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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilzeitabstimmungseinsteller zum
Einstellen eines Ventils einer Brennkraftmaschine, das durch eine
Nockenwelle der Maschine über eine Drehmomentübertragung
von einer Kurbelwelle der Maschine geöffnet und geschlossen
wird.
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Hydraulische
Ventilzeitabstimmungseinsteller sind weitläufig verwendet
worden, von denen jeder ein Gehäuse hat, das als ein Antriebsrotor
(erster Rotor) dient, und einen Flügelrotor hat, der als
ein Abtriebsrotor (zweiter Rotor) dient. Das Gehäuse dreht
synchron mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Der Flügelrotor
dreht synchron mit der Nockenwelle der Maschine.
JP-A-2006-177344 , die
der
US 7 124 722 entspricht,
offenbart einen hydraulischen Ventilzeitabstimmungseinsteller mit
einem Gehäuse und einem Flügelrotor. Eine Vorauseilkammer ist
zwischen einem der Schuhe des Gehäuses und dem entsprechenden
Flügel des Flügelrotors definiert. Eine Verzögerungskammer
ist zwischen dem anderen Schuh und dem Flügel definiert.
Die Vorauseilkammer und die Verzögerungskammer werden mit Arbeitsfluid
versorgt, um die Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle in einer
Vorauseilrichtung bzw. einer Verzögerungsrichtung anzutreiben,
um dadurch die Ventilzeitabstimmung des Ventils der Maschine einzustellen.
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Im
Speziellen hat der Ventilzeitabstimmungseinsteller, der in
JP-A-2006-177344 offenbart ist,
des Weiteren ein Kolbenventil, das das Arbeitsfluid durch Verschieben
eines Kolbens des Kolbenventils von einer Fluidzufuhrquelle zu der
Vorauseilkammer oder der Verzögerungskammer zuführt,
um eine Phase (Maschinenphase) der Nockenwelle bezüglich der
Kurbelwelle zu ändern. Wenn Arbeitsfluid zu einer Kammer
von der Vorauseilkammer und der Verzögerungskammer zugeführt
wird, wird das Arbeitsfluid, das von der anderen Kammer abgegeben
wird, wieder verwendet, indem es zu der einen Kammer von den Kammern
zugeführt wird. Selbst wenn das variable Drehmoment, das
von der Nockenwelle zu dem Flügelrotor übertragen
wird, das Volumen der Kammer erhöht, die mit Arbeitsfluid
versorgt wird, wird das erhöhte Volumen mit dem wiederverwendeten
Fluid gefüllt. Dies verbessert die Ansprechempfindlichkeit
des Ventilzeitabstimmungseinstellers. Es sei angemerkt, dass das
variable Drehmoment (Drehmomentumkehrungen) die Nockenwelle abwechselnd
in der Vorauseilrichtung und der Verzögerungsrichtung bezüglich
der Kurbelwelle vorspannt.
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Der
Ventilzeitabstimmungseinsteller, der in der
JP-A-2006-177344 offenbart
ist, hat des Weiteren eine Vorauseilausgangsleitung und eine Verzögerungsausgangsleitung,
von denen jede mit einem Rückschlagventil ausgerüstet
ist. Das Kolbenventil hat einen Eingangsanschluss, einen Vorauseilausgangsanschluss,
einen Verzögerungsausgangsanschluss, einen Vorauseilrückführungsanschluss
und einen Verzögerungsrückführungsanschluss.
Der Vorauseilausgangsanschluss und der Verzögerungsausgangsanschluss
können durch die Vorauseilausgangsleitung bzw. die Verzögerungsausgangsleitung mit
der Vorauseilkammer bzw. der Verzögerungskammer in Verbindung
sein. Der Vorauseilrückführungsanschluss und der
Verzögerungsrückführungsanschluss sind
mit mittleren Punkten der Vorauseilausgangsleitung bzw. der Verzögerungsausgangsleitung
in Verbindung.
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Beispielsweise
verzögert der Ventilzeitabstimmungseinsteller die Maschinenphase
durch Verschieben des Kolbens in der Verzögerungsrichtung, um
den Vorauseilrückführungsanschluss und den Verzögerungsausgangsanschluss
in dem Kolbenventil zu verbinden. Als eine Folge wird das Arbeitsfluid,
das von der Vorauseilkammer zu dem Vorauseilrückführungsanschluss
abgegeben wird, von dem Verzögerungsausgangsanschluss zu
der Verzögerungsausgangsleitung zusammen mit dem Arbeitsfluid
zugeführt, das von der Fluidzufuhrquelle in den Eingangsanschluss
zugeführt wird. Der Druck des abgegebenen Fluids öffnet
das Rückschlagventil in der Verzögerungsausgangsleitung,
so dass das Fluid von der Fluidzufuhrquelle und der Vorauseilkammer zu
der Verzögerungskammer zugeführt wird. Das Fluid
wird zu der Verzögerungskammer zugeführt, wenn
ein positives variables Drehmoment, das die Nockenwelle in der Verzögerungsrichtung
bezüglich der Kurbelwelle vorspannt, auf den Flügelrotor
wirkt. Jedoch ist es schwierig, das Arbeitsfluid zuzuführen, wenn
ein negatives variables Drehmoment, das die Nockenwelle in der Vorauseilrichtung
bezüglich der Kurbelwelle vorspannt, auf den Flügelrotor
wirkt, weil das negative variable Drehmoment das Volumen der Vorauseilkammer
erhöht, wodurch bewirkt wird, dass das Fluid, das in den
Eingangsanschluss zugeführt worden ist, durch den Vorauseilausgangsanschluss in
die Vorauseilkammer strömt.
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Der
Rückstrom zu der Vorauseilkammer vermindert die Ansprechempfindlichkeit,
die der Ventilzeitabstimmungseinsteller hat, wenn sich die Maschinenphase ändert.
Der Rückstrom vermindert auch die Stabilität der
Maschinenphase, wenn der Ventilzeitabstimmungseinsteller die Phase
durch Pressen des Flügels gegen den entsprechenden Schuh
vollständig verzögert hält. Die Ansprechempfindlichkeit und
die Phasenstabilität verringern sich wie vorstehend, wenn
die Nockenwelle bezüglich der Kurbelwelle in der Vorauseilrichtung
angetrieben oder gedreht wird. Deshalb ist es gefordert, dass der
Ventilzeitabstimmungseinsteller verbessert wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ventilzeitabstimmungseinsteller
vorzusehen, der eine hohe Ansprechempfindlichkeit und eine hohe
Phasenstabilität hat, wenn sich die Maschinenphase ändert.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein
Ventilzeitabstimmungseinsteller für eine Brennkraftmaschine
vorgesehen, die eine Kurbelwelle, ein Ventil und eine Nockenwelle
hat, wobei der Einsteller eine Ventilzeitabstimmung des Ventils einstellt,
das durch die Nockenwelle über eine Drehmomentübertragung
von der Kurbelwelle geöffnet und geschlossen wird, wobei
der Einsteller einen ersten Rotor, einen zweiten Rotor, ein Kolbenventil,
einen Verbindungsdurchgang und ein Verbindungsrückschlagventil
hat. Der erste Rotor ist mit der Kurbelwelle synchron drehbar. Der
zweite Rotor ist mit der Nockenwelle synchron drehbar. Der erste
Rotor und der zweite Rotor definieren zwischen sich eine Vorauseilkammer
und eine Verzögerungskammer, die umfänglich nacheinander
angeordnet sind. Der zweite Rotor ist angepasst, um die Nockenwelle
bezüglich der Kurbelwelle in einer Vorauseilrichtung anzutreiben,
wenn Arbeitsfluid zu der Vorauseilkammer zugeführt wird.
Der zweite Rotor ist angepasst, um die Nockenwelle bezüglich
der Kurbelwelle in einer Verzögerungsrichtung anzutreiben,
wenn Arbeitsfluid zu der Verzögerungskammer zugeführt
wird. Das Kolbenventil hat einen Eingangsanschluss, einen Ablassanschluss,
einen ersten Ausgangsanschluss, einen zweiten Ausgangsanschluss
und einen Kolben. Arbeitsfluid wird zu dem Kolbenventil von einer
externen Fluidzufuhrquelle durch den Eingangsanschluss hindurch
zugeführt. Arbeitsfluid wird durch den Ablassanschluss
abgelassen. Arbeitsfluid wird zu einer Kammer von der Vorauseilkammer
und der Verzögerungskammer durch den ersten Ausgangsanschluss hindurch
abgegeben. Arbeitsfluid wird zu der anderen Kammer von der Vorauseilkammer
und der Verzögerungskammer durch den zweiten Ausgangsanschluss
hindurch abgegeben. Der Kolben ist angepasst, um zu einer ersten
Position verschiebbar zu sein, zu der der erste Rotor bezüglich
des zweiten Rotors gedreht wird, um eine Phase der Nockenwelle bezüglich
der Kurbelwelle zu verschieben. Der Kolben ist angepasst, um zu
einer zweiten Position verschiebbar zu sein, bei der der zweite
Rotor gegen den ersten Rotor gedrückt wird, um die Phase
der Nockenwelle bei einer vollen Phase zu halten, bei der die Phase
vollständig verschoben ist. Wenn der Kolben in der ersten
Position positioniert ist, verbindet das Kolbenventil den ersten
Ausgangsanschluss mit dem Eingangsanschluss und trennt den zweiten
Ausgangsanschluss von dem Ablassanschluss. Wenn der Kolben in der
zweiten Position positioniert ist, verbindet das Kolbenventil den
ersten Ausgangsanschluss mit dem Eingangsanschluss und verbindet den
zweiten Ausgangsanschluss mit dem Ablassanschluss. Der Verbindungsdurchgang
ist in dem Kolben vorgesehen, wobei der Verbindungsdurchgang den
ersten Ausgangsanschluss mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbindet,
wenn der Kolben in der ersten Position positioniert ist. Das Verbindungsrückschlagventil
ist in dem Verbindungsdurchgang vorgesehen. Das Verbindungsrückschlagventil öffnet,
um zu gestatten, dass Arbeitsfluid von dem zweiten Ausgangsanschluss
zu dem ersten Ausgangsanschluss hin strömt, wenn der Kolben
in der ersten Position positioniert ist. Das Verbindungsrückschlagventil
schließt, um ein Strömen eines Arbeitsfluids von
dem ersten Ausgangsanschluss zu dem zweiten Ausgangsanschluss hin
zu begrenzen, wenn der Kolben in der ersten Position positioniert
ist.
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Die
Erfindung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen von dieser wird am Besten von der folgenden Beschreibung,
den angehängten Ansprüchen und den beiliegenden
Zeichnungen verstanden, in denen:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Ventilzeitabstimmungseinstellers gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Diagramm ist, das das variable Drehmoment zeigt, das auf die Antriebseinheit
des Ventilzeitabstimmungseinstellers gemäß der
ersten Ausführungsform wirkt;
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3 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Vorauseilposition zeigt;
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4 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Verzögerungsposition zeigt;
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5 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer vollständigen Verzögerungsposition
zeigt;
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6 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Halteposition zeigt;
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7 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in der Vorauseilposition zeigt;
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8 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in der Vorauseilposition zeigt;
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9 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der ersten Ausführungsform ist,
die den Kolben in der Verzögerungsposition zeigt;
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10 ein
schematisches Diagramm eines Ventilzeitabstimmungseinstellers gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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11 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer vollständigen Vorauseilposition
zeigt;
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12 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Vorauseilposition zeigt;
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13 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Verzögerungsposition zeigt;
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14 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer vollständigen Verzögerungsposition zeigt;
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15 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in einer Halteposition zeigt;
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16 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils des Ventilzeitabstimmungseinstellers
gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
die den Kolben in der vollständigen Vorauseilposition zeigt;
und
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17 eine
axiale Schnittansicht des Kolbenventils eines Ventilzeitabstimmungseinstellers gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
wobei dieses Ventil eine modifizierte Form des Kolbenventils des
Ventilzeitabstimmungseinstellers gemäß der zweiten
Ausführungsform ist.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben. Den Gegenstücken in den Ausführungsformen
sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet, so dass wiederholte Beschreibungen
vermieden werden können.
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Ventilzeitabstimmungseinstellers 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der
Einsteller 1 ist auf eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs
angewendet. Der Einsteller 1 ist ein hydraulischer Ventilzeitabstimmungseinsteller,
der Hydrauliköl verwendet, das als ein Arbeitsfluid dient. Der
Einsteller 1 stellt eine Ventilzeitabstimmung eines Einlassventils
ein, das als ein „Ventil" der Maschine dient.
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Der
grundlegende Aufbau des Ventilzeitabstimmungseinstellers 1 wird
nachstehend beschrieben. Der Einsteller 1 hat eine Antriebseinheit 10 und eine
Steuerungseinheit 30. Die Antriebseinheit 10 ist an
einem Antriebskraftübertragungssystem zum Übertragen
der Antriebskraft einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine
zu einer Nockenwelle 2 der Maschine befestigt und wird
mit Hydrauliköl angetrieben. Die Steuerungseinheit 30 steuert
die Zufuhr von Hydrauliköl zu der Antriebseinheit 10.
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Die
Antriebseinheit 10 hat ein Gehäuse 12, das
als ein erster Rotor (Antriebsrotor) dient, der ein zylindrisches
Kettenrad 12a und Schuhe 12b bis 12e als
Untergliederungen bzw. Teilbereiche hat.
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Das
Kettenrad 12a ist durch eine Steuerkette (nicht gezeigt)
mit der Kurbelwelle verbunden. Während die Maschine in
Betrieb ist, wird eine Antriebskraft von der Kurbelwelle zu dem
Kettenrad 12a übertragen, so dass das Gehäuse 12 mit
der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn in 1 dreht.
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Die
Schuhe 12b bis 12e sind an dem Innenumfang des
Kettenrads 12a ausgebildet und mit im Wesentlichen regelmäßigen
Abständen umfänglich beabstandet. Die Schuhe 12b bis 12e stehen
radial nach innen von dem Kettenrad 12a vor und jeder der Schuhe 12b bis 12e hat
eine radial innere Fläche, die eine Form einer gebogenen
Aussparung in einem Schnitt senkrecht zu einer Drehachse des Gehäuses 12 hat.
Die Antriebseinheit 10 hat des Weiteren einen Flügelrotor 14,
der eine zylindrische Nabe 14a hat. Die radial innere Fläche
von jedem der Schuhe 12b bis 12e ist in einem
gleitbaren Kontakt mit einer Außenumfangsfläche
der Nabe 14a. Eine Flügelkammer 50 ist
zwischen benachbarten Schuhen 12b bis 12c ausgebildet.
Eine weitere Flügelkammer 50 ist zwischen benachbarten
Schuhen 12c bis 12d ausgebildet. Eine weitere
Flügelkammer 50 ist zwischen benachbarten Schuhen 12d bis 12e ausgebildet. Eine
weitere Flügelkammer 50 ist zwischen benachbarten
Schuhen 12e bis 12b ausgebildet.
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Der
Flügelrotor 14 ist ein angetriebener Rotor (zweiter
Rotor), der in dem Gehäuse 12 in axial gleitbarem
Kontakt mit diesem aufgenommen ist. Der Flügelrotor 14 hat
des Weiteren Flügel 14b bis 14e.
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Die
Nabe 14a ist mit der Nockenwelle 2 koaxial mit
dieser verschraubt. Der Flügelrotor 14 dreht synchron
mit der Nockenwelle 2 im Uhrzeigersinn in 1 und
ist bezüglich des Gehäuses 12 drehbar.
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Die
Flügel 14b bis 14e sind an dem Außenumfang
der Nabe 14a ausgebildet und mit im Wesentlichen gleichmäßigen
Abständen umfänglich beabstandet. Jeder der Flügel 14b bis 14e ist
in einer der Flügelkammern 50 positioniert. Die
Flügel 14b bis 14e stehen radial nach
außen von der Nabe 14a hervor, und jeder der Flügel 14b bis 14e hat
eine radiale Außenfläche, die eine gebogene vorstehende
Form in einem Schnitt senkrecht zu der Drehachse des Flügelrotors 14 hat.
Die obere Fläche von jedem der Flügel 14a bis 14e ist
in einem gleitbaren Kontakt mit einer Innenumfangsfläche
des Kettenrads 12a.
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Der
Flügel 14b und der Schuh 12b definieren eine
Vorauseilkammer 52 zwischen sich in der korrespondierenden
Flügelkammer 50, die diesem Flügel zugeordnet
ist. Der Flügel 14c und der Schuh 12c definieren
eine Vorauseilkammer 53 zwischen sich in der korrespondierenden
Flügelkammer 50. Der Flügel 14d und
der Schuh 12d definieren eine Vorauseilkammer 54 zwischen
sich in der korrespondierenden Flügelkammer 50.
Der Flügel 14e und der Schuh 12e definieren
eine Vorauseilkammer 55 zwischen sich in der korrespondierenden
Flügelkammer 50. Der Flügel 14b und
der Schuh 12c definieren eine Verzögerungskammer 56 zwischen
sich in der korrespondierenden Flügelkammer 50.
Der Flügel 14c und der Schuh 12d definieren
eine Verzögerungskammer 57 zwischen sich in der
korrespondierenden Flügelkammer 50. Der Flügel 14d und
der Schuh 12e definieren eine Verzögerungskammer 58 zwischen
sich in der korrespondierenden Flügelkammer 50.
Der Flügel 14e und der Schuh 12b definieren
eine Verzögerungskammer 59 zwischen sich in der
korrespondierenden Flügelkammer 50.
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Die
Zufuhr von Hydrauliköl zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 dreht
oder verdreht den Flügelrotor 14 in der Vorauseilrichtung
relativ zu dem Gehäuse 12, wodurch die Nockenwelle 2 in
der Vorauseilrichtung relativ zu der Kurbelwelle angetrieben wird. Als
eine Folge eilt die Maschinenphase, die die Ventilzeitabstimmung
bestimmt, vor. Eine weitere Zufuhr von Hydrauliköl zu den
Vorauseilkammern 52 bis 55 drückt die
Flügel 14b, 14c, 14d, 14e in
der Vorauseilrichtung gegen die jeweiligen Schuhe 12c, 12d, 12e, 12b,
und dadurch wird die Maschinenphase vollständig vorgestellt
bei einer vollständigen Vorauseilphase (vollständige
bzw. volle Phase an der Voreilseite) gehalten.
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Die
Zufuhr von Hydrauliköl zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 dreht
den Flügelrotor 14 in der Verzögerungsrichtung
relativ zu dem Gehäuse 12, wodurch die Nockenwelle 2 in
der Verzögerungsrichtung relativ zu der Kurbelwelle angetrieben
wird. Dies verzögert die Maschinenphase. Eine fortgeführte
Zufuhr von Hydrauliköl zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 drückt
die Flügel 14b bis 14e in der Verzögerungsrichtung
gegen die jeweiligen Schuhe 12b bis 12e, und dadurch
wird die Maschinenphase vollständig verzögert
bei einer vollständigen Verzögerungsphase (vollständige
bzw. volle Phase an der Verzögerungsseite) gehalten.
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Die
Steuerungseinheit 30 hat eine Vorauseilausgangsleitung 72 und
eine Verzögerungsausgangsleitung 76, die durch
die Nockenwelle 2 und das Lager (nicht gezeigt) für
die Nockenwelle führen. Die Vorauseilausgangsleitung 72 ist
in jedem Betriebszustand der Antriebseinheit 10 mit den
Vorauseilkammern 52 bis 55 verbunden. Die Verzögerungsausgangsleitung 76 ist
in jedem Betriebszustand der Antriebseinheit mit den Verzögerungskammern 56 bis 59 verbunden.
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Die
Steuerungseinheit 30 hat des Weiteren eine Eingangsleitung 80,
die mit dem Abgabeanschluss einer Pumpe 4 verbunden ist,
die als eine Fluidzufuhrquelle dient. Die Pumpe 4 pumpt
Hydrauliköl von einer Ölwanne 5 der Maschine
hoch und gibt das Öl zu der Eingangsleitung 80 mit
einem Druck ab, der höher als der atmosphärische
Druck ist. Die Pumpe 4 ist eine mechanische Pumpe, die
die Kurbelwelle antreibt. Während die Maschine in Betrieb ist,
pumpt die Pumpe 4 andauernd Hydrauliköl in die Eingangsleitung 80.
Die Steuerungseinheit 30 hat des Weiteren eine Ablassleitung 82,
die in die Atmosphäre öffnet und durch die Hydrauliköl
in die Ölwanne 5 abgelassen wird.
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Die
Steuerungseinheit 30 hat ein Kolbenventil 100,
das ein elektromagnetisches Steuerungsventil mit einem Solenoid 120 und
einem Kolben 130 ist. Das Solenoid 120 erzeugt
eine elektromagnetische Antriebskraft, um den Kolben 130 linear
hin- und herzubewegen. Das Ventil 100 hat des Weiteren
einen Vorauseilausgangsanschluss 112, einen Verzögerungsausgangsanschluss 114,
einen Eingangsanschluss 116 und einen Ablassanschluss 118.
Das Ventil 100 gibt Hydrauliköl durch den Vorauseilausgangsanschluss 112 und
die Vorauseilausgangsleitung 72 zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 aus.
Das Ventil 100 gibt Hydrauliköl durch den Verzögerungsausgangsanschluss 114 und
die Verzögerungsausgangsleitung 76 zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 ab.
Das Öl von der Pumpe 4 wird durch die Eingangsleitung 80 in
den Eingangsanschluss 116 eingeleitet. Der Ablassanschluss 118 öffnet
durch die Ablassleitung 82 in die Atmosphäre.
Das Ventil 100 lässt Hydrauliköl durch
den Ablassanschluss 118 in die Ablassleitung 82 ab.
Gemäß der Zufuhr von elektrischem Strom zu dem
Solenoid 120 bewegt das Solenoid den Kolben 130 derart
hin und her, dass Anschlüsse, die mit dem Eingangsanschluss 116 bzw. dem
Ablassanschluss 118 verbunden sind, von den Ausgangsanschlüssen 112, 114 ausgewählt
werden.
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Die
Steuerungseinheit 30 hat des Weiteren einen Steuerkreis 200,
dessen Hauptkomponente ein Mikrocomputer mit einem Speicher 200a ist.
Der Steuerkreis 200 ist elektrisch mit dem Solenoid 120 verbunden.
Der Steuerkreis 200 steuert die Stromzufuhr zu dem Solenoid 120 und
den Betrieb der Maschine. In der vorliegenden Ausführungsform
ist der Steuerkreis 200 elektrisch mit einem Kurbelsensor 202,
der die Drehung der Kurbelwelle erfasst, und einem Nockensensor 204 verbunden,
der die Drehung der Nockenwelle 2 erfasst. Die Sensoren 202, 204 geben
Signale zum Steuern der Stromzufuhr zu dem Solenoid 120 und
des Betriebs 120 der Maschine aus.
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Gemäß der
Stromzufuhr von dem Steuerkreis 200 zu dem Solenoid 120 steuert
das Kolbenventil 100 die Position des Kolbens 130.
Wenn der Kolben 130 in einer gewissen Position ist, in
der der Eingangsanschluss 116 mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden
ist, wird das Öl, das von der Pumpe 4 zu der Eingangsleitung 80 zugeführt wird,
durch das Ventil 100 zu der Vorauseilausgangsleitung 72 abgegeben,
und dadurch wird das Öl zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 zugeführt.
Wenn der Kolben 130 in einer anderen Position ist, in der der
Eingangsanschluss 116 mit dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 verbunden
ist, wird das Öl, das von der Pumpe 4 zu der Eingangsleitung 80 zugeführt
wird, durch das Ventil 100 zu der Verzögerungsausgangsleitung 76 abgegeben,
und dadurch wird das Öl zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 zugeführt.
Wenn der Kolben 130 in der Kolbenposition ist, wo der Ablassanschluss 118 mit
dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden ist, kann
das Ventil 100 das Öl in den Vorauseilkammern 52 bis 55 durch
die Vorauseilausgangsleitung 72 und die Ablassleitung 82 zu
der Ölwanne 5 ableiten.
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Eine
Charakteristik des Ventilzeitabstimmungseinstellers 1 wird
nachstehend im Detail beschrieben.
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Während
die Maschine in Betrieb ist, wird ein variables Drehmoment (Drehmomentumkehrungen) durch
die Federreaktionskraft einer Ventilfeder des Einlassventils bewirkt,
das von der Nockenwelle 2 angetrieben wird. Das variable
Drehmoment wird über die Nockenwelle 2 übertragen
und wirkt auf den Flügelrotor 14. Wie in 2 gezeigt
ist, wechselt das variable Drehmoment periodisch zwischen einem
negativen Drehmoment und einem positiven Drehmoment, das die Nockenwelle 2 bezüglich
der Kurbelwelle in der Vorauseilrichtung bzw. der Verzögerungsrichtung
vorspannt. Das positive Spitzendrehmoment T+ und das negative Spitzendrehmoment Tto
können im Wesentlichen einen gleichen Absolutwert haben,
so dass das variable Durchschnittsdrehmoment im Wesentlichen Null
sein kann. Alternativ kann das positive Spitzendrehmoment T+ einen
größeren Absolutwert haben als das negative Spitzendrehmoment
Tto, so dass das variable Durchschnittsdrehmoment zur positiven
Seite hin abweichen kann.
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Wie
in 3 gezeigt ist, hat das Kolbenventil 100 eine
Buchse 110, eine Antriebswelle 139 und eine Rückstellfeder 140.
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Die
Buchse 110 ist metallisch und hat eine hohle zylindrische
Form. Das Solenoid 120 ist an einem Ende 110a der
Buchse 110 fixiert. Der Verzögerungsausgangsanschluss 114,
der Eingangsanschluss 116, der Vorauseilausgangsanschluss 112 und
der Ablassanschluss 118 sind in der Buchse 110 in
dieser Reihenfolge in einer Richtung weg von dem Buchsenende 110a zu
dem anderen Buchsenende 110b hin ausgebildet.
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Der
Kolben 130 ist metallisch und hat eine Säulenform,
wobei Anschlussflächen an ihm ausgebildet sind, und ist
in der Buchse 110 koaxial zu der Buchse 110 positioniert.
Ein Ende 130a des Kolbens 130 ist koaxial mit
der Antriebswelle 139 verbunden. Das Solenoid 120 treibt
die Welle 139 elektromagnetisch an, um den Kolben 130 axial
mit der Welle zu bewegen. Der Kolben 130 hat eine Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132,
eine Vorausschaltumschaltanschlussfläche 134,
eine Verzögerungsumschaltanschlussfläche 136 und
eine Verzögerungsunterstützungsanschlussfläche 138, die
in dieser Reihenfolge in einer Richtung weg von dem anderen Kolbenende 130b zu
dem Kolbenende 130a hin ausgebildet sind.
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Die
Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 ist
gleitbar durch den Abschnitt der Buchse 110 abgestützt,
der zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und dem
Ablassanschluss 118 liegt. Die Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 ist gleitbar
durch wenigstens einen von dem vorstehenden Abschnitt der Buchse 110 und
dem anderen Abschnitt der Buchse 110 abgestützt, der
zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und dem Eingangsanschluss 116 liegt.
Wenn sich der Kolben 130 in der in 3 gezeigten
Position befindet, in der die Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 nur
durch den Buchsenabschnitt zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Ablassanschluss 118 abgestützt ist, ist der
Vorauseilausgangsanschluss 112 durch den Raum zwischen
den Umschaltanschlussflächen 134, 136 mit
dem Eingangsanschluss 116 verbunden. Wenn sich der Kolben 130 in
der in 4 oder 5 gezeigten Kolbenposition befindet, in
der die Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 nur durch
den Buchsenabschnitt zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Eingangsanschluss 116 abgestützt ist, ist
dieser Ausgangsanschluss 112 mit dem Raum zwischen der
Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 und
der Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 verbunden.
Wenn sich der Kolben 130 in der in 6 gezeigten
Kolbenposition befindet, in der die Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 durch
sowohl den Abschnitt der Buchse 110, der zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Buchsenende 110b liegt, als auch den Buchsenabschnitt
zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und dem Eingangsanschluss 116 abgestützt
ist, ist der Vorauseilausgangsanschluss 112 von den anderen
Anschlüssen 114, 116, 118 abgesperrt.
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Wie
in 3 bis 6 gezeigt ist, ist der Eingangsanschluss 116 mit
dem Raum zwischen den Umschaltanschlussflächen 134, 136 ungeachtet
der Position des Kolbens 130 verbunden.
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Die
Rückstellfeder 114 ist eine metallische Schraubendruckfeder,
die in der Buchse 110 koaxial zu der Buchse 110 positioniert
ist. Die Feder 140 ist in der Buchse 110 zwischen
dem Buchsenende 110b und der Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 des
Kolbens 130 positioniert. Die Druckverformung der Feder 140 erzeugt
eine Rückstellkraft, die den Kolben 130 axial
zu dem Solenoid 120 hin vorspannt. Die Stromzufuhr zu dem
Solenoid 120 erzeugt eine elektromagnetische Antriebskraft,
die den Kolben 130 mit der Antriebswelle 139 axial
zu der Feder 140 hin vorspannt. Demzufolge wird der Kolben 130 gemäß dem
Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft, die durch die
Feder 140 erzeugt wird, und der elektromagnetischen Antriebskraft
angetrieben, die durch das Solenoid 120 erzeugt wird.
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Wie
in 1, 3 gezeigt ist, ist die vorliegende
Ausführungsform durch Verbindungsrückschlagventilen 210, 230 gekennzeichnet,
die in die Verbindungsdurchgänge 220, 240 eingepasst
sind, die jeweils in dem Kolben 130 ausgebildet sind.
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Wie
in 3 gezeigt ist, öffnet ein Ende 221 des
Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 an einer Umfangsfläche
des Kolbens 130 zwischen den Umschaltanschlussflächen 134, 136 an
mehreren Positionen. Wie in 3 bis 6 gezeigt
ist, ist das Durchgangsende 221 demzufolge mit dem Raum zwischen
den Umschaltanschlussflächen 134, 136 ungeachtet
der Position des Kolbens 130 verbunden. Insbesondere wenn
sich der Kolben 130 in der in 3 gezeigten
Kolbenposition befindet, ist das Durchgangsende 221 mit
dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und dem Eingangsanschluss 116 über den
Raum zwischen den Umschaltanschlussflächen 134, 136 verbunden.
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Das
andere Ende 222 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 öffnet
an der Umfangsfläche des Kolbens 130 zwischen
der Verzögerungsumschaltanschlussfläche 136 und
der Verzögerungsabstützanschlussfläche 138 an
mehreren Positionen. Wie in 3 bis 6 gezeigt
ist, ist dieses Durchgangsende 222 demzufolge mit dem Raum
zwischen diesen Anschlussflächen 136, 138 ungeachtet
der Position des Kolbens 130 verbunden. Insbesondere wenn
sich der Kolben 130 in der in 3 gezeigten Kolbenposition
befindet, ist der Vorauseilverbindungsdurchgang 220 mit
dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden, wie vorstehend
beschrieben ist, und das Ende 222 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 ist über
den Raum zwischen den Anschlussflächen 136, 138 mit
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 verbunden.
Somit, wenn sich der Kolben 130 in dieser Position befindet,
sind die Ausgangsanschlüsse 112, 114 durch
den Vorauseilverbindungsdurchgang 220 miteinander verbunden.
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Das
Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210 schließt,
um eine Strömung eines Fluids in einer Richtung von dem
Ende 221 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 zu
dem anderen Ende 222 hin zu begrenzen. Des Weiteren öffnet
das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210,
um eine Strömung von Fluid in der entgegengesetzten Richtung
zu gestatten, die entgegengesetzt zu der vorstehenden Richtung ist.
Das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210 hat
einen Vorauseilventilsitz 212, ein Vorauseilventilbauteil 214,
ein Vorauseilhaltebauteil 215 und ein elastisches Bauteil 216.
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Der
Vorauseilventilsitz 212 ist eine konische Wand des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220, und
die konische Wand hat einen Durchmesser, der zu dem Ende 222 des
Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 hin kleiner wird. Das
Vorauseilhaltebauteil 215 ist zwischen dem Vorauseilventilsitz 212 und dem
anderen Ende 221 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 positioniert.
Das Vorauseilventilbauteil 214 ist zwischen dem Vorauseilventilsitz 212 und dem
Vorauseilhaltebauteil 215 positioniert. Das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil
ist zwischen dem Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210 und
dem Kolbenende 110b positioniert. Das elastische Bauteil 216 ist
zwischen dem Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 und dem
Vorauseilhaltebauteil 215 angeordnet. Das Vorauseilventilbauteil 214 ist
eine metallische Kugel und ist in dem Vorauseilverbindungsdurchgang 220 derart
axial bewegbar, dass das Vorauseilventilbauteil 214 mit
dem Vorauseilventilsitz 212 in Kontakt und außer
Kontakt gebracht wird. Das Vorauseilhaltebauteil 215 ist
metallisch und hat einen Umfangswandteil 215a und einen
Boden. Der Umfangswandteil 215a ist durch die Innenumfangswand
des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 abgestützt
und nimmt das Vorauseilventilbauteil 214 in sich auf. Das
Vorauseilhaltebauteil 215 ist in dem Vorauseilverbindungsdurchgang 220 axial
gleitbar. Das elastische Bauteil 216 ist eine metallische
Druckfeder. Die Druckverformung des elastischen Bauteils 216 erzeugt
eine Rückstellkraft, die das Vorauseilhaltebauteil 215 zusammen
mit dem Vorauseilventilbauteil 214 zu dem Vorauseilventilsitz 212 hin
vorspannt.
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Wenn
das Ende 222 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 einen
höheren Druck als das andere Ende 221 hat, bewegt
sich das Vorauseilventilbauteil 214 zu dem Ende 221 hin,
wobei es außer Kontakt mit dem Vorauseilventilsitz 212 kommt,
wie in 3 gezeigt ist. Dies öffnet das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210,
wodurch ein Strömuen von Hydrauliköl von dem Durchgangsende 222 zu dem
anderen Durchgangsende 221 gestattet wird.
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Wenn
das Ende 222 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220 einen
niedrigeren Druck als das andere Ende 221 hat, bewegt sich
das Vorauseilventilbauteil 214 zu dem Ende 222 hin
und kommt mit dem Vorauseilventilsitz 212 in Kontakt, wie
in 4 bis 6 gezeigt ist. Dies schließt
das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210,
wodurch das Strömen von Hydrauliköl von dem Durchgangsende 221 zu dem
anderen Durchgangsende 222 beschränkt wird.
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Wie
in 3 gezeigt ist, dient das Ende 221 des
Vorauseilverbindungsdurchgangs 220, das mit dem Raum zwischen
den Umschaltanschlussflächen 134, 136 verbunden
ist, auch als ein Ende des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240.
Mit anderen Worten gesagt ist das Durchgangsende 221 den
Verbindungsdurchgängen 220, 240 gemeinsam
oder wird von diesen geteilt. Demzufolge, wenn sich der Kolben 130 in
der in 4 oder 5 gezeigten Kolbenposition befindet,
ist das gemeinsame Durchgangsende 221 mit dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 und
dem Eingangsanschluss 116 durch den Raum zwischen den Umschaltanschlussflächen 134, 136 verbunden.
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Das
andere Ende 242 des Verzogerungsverbindungsdurchgangs 240 öffnet
an der Umfangsfläche des Kolbens 130 zwischen
der Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 und
der Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 an mehreren
Positionen. Wie in 3 bis 6 gezeigt
ist, ist demzufolge dieses Durchgangsende 242 mit dem Raum
zwischen diesen Anschlussflächen 132, 134 verbunden,
wo auch immer der Kolben 130 positioniert ist. Insbesondere,
wenn sich der Kolben 130 in der in 4 oder 5 gezeigten
Kolbenposition befindet, ist der Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 mit
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 verbunden,
wie vorstehend beschrieben ist, und das Ende 242 des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240 ist
durch den Raum zwischen den Anschlussflächen 132, 134 mit
dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden. Wenn der
Kolben 130 sich in dieser Position befindet, sind auf diese
Weise die Ausgangsanschlüsse 112, 114 durch
den Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 miteinander
verbunden.
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Das
Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 schließt,
um ein Strömen von Fluid in einer Richtung von dem gemeinsamen
Ende 221 des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240 zu
dem anderen Ende 242 hin zu begrenzen. Des Weiteren öffnet
das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230,
um ein Strömen von Fluid in der entgegengesetzten Richtung
zu gestatten, die entgegengesetzt zu der vorstehenden Richtung ist.
Das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 hat einen
gleichen Aufbau wie das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210.
Im Speziellen hat das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 einen
Verzögerungsventilsitz 232, ein Verzögerungsventilbauteil 234,
ein Verzögerungshaltebauteil 235 und das elastische
Bauteil 216.
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Der
Verzögerungsventilsitz 232 ist eine konische Wand
des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240, und
die konische Wand hat einen Durchmesser, der zu dem Ende 242 dieses
Durchgangs hin kleiner wird. Das Verzögerungshaltebauteil 235 ist zwischen
dem Verzögerungsventilsitz 232 und dem gemeinsamen
Durchgangsende 221 angeordnet. Das Verzögerungsventilbauteil 234 ist
zwischen dem Verzögerungsventilsitz 232 und dem
Verzögerungshaltebauteil 235 positioniert. Das
elastische Bauteil 216 ist zwischen dem Verzögerungshaltebauteil 235 und
dem Vorauseilhaltebauteil 215 angeordnet. Das Verzögerungsventilbauteil 234 ist
in dem Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 derart
axial bewegbar, dass das Verzögerungsventilbauteil 214 mit
dem Ventilsitz 232 in Kontakt und außer Kontakt
gebracht wird. Das Verzögerungshaltebauteil 235 hat
einen Umfangswandteil 235a und einen Boden. Der Umfangswandteil 235a ist
durch eine Innenumfangswand des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240 abgestützt
und nimmt das Verzögerungsventilbauteil 234 in
sich auf. Die Rückstellkraft, die durch die Druckverformung
des elastischen Bauteils 216 erzeugt wird, spannt das Verzögerungshaltebauteil 235 zusammen
mit dem Verzögerungsventilbauteil 234 zu dem Verzögerungsventilsitz 232 hin
vor.
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Wenn
das Ende des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240 einen
höheren Druck als das gemeinsame Ende 221 hat,
bewegt sich das Verzögerungsventilbauteil 234 zu
dem gemeinsamen Ende 221 derart hin, dass das Verzögerungsventilbauteil 234 außer
Kontakt oder außer Eingriff mit dem Verzögerungsventilsitz 232 kommt,
wie in 4 gezeigt ist. Als eine Folge öffnet
das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 und
gestattet ein Strömen von Hydrauliköl in einer
Richtung von dem Durchgangsende 242 zu dem gemeinsamen
Durchgangsende 221.
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Wenn
das Ende 242 des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240 einen
geringeren Druck als das gemeinsame Ende 221 hat, bewegt
sich das Verzögerungsventilbauteil 234 zu dem
Ende 242 derart hin, dass das Verzögerungsventilbauteil 234 mit
dem Verzögerungsventilsitz 232 in Kontakt oder
in Eingriff kommt, wie in 3, 5 bis 9 gezeigt
ist. Als eine Folge schließt das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 und
begrenzt ein Strömen von Hydrauliköl in einer
Richtung von dem gemeinsamen Durchgangsende 221 zu dem
anderen Durchgangsende 242.
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Die
vorliegende Ausführungsform ist auch durch einen Vereinigungsdurchgang 260 gekennzeichnet,
der in dem Kolben 130 so ausgebildet ist, dass der Vorauseilausgangsanschluss 112 mit
dem Ablassanschluss 118 verbunden werden kann, wie in 1, 5 gezeigt
ist.
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Im
Speziellen hat, wie in 5 gezeigt ist, der Vereinigungsdurchgang 260 ein
offenes Ende 261, das an dem Kolbenende 130b im
Inneren der Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 ausgebildet
ist. Zumindest wenn sich der Kolben 130 in der in 5 gezeigten
Kolbenposition befindet, ist das Durchgangsende 261 durch
den Raum zwischen dem Kolbenende 130b und dem benachbarten
Buchsenende 110b mit dem Ablassanschluss 118 verbunden.
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Das
andere Ende 262 des Vereinigungsdurchgangs 260 öffnet
zu der Umfangswand des Kolbens 130 an der Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 an
mehreren Positionen. Wenn der Kolben 130 sich in der in 5 gezeigten
Kolbenposition befindet, ist das Durchgangsende 262 mit
dem Raum zwischen der Vorauseilunterstützungsanschlussfläche 132 und
der Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 durch
den Raum zwischen dem Innenumfang der Buchse 110 und dem
Außenumfang der Unterstützungsanschlussfläche 132 verbunden. Wenn
sich der Kolben 130 in der vorstehenden Position befindet,
ist der Vereinigungsdurchgang 260 mit dem Ablassanschluss 118 verbunden,
und der Raum zwischen den Anschlussflächen 132, 134 ist
mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden, wie vorstehend
beschrieben ist. Demzufolge sind diese Anschlüsse 118, 112 durch
den Vereinigungsdurchgang 260 miteinander verbunden. Wenn
sich der Kolben 130 in der in 3, 4 oder 6 gezeigten Kolbenposition
befindet, ist das Durchgangsende 262 von dem Raum zwischen
den Anschlussflächen 132, 134 abgesperrt,
so dass der Vorauseilausgangsanschluss 112 von dem Ablassanschluss 118 abgesperrt
ist.
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Wie
in 1, 3 gezeigt ist, ist die Eingangsleitung 80,
die mit der Pumpe 4 und dem Eingangsanschluss 116 verbunden
ist, mit einem Eingangsrückschlagventil 280 ausgerüstet.
Wenn ein Ende der Eingangsleitung 80, das mit der Pumpe 4 verbunden
ist, einen höheren Druck als das andere Ende hat, das mit
dem Kolbenventil 100 verbunden ist, öffnet das
Eingangsrückschlagventil 280, wie in 3 bis 6 gezeigt
ist. Dies gestattet ein Strömen von Hydrauliköl
von der Pumpe 4 zu dem Eingangsanschluss 116.
Wenn das andere Ende der Eingangsleitung 80, das mit dem
Kolbenventil 100 verbunden ist, einen höheren
Druck als das eine Ende hat, schließt das Eingangsrückschlagventil 280,
wie in 7 bis 9 gezeigt ist. Dies beschränkt
die Strömung von Hydrauliköl von dem Eingangsanschluss 116 zu
der Pumpe 4.
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Während
des Betriebs der Maschine, in dem die Pumpe 4 angetrieben
wird, berechnet der Steuerkreis 200 die tatsächliche
Maschinenphase Pr und eine Zielmaschinenphase Pt der Nockenwelle 2 bezüglich
der Kurbelwelle. Auf Basis der berechneten Phasen Pr und Pt steuert
der Steuerkreis 200 die Stromzufuhr zu dem Solenoid 120 des
Kolbenventils 100. Dieses steuert die Position des Kolbens 130 des Kolbenventils 100.
Gemäß der gesteuerten Position führt
das Kolbenventil 100 Hydrauliköl zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 oder
den Verzögerungskammern 56 bis 59 zu
oder leitet es von diesen ab. Dies stellt die Maschinenphase ein,
wodurch die Ventilzeitabstimmung eingestellt wird. Die Ventilzeitabstimmungseinstellung
durch den Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 wird nachstehend
im Detail beschrieben.
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1. Vorauseilbetrieb
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In
dem Vorauseilbetrieb stellt der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 die
Ventilzeitabstimmung durch Ändern der Maschinenphase der
Nockenwelle 2 bezüglich der Kurbelwelle in der
Vorauseilrichtung wie folgt vor.
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Wenn
eine Betriebsbedingung, die den AUS-Zustand des Gaspedals der Maschine
darstellt oder den Hochlastbetriebszustand mit niedriger Drehzahl
oder mittlerer Drehzahl der Maschine darstellt, erfüllt
ist, steuert der Steuerkreis 200 den zu dem Solenoid 120 zuzuführenden
Strom auf einen bestimmten Vorauseilwert Ia. Als eine Folge wird
der Kolben 130 zu der Vorauseilphasenposition (erste Position
an der Vorauseilseite) verschoben, wie in 3, 7 gezeigt
ist. Wenn der Kolben 130 in der Vorauseilphasenposition
ist, verbindet der Vorauseilverbindungsdurchgang 220 den
Verzögerungsausgangsanschluss 114 mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112,
der mit dem Eingangsanschluss 116 verbunden ist und von
dem Ablassanschluss 118 abgesperrt ist.
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Während
ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor in dem Vorauseilbetrieb 14 wirkt,
wird, wie in 3 gezeigt ist, Hydrauliköl
von der Pumpe 4 durch die Eingangsleitung 80 in
den Eingangsanschluss 116 eingeleitet und durch den Vorauseilausgangsanschluss 112 und
die Vorauseilausgangsleitung 72 zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 zugeführt.
Des Weiteren strömt in dem Vorauseilverbindungsdurchgang 220 das Öl,
das in den Eingangsanschluss 116 eingeleitet wird, in das
gemeinsame Ende 221 des Durchgangs 220, und das Öl,
das durch die Wirkung des negativen Drehmoments in den Verzögerungskammern 56 bis 59 komprimiert wird,
strömt durch den Verzögerungsausgangsanschluss 114 in
das andere Ende 222 des Durchgangs 220. Das Öl,
das in das Durchgangsende 222 strömt, das gegenwärtig
zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 benachbart
ist, hat einen höheren Druck als das Öl, das in
das gemeinsame Durchgangsende 221 strömt, das
gegenwärtig benachbart zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 ist.
Als eine Folge öffnet das Vorauseilverbindungsrückschlagventil 210, wodurch
ein Strömen von Hydrauliköl von dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 zu
dem Vorauseilausgangsanschluss 112 gestattet wird. In einem Fall,
in dem eine Menge von Hydrauliköl abnimmt, die von der
Pumpe 4 in das Kolbenventil 100 eingeleitet wird,
kann das Ventil 100 über den Verzögerungsausgangsanschluss 114 mit
Hydrauliköl versorgt werden. Dies begrenzt die Knappheit
von Hydrauliköl in den Vorauseilkammern 52 bis 55,
deren Volumen durch die Wirkung des negativen Drehmoments erhöht
ist.
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Während
ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem Vorauseilbetrieb wirkt, strömt das Öl von
der Pumpe 4 auch in den Verzögerungsverbindungsdurchgang 240,
der durch das gemeinsame Durchgangsende 221 mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112 verbunden
ist, aber das Schließen des Verzögerungsverbindungsrückschlagventils 230 beschränkt
die Strömung von Hydrauliköl zu dem anderen Ende 242 des
Durchgangs 240 hin. Des Weiteren ist der Vorauseilausgangsanschluss 112, der
durch das gemeinsame Durchgangsende 221 mit dem Vorauseilverbindungsdurchgang 220 verbunden ist,
von dem Ablassanschluss 118 abgesperrt oder ist mit diesem
nicht in Verbindung. Dies beschränkt das Ablassen von Hydrauliköl
durch den Ablassanschluss 118.
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Während
ein positives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem Vorauseilbetrieb wirkt, werden die Vorauseilkammern 52 bis 55 komprimiert.
Als eine Folge wird, wie in 7 gezeigt
ist, ein Hydrauliköl gezwungen, um durch den Vorauseilausgangsanschluss 112 zurück
zu den Verbindungsdurchgängen 220, 240 und
der Eingangsleitung 80 zu strömen. Zu dieser Zeit
beschränkt das Schließen der Verbindungsrückschlagventile 210, 230 die
Strömung von Hydrauliköl durch die jeweiligen
Verbindungsdurchgänge 220, 240 zu dem
Verzögerungsausgangsanschluss 114 bzw. dem Durchgangsende 242.
Des Weiteren beschränkt das Schließen des Eingangsrückschlagventils 280 die
Strömung von Hydrauliköl durch die Eingangsleitung 80 zu
der Pumpe 4 hin. Somit wird ein Rückströmen
von Hydrauliköl durch den Vorauseilausgangsanschluss 112 zu
den Verbindungsdurchgängen 220, 240 und
der Eingangsleitung 80 beschränkt. Dies beschränkt
nicht nur ein Ausströmen von Hydrauliköl aus den
Vorauseilkammern 52 bis 55, sondern verhindert
auch eine versehentliche Zufuhr von Hydrauliköl zu den
Verzögerungskammern 56 bis 59.
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Der
Vorauseilbetrieb des Vorauseilens der Ventilzeitabstimmung ermöglicht,
dass die Verbindungsrückschlagventile 210, 230 richtig
und zeitig funktionieren, um Hydrauliköl von den Verzögerungskammern 56 bis 59 abzugeben
und eine ausreichende Menge von Hydrauliköl zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 zuzuführen.
Dies ermöglicht eine hohe Vorauseilansprechempfindlichkeit.
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2. Verzögerungsbetrieb
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In
einem Verzögerungsbetrieb des Verzögerns der Ventilzeitabstimmung
verzögert der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 die
Ventilzeitabstimmung durch Ändern der Maschinenphase oder
der Phasenbeziehung der Nockenwelle 2 bezüglich
der Kurbelwelle in der Verzögerungsrichtung wie folgt.
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Wenn
eine Betriebsbedingung erfüllt ist, die den Normalbetriebszustand
mit niedriger Last kennzeichnet, steuert der Steuerkreis 200 den
zu dem Solenoid 120 zuzuführenden Strom auf einen
Verzögerungswert Ir, der kleiner als der Vorauseilwert
Ia ist. Als eine Folge wird der Kolben 130 zu der Verzögerungsphasenposition
(erste Position auf der Verzögerungsseite) verschoben,
wie in 4, 8 gezeigt ist. Wenn der Kolben 130 in
der vorstehenden Position ist, verbindet der Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 den
Verzögerungsausgangsanschluss 114 mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112.
In dem Vorstehenden ist der Verzögerungsausgangsanschluss 114 mit
dem Eingangsanschluss 116 verbunden, und der Vorauseilausgangsanschluss 112 ist von
dem Ablassanschluss 118 abgesperrt.
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Während
ein positives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem Verzögerungsbetrieb wirkt, wird Hydrauliköl
von der Pumpe 4 durch die Eingangsleitung 80 in
den Eingangsanschluss 116 eingeleitet und durch den Verzögerungsausgangsanschluss 114 und
die Verzögerungsausgangsleitung 76 zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 zugeführt,
wie in 4 gezeigt ist. Des Weiteren strömt das Öl,
das in die Eingangsleitung 116 eingeleitet wird, in das
gemeinsame Ende 221 des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240,
und das Öl, das durch das positive Drehmoment in den Vorauseilkammern 52 bis 55 komprimiert
wird, strömt durch den Vorauseilausgangsanschluss 112 in
das andere Ende 242 des Durchgangs 240. Das Öl,
das in das Durchgangsende 242 strömt, das gegenwärtig
benachbart zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 ist, hat
einen höheren Druck als das Öl, das in das gemeinsame
Durchgangsende 221 strömt, das gegenwärtig
benachbart zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 ist.
Als eine Folge öffnet das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230 und gestattet
eine Strömung von Hydrauliköl in eine Richtung
von dem Vorauseilausgangsanschluss 112 zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114.
Falls die Menge von Hydrauliköl abnimmt, die von der Pumpe 4 in
das Kolbenventil 100 eingeleitet wird, kann das Ventil 100 über
den Vorauseilausgangsanschluss 112 mit Hydrauliköl
versorgt werden. Dies begrenzt die Knappheit von Hydrauliköl
in den Verzögerungskammern 56 bis 59,
deren Volumen durch das positive Drehmoment erhöht worden
ist.
-
Während
ein positives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem Verzögerungsbetrieb wirkt, strömt das Öl
von der Pumpe 4 auch in den Vorauseilverbindungsdurchgang 220,
der durch das gemeinsame Durchgangsende 221 mit dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 verbunden
ist, aber das Schließen des Vorauseilverbindungsrückschlagventils 210 beschränkt
die Strömung von Hydrauliköl zu dem anderen Ende 222 des
Durchgangs 220 hin. Des Weiteren ist der Vorauseilausgangsanschluss 112,
der durch das Durchgangsende 242 mit dem Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 verbunden ist,
von dem Ablassanschluss 118 abgesperrt. Dies beschränkt
das Ablassen von Hydrauliköl durch den Ablassanschluss 118.
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Während
ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem Verzögerungsbetrieb wirkt, werden die Verzögerungskammern 56 bis 59 komprimiert.
Als eine Folge wird, wie in 8 gezeigt
ist, Hydrauliköl gezwungen, um durch den Verzögerungsausgangsanschluss 114 zu
den Verbindungsdurchgängen 240, 220 und
der Eingangsleitung 80 zurückzuströmen.
Zu dieser Zeit beschränkt das Schließen der Verbindungsrückschlagventile 230, 210 die
Strömung von Hydrauliköl durch die jeweiligen
Verbindungsdurchgänge 240, 220 zu dem
Vorauseilausgangsanschluss 112 bzw. dem Durchgangsende 222.
Des Weiteren beschränkt das Schließen des Eingangsrückschlagventils 280 die Strömung
von Hydrauliköl durch die Eingangsleitung 80 zu
der Pumpe 4 hin. Somit wird ein Rückströmen von
Hydrauliköl durch den Verzögerungsausgangsanschluss 114 zu
den Verbindungsdurchgängen 240, 220 und
der Eingangsleitung 80 beschränkt. Dies beschränkt
nicht nur das Strömen von Hydrauliköl aus den
Verzögerungskammern 56 bis 59 heraus,
sondern verhindert auch eine versehentliche Zufuhr von Hydrauliköl
zu den Vorauseilkammern 52 bis 55.
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Der
Verzögerungsbetrieb der Ventilzeitabstimmung ermöglicht,
dass die Verbindungsrückschlagventile 230, 210 in
geeigneter Weise und zeitig funktionieren, um Hydrauliköl
von den Vorauseilkammern 52 bis 55 abzugeben und
eine ausreichende Menge von Hydrauliköl zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 zuzuführen.
Dies ermöglicht eine hohe Verzögerungsansprechempfindlichkeit.
-
3. Vollständiger
Verzögerungsbetrieb
-
In
einem vollständigen Verzögerungsbetrieb, verzögert
der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 die Ventilzeitabstimmung
auf das Maximum oder vollständig, indem die Maschinenphase
vollständig verzögert gehalten wird, wie folgt.
-
Wenn
eine Betriebsbedingung, die (a) eine Betriebsbedingung unmittelbar
nach dem Start der Maschine darstellt, oder (b) eine Betriebbedingung (zum
Beispiel der AUS-Zustand der Drossel) zum Einstellen der Maschinenphase
zu der vollständigen Verzögerungsphase darstellt,
während die Maschine mit einer Drehzahl dreht, die nicht
höher als ein eingestellter Wert R ist, erfüllt
ist, steuert der Steuerkreis 200 den zu dem Solenoid 120 zuzuführenden
Strom auf einen vollständigen Verzögerungswert
Ir0, der kleiner als der Verzögerungswert Ir ist. Als eine
Folge wird der Kolben 130 zu der vollständigen
Verzögerungsphasenposition (zweite Position an der Verzögerungsseite)
bewegt, die in 5, 9 gezeigt
ist und die eine Position ist, die in der Verzögerungsrichtung
weg von der in 4, 8 gezeigten
Verzögerungsphasenposition angeordnet ist. Somit sind die vollständige
Verzögerungsphasenposition und die Verzögerungsphasenposition
benachbart zueinander in einer Richtung angeordnet, in der der Kolben 130 verschiebbar
ist. Wenn der Kolben 130 in der vollständigen
Verzögerungsphasenposition ist, verbindet der Verzögerungsverbindungsdurchgang 240 den
Verzögerungsausgangsanschluss 114, der mit dem
Eingangsanschluss 116 verbunden ist, mit dem Vorauseilausgangsanschluss 112,
der mit dem Ablassanschluss 118 verbunden ist. Der eingestellte Wert
R kann eine niedrige Maschinendrehzahl (beispielsweise 500 bis 1400
Umdrehungen pro Minute) sein, bei der die Drehung der Antriebseinheit 10 die Maschinenphase
weniger beeinflusst.
-
In
diesem Fall wird die späteste bzw. neueste Referenzphase
gelernt, wenn die Maschine gestartet worden ist. Dies trägt
zur Verbesserung der Genauigkeit der Ventilzeitabstimmungseinstellung
bei. In diesem Fall, weil die Maschine mit einer relativ niedrigen Drehzahl
dreht, wenn der Start der Maschine beendet worden ist, ist es möglich,
die Referenzphase zu lernen, während das Gehäuse 12 und
der Flügelrotor 14 mit schwacher oder geringer
Vibration drehen. Dies trägt auch zu der Verbesserung der
Einstellungsgenauigkeit bei.
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Während
ein positives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem vollständigen Verzögerungsbetrieb wirkt, wird
das Öl von der Pumpe 4 fortlaufend zu den Verzögerungskammern 56 bis 59 zugeführt, wie
in dem Fall des Verzögerungsbetriebs. Des Weiteren strömt,
wie in 5 gezeigt ist, das Öl, das in den Eingangsanschluss 116 eingeleitet
wird, in das gemeinsame Ende 221 des Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240,
und das Öl, das durch die Wirkung des positiven Drehmoments
in den Vorauseilkammern 52 bis 55 komprimiert
wird, strömt in den Vorauseilausgangsanschluss 112.
Das Öl, das in den Vorauseilausgangsanschluss 112 strömt,
strömt dann nicht nur zu dem anderen Ende 242 des
Verzögerungsverbindungsdurchgangs 240, sondern
auch zu dem Ablassanschluss 118, der zu der Atmosphäre offen
ist, so dass der Druck des Öls der atmosphärischer
Druck wird. Als eine Folge hat das Öl, das in das Durchgangsende 242 strömt,
das gegenwärtig benachbart zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 ist,
einen niedrigeren Druck als das Öl, das in das gemeinsame
Durchgangsende 221 strömt, das gegenwärtig
benachbart zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 ist.
Dies schließt das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230,
wodurch nicht nur die Strömung von Hydrauliköl
von dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 beschränkt
wird, sondern auch die Ölströmung in der entgegengesetzten
Richtung. Demzufolge wird ein wesentlicher Teil des Öls,
das in den Vorauseilausgangsanschluss 112 strömt,
durch den Ablassanschluss 118 abgeleitet. Dies macht es
möglich, die Vorauseilkammern 52 bis 55 zu
leeren, so dass die Flügel 14b bis 14e zuverlässig
gegen die jeweiligen Schuhe 12b bis 12e gedrückt
werden können. Somit kann die vollständig verzögerte
Maschinenphase zuverlässig und stabil gehalten werden.
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Wenn
der Kolben 130 in der vollständigen Verzögerungsphasenposition
(zweite Position an der Verzögerungsseite) ist, verbindet
der Verbindungsdurchgang 240 den Verzögerungsausgangsanschluss 114 und
den Vorauseilausgangsanschluss 112 (erste und zweiter Ausgangsanschluss)
wie in dem Fall, wenn der Kolben 130 in der Verzögerungsposition
ist (erste Position an der Verzögerungsseite). In dem vorstehenden
Verbindungszustand wird Arbeitsfluid von der Vorauseilkammer durch
den Vorauseilausgangsanschluss 112 zu dem Verbindungsdurchgang 240 abgegeben,
und dadurch bewirkt die Verbindung zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Ablassanschluss 118, der zur Atmosphäre offen
ist, dass der Druck an dem Ende 242 des Verbindungsdurchgangs 240,
der benachbart zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 ist, niedriger
als der Druck an dem anderen Ende 221 ist, das zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 benachbart
ist, der mit dem Eingangsanschluss 116 verbunden ist. Als
eine Folge schließt das Verbindungsrückschlagventil 230,
und dadurch wird eine Strömung von Arbeitsfluid durch den
Verbindungsdurchgang 240 zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 begrenzt.
Dies macht es möglich, den Aufbau des Ventilzeitabstimmungseinsstellers 1 durch
Anordnen der ersten Position und der zweiten Position benachbart
zueinander und durch Bewirken zu vereinfachen, dass der Verbindungsdurchgang 240 eine
Verbindung zwischen dem Vorauseilausgangsanschluss 112 und
dem Verzögerungsabschnitt 114 gemeinsam vorsieht,
wenn der Kolben 130 in einer von der vorstehenden ersten
Position und der zweiten Position positioniert ist. Die ermöglicht
es, die Maschinenphase durch schnelles Ableiten von Arbeitsfluid
von der Vorauseilkammer durch den Ausgangsanschluss 112 zu
dem Ablassanschluss 18 zu stabilisieren.
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Wie
in dem Fall des Verzögerungsbetriebs, während
ein positives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem vollständigen Verzögerungsbetrieb wirkt, strömt
das Öl von der Pumpe 4 auch in den Vorauseilverbindungsdurchgang 220,
aber das Schließen des Vorauseilverbindungsrückschlagventils 210 beschränkt
die Strömung von Hydrauliköl zu dem Ende 222 des
Durchgangs 220 hin. Wie in dem Fall des Verzögerungsbetriebs,
während ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem vollständigen Verzögerungsbetrieb wirkt, wird
ein Zurückströmen von Hydrauliköl von
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 zu den Verbindungsdurchgängen 240, 220 und
der Eingangsleitung 80 beschränkt, wie in 9 gezeigt
ist.
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Während
des vollständigen Verzögerungsbetriebs überwacht
der Steuerkreis 200 die tatsächliche Maschinenphase
Pr, die von den Signalen von dem Kurbelsensor 202 und dem
Nockensensor 204 berechnet wird. Der Steuerkreis 200 lernt
einen stabilen Wert der überwachten Phase Pr (tatsächliche Phase)
als eine Referenzphase Pr0, die in einem Speicher 200a des
Steuerkreises 200 gespeichert wird. Die Referenzphase Pr0
wird jedes Mal dann aktualisiert, wenn der Steuerkreis 200 einen
stabilen Wert der überwachten Phase Pr lernt. Beispielsweise ist
der vorstehende Betrieb des Lernens der Referenzphase Pr0 unter
Verwendung der überwachten Phase Pr als ein Lernen der
Referenzphase Pr0 in der vorliegenden Ausführungsform definiert.
Demzufolge berechnet der Steuerkreis 200 auf der Basis
der letzten bzw. neuesten Referenzphase Pr0, die in dem Speicher 200a gespeichert
ist, die derzeitige tatsächliche Maschinenphase Pr und
die derzeitige Zielphase Pt, die zum Steuern der Stromzufuhr zu
dem Solenoid 120 notwendig sind. Wie vorstehend beschrieben
ist, kann die vollständig verzögerte Maschinenphase
wirksam stabil gehalten werden, wenn der Steuerkreis 200 die
Referenzphase Pr0 lernt. Dies ermöglicht es, die Genauigkeit
der Ventilzeitabstimmungseinstellung durch Realisieren einer Stromzuführungssteuerung
auf der Basis einer genauen Referenzphase Pr0 zu erhöhen.
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4. Normaler Haltebetrieb
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In
einem normalen Haltebetrieb hält der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 die
Ventilzeitabstimmung durch Halten der Maschinenphase innerhalb eines
bestimmten Zielphasenbereichs mit Ausnahme der vollständigen
Verzögerungsphase wie folgt:
Falls eine Betriebsbedingung,
die den stabilen Betriebszustand der Maschine repräsentiert,
wie ein Halten des Gaspedals bei einer gewissen Position, erfüllt
ist, steuert der Steuerkreis 200 den zu dem Solenoid 120 zuzuführenden
Strom auf einen normalen Haltewert In, der kleiner als der Vorauseilwert
Ia und größer als der Verzögerungswert
Ir ist. Als eine Folge wird der Kolben 130 zu der normalen
Haltebetriebsposition verschoben, die in 6 gezeigt
ist. Wenn der Kolben 130 in der vorstehenden Position ist,
sind beide Ausgangsanschlüsse 112, 114 von
dem Eingangsanschluss 116 und dem Ablassanschluss 118 abgesperrt.
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Demzufolge
wird das Öl, das von der Pumpe durch die Eingangsleitung 80 zu
dem Eingangsanschluss 116 eingeleitet wird, nicht zu den
Voreil- und Verzögerungskammern 52 bis 59 zugeführt,
und ein Ausströmen von Hydrauliköl aus den Voreil-
und Verzögerungskammern 52 bis 59 wird
beschränkt.
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Dies
macht es möglich, Maschinenphasenänderungen innerhalb
des Zielphasenbereichs zu beschränken, um die Ventilzeitabstimmung
zu halten, die zu dem Zielphasenbereich korrespondiert.
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Wenn
der Kolben 130 in der normalen Haltebetriebsposition ist,
strömt Öl von der Pumpe 4 durch den Eingangsanschluss 116 in
das gemeinsame Ende 221 der Verbindungsdurchgänge 220, 240, aber
das Schließen der Verbindungsrückschlagventile 210, 230 beschränkt
das Strömen von Hydrauliköl von dem gemeinsamen
Ende 222 zu den anderen Enden 222, 242 hin.
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Somit
ermöglicht die erste Ausführungsform eine schnelle
und genaue Ventilzeitabstimmungseinstellung, die für die
Maschine geeignet ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie
in 10 gezeigt ist, ist eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine modifizierte Form der ersten Ausführungsform.
Die Steuerungseinheit 1030 der zweiten Ausführungsform
hat eine Ablassleitung 1082 zusätzlich zu der
Ablassleitung 82. Die Ablassleitung 1082 öffnet
in die Atmosphäre und Hydrauliköl kann durch diese
Leitung zu der Ölwanne 5 abgelassen werden.
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Das
Kolbenventil 1100 der Steuerungseinheit 1030 hat
einen Ablassanschluss 1118 zusätzlich zu dem Ablassanschluss 118.
Der Ablassanschluss 1118 ist durch die Ablassleitung 1082 zu
der Atmosphäre offen, und Hydrauliköl wird durch
den Anschluss 1118 zu der Leitung 1082 abgelassen.
Wie in 11 gezeigt ist, ist der Ablassanschluss 1118 zwischen
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 und dem
Buchsenende 110a positioniert.
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Wie
in 10 gezeigt ist, hat der Kolben 1130 des
Kolbenventils 1100 einen Vereinigungsdurchgang 1260 zusätzlich
zu dem Vereinigungsdurchgang 260. Der Vereinigungsdurchgang 1260 ermöglicht
eine Verbindung des Verzögerungsausgangsanschlusses 114 mit
dem Ablassanschluss 1118. Wie in 11 gezeigt
ist, erstreckt sich der Vereinigungsdurchgang 1260 durch
die Verzögerungsunterstützungsanschlussfläche 138. Die
Enden 1261, 1262 des Vereinigungsdurchgangs 1260 sind
an einer Außenumfangsfläche des Kolbens 1130 offen.
Die Durchgangsenden 1261, 1262 sind mit dem Ablassanschluss 1118 wenigstens
dann verbunden, wenn sich der Kolben 1130 in der in 11 gezeigten
Kolbenposition befindet. Wenn sich der Kolben 1130 in dieser
Position befindet, sind die Durchgangsenden 1261, 1262 mit
dem Raum zwischen der Verzögerungsumschaltanschlussfläche 136 und
der Verzögerungsunterstützungsanschlussfläche 138 durch
den Raum verbunden, der in der Buchse 110 an der Außenumfangsseite
der Unterstützungsanschlussfläche 138 ausgebildet
ist.
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Wenn
sich der Kolben 1130 in der Kolbenposition befindet, die
in 11 gezeigt ist, ist die Verzögerungsumschaltanschlussfläche 136 nur
an der Seite des Verzögerungsausgangsanschlusses 114 abgestützt,
der benachbart zu dem Eingangsanschluss 116 ist. Dies bewirkt,
dass der Ausgangsanschluss 114 mit dem Raum zwischen der
Umschaltanschlussfläche 136 und der Verzögerungsunterstützungsanschlussfläche 138 in
Verbindung ist. Demzufolge, wenn sich der Kolben 1130 in
dieser Position befindet, sind der Ablassanschluss 1118 und
der Ausgangsanschluss 114 durch den Vereinigungsdurchgang 1260 miteinander
verbunden. Wenn sich der Kolben 1130 in der Kolbenposition
befindet, die in einer von 12 bis 15 gezeigt
ist, sind die Enden 1261, 1262 des Vereinigungsdurchgangs 1260 von
dem Raum zwischen den Anschlussflächen 136, 138 abgesperrt,
so dass der Ausgangsanschluss 114 von dem Ablassanschluss 1118 abgesperrt
ist.
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Wenn
sich der Kolben 1130 in der in 11 gezeigten
Kolbenposition befindet, ist die Vorauseilumschaltanschlussfläche 134 nur
an der Seite des Vorauseilausgangsanschlusses 112 abgestützt,
der benachbart zu dem Ablassanschluss 118 ist. Dies bewirkt,
dass der Ausgangsanschluss 112 mit dem Eingangsanschluss 116 durch
den Raum zwischen den Umschaltanschlussflächen 134, 136 in
Verbindung ist.
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In
gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform stellt
der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 gemäß der
zweiten Ausführungsform die Ventilzeitabstimmung vor, verzögert
die Ventilzeitabstimmung, verzögert die Ventilzeitabstimmung
vollständig und hält die Ventilzeitabstimmung,
indem der Kolben 1130 in den jeweiligen Positionen angeordnet
wird, die in 12 bis 15 gezeigt
sind. Darüber hinaus stellt dieser Einsteller 1 die
Ventilzeitabstimmung durch Anordnen des Kolbens 1130 in
der in 11 gezeigten Position vollständig
vor.
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Im
Speziellen beginnt der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 gemäß der
zweiten Ausführungsform, die Ventilzeitabstimmung vollständig
vorzustellen bzw. vorauseilen zu lassen, falls eine gewisse Betriebsbedingung
zum Einstellen der Maschinenphase zu der vollständig vorauseilenden
Phase während des Betriebs der Maschine bei einer Drehzahl,
die nicht höher als ein eingestellter Wert R ist, erfüllt
ist. Der vorstehende Betriebszustand kann sein, dass die Drossel
bei einer Maschinendrehzahl von 4000 Umdrehungen pro Minute oder
weniger vollständig geöffnet ist. In dem vollständigen
Vorauseilbetrieb einer Ventilzeitabstimmung des Einstellers 1,
steuert der Steuerkreis 200 den zu dem Solenoid 120 zuzuführenden
Strom auf einen vollständigen Vorauseilwert Ia0, der höher
als der Vorauseilwert Ia ist. Als eine Folge wird der Kolben 1130 zu
der vollständigen Vorauseilphasenposition bewegt, die in 11, 16 gezeigt
ist (zweite Position an der Vorauseilseite) und eine Position ist,
die in der Vorauseilrichtung weg von der Vorauseilphasenposition
angeordnet ist. Somit sind die vollständige Vorauseilphasenposition
und die Vorauseilphasenposition benachbart zueinander in einer Richtung
angeordnet, in der der Kolben 1130 verschiebbar ist. Wenn
der Kolben 1130 in der vollständigen Vorauseilphasenposition
ist, verbindet der Vorauseilverbindungsdurchgang 220 den Vorauseilausgangsanschluss 112 mit
dem Verzögerungsausgangsanschluss 114. In dem
Vorstehenden ist der Vorauseilausgangsanschluss 112 mit
dem Eingangsanschluss 116 verbunden, und der Verzögerungsausgangsanschluss 114 ist
mit dem Ablassanschluss 1118 verbunden. Der eingestellte
Wert R kann gleich zu dem eingestellten Wert R für den
vollständigen Verzögerungsbetrieb in der ersten
Ausführungsform sein.
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Während
ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem vollständigen Vorauseilbetrieb wirkt, wird das Öl
von der Pumpe 4 fortlaufend zu den Vorauseilkammern 52 bis 55 zugeführt,
wie es der Fall bei dem Vorauseilbetrieb in der ersten Ausführungsform
ist. Des Weiteren strömt, wie in
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11 gezeigt
ist, das Öl, das in den Eingangsanschluss 116 eingeleitet
wird, in das Ende 221 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220,
und das Öl in den Verzögerungskammern 56 bis 59,
das durch die Wirkung des negativen Drehmoments komprimiert wird,
strömt in den Verzögerungsausgangsanschluss 114.
Das Öl, das in den Verzögerungsausgangsanschluss 114 strömt,
strömt nicht nur zu dem anderen Ende 222 des Vorauseilverbindungsdurchgangs 220,
sondern auch zu dem Ablassanschluss 1118, der in die Atmosphäre öffnet,
so dass der Druck des Öls ein atmosphärischer
Druck ist. Als eine Folge hat das Öl, das in das Durchgangsende 222 strömt, das
zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114 benachbart
ist, einen niedrigeren Druck als das Öl, das in das Durchgangsende 221 strömt,
das zu dem Vorauseilausgangsanschluss 112 benachbart ist. Dies
schließt das Verzögerungsverbindungsrückschlagventil 230,
wodurch nicht nur die Strömung von Hydrauliköl
von dem Vorauseilausgangsanschluss 112 zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 114, sondern
auch die Ölströmung in der entgegengesetzten Richtung
beschränkt wird. Demzufolge wird im Wesentlichen der gesamte
Teil des Öls, das in den Verzögerungsausgangsanschluss 114 strömt,
durch den Ablassanschluss 1118 abgelassen. Dies macht es
möglich, die Verzögerungskammern 56 bis 59 zu entleeren,
so dass die Flügel 14b bis 14e in der
Vorauseilrichtung zuverlässig gegen die Schuhe 12b bis 12e gedrückt
werden. Somit ist es möglich, die Maschinenphase stabil
vollständig vorauseilend bzw. vorgestellt zu halten.
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Während
ein negatives Drehmoment auf den Flügelrotor 14 in
dem vollständigen Vorauseilbetrieb wirkt, strömt
das Öl von der Pumpe 4 auch in den Verzögerungsverbindungsdurchgang 240,
wie es der Fall bei dem Verzögerungsbetrieb in der ersten
Ausführungsform ist, aber das Schließen des Verzögerungsverbindungsrückschlagventils 230 beschränkt
die Strömung von Hydrauliköl zu dem Ende 242 des
Durchgangs 240 hin. Während ein positives Drehmoment
auf den Flügelrotor 14 wirkt, wobei sich der Kolben 1130 in
dem vollständigen Vorauseilbetrieb befindet, wie in 16 gezeigt
ist, ist die Rückströmung von dem Vorauseilausgangsanschluss 112 zu
den Verbindungsdurchgängen 240, 220 und
der Eingangsleitung 80 beschränkt, wie es der
Fall mit dem Vorauseilbetrieb in der ersten Ausführungsform ist.
Der Steuerkreis 200 kann alternativ die Referenzphase Pr0
während des vollständigen Vorauseilbetriebs lernen,
anstelle des Lernens der Referenzphase Pr0 während des
vollständigen Verzögerungsbetriebs. Dies macht
es möglich, die Genauigkeit einer Ventilzeitabstimmungseinstellung
zu erhöhen.
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Die
zweite Ausführungsform kann auch eine schnelle und genaue
Ventilzeitabstimmungseinstellung für die Maschine bewirken.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht als auf die vorstehende erste
und zweite Ausführungsform begrenzt interpretiert werden,
sondern kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden,
ohne von dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In
jeder der Ausführungsformen kann die Antriebseinheit 10 eine
Unterstützungsfeder oder ein anderes elastisches Bauteil
zum Vorspannen der Nockenwelle 2 in eine Richtung entgegengesetzt
zu einer Richtung haben, in die der Durchschnittswert eines variablen
Drehmoments vorgespannt oder gedrängt ist. Das Gehäuse 12 der Antriebseinheit 10 kann
mit der Nockenwelle 2 gedreht werden, und der Flügelrotor 14 der
Antriebseinheit 10 kann mit der Kurbelwelle gedreht werden.
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Jedes
der Verbindungsrückschlagventile 210, 230 der
Kolbenventile 100, 1100 kann mit einem elastischen
Bauteil zum Vorspannen des entsprechenden Ventilbauteils 214 oder 234 ausgerüstet sein.
Ein Ende dieses elastischen Bauteils würde mit dem entsprechenden
Ventilbauteil 214 oder 234 in Kontakt sein, und
das andere Ende würde an der Wand des entsprechenden Verbindungsdurchgangs 220 oder 240 fixiert
sein.
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Das
Solenoid 120 zum Betätigen von jedem der Kolben 130, 1130 der
Kolbenventile 100, 1100 kann alternativ durch
ein piezoelektrisches oder hydraulisches Stellglied ersetzt sein.
Der Anschluss 114 von jeder der Buchsen 110, 1110 der
Kolbenventile 100, 1100 kann alternativ mit den
Vorauseilkammern 52 bis 55 durch die entsprechende
Vorauseilausgangsleitung 72 verbunden sein. Der Anschluss 112 von
jeder der Buchsen 110, 1110 kann alternativ mit
den Verzögerungskammern 56 bis 59 durch
die entsprechende Verzögerungsausgangsleitung 76 verbunden
sein. In dem vorstehenden alternativen Fall sind die Beziehung zwischen
dem Vorauseilbetrieb und dem Verzögerungsbetrieb und die
Beziehung zwischen dem vollständigen Vorauseilbetrieb und
dem vollständigen Verzögerungsbetrieb umgekehrt
zu denjenigen in der ersten und der zweiten Ausführungsform.
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Das
Kolbenventil 1100 kann, wie in 17 gezeigt
ist, den Ablassanschluss 118 und den Vereinigungsdurchgang 260 nicht
haben. In diesem Fall kann der Ventilzeitabstimmungseinsteller 1 die
Ventilzeitabstimmung nicht vollständig verzögern,
und der Steuerkreis 200 kann die Referenzphase Pr0 lernen,
wenn der Einsteller 1 die Ventilzeitabstimmung vollständig
vorauseilen lässt bzw. vorstellt.
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Die
vorliegende Erfindung kann nicht nur auf ein Gerät zum
Einstellen der Ventilzeitabstimmung für ein Einlassventil,
sondern auch auf ein Gerät zum Einstellen der Ventilzeitabstimmung
für ein Auslassventil als ein Ventil und ein Gerät
zum Einstellen der Ventilzeitabstimmung für sowohl ein
Einlassventil als auch ein Auslassventil angewendet werden.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen kommen einem Fachmann leicht in den
Sinn. Die Erfindung in ihrer breiteren Hinsicht ist deshalb nicht
auf die bestimmten Details, das repräsentative Gerät
und die veranschaulichenden Beispiele beschränkt, die gezeigt
und beschrieben sind.
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Ein
Ventilzeitabstimmungseinsteller hat einen ersten Rotor (12),
einen zweiten Rotor (14), ein Kolbenventil (100, 1100),
einen Verbindungsdurchgang (220, 240) und ein
Verbindungsrückschlagventil (210, 230).
Ein Kolben (130, 1130) des Kolbenventils ist zu
einer ersten Position derart verschiebbar, dass der erste Rotor
relativ zu dem zweiten Rotor gedreht wird. Der Kolben ist zu einer
zweiten Position verschiebbar, um die Phase einer Nockenwelle (2)
bei einer vollständigen Phase zu halten. Der Verbindungsdurchgang
verbindet einen ersten Ausgangsanschluss (112) mit einem
zweiten Ausgangsanschluss (114) des Kolbenventils, wenn
der Kolben in der ersten Position positioniert ist. Das Verbindungsrückschlagventil
des Verbindungsdurchgangs gestattet, dass Arbeitsfluid von dem zweiten
Ausgangsanschluss in Richtung zu dem ersten Ausgangsanschluss strömt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-177344
A [0002, 0003, 0004]
- - US 7124722 [0002]