens des Phasenstellers. Diese Konstruktion ermöglicht kürzere Strömungsmittelkanäle im Vergleich zu einem Regelsystem, das am Nockenlager montiert ist.
  • Der Rotor ist mit der Nockenwelle verbunden, und das Außengehäuse und das Zahnrad bewegen sich relativ zum Rotor und zur Nockenwelle. von einer Ölquelle stammendes Öl wird durch die Mitte der Nockenwelle zugeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dringt das Öl durch ein Einlassrückschlagventil und wird zur Mitte des Schieberventils geführt. Das Einlassrückschlagventil verhindert, dass Öl während einer Drehmomentumkehr zurück zur Quelle fließt. Durch die Position des Schieberventils wird festgelegt, ob der Phasensteller vorbewegt oder verzögert wird.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nunmehr eine beispielhafte Ausführungsform derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Hiervon zeigen:
  • 1 eine auseinandergezogene Seitenansicht der Nockenwelle bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Ansicht der Nockenwelle der 1 von oben nach unten;
  • 3 eine weniger detaillierte Ansicht der Nockenwelle der 1 von oben nach unten;
  • 4 eine Teilansicht der Nockenwelle entlang Linie A-A in 3;
  • 5 eine Teilansicht der Nockenwelle entlang Linie B-B in 3;
  • 6 eine Nockenindexiervorrichtung mit einem mittleren Schieber und einem Einlassrückschlagventil in der Nullposition einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine Nockenindexiervorrichtung mit einem mittleren Schieber und einem Einlassrückschlagventil in der vorgerückten Position einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 8 eine Nockenindexiervorrichtung mit einem mittleren Schieber und einem Einlassrückschlagventil in der Verzögerungsposition einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie die 1 bis 5 zeigen, besitzt eine Brennkraftmaschine eine Kurbelwelle, die von den Pleuelstangen der Kolben angetrieben wird, und eine oder mehrere Nockenwellen, die die Einlass- und Auslassventile auf den Zylindern betätigen. Ein Steuerzahnrad auf der Nockenwelle ist über einen Steuerantrieb, wie einen Riemen, eine Kette oder Zahnräder, mit der Kurbelwelle verbunden. Obwohl in den Figuren nur eine Nockenwelle 9 dargestellt ist, versteht es sich, dass es sich bei der Nockenwelle 9 um die einzige Nockenwelle eines Motors mit einer einzigen Nockenwelle vom oben liegenden Typ oder vom im Block-Typ oder um eine von zwei Nockenwellen (der Einlassventilbetätigungsnockenwelle oder der Auslassventilbetätigungsnockenwelle) eines Motors mit zwei Nockenwellen oder um eine Nockenwelle von vier Nockenwellen eines V-Motors mit oben liegenden Nockenwellen, zwei für jede Zylinderreihe, handeln kann.
  • In einem veränderlichen Nockenwellentimingsystem (VCT) ist das Timing- bzw. Steuerzahnrad auf der Nockenwelle durch eine Kupplung mit veränderlichem Winkel ersetzt, die als „Phasensteller" bekannt ist und einen Rotor, der mit der Nockenwelle verbunden ist, sowie ein Gehäuse besitzt, das mit dem Timingzahnrad verbunden ist (oder dieses bildet), so dass sich die Nockenwelle unabhängig vom Timingzahnrad innerhalb von Winkelgrenzen drehen kann, um das Timing der Nockenwelle und Kurbelwelle relativ zueinander zu verändern. Der hier verwendete Begriff „Phasensteller" umfasst das Gehäuse und den Rotor und sämtliche Teile zum Regeln der relativen Winkellage des Gehäuses und Rotors, um das Timing der Nockenwelle gegenüber dem der Kurbelwelle zu versetzen. Bei Motoren mit mehreren Nockenwellen versteht es sich, dass jeweils ein Phasensteller an einer Nockenwelle angeordnet ist, wie dies bekannt ist.
  • Ein Rotor 1 ist mit Hilfe eines Montageflansches 8, an dem er (und eine Rotorfrontplatte 4) über Schrauben 14 befestigt ist, fest an der Nockenwelle 9 angeordnet. Der Rotor 1 besitzt ein diametral gegenüberliegendes Paar von radial nach außen vorstehenden Flügeln 16, die in Ausnehmungen 17 im Gehäusekörper 2 gepasst sind. Die Innenplatte 5, der Gehäusekörper 2 und die Außenplatte 3 sind mit Schrauben um den Montageflansch 8, den Rotor 1 und die Rotorfrontplatte 4 aneinander befestigt, so dass die Ausnehmungen 17, die die Flügel 16 halten und von der Außenplatte 3 und der Innenplatte 5 umschlossen sind, strömungsmitteldichte Kammern bilden. Das Timingzahnrad 11 ist über Schrauben 12 mit der Innenplatte 5 verbunden. Zusammen werden die Innenplatte 5, der Gehäusekörper 2, die Außenplatte 3 und das Timingzahnrad 11 hier als das „Gehäuse" bezeichnet.
  • Die Flügel 16 des Rotors 1 sind in die radial nach außen vorstehenden Ausnehmungen 17 des Gehäusekörpers 2 eingepasst, wobei die Umfangsausdehnung einer jeden Ausnehmung 17 etwas größer ist als die Umfangsausdehnung des Flügels 16, der in einer derartigen Ausnehmung angeordnet ist, um eine begrenzte Schwingbewegung bzw. Hin- und Herbewegung 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 werden. Die Flügelspitzen 6 hindern Motoröl daran, zwischen der Innenseite der Ausnehmungen 17 und den Flügeln 16 herauszulecken, so dass jede Ausnehmung in gegenüberliegende Kammern 17a und 17b unterteilt wird. Daher ist jede der Kammern 17a und 17b des Gehäuses 2 in der Lage, Hydraulikdruck aufrechtzuerhalten. Durch die Aufbringung von Druck auf die Kammern 17a wird daher der Rotor im Uhrzeigersinn relativ zum Rotor 1 bewegt, während die Aufbringung von Druck auf die Kammern 17b den Rotor gegen den Uhrzeigersinn relativ zum Rotor 1 bewegt.
  • Wie die 4 und 5 zeigen, ist der Schieber 27 des Schieberventils 20 im Rotor 1 in einer zylindrischen Ausnehmung 25 entlang dessen Mittelachse 26 angeordnet. Kanäle führen Öl vom Schieberventil zu den Kammern 17a, 17b, wie nachfolgend in schematischer Form erläutert. Das Motoröl oder ein anderes Betriebsfluid dringt in die Seite des Montageflansches 8 und in den Rotor 1 durch den Kanal 21 ein. Da sich das Schieberventil 20 im Rotor 1 und nicht in der Nockenwelle 9 befindet, kann die Nockenwelle 9 viel einfacher hergestellt werden, da Strömungsmittel nur durch den Phasensteller in das Schieberventil 20 im Rotor 1 strömen muss und keine arbeitsaufwendigen Kanäle in die Nockenwelle 9 eingearbeitet werden müssen sowie keine extern montierten Ventile erforderlich sind. Durch die Anordnung des Schieberventils 20 im Rotor 1 wird die Leckage verringert und das Ansprechverhalten des Phasenstellers verbessert. Diese Konstruktion ermöglicht kürzere Strömungsmittelkanäle im Vergleich zu einem am Nockenlager montierten Regelsystem.
  • Wie man ferner den 6 bis 8 entnehmen kann, strömt das Phasenstellerbetriebsmittel 122, das in der Form von Motorschmieröl dargestellt ist, in die Ausnehmungen 17a (die mit „A" zur Vorwärtsbewegung bezeichnet sind) und 17b (die mit „R" zur Verzögerung bezeichnet sind) mit Hilfe einer gemeinsamen Einlassleitung 110. Bei der in den 68 gezeigten bevorzugten Ausführungsform verhindert ein Einlassrückschlagventil 105 einen Rückfluss des Hydraulikmittels in die Motorölversorgung. Die Erfindung funktioniert jedoch auch ohne das Einlassrückschlagventil 105, ohne von der erfindungsgemäßen Lehre abzuweichen. Die Einlassleitung 110 endet mit dem Eindringen in das Schieberventil 109. Das Schieberventil 109 besteht aus einem Schieber 104 und einem zylindrischen Element 115. Der Schieber 104, bei dem es sich vorzugsweise um einen ventilierten Schieber handelt, kann vor und zurück gleiten. Er besitzt Schieberstege 104a und 104b auf gegenüberliegenden Enden, die mit enger Passung im zylindrischen Element 115 angeordnet sind. Die Schieberstege 104a und 104b sind vorzugsweise zylindrische Stege und haben vorzugsweise drei Positionen, wie nachfolgend in größeren Einzelheiten erläutert.
  • Die Regelung der Position des Schiebers 104 im Element 115 geschieht in direkter Ansprache auf ein Solenoid 103 mit veränderlicher Kraft. Dieses Solenoid 103 mit veränderlicher Kraft ist vorzugsweise eine elektromechanische Betätigungseinheit 103. Die US-PS 5 497 738 mit dem Titel „VCT Control with a Direct Electromechanical Actuator" vom 12.
  • März 1996 offenbart die Verwendung eines Solenoids mit veränderlicher Kraft. Kurz gesagt, bei der bevorzugten Ausführungsform wird elektrischer Strom über ein Kabel durch das Solenoidgehäuse in eine Solenoidspule eingeführt, die einen Anker 117 in der elektromagnetischen Betätigungseinheit 103 abstößt oder "drückt". Der Anker 117 ist gegen eine Verlängerung 104c des Schiebers 104 gelagert und bewegt somit den Schieber 104 nach rechts. Wenn die Kraft der Feder 116 mit der vom Anker 117 in der entgegengesetzten Richtung ausgeübten Kraft im Gleichgewicht ist, verbleibt der Schieber 104 in seiner Nullposition oder zentrierten Position. Somit wird der Schieber 104 in jeder Richtung bewegt, wenn der der Solenoidspule zugeführte elektrische Strom erhöht oder verringert wird, je nach Bedarf. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Konfiguration der elektromagnetischen Betätigungseinheit 103 umgekehrt sein, wobei die auf die Schieberverlängerung 104c ausgeübte Kraft von einer Druckkraft in eine Zugkraft verändert wird. Diese Alternative erfordert eine Umgestaltung der Funktion der Feder 116, damit diese der Kraft in der neuen Richtung der Bewegung des Ankers 117 entgegenwirkt.
  • Die elektromechanische Betätigungseinheit 103 mit veränderlicher Kraft ermöglicht, dass das Schieberventil inkrementell bewegt wird und nicht nur zu einer vollständigen Bewegung bis zu dem einen oder dem anderen Ende der Bewegungsbahn in der Lage ist, wie dies bei herkömmlichen Nockenwellentimingvorrichtungen der Fall ist. Durch die Verwendung eines Solenoids mit veränderlicher Kraft wird ein langsames dynamisches Ansprechen vermieden. Durch das raschere Ansprechen wird eine höhere Verstärkung der geschlossenen Schleife erreicht, was das System weniger empfindlich gegenüber Toleranzen der Komponenten und der Betriebsumgebung macht. Auch bewegt sich der Anker eines Solenoids mit veränderlicher Kraft nur über eine kurze Distanz und wird durch den Strom von der Motorregeleinheit (ECU) 102 geregelt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liefert ein elektronischer Schnittstellenmodul (EIM) Elektronik für den VCT. Die EIM bildet die Schnittstelle zwischen der Betätigungseinheit 103 und der ECU 102.
  • Da die erforderliche Bewegung kaum zu Extremen führt, wird ein Zittern bzw. Vibrieren vermieden, so dass das System virtuell geräuschfrei ist. Vielleicht der bedeutendste Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Differenzdruckregelsystem ist die verbesserte Regelung des Basissystems. Ein Solenoid mit veränderlicher Kraft sorgt für ein stark verbessertes Vermögen, einem Eingangsbefehl der VCT-Phase rasch und genau zu folgen.
  • Bevorzugte Typen von Solenoiden mit veränderlicher Kraft umfassen einen zylindrischen Anker oder ein Solenoid mit veränderlicher Fläche und einen flachflächigen Anker oder ein Solenoid mit veränderlichem Spalt, sind jedoch hierauf nicht beschränkt. Die verwendete elektromechanische Betätigungseinheit kann auch über eine pulsbreitenmodulierte Versorgung betätigt werden. Alternativ dazu können auch andere Betätigungseinheiten, wie hydraulische Solenoide, Schrittmotoren, Schnecken- oder Schraubenradmotoren oder rein mechanische Betätigungseinheiten, eingesetzt werden, um das Schieberventil gemäß den Lehren der Erfindung zu betätigen.
  • Um einen Phasenwinkel aufrechtzuerhalten, wird der Schieber 104 auf seine Nullposition gesetzt, wie in 6 gezeigt. Die Nockenwelle 9 wird in einer ausgewählten Zwischenlage relativ zur Kurbelwelle des zugehörigen Motors gehalten, die als „Nullposition" des Schiebers 104 bezeichnet wird. Ergänzungsöl von der Versorgung füllt beide Kammern 17a und 17b. Wenn sich der Schieber 104 in der Nullposition befindet, blockieren die Schieberstege 104a und 104b sowohl die Rückführleitungen 112 und 114 als auch die Einlassleitungen 111 und 113.
  • Da das Hydraulikmittel 122 im wesentlichen im mittleren Hohlraum 119 des Schieberventils 109 eingefangen ist, wird der Druck aufrechterhalten und dringt das Hydraulikmittel 122 nicht in die Kammern 17a und 17b ein oder verlässt diese. Unvermeidbar tritt jedoch ein Lecken aus den Kammern 17a und 17b auf. So wird das Schieberventil mit einem „Zittersignal" beaufschlagt, um eine geringe Bewegung zu ermöglichen. Mit anderen Worten, der Schieber 104 bewegt sich in ausreichender Weise vor und zurück, so dass dann, wenn die Vorschubkammer 17a und Verzögerungskammer 17b beginnen, Druck zu verlieren, Ergänzungsströmungsmittel 122 den Druck wiederherstellt. Die Bewegung ist jedoch nicht ausreichend, um Strömungsmittel aus den Auslassöffnungen 106, 107 herauszulassen. Der mittlere Hohlraum 119 ist vorzugsweise an den Rändern konisch ausgebildet, um eine leichterte Förderung von Ergänzungsströmungsmittel während der Zitterbewegung zu ermöglichen.
  • Da die Kraft des Ankers 117 dem elektrischen Strom entspricht, der der Solenoidspule zugeführt wird, und auch die Kraft der Feder 116 vorhersagbar ist (in Bezug auf die Federposition), ist die Position des Schiebers 104 ohne weiteres allein auf der Basis des Solenoidstromes ermittelbar. Durch die ausschließliche Ausnutzung von Ungleichgewichten zwischen einer elektrisch erzeugten Kraft an einem Ende 104b des Schieber 104 und einer Federkraft am anderen Ende 104a zur Bewegung in die eine oder die andere Richtung (im Gegensatz zur Ausnutzung von Ungleichgewichten zwischen hydraulischen Belastungen von einer gemeinsamen Quelle an beiden Enden) ist das Regelsystem vollständig unabhängig vom hydraulischen Systemdruck. Es ist somit nicht erforderlich, ein Kompromisssystem auszubilden, das in einem potentiell breiten Spektrum von Öldrücken arbeitet, wie sie mit den individuellen Eigenschaften von speziellen Motoren einhergehen. Diesbezüglich ist es durch die Ausbildung eines Systems, das innerhalb eines engeren Bereiches von Parametern wirkt, möglich, den Schieber 104 rasch und genau in seiner Nullposition zu positionieren, um eine verbesserte Funktionsweise eines VCT-Systems zu erreichen.
  • Wie in 7 gezeigt, wird zur Vorbewegung des Phasenstellers Hydraulikmittel 122 von der Hydraulikquelle zur Vorschubkammer 17a geführt, indem das Schieberventil 104 nach links verschoben wird. Gleichzeitig wird die Verzögerungskammer 17b zur Atmosphäre, d.h. einem Bereich mit niedrigerem Druck, geöffnet, so dass das Strömungsmittel zur Strömungsmittelquelle zurück recycelt werden kann. In den meisten Fällen bedeutet „Atmosphäre" eine Stelle, bei der das Motoröl zurück in die Ölwanne am Boden des Motors geführt werden kann, beispielsweise in die Abdeckung der Timingkette oder in eine mit der Ölwanne in Verbindung ste hende Rückführleitung. Bei dieser Konfiguration blockiert der Steg 104b den Eintritt des Hydraulikmittels in die Einlassleitung 113 der Verzögerungskammer. Der Hohlraum 119 wird nunmehr mit der Einlassleitung 111 der Vorschubkammer in Verbindung gebracht, so dass zusätzliches Hydraulikmittel 122 in die Verzögerungskammer 17a eindringen kann. Der Steg 104a blockiert den Austritt von Hydraulikmittel 122 aus der Rückführleitung 112 der Vorschubkammer. Der Hohlraum 121 ermöglicht den Austritt des Hydraulikmittels 122 durch die Rückführleitung 114 der Verzögerungskammer und aus dem Auslass 107 der Verzögerungskammer zur Atmosphäre.
  • Wie in 8 gezeigt, wird zur Verzögerung des Phasenstellers das Schieberventil 104 nach rechts bewegt und Hydraulikmittel 122 von der Hydraulikmittelquelle zur Verzögerungskammer 17b geführt. Das in der Vorschubkammer 17a befindliche Hydraulikmittel 122 wird zur Atmosphäre abgegeben. Bei dieser Konfiguration blockiert der Steg 104b den Austritt des Hydraulikmittels aus der Rückführleitung 114 der Verzögerungskammer. Der Hohlraum 119 wird nunmehr mit der Einlassleitung 113 der Verzögerungskammer in Verbindung gebracht, so dass Hydraulikmittel 122 in die Verzögerungskammer 17b fließen kann. Der Steg 104a blockiert den Eintritt von Hydraulikmittel 122 in die Einlassleitung 111 der Vorschubkammer. Der Hohlraum 120 ermöglicht die Abführung von Hydraulikmittel 122 durch die Rückführleitung 112 der Vorschubkammer und aus dem Auslass 106 der Vorschubkammer zur Atmosphäre.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Verriegelungsmechanismus für den Start vorgesehen, wenn ein unzu reichender Öldruck vorhanden ist, um den Phasensteller in Position zu halten. Beispielsweise kann ein eine einzige Position einnehmender Stift in ein Loch eingesetzt werden, um den Rotor und das Gehäuse miteinander zu verriegeln, oder es kann eine andere bekannte Verschiebungs- und Verriegelungsstrategie Anwendung finden.
  • Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft sind für die Anwendung der Lehren der Erfindung. Die Bezugnahme auf Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen soll in keiner Weise den Umfang der Patentansprüche beschränken, in denen selbst diejenigen Merkmale aufgeführt sind, die als wesentlich für die Erfindung angesehen werden.

Claims (6)

  1. Phasensteller zum Einstellen des Timings zwischen einer Nockenwelle und einem Timingzahnrad, das mit einer Kurbelwelle eines Motors verbunden ist, mit einem Rotor (1) mit einem ersten und einem zweiten in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Flügel (16) und einer zentralen zylindrischen Ausnehmung (25), die entlang einer Drehachse (26) angeordnet ist, wobei der Rotor (1) mit der Nockenwelle (9) verbindbar ist, um sich hiermit zu drehen; einem Gehäuse, das mit dem Timingzahnrad verbindbar ist, um sich hiermit zu drehen, mit einem Korpus (2), der koaxial den Rotor (1) umgibt und eine erste Ausnehmung (17) und eine zweite Ausnehmung mit Umfangsabstand zur Aufnahme des ersten Flügels (16) und des zweiten Flügels (16) des Rotors (1) aufweist und eine Drehbewegung der Flügel darin ermöglicht, wobei jeweils der erste Flügel (17) und der zweite Flügel (16) jeweils die erste Ausnehmung (17) und die zweite Ausnehmung in einen ersten Abschnitt (17a) und einen zweiten Abschnitt (17b) unterteilen, der erste Abschnitt (17a) und der zweite Abschnitt (17b) der Ausnehmungen in der Lage sind, einen Strömungsmitteldruck aufrechtzuerhalten, so dass die Einführung eines Strömungsmittels (122) unter Druck in den ersten Abschnitt (17a) bewirkt, dass sich der Rotor (1) in einer ersten Drehrichtung relativ zum Gehäuse bewegt, und die Einführung eines Strömungsmittels unter Druck in den zweiten Abschnitt (17b) bewirkt, dass sich der Rotor (1) in einer entgegengesetzten Drehrichtung relativ zum Gehäuse bewegt; einem Schieber (104), der in der zylindrischen Ausnehmung (25) des Rotors (1) angeordnet und entlang der Drehachse des Rotors (1) gleitend bewegbar ist, wobei der Schieber (104) eine Vielzahl von Stegen (104a, 104b) aufweist, die eine Vielzahl von Kanälen im Rotor (1) so blockieren und verbinden, dass durch gleitendes Bewegen des Schiebers (104) in der zylindrischen Ausnehmung (25) des Rotors (1) der Zufluss von Strömungsmittel (122) von einem Strömungsmitteleinlass zum ersten Abschnitt (17a) und zum zweiten Abschnitt (17b) geregelt und hierdurch die Drehbewegung des Gehäuses relativ zum Rotor (1) verändert wird; und einem Einlassrückschlagventil (105), das im Rotor (1) angeordnet ist und den Rückfluss des in den Strömungsmitteleinlass eindringenden Strömungsmittels steuert; dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (104) eine Länge und einen ersten Steg (104a) und einen zweiten Steg (104b) besitzt, die mit einem Abstand entlang dieser Länge angeordnet sind, so dass der erste Steg (104a) und der zweite Steg (104b) einen Umfang besitzen, der mit einer ein Strömungsmittel blockierenden Passung in der zylindrischen Ausnehmung (25) angeordnet ist, wobei die Länge einen geringeren Umfang als der erste Steg (104a) und der zweite Steg (104b) besitzt, um einen Strömungsmitteldurchfluss zu ermöglichen; und die zylindrische Ausnehmung (25) des Rotors (1) in beabstandeter Beziehung entlang der Länge der zylindrischen Ausnehmung (25) von einem ersten Ende derselben, das am weitesten von der Nockenwelle (9) entfernt ist, bis zu einem zweiten Ende derselben, das zur Nockenwelle (9) am nächsten gelegen ist, die folgenden Bestandteile umfasst: einen ersten Auslass (106) der die zylindrische Ausnehmung (25) mit der Atmosphäre verbindet; eine erste Rückführleitung (112), die den ersten Abschnitt (17a) mit der zylindrischen Ausnehmung (25) verbindet; eine Leitung (111) für eine erste Bewegung, die die zylindrische Ausnehmung (25) mit dem ersten Abschnitt (17a) verbindet; eine zentrale Einlassleitung (110), die eine zentrale Stelle in der zylindrischen Ausnehmung (25) mit einer Strömungsmittelquelle (122) verbindet; eine Leitung (113) für eine zweite Bewegung, die die zylindrische Ausnehmung (25) mit dem zweiten Abschnitt (17b) verbindet; eine zweite Rückführleitung (114), die den zweiten Abschnitt (17b) mit der zylindrischen Ausnehmung (25) verbindet; einen zweiten Auslass (107), der die zylindrische Ausnehmung (25) mit der Atmosphäre verbindet; wobei der erste Auslass (106), der zweite Auslass (107), die erste Rückführleitung (112), die zweite Rückführleitung (114), die Leitung (111) für die erste Bewegung, die Leitung (113) für die zweite Bewegung und die zentrale Einlassleitung (110) entlang der Länge der zylindrischen Ausnehmung (25) voneinander beabstandet sind und der erste Steg (104a) und der zweite Steg (104b) eine ausreichende Länge und einen ausreichenden Abstand voneinander besitzen, so dass: wenn sich der Schieber (104) in einer zentralen Position zwischen dem ersten Ende der zentralen Ausnehmung und dem zweiten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, der erste Steg (104a) die erste Rückführleitung (112) und die Leitung (111) für die erste Bewegung blockiert, während der zweite Steg (104b) die Leitung (113) für die zweite Bewegung und die zweite Rückführleitung (114) blockiert; wenn sich der Schieber (104) in einer Position näher am ersten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, die Leitung (111) für die erste Bewegung und die zweite Rückführleitung (114) nicht blockiert sind, Strömungsmittel (122) von der zentralen Einlassleitung (110) in die Leitung (111) für die erste Bewegung und den ersten Abschnitt (17a) strömt und Strömungsmittel (122) vom zweiten Abschnitt (17b) in die zweite Rückführleitung (114) und den zweiten Auslass (107) strömt; und wenn sich der Schieber (104) in einer Position näher am zweiten Ende der zentralen Ausnehmung befindet, die Leitung (113) für die zweite Bewegung und die erste Rückführleitung (112) nicht blockiert sind, Strömungsmittel (122) von der zentralen Einlassleitung (110) in die Leitung (113) für die zweite Bewegung und den zweiten Abschnitt (17b) strömt und Strömungsmittel (122) vom ersten Abschnitt (17a) in die erste Rückführleitung (112) und den ersten Auslass (106) strömt.
  2. Phasensteller nach Anspruch 1, der des weiteren eine Betätigungseinheit (103) mit veränderlicher Kraft aufweist, die die Position des Schiebers (104) in Abhängigkeit von einem von einer Motorregeleinheit (102) abgegebenen Signal regelt.
  3. Phasensteller nach Anspruch 2, bei dem die Betätigungseinheit (103) mit veränderlicher Kraft ein elektromechanisches Solenoid mit veränderlicher Kraft ist.
  4. Phasensteller nach Anspruch 3, der des weiteren eine Feder (116) zum Vorspannen des Schieberventils (104) in eine volle Vorschubposition während Perioden, in denen das elektromechanische Solenoid mit veränderlicher Kraft aberregt ist, aufweist.
  5. Phasensteller nach Anspruch 2, bei dem die Betätigungseinheit (103) mit veränderlicher Kraft ein pulsbreitenmoduliertes Solenoid ist.
  6. Phasensteller nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Strömungsmittel (122) Motorschmieröl umfasst.
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035035B4 (de) 2003-07-24 2022-04-14 Daimler Ag Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen
DE102004038252A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-15 Ina-Schaeffler Kg Steuerventil für eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE112006001043T5 (de) * 2005-05-02 2008-03-27 Borg Warner Inc., Auburn Hills Zeiteinstellungs-Phasenlageneinsteller-Steuersystem
WO2006127347A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Borgwarner Inc Integrated check valve
DE102005060111A1 (de) 2005-12-16 2007-07-05 Schaeffler Kg Nockenwellenverstellerzuleitung
US20060096562A1 (en) * 2006-01-20 2006-05-11 Borgwarner Inc. Reed valve with multiple ports
US7318401B2 (en) 2006-03-15 2008-01-15 Borgwarner Inc. Variable chamber volume phaser
DE102006019543A1 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Schaeffler Kg Plattenrückschlagventil mit seitlicher Abströmung und Steuerkante
WO2008042622A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Borgwarner Inc Variable event duration reduction (vedr) cam phaser
WO2008140897A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Borgwarner Inc. Cam mounted accumulator
DE112008001407B4 (de) 2007-06-19 2018-10-11 Borgwarner Inc. Konzentrischer Nocken mit Versteller
EP2522820B1 (de) 2007-07-02 2017-08-09 BorgWarner Inc. Konzentrische Nocken mit Rückschlagventil in der Spule eines Phasenreglers
KR101439824B1 (ko) * 2007-07-06 2014-09-12 보르그워너 인코퍼레이티드 캠 샤프트에 장착된 가변 캠 타이밍 제어장치들
US8145404B2 (en) * 2008-08-15 2012-03-27 Delphi Technologies, Inc. Method for synchronizing an oil control valve as a virtual check valve
US20110162605A1 (en) * 2008-09-19 2011-07-07 Borgwarner Inc. Cam torque actuated phaser using band check valves built into a camshaft or concentric camshafts
DE102009022869A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-09 Hydraulik-Ring Gmbh Flügelzellennockenwellenverstellersystem
DE102009050779B4 (de) 2009-10-27 2016-05-04 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotornockenwellenversteller mit einer Reibscheibe und Montageverfahren
DE102009052841A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-19 Hydraulik-Ring Gmbh Nockenwelleneinsatz
BR112012004590A2 (pt) * 2010-01-25 2016-04-05 Mitsubishi Motors Corp dispositivo de válvula varíavel para um motor de combustão interna
JP2013524092A (ja) 2010-04-06 2013-06-17 ボーグワーナー インコーポレーテッド 同心カムシャフトに沿って中央に配置したカム位相器
DE102010045358A1 (de) 2010-04-10 2011-10-13 Hydraulik-Ring Gmbh Schwenkmotornockenwellenversteller mit einem Hydraulikventil
DE102010019005B4 (de) 2010-05-03 2017-03-23 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller
US9080473B2 (en) 2010-11-02 2015-07-14 Borgwarner, Inc. Cam torque actuated—torsional assist phaser
DE102010061337B4 (de) * 2010-12-20 2015-07-09 Hilite Germany Gmbh Hydraulikventil für einen Schwenkmotorversteller
WO2012094324A1 (en) 2011-01-04 2012-07-12 Hilite Germany Gmbh Valve timing control apparatus and method
GB2487227A (en) * 2011-01-14 2012-07-18 Mechadyne Plc Spool valve for simultaneous control of two output members
DE112012001003T5 (de) * 2011-04-01 2014-03-13 Borgwarner Inc. Einsatz von Torsionsenergie zum Bewegen eines Stellantriebs
US8973542B2 (en) 2012-09-21 2015-03-10 Hilite Germany Gmbh Centering slot for internal combustion engine
US9366161B2 (en) 2013-02-14 2016-06-14 Hilite Germany Gmbh Hydraulic valve for an internal combustion engine
US8726866B1 (en) 2013-03-01 2014-05-20 Delphi Technologies, Inc. Check valve for a camshaft phaser
US8800515B1 (en) * 2013-03-13 2014-08-12 Borgwarner Inc. Cam torque actuated variable camshaft timing device with a bi-directional oil pressure bias circuit
US9784143B2 (en) 2014-07-10 2017-10-10 Hilite Germany Gmbh Mid lock directional supply and cam torsional recirculation
WO2018019633A1 (de) 2016-07-27 2018-02-01 ECO Holding 1 GmbH Kolben für eine hydraulikeinheit eines schwenkverstellers und schwenkversteller für eine nockenwelle
WO2019029788A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 HELLA GmbH & Co. KGaA VALVE ASSEMBLY FOR CONTROLLING A CAMSHAFT SYNCHRONIZATION APPARATUS
US10760454B2 (en) * 2017-09-19 2020-09-01 ECO Holding 1 GmbH Oil control valve to control a cam phaser with a spool positioned by an external actuator and having a groove
DE102019104758A1 (de) * 2018-03-21 2019-09-26 Borgwarner Inc. Vorgespannte torsionsvorspannvorrichtung
JP2020076357A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5107804A (en) 1989-10-16 1992-04-28 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation 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
US5172659A (en) 1989-10-16 1992-12-22 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Differential pressure control system for variable camshaft timing system
US5002023A (en) 1989-10-16 1991-03-26 Borg-Warner Automotive, Inc. Variable camshaft timing for internal combustion engine
DE4034406A1 (de) * 1989-10-30 1991-05-29 Atsugi Unisia Corp Ventilsteuerzeiteneinstellvorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit einer hydraulischen kupplung zum sperren des brennkraftmaschinenumdrehungs-synchronelements und des nockenantriebselements bei einstellbarer phasenzuordnung
DE4116169A1 (de) 1991-05-17 1992-11-19 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur verstellung der drehwinkelzuordnung einer nockenwelle zu ihrem antriebselement
US5184578A (en) 1992-03-05 1993-02-09 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation VCT system having robust closed loop control employing dual loop approach having hydraulic pilot stage with a PWM solenoid
US5497738A (en) 1992-09-03 1996-03-12 Borg-Warner Automotive, Inc. VCT control with a direct electromechanical actuator
US5666914A (en) * 1994-05-13 1997-09-16 Nippondenso Co., Ltd. Vane type angular phase adjusting device
JP3191849B2 (ja) 1994-08-29 2001-07-23 株式会社デンソー 内燃機関用バルブタイミング調整装置
JP3600397B2 (ja) * 1997-03-19 2004-12-15 株式会社日立ユニシアオートモティブ 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE19756015A1 (de) 1997-12-17 1999-06-24 Porsche Ag Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Welle zu einem Antriebsrad
DE19756016A1 (de) 1997-12-17 1999-06-24 Porsche Ag Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Welle zu einem Antriebsrad
DE19817319C2 (de) * 1998-04-18 2001-12-06 Daimler Chrysler Ag Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen
US6250265B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-26 Borgwarner Inc. Variable valve timing with actuator locking for internal combustion engine
US6505586B1 (en) * 1999-08-05 2003-01-14 Denso Corporation Variable valve timing control apparatus and method for engines

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003065011A (ja) 2003-03-05
US6883481B2 (en) 2005-04-26
US20030033998A1 (en) 2003-02-20
JP4209152B2 (ja) 2009-01-14
US20040099232A1 (en) 2004-05-27
DE60220122D1 (de) 2007-06-28
EP1284340A2 (de) 2003-02-19
EP1284340A3 (de) 2003-11-05
EP1284340B1 (de) 2007-05-16

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