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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung ist auf
ein System und auf ein Verfahren zur Betätigung von Motorventilen gerichtet,
und insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf ein variables
Motorventilbetätigungssystem
gerichtet.
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Hintergrund
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Der Betrieb eines Verbrennungsmotors,
wie beispielsweise eines Diesel-, Benzin- oder Erdgas-Motors kann
die Erzeugung von unerwünschten Emissionen
verursachen. Diese Emissionen, die Partikelstoffe und Stickoxide
(NOx) aufweisen können, werden
erzeugt, wenn Brennstoff in einer Brennkammer des Motors verbrannt
wird. Ein Auslasshub eines Motorkolbens drückt Abgas, welches diese Emissionen
aufweisen kann, aus dem Motor. Wenn keine Maßnahmen zur Verringerung von
Emissionen stattfinden, werden diese unerwünschten Emissionen schließlich in
die Umgebung ausgestoßen.
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Die Forschung ist gegenwärtig auf
die Verringerung der Menge von unerwünschten Emissionen gerichtet,
die während
des Betriebs eines Motors in die Umgebung ausgestoßen werden.
Es wird erwartet, dass eine verbesserte Motorkonstruktion und eine
verbesserte Steuerung über
den Motorbetrieb zu einer Verringerung der Erzeugung von unerwünschten
Emissionen führen
kann. Viele unterschiedliche Ansätze,
wie beispielsweise die Abgasrückzirkulation,
die Wassereinspritzung, die Brennstoffeinspritzzeitsteuerung und
Brennstoffformeln haben erwiesenermaßen die Menge der Emissionen verringert,
die während
des Betriebs eines Motors erzeugt werden. Nachbehandlungen, wie
beispielsweise Fallen und Katalysatoren sind als wirkungsvoll befunden
worden, um Emissionen aus einem Abgasfluss zu entfernen. Unglücklicherweise
hat die Einrichtung dieser Ansätze
zur Verringerung von Emissionen typischerweise eine Verringerung
des gesamten Wirkungsgra des des Motors zur Folge.
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Zusätzliche Bemühungen sind auf die Verbesserung
des Motorwirkungsgrades zur Kompensation des Wirkungsgradverlustes
auf Grund der Emissionsreduktionssysteme gerichtet worden. Ein solcher
Ansatz zur Verbesserung des Motorwirkungsgrades bezieht die Einstellung
der Betätigungszeitpunkte
der Motorventile ein. Beispielsweise kann die Betätigungszeitsteuerung
der Einlass- und Auslassventile modifiziert werden, um eine Variation
des typischen Diesel- oder Otto-Zyklus einzurichten, der als der
Miller-Zyklus bekannt ist. Bei einem Miller-Zyklus mit (spätem Einlass)
werden die Einlassventile des Motors während eines Teils des Kompressionshubes des
Kolbens offen gehalten. Diese selektive Einrichtung einer Variation
der herkömmlichen
Betätigungszeitsteuerung,
wie beispielsweise beim Miller-Zyklus, kann
zu einer Verbesserung des gesamten Wirkungsgrades des Motors führen.
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Die Motorventile in einem Verbrennungsmotor
werden typischerweise von einer Nockenanordnung angetrieben, die
betriebsmässig
mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist. Die Drehung der Kurbelwelle
hat eine entsprechende Drehung einer Nocke zur Folge, die eine oder
mehrere Nockenfolgevorrichtungen antreibt. Die Bewegung der Nockenfolgevorrichtungen
hat die Betätigung
der Motorventile zur Folge. Die Form der Nocke regelt den Zeitpunkt
und die Dauer der Ventilbetätigung.
Wie im US-Patent 6 237 551 von Macor u. a., ausgegeben am 29. Mai
2001 kann ein Miller-Zyklus mit "spätem Einlass" bei einer solchen
Nockenanordnung eingerichtet werden, in dem man die Form der Nocke
so modifiziert, dass die Betätigung
des Einlassventils mit dem Beginn des Kompressionshubes des Kolbens überlappt.
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Während
jedoch Ventilbetätigungszeitsteuereinstellungen
wirkungsvolle Vorteile bieten können, können diese
Betätigungszeitsteuereinstellungen ebenfalls
eine nachteilige Motorleistung bei gewissen Betriebsbedingungen
zur Folge haben. Beispielsweise kann ein Miller-Zyklus mit spätem Einlass
ineffizient sein, wenn der Motor startet, unter kalten Bedingungen
arbeitet oder einen transienten Zustand erfährt, wie beispielsweise eine
plötzliche
Steigerung der Motorbelastung. Diese schädliche Motorleistung wird verursacht
durch eine Verringerung der Luftmasse, die durch den Motor fließt. Insbesondere
bei kalten Umgebungsbedingungen kann der verzögerte Start der Kompression
zu unzureichenden Zylindertemperaturen führen, um eine gute Verbrennung
und eine gute Stadtfähigkeit
zu unterstützen.
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Um somit die größten Gewinne aus der Einrichtung
einer Variation der herkömmlichen
Ventilbetätigungszeitsteuerung
zu erhalten erfordert ein Motor ein variables Ventilbetätigungssystem.
Wie oben bemerkt wird die Betätigungszeitsteuerung
eines Ventilsystems, welches von einer Nockenanordnung angetrieben
wird, durch die Form der Antriebsnocke bestimmt. Weil die Form der
Nocke festgelegt ist, ist diese Art der Anordnung unflexibel und
kann nur während
des Betriebs des Motors durch Anwendung von komplexen mechanischen
Mechanismen verändert
werden.
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Das Motorventilbetätigungssystem
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung lösen eines oder mehrere der
oben dargelegten Probleme.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß eines Aspektes ist die vorliegende Erfindung
auf ein Ventilbetätigungssystem
gerichtet. Das System weist ein Motorventil auf, welches bewegbar
ist zwischen einer ersten Position, in der das Motorventil einen
Strömungsmittelfluss
relativ zum Motorventil verhindert, und einer zweiten Position,
in der das Motorventil einen Strömungsmittelfluss
relativ zum Motorventil gestattet. Eine erste Nocke ist drehbar,
um das Motorventil aus der ersten Position zu der zweiten Position
während
einer ersten Hubperiode zu bewegen. Eine zweite Nocke ist drehbar,
um eine Bewegung des Motorventils zwischen der ersten Position und
der zweiten Position während
einer zweiten Hubperiode zu beeinflussen. Eine Phasenverschiebungsvorrichtung
ist betriebsmässig
mit der zweiten Nocke verbunden und ist geeignet, um die Drehungsphase
der zweiten Nocke relativ zur ersten Nocke einzustellen, wo durch
die relative Zeitsteuerung zwischen der ersten Hubperiode und der
zweiten Hubperiode eingestellt wird.
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Gemäß eines weiteren Aspektes ist
die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Betätigung eines
Motorventils gerichtet, und zwar mit einer ersten Position, in der
das Motorventil einen Strömungsmittelfluss
relativ zum Motorventil verhindert, und mit einer zweiten Position,
wo das Motorventil einen Strömungsmittelfluss
relativ zum Motorventil gestattet. Eine erste Nocke wird gedreht,
um das Motorventil zwischen der ersten Position und der zweiten
Position während
einer ersten Hubperiode zu bewegen. Eine zweite Nocke wird gedreht,
um eine Bewegung des Motorventils zwischen der ersten Position und der
zweiten Position während
einer zweiten Hubperiode zu beeinflussen. Die Drehphase der zweiten
Nocke wird eingestellt, wodurch die relative Zeitsteuerung zwischen
der ersten Hubperiode und der zweiten Hubperiode eingestellt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische und diagrammartige Darstellung eines Motorventilbetätigungssystems
gemäß eines
beispielhaften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische und diagrammartige Darstellung eines Motorventilbetätigungssystems
gemäß eines
weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine schematische Darstellung eines Motorventilbetätigungssystems
gemäß eines beispielhaften
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist
eine Kurvendarstellung, die beispielhafte Ventilbetätigungsperioden
für ein
Motorventilbetätigungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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Detaillierte
Beschreibung
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Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Motors 20 ist schematisch und diagrammartig in 1 veranschaulicht. Der Motor 20 weist
einen Motorblock 22 auf, der eine Vielzahl von Zylindern 23 definiert
(wobei einer davon in 1 veranschaulicht ist).
Ein Kolbens 26 ist verschiebbar innerhalb des Zylinders 23 angeordnet,
um sich zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren
Totpunktposition hin und her zu bewegen.
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Für
die Zwecke der vorliegenden Offenbarung wird der Motor 20 als
Vier-Takt-Diesel-Motor
beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass der Motor 20 irgendeine
andere Bauart eines Verbrennungsmotors aufweisen kann, wie beispielsweise
ein Benzin- oder Erdgas-Motor.
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Eine Verbindungsstange bzw. Pleuelstange 27 verbindet
den Kolben 26 mit einem exzentrischen Kurbelwellenstift 53 einer
Kurbelwelle 51. Der Kolben 26 ist mit der Kurbelwelle 51 so
gekoppelt, dass eine Bewegung des Kolbens 26 zwischen der
oberen Totpunktposition und der unteren Totpunktposition eine Drehung
der Kurbelwelle 51 zur Folge hat. In ähnlicher Weise wird eine Drehung
der Kurbelwelle 51 eine Bewegung des Kolbens 26 zwischen
der oberen Totpunktposition und der unteren Totpunktposition zur
Folge haben. Bei einem Vier-Takt-Diesel-Motor wird sich der Kolben 26 zwischen
der oberen Totpunktposition und der unteren Totpunktposition über einen
Einlasshub, einen Kompressionshub, einen Verbrennungshub und einen
Auslasshub bewegen.
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Der Motor 20 weist auch
einen Zylinderkopf 28 auf. Der Zylinderkopf 28 ist
mit dem Motorblock 22 in Eingriff, um den Zylinder 23 abzudecken
und eine Brennkammer 24 zu definieren. Der Zylinderkopf 28 definiert
einen Einlassdurchlassweg 30, der von einer Einlasssammelleitungsöffnung 32 in
eine Einlasssammelleitung 34 zu einer Öffnung 31 in die Brennkammer 24 führt. Einlassgase
können
von der Einlasssammelleitung 34 durch den Einlassdurchlassweg 30 zur
Brennkammer 24 geleitet werden.
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Der Zylinderkopf 28 kann
auch einen Abgasdurchlassweg bzw. Auslassdurchlassweg (nicht gezeigt)
definieren, der von der Brennkammer 24 zu einer (nicht
gezeigten) Auslasssammelleitung führt. Abgase aus der Brennkammer 24 können durch
den Abgasdurchlassweg zur Auslasssammelleitung geleitet werden.
Diese Abgase können
dann vom Motor 20 weg geleitet werden und in die Umgebung
ausgestoßen
werden.
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Ein Einlassventil 65 mit
einem Einlassventilelement 68 kann in der Öffnung 31 angeordnet
sein. Das Einlassventilelement 68 ist konfiguriert, um
selektiv mit einem Sitz 66 in der Öffnung 31 in Eingriff zu
kommen. Das Einlassventilelement 68 kann bewegt werden
zwischen einer ersten Position, in der das Einlassventilelement 68 mit
dem Sitz 66 in Eingriff steht, um einen Strömungsmittelfluss
relativ zur Öffnung 31 zu
verhindern, und einer zweiten Position (in den 1 und 2 veranschaulicht)
in der das Einlassventilelement 68 vom Sitz 66 weggenommen wird,
um einen Fluss von Strömungsmittel
relativ zu der Öffnung 31 zu
gestatten.
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Der Motor 20 weist auch
eine Nockenwelle 40 auf. Die Nockenwelle 40 ist
betriebsmässig
in Eingriff mit der Kurbelwelle 51 des Motors 20.
Die Nockenwelle 40 kann mit der Kurbelwelle 51 in
irgendeiner Weise verbunden sein, die dem Fachmann offensichtlich
sein wird, wobei eine Drehung der Kurbelwelle eine entsprechende
Drehung der Nockenwelle 40 zur Folge haben wird. Beispielsweise
kann die Nockenwelle 40 an der Kurbelwelle 51 durch
einen Getriebestrang verbunden werden, der die Drehzahl der Nockenwelle 40 ungefähr auf die
Hälfte
der Drehzahl der Kurbelwelle 51 reduziert.
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Eine Einlassnocke 42 kann
auf der Nockenwelle 40 angeordnet sein, um sich mit der
Nockenwelle 40 zu drehen. Die Einlassnocke 42 kann
einen Nockenansatz 44 aufweisen. Wie genauer unten beschrieben
wird, wird die Form des Nockenansatzes 44 auf der Einlassnocke 42 zumindest
teilweise den Betätigungszeitpunkt
des Einlassventilelementes 68 bestimmen. Der Fachmann wird
erkennen, dass die Einlassnocke 42 einen zusätzlichen
Nockenansatz aufweisen kann und/oder das der Nockenansatz eine andere
Konfiguration haben kann, und zwar abhängig von der erwünschten
Einlassventilbetätigungszeitsteuerung.
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Der Motor 20 weist auch
eine Reihe von Ventilbetätigungsanordnungen 36 auf
(von denen eine in 1 veranschaulicht
ist). Eine Ventilbetätigungsanordnung 36 kann
vorgesehen sein, um das Einlassventilelement 68 zwischen
dem ersten und zweiten Positionen zu bewegen. Eine weitere Ventilbetätigungsanordnung 36 kann
vorgesehen sein, um ein (nicht gezeigtes) Auslassventilelement zwischen
den ersten und zweiten Positionen zu bewegen.
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Es sei bemerkt, dass jeder Zylinder 23 mehrere
Einlassöffnungen 31 und
Auslassöffnungen (nicht
gezeigt) aufweisen kann. Jede solche Öffnung wird ein assoziiertes
Einlassventilelement 68 oder ein (nicht gezeigtes) Auslassventilelement
haben. Der Motor 20 kann zwei Ventilbetätigungsanordnungen 36 für jeden
Zylinder aufweisen. Die erste Ventilbetätigungsanordnung 36 kann
konfiguriert sein, um jedes der Einlassventilelemente 68 für jeden
Zylinder 23 zu betätigen,
und die zweite Ventilbetätigungsanordnung 36 kann
konfiguriert sein, um jedes der Auslassventilelemente zu betätigen. Alternativ
kann der Motor 20 eine getrennte Ventilbetätigungsanordnung zur
Betätigung
von jedem Einlassventilelement 68 und von jedem Auslassventilelement
aufweisen.
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Jede Ventilbetätigungsanordnung 36 weist einen
Kipphebel 64 auf, der ein erstes Ende 76, ein zweites
Ende 78 und einen Schwenkpunkt 77 hat. Das erste
Ende 76 des Kipphebels 64 ist betriebsmässig in
Eingriff mit der Einlassnocke 42, und zwar durch eine Druckstange 48 und
eine Nockenfolgevorrichtung 50. Die Nockenfolgevorrichtung 50 bleibt
mit der Oberfläche
des Nockenansatzes 44 in Eingriff, wenn sich die Nocke 42 dreht.
Die Drehung der Einlassnocke 42 verursacht eine hin und
her Bewegung der Druckstange 48 und eine Schwenkbewegung des
Kipphebels 64 um den Schwenkpunkt
77. Das zweite
Ende 78 des Kipphebels 64 ist betriebsmässig mit
dem Einlassventilelement 68 durch eine Ventilschaft 70 in
Eingriff.
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Die Ventilbetätigungsanordnung 36 kann auch
eine Ventilfeder 72 aufweisen. Die Ventilfeder 72 kann
auf den Ventilschaft 70 durch eine Verriegelungsmutter 74 wirken.
Die Ventilfeder 72 kann dahingehend wirken, dass sie das
Einlassventilelement 68 relativ zum Zylinderkopf 28 bewegt.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wirkt die Ventilfeder 72 dahingehend, dass sie das Einlassventilelement 68 in
die erste Position vorspannt, wo das Einlassventilelement 68 mit
dem Sitz 66 in Eingriff kommt, um einen Strömungsmittelfluss
relativ zur Öffnung 31 zu
verhindern. Somit wird die Drehung der Einlassnocke 42 bewirken,
dass das Einlassventil 65 sich von der ersten Position
zur zweiten Position für
eine erste Hubperiode bewegt.
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Eine zweite Nocke 52 kann
betriebsmässig mit
dem Einlassventil 65 in Eingriff sein. Die zweite Nocke
kann einen Nockenansatz 54 aufweisen, der beispielsweise
eine elliptische Oberfläche
hat. Die zweite Nocke 52 kann auf einer Nockenwelle 56 montiert
sein, um sich mit der Nockenwelle 56 zu drehen. Die zweite
Nocke 52 kann geeignet sein, um eine Bewegung des Einlassventil 65 zu
bewirken. Beispielsweise kann die zweite Nocke 52 dahingehend
wirken, dass sie das Einlassventil 65 öffnet, die Bewegung des Einlassventils 65 verzögert oder
die Bewegung des Einlassventils 65 verzögert. Wie später unten
genauer besprochen wird muss die Rotationsphase der zweiten Nocke 52 unter
gewissen Umständen
so eingestellt werden, dass die zweite Nocke 52 nicht die
Bewegung des Einlassventil 65 verändert.
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Wie in 1 gezeigt
kann die zweite Nocke 52 benachbart zum zweiten Ende 78 des
Kipphebels 64 angeordnet sein. Alternativ kann, wie in 2 gezeigt, eine zweite Nocke 52 benachbart
zum ersten Ende 76 des Kipphebels 64 angeordnet
sein. An jeder Stelle ist die zweite Nocke 52 geeignet,
um mit den jeweiligen Kipphebel 64 in Eingriff zu kommen, um
zu bewirken, dass der Kipphebel 64 sich um den Schwenkpunkt 77 dreht,
um dadurch das Einlassventil 65 von der ersten Position
zur zweiten Position für eine
zweite Hubperiode zu bewegen.
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Es sei bemerkt, dass die zweite Hubperiode mit
der ersten Hubperiode überlappen
kann. Anders gesagt kann die erste Nocke 42 ein schon angehobenes
Einlassventil 65 von der ersten Position haben, bevor der
Nockenansatz 54 der zweiten Nocke 52 sich dreht,
um mit dem Kipphebel 64 in Eingriff zu kommen. In dieser
Situation kann die zweite Nocke 52 nicht den Kipphebel 64 berühren, da
die erste Nocke 42 schon bewirkt haben kann, dass der Kipphebel 64 schwenkt
und das Einlassventil 65 anhebt.
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Wie schematisch in 3 gezeigt kann eine Phasenverschiebungsvorrichtung 82 entlang
der Nockenwelle 65 angeordnet sein. Die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 ist
dahingehend wirksam, dass sie die Drehungsphase der Nockenwelle 56 und/oder der
zweiten Nocke 52 einstellt. Die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 kann
die Drehungsphase der Nockenwelle 56 und/oder der zweiten
Nocke 52 relativ zur Nockenwelle 40 vorschieben
oder verzögern. Sobald
die Phasenverschiebung vollendet ist, werden die Nockenwellen 40 und 56 sich
weiter mit der gleichen Drehzahl drehen, beispielsweise ungefähr mit der
Hälfte
der Drehzahl der Kurbelwelle 51 (siehe 1 und 2).
Jedoch wird sich die Position des Nockenansatzes 54 der
zweiten Nocke 52 relativ zur Position des Nockenansatzes 44 der
ersten Nocke 42 verschoben haben.
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Beispielsweise veranschaulicht 4 eine Kurvendarstellung 90,
die eine erste Hubperiode 92 abbildet, wie beispielsweise
eingeleitet durch die erste Nocke 42, und weiter eine zweite
Hubperiode 98, wie sie durch die zweite Nocke 52 eingeleitet
werden kann. Die erste Hubperiode 92 weist einen Anfang 94 und
ein Ende 96 auf. Die zweite Hubperiode weist einen Anfang 100 und
ein Ende 102 auf. Bei einer beispielhaften Grundphasenposition
werden sich die ersten und zweiten Hubperioden 92 und 98 überlappen.
Wenn die ersten und zweiten Hubperioden 92 und 98 überlappen
kann der Hub des Einlassventils 65 vollständig durch
die erste Nocke 42 gesteuert werden.
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Die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 kann
dahingehend betätigt
werden, dass sie die Drehungsphase der Nockenwelle 56 und/oder
der Nocke 52 mit Bezug zur Nockenwelle 40 verzögert. Eine verzögerte zweite
Hubperiode 98' ist
auch in 4 veranschaulicht.
Wie gezeigt hat die verzögerte
zweite Hubperiode 98' einen
Anfang 100' und
ein Ende 102'.
Die Phasenveränderung
verzögert
den Eingriff der zweiten Nocke 52 mit dem Kipphebel 64.
Somit wird die zweite Nocke 52 den Verschluss des Einlassventils 65 bis
zum Ende 102' verzögern. Die Steuerung
der Bewegung des Einlassventils 65 wird von der ersten
Nocke 42 zur zweiten Nocke 52 bei einem Übergabepunkt 104 übertragen.
Somit kann durch Veränderung
der Drehungsphase der zweiten Nocke 52 relativ zur ersten
Nocke 42 die Verzögerungsperiode
des Einlassventils 65 variiert werden.
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Phasenverschiebungsvorrichtungen,
die die Phase einer Nocke verschieben können, sind in der Technik wohlbekannt.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 irgendwelche
Mittel zur Veränderung
der Drehungsphase einer Welle oder einer Nocke aufweisen kann, wie
beispielsweise für
eine Nockenwellenverschiebung, eine Nockenansatzverschiebung, eine
hydraulische Vorrichtung, ein Schrittmotor oder ein mechanischer
oder hydraulischer Nockenverschiebungsmechanismus. Zusätzlich kann
die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 einen Synchronmotor,
einen mechanischen Antrieb mit einer auf der Relativwinkelposition
basierenden Phase oder irgendeine andere ähnliche synchrone Phasevorrichtung
aufweisen
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Wie in 3 gezeigt
kann eine Stoßaufnahmevorrichtung 84 zwischen
der zweiten Nocke 52 und dem zweiten Ende 78 des
Kipphebels 64 positioniert sein. Die Stoßaufnahmevorrichtung 84 kann
irgendwelche Mittel aufweisen, um den Stoß auf dem Kipphebel 64 zu
verringern, wenn die zweite Nocke 52 mit dem Kipphebel 64 in
Eingriff kommt. Beispielsweise kann die Stoßaufnahmevorrichtung 84 eine Nocke
sein, die dahingehend wirkt, dass sie den Kipphebel oder das Einlassventil
gerade vor dem Übergangspunkt 104 verlangsamt.
Alternativ kann die Stoßaufnahmevorrichtung 84 eine
wegbe grenzte hydraulische Hubvorrichtung oder eine Feder/Dämpfer-Kombination
aufweisen.
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Zusätzlich kann eine Einstellungsvorrichtung 86 betriebsmässig mit
der zweiten Nocke 52 und/oder der Stoßaufnahmevorrichtung 84 assoziiert sein.
Die Einstellungsvorrichtung 86 kann geeignet sein, um die
Position der zweiten Nocke 52 relativ zum Kipphebel 64 einzustellen.
Die Einstellungsvorrichtung 84 kann verwendet werden, um
die Herstellungstoleranzen und/oder die Veränderungen der Größe der Komponenten
aufgrund von Temperaturveränderungen
zu kompensieren. Die Einstellungsvorrichtung 86 kann irgendwelche
Mittel aufweisen, um die Position der zweiten Nocke 52 relativ
zum Kipphebel 64 zu verändern.
Beispielsweise kann die Einstellungsvorrichtung 86 Gewindegänge, Muttern, Federn,
Sperren oder irgend einen anderen ähnlichen Positionseinstellungsmechanismus
aufweisen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Der Betrieb des Motors 20 wird
eine Drehung der Kurbelwelle 51 bewirken, was wiederum
eine entsprechende Drehung der Nockenwellen 40 und 56 zur
Folge haben wird. Die Drehung der Nockenwelle 40 und der
ersten Nocke 42 verursacht eine hin und her laufende Bewegung
der Druckstange 48, die den Kipphebel 64 schwenkt,
um die erste Hubperiode 92 des Einlassventils 65 zu
beginnen (siehe 4).
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Die erste Hubperiode 92 kann
mit der Bewegung des Kolbens 26 koordiniert sein. Beispielsweise kann
der Beginn 94 der ersten Hubperiode 92 mit der Bewegung
des Kolbens 26 von der oberen Totpunktposition zur unteren
Totpunktposition in einem Einlasshub zusammenfallen. Die Bewegung
des Einlassventils 65 von der ersten Position zur zweiten
Position gestattet, dass ein Strömungsmittelfluss
in die Brennkammer 24 eintritt.
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Die Drehung der Nockenwelle 56 wird
die zweite Nocke 52 und den Nockenansatz 54 zum Kipphebel 64 hin
drehen, um die zweite Hubperiode 98 einzuleiten (siehe 4). Wenn jedoch die zweite Nocke 52 in
einer Grundpha senposition ist, wird die zweite Hubperiode 98 mit
der ersten Hubperiode 92 überlappen. Anders gesagt hat
die erste Nocke 42 schon das Einlassventil 65 von
der ersten Position zur zweiten Position bewegt, und daher kann
der Nockenansatz 54 nicht tatsächlich mit dem Kipphebel 64 in
Eingriff kommen oder in anderer Weise die Hubbewegung des Einlassventils 65 beeinflussen.
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Wenn die erste Nocke 42 und
der Nockenansatz 44 sich weiter drehen, wird die Ventilfeder 72 dahingehend
wirken, dass sie das Einlassventil 65 zur ersten Position
zurückbringt
und die erste Hubperiode 92 beendet. Das Ende 96 der
ersten Hubperiode 92 kann beispielsweise so Zeit gesteuert
werden, dass es mit der Bewegung des Kolbens 26 zur unteren
Totpunktposition am Ende des Einlasshubes zusammenfällt. Die
Rückkehr
des Einlassventils 65 zur ersten Position verhindert das
zusätzliches
Strömungsmittel
in die Brennkammer 24 fließt.
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Die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 kann
dahingehend betätigt
werden, dass sie die Drehungsphase der zweiten Nocke 52 relativ
zur ersten Nocke 42 verändert.
Beispielsweise kann die Phasenverschiebungsvorrichtung 82 die
Drehungsphase der zweiten Nocke 52 relativ zur ersten Nocke 42 verzögern. Wenn
die Drehungsphase der zweiten Nocke 52 verzögert ist,
wird die zweite Hubperiode 98 relativ zur ersten Hubperiode 92 verzögert werden.
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Eine Verzögerung der Drehungsphase der zweiten
Nocke 52 kann die Rückkehr
des Einlassventils 65 in die erste Position verzögern. Bei
einer verzögerten
Phasenposition wird sich der Nockenansatz 54 der zweiten
Nocke 52 zu einer Position drehen, um mit dem Kipphebel 64 zu
einem späteren Zeitpunkt
in Eingriff zu kommen, und zwar relativ zur Bewegung der ersten
Nocke 42. Dies kann zur Folge haben, dass der Nockenansatz 54 mit
dem Kipphebel 64 beim Übergangspunkt 104 in
Eingriff kommt (siehe 4).
Der Nockenansatz 54 wird daher verhindern, dass das Einlassventil 65 aus
der ersten Position zurückkehrt,
und zwar bis zum Ende 102' der verzögerten zweiten
Hubperiode 98'.
Das Ende 102' der
verzögerten
zweiten Hubperiode 98' kann
so zeitgesteuert werden, dass es mit einer gewissen Bewegung des Kolbens 26 zusammenfällt. Beispielsweise kann
die zweite Hubperiode 98' so
zeitgesteuert werden, dass sie endet, nachdem der Kolbens 26 sich über einen
zweiten Teil eines Kompressionshubes bewegt, wie beispielsweise
in einem Miller-Zyklus mit "spätem Einlass".
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Die Drehungsphase der zweiten Nocke 52 kann
inkrementell zwischen der Grundphasenposition und einer vollständig verzögerten Phasenposition eingestellt
werden. Eine inkrementelle Veränderung der
Phasenposition der zweiten Nocke 52 wird den Zeitpunkt
verändern,
bei dem das Einlassventil 65 zu der ersten Position relativ
zur Bewegung des Kolbens 26 zurückkehrt. Beispielsweise kann
eine gesteigerte Verzögerung
der Phasenposition der zweiten Nocke 52 bewirken, dass
das Einlassventil 65 zur ersten Position zurückkehrt,
nachdem der Kolbens 26 einen größeren Teil eines Einlasshubes
vollendet hat. Eine verringerte Verzögerung bei der Phasenposition
der zweiten Nocke 52 kann bewirken, dass das Einlassventil 65 zu
der ersten Position zurückkehrt,
nachdem der Kolben 26 einen geringeren Teil eines Einlasshubes
vollendet hat. Somit kann durch Veränderung der Drehungsphase der
zweiten Nocke 52 die Betätigungszeitsteuerung des Einlassventils 65 variiert
werden.
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Wie aus der vorangegangenen Beschreibung
offensichtlich wird, sehen das offenbarte System und das Verfahren
die Variation der Betätigung eines
Motorventils eines Motors vor. Durch Verschiebung der Drehungsphase
einer zweiten Nocke relativ zu einer ersten Nocke kann der Betätigungszeitpunkt eines
Motorventils, wie beispielsweise eines Einlassventils oder eines
Auslassventils, eingestellt werden. Die Drehungsphase der zweiten
Nocke kann eingestellt bzw. gesteuert werden, um eine Veränderung einer
herkömmlichen
Ventilzeitsteuerung einzurichten, wie beispielsweise einen Miller-Zyklus
mit spätem
Einlass.
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Es wird dem Fachmann offensichtlich
sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an dem Motorventil-Betätigungssystem
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden dem Fachmann bei einer Betrachtung der Beschreibung
und bei einer praktischen Ausführung
der hier offenbarten Erfindung offensichtlich werden. Es sei bemerkt,
dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen
werden, wobei ein wahrer Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und
ihre äquivalenten
Ausführungen
gezeigt wird.