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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Zuführen
von Schmieröl
in einen Motor gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Viele existierende Motoren sind mit
einem Mechanismus zum Ändern
von Ventilsteuercharakteristiken, wie zum Beispiel der Ventilsteuerzeit
und des Ventilhubs, eines Einlass- oder Auslassventilpaars gemäß den Motorlaufzuständen ausgestattet. So
ist beispielsweise in der
US
5,243,935 eine Ventilsteuervorrichtung zur Änderung
der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine mittels eines hydraulisch
betätigten
Nockenwellenverstellers gezeigt und beschrieben. weiter ist in der
DE 37 38 488 C2 eine
Hydraulikschaltung zum Steuern einer Betätigungseinrichtung für ein wahlweises
Zu- oder Abschalten von Einlass- oder Auslassventilen einer Brenkraftmaschine
offenbart. Durch eine Änderung der
Ventilsteuerzeiten und/oder des Ventilhubs können die Kraft und Leistung
des Motors erhöht
und unerwünschte
Emissionen verringert werden.
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Die geprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 3-13403 offenbart
einen Mechanismus zum Ändern
der Ventilleistung, der den Ventilhub hydraulisch ändert, und
eine Vorrichtung zum Schmieren der sich bewegenden Teile in dem
Mechanismus zum Ändern
der Ventilleistung.
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Wie in den 6(a) und 6(b) gezeigt
ist, umfasst ein Mechanismus 71 zum Ändern einer Ventilleistung
eine Kipphebelwelle 73, in der eine Öldruckleitung 72 definiert
ist. An der Kipphebelwelle 73 sind in Verbindung mit einem
Ventil ein sich langsam bewegender Kipphebel 74 und ein
sich schnell bewegender Kipphebel 75 drehbar angeordnet.
Die Kipphebel 74, 75 werden durch einen sich langsam
bewegenden Nocken bzw. einen sich schnell bewegenden Nocken (von
welchen keiner gezeigt ist) um die Achse der Kipphebelwelle 73 gedreht.
Das Drehen des sich langsam bewegenden Kipphebels 74 um
die Achse der Kipphebelwelle 73 öffnet und schließt das Ventil. "Rechts" und "links", so wie sie unten
verwendet werden, beziehen sich auf die Richtungen "rechts" und "links" in den 6(a) und 6(b).
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In den sich langsam und schnell bewegenden
Kipphebeln 74, 75 erstreckt sich parallel zu der Kipphebelwelle 73 eine Öffnung 76.
In die Öffnung 76 ist
ein in Abschnitte geteilter Kopplungsstift 77 verschiebbar
eingefügt.
Zwischen dem rechten Ende des Stiftes 77 und dem rechten
Ende der Öffnung 76 ist
eine Ölkammer 78 definiert.
Die Kammer 78 steht mit der Öldruckleitung 72 in
Verbindung. Zwischen dem linken Ende des Kopplungsstiftes 77 und
dem linken Ende der Öffnung 76 erstreckt
sich eine Schraubenfeder 79.
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Wenn der Kopplungsstift 77 gegen
die Kraft der Schraubenfeder 79 an eine Position in der
Nähe des
linken Endes der Öffnung 76 bewegt
wird, wie es in 6(b) gezeigt
ist, koppelt der Kopplungsstift 77 den sich langsam bewegenden
Kipphebel 74 mit dem sich schnell bewegenden Kipphebel 75.
Dies veranlasst den sich langsam bewegenden Kipphebel 74 dazu,
sich mit dem sich schnell bewegenden Kipphebel 75 gemeinsam
zu drehen. Als Ergebnis wird das Ventil durch den sich schnell bewegenden
Nocken über
die sich langsam und schnell bewegenden Kipphebel 74, 75 geöffnet und
geschlossen. Dies vergrößert den
Ventilhub. Wenn der Kopplungsstift 77 durch die Kraft der
Schraubenfeder 79 zu dem rechten Ende der Öffnung 76 bewegt
wird, wie es in 6(a) gezeigt
ist, wird der sich langsam bewegende Kipphebel 74 von dem
sich schnell bewegenden Kipphebel 75 entkoppelt. Dies veranlasst
das Ventil dazu, durch den sich langsam bewegenden Nocken über den
sich langsam bewegenden Kipphebel
74 geöffnet und geschlossen zu werden.
Dies verringert den Ventilhub.
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Der Ventilhub wird im allgemeinen
auf der Basis der Motordrehzahl geändert. Wenn zum Beispiel der
Motor mit einer niedrigeren Drehzahl läuft, werden die Ventile durch
den sich langsam bewegenden Nocken geöffnet und geschlossen, wie,
es in 6(a) dargestellt
ist, um die in den Motor angesaugte Luftmenge zu verringern. Wenn
der Motor mit einer höheren
Drehzahl läuft,
werden die Ventile durch den sich schnell bewegenden Nocken geöffnet und
geschlossen, um die in den Motor angesaugte Luftmenge zu erhöhen.
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Mit der Öldruckleitung 72 ist
eine Ölleitung 85 zum
Zuführen
von Schmieröl
in die Leitung 85 verbunden. Das zugeführte Öl wird dazu verwendet, die sich
langsam und schnell bewegenden Nocken zu schmieren. Die gleitenden
Flächen
zwischen den Nocken und den Kipphebeln 74, 75 benötigen auch
eine Schmierung. Die Leitungen 72, 85 sind über ein Schaltventil 87 mit
einer Ölpumpe 83 verbunden.
Das Schaltventil 87 umfasst eine einstellbare Drossel 86 und
ist mit einer Ölpumpe 83 verbunden.
Die Ölpumpe 83 wird
von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors angetrieben.
Die Ölpumpe 83 saugt Öl aus der Ölwanne 84 und
fördert
das Öl
zu dem Schaltventil 87.
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Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, schickt
das Schaltventil 87 Öl
von der Ölpumpe 83 zu
der Öldruckleitung 72,
wie es in 6(b) dargestellt
ist. Das Öl
strömt
anschließend
zu der Leitung 85. In diesem Zustand wird die Drosselungsmenge
der Drossel 86 gesteuert, damit an die Kammer 78 genügend Öl geliefert
wird, um den Stift 77 gegen die Kraft der Feder 79 zu
verschieben, wie es in 6(b) gezeigt
ist. Somit betätigt
der Öldruck
den Mechanismus 71 und schaltet die Nocken, um den Ventilhub
zu vergrößern. Ein
Teil des durch die Ölleitung 85 hindurch
gehenden Öls
wird von den Öffnungen 88 eingespritzt,
um die gleitenden Teile der Nocken und der Kipphebel 74, 75 zu
schmieren.
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Wenn der Motor mit einer niedrigen
Drehzahl läuft,
schickt das Schaltventil 87 Öl von der Ölpumpe 83 zu der Ölleitung 85,
wie es in 6(a) dargestellt ist.
Das Öl
strömt
anschließend
zu der Leitung 72. In diesem Zustand wird die Drosselungsmenge
der Drossel 86 so gesteuert, daß der Öldruck in der Kammer 78 zu
niedrig ist, um den Stift 77 gegen die Kraft der Feder 79 zu
verschieben. Als Ergebnis schaltet der Mechanismus 71 die
Nocken, um den Ventilhub zu verringern. Ein Teil des durch die Ölleitung 85 hindurchgehenden Öl wird an
die Nocken geliefert, um die gleitenden Teile der Nocken und der
Kipphebel 74, 75 zu schmieren.
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Wenn der Motor mit einer niedrigen
Drehzahl läuft,
verringert sich jedoch auch die Kraft der Ölpumpe 83, die durch
die Drehung der Kurbelwelle angetrieben wird. Dies führt dazu,
dass von der Pumpe 83 weniger Öl gefördert wird. Bei niedrigen Drehzahlen wird
der Öldruckleitung 72 über die Ölleitung 85 Öl zugeführt. Mit
anderen Worten, nachdem ein Teil des Öls in der Leitung 85 zu
den gleitenden Teilen abgeleitet wird, fließt das verbleibenden Öl zu der Öldruckleitung 72.
Dementsprechend verringert sich der Öldruck in der Leitung 72.
Wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, wird somit eine bedeutende Menge
an Zeit benötigt,
um in der Ölleitung 72 einen ausreichenden Öldruck zu
erzeugen, damit der Mechanismus 71 in der Ölleitung 72 betätigt wird.
Unter diesen Bedingungen spricht der Mechanismus 71 relativ
langsam an.
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Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, wird über die Öldruckleitung 72 Öl an die Ölleitung 85 geliefert.
Der Druck des Öls
in der Leitung 72 fällt,
wenn der Mechanismus 71 betätigt wird. Dementsprechend
verringert sich der Öldruck
in der Ölleitung 85.
Dies verringert die Ölmenge,
die an die gleitenden Teile geliefert wird. Somit kann die Schmierung
der gleitenden Teile ungenügend
sein.
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Aus der
DE 40 24 057 C1 ist eine
Vorrichtung gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt.
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Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Zuführen von
Schmieröl
in einen Motor vorzusehen, die in jedem Betriebszustand des Motors
einer Ventilsteuereinrichtung und gleitenden Motorteilen, wie z.B.
den Motorventilen oder einem Ventilbetätigungsmechanismus, stets eine
ausreichende Schmierölmenge
zuführt.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand abhängiger
Ansprüche.
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Einzelheiten, Merkmale und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht, die eine Ventilsteuereinrichtung
und eine Schmiervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
darstellt;
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2 eine
Darstellung, die einen Ölkreis zum
Zuführen
von Schmieröl
zeigt;
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2(a) ein
Flussdiagramm, das den Betrieb der ECU 38 darstellt;
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3 eine
Darstellung, die eine Ventilsteuervorrichtung und eine Schmiervorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
darstellt,
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4 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht, die eine Ventilsteuereinrichtung
zum Ändern
des Ventilhubs gemäß der zweiten
Ausführungsform
darstellt;
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5 eine
Darstellung, die einen Ölkreis zum
Zuführen
von Schmieröl
zeigt;
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6(a) eine
Darstellung, die eine Schmierölzuführschaltung
aus dem Stand der Technik zeigt;
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6(b) eine
Darstellung, die eine Schmierölzuführschaltung
aus dem Stand der Technik zeigt.
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Wie in 1 gezeigt
ist, ist eine Nockenwelle 11 in einem (nicht gezeigten)
Zylinderkopf eines Motors gelagert. Die Nockenwelle 11 ist
mit Nocken 13 versehen. Jeder Nocken 13 entspricht
einem Ventil 12 von einem der Einlass- und Auslasskanäle. Die Nocken 13 drehen
sich mit der Nockenwelle 11, wobei dadurch die Ventile 12 selektiv
geöffnet
und geschlossen werden. Die gleitenden Teile der Ventile 12 und
der Nocken 13 werden mit Schmieröl geschmiert, das aus einem
nachstehend erläuterten Ölkreis über eine
erste Schmierölleitung 20 oder
eine zweite Schmierölleitung 21 zugeführt wird.
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An einem Ende der Nockenwelle 11 ist
eine Ventilsteuereinrichtung 31 zum Ändern der Ventilsteuerzeit
(die der in den Patentansprüchen
genannten Steuereinrichtung zum hydraulischen Ändern der zeitlichen Beziehung
entspricht) vorgesehen. Die Ventilsteuereinrichtung 31 beschleunigt
oder verlangsamt die Drehung der Nockenwelle 11 gegenüber der
Kurbelwelle 24.
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Die Ventilsteuereinrichtung 31 umfasst
eine Riemenscheibe 31a, die durch einen Zahnriemen 24a mit
der Kurbelwelle 24 gekoppelt ist. Die Riemenscheibe 31a ist
durch ein Planetengetriebe 25, das als ein hydraulischer
Kolben funktioniert, mit der Nockenwelle 11 gekoppelt.
Das Planetengetriebe 25 hat an seiner Innenfläche und
an seinem Außenumfang
Schraubenkeile 26a, 26b. Die Nockenwelle 11 ist
mit der Riemenscheibe 31a durch einen Eingriff der Schraubenkeile 26a, 26b mit
auf der Nockenwelle 11 ausgeformten Verzahnungen und mit
inneren, an der Riemenscheibe 31a ausgeformten Verzahnungen
gekoppelt. Auf Seiten des Planetengetriebes 25 sind eine
phasenbeschleunigende Öldruckkammer 27 und
eine phasenverzögernde Öldruckkammer 28 angeordnet.
Den Öldruckkammern 27, 28 wird
durch eine phasenbeschleunigende Ölleitung 32 und eine
phasenverzögernde Ölleitung 33 Öl zugeführt und
abgelassen. Dies bewegt das Planetengetriebe 25 entlang
der Achse der Nockenwelle 11. Die Bewegung des Planetengetriebes 25 ändert die Drehphase
der Riemenscheibe 31a in bezug auf die Nockenwelle 11.
Als Ergebnis wird die Drehphase der Nockenwelle 11 in bezug
auf die Kurbelwelle 24 selektiv beschleunigt oder verzögert.
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2 zeigt
eine Hydraulikschaltung, die der Ventilsteuereinrichtung 31 zum Ändern der
Ventilsteuerzeit (im Folgenden auch kurz als VVTi bezeichnet) Öl zuführt und
von dieser ablässt
und auch die gleitenden Flächen
der Ventile 12 und der Nocken 13 schmiert.
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Die VVTi 31 ist durch Ölleitungen 32, 33 mit einem Ölsteuerventil
(OCV) 34 verbunden. Mit dem OCV 34 sind eine Öldruckleitung 35 und
die erste Schmierölleitung 20 verbunden.
Die Öldruckleitung 35 steht über eine Ölpumpe 36 (die
die Funktion der in den Patentansprüchen genannten Schmierölpumpe erfüllt) mit
einer Ölwanne 37 (die
die Funktion der in den Patentansprüchen genannten Schmierölwanne erfüllt), die
in einem unteren Abschnitt des Motors vorgesehen ist, in Verbindung.
Die Ölpumpe 36 ist mit
der Kurbelwelle 24 gekoppelt und wird von dieser gedreht.
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Das OCV 34 wird von einer
elektronischen Steuereinheit (im Folgenden kurz als ECU bezeichnet) 38 gesteuert.
Die ECU 38 empfängt
von verschiedenen (nicht gezeigten) Sensoren Signale, die den Laufzustand
des Motors, wie zum Beispiel die Motordrehzahl, erfassen. Das OCV 34 ist
ein elektromagnetisches Ventil mit zwei Schaltpositionen, das vier
Anschlüsse,
eine elektromagnetische Zylinderspule 39 und eine Schraubenfeder 40 hat.
Das OCV 34 hat ferner zwei Schaltstellungen A und B. Wenn die
Zylinderspule 39 nicht erregt ist, ist das OCV 34 in
der Stellung A, in der es durch die Kraft der Schraubenfeder 40 gehalten
wird. Wenn die Zylinderspule 39 erregt wird, wird das OCV 34 in
die Stellung B geschaltet.
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In der Stellung A steht die Öldruckleitung 35 mit
der phasenbeschleunigenden Ölleitung 32 in
Verbindung und die erste Schmierölleitung 20 steht
mit der phasenverzögernden Ölleitung 33 in
Verbindung. In diesem Zustand führt
die Ölpumpe 36 über die Öldruckleitung 35, über das
OCV 34 und die phasenbeschleunigende Ölleitung 32 der VVTi 31 Öl in der Ölwanne 37 zu.
Das Öl
in der VVTi 31 wird über
die phasenverzögernde
Leitung 33, das OCV 34 und die erste Schmierölleitung 20 den
gleitenden Teilen zugeführt.
Anschließend
wird das Öl
in die Ölwanne 37 zurückgeführt. Der
VVTi 31, der das Öl
von der phasenbeschleunigenden Ölleitung 32 zugeführt wird, beschleunigt
die Drehphase der Nokkenwelle 11 in bezug auf die Drehphase
der Kurbelwelle 24. Dies beschleunigt die Betätigung der
Ventile 12.
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Wenn die Stellung B auf der Basis
von Signalen der ECU 38 gewählt wird, steht die Öldruckleitung 35 mit
der phasenverzögernden Ölleitung 33 in Verbindung
und die erste Schmierölleitung 20 steht mit
der phasenbeschleunigenden Ölleitung 32 in
Verbindung. In diesem Zustand führt
die Öl pumpe 36 über die Öldruckleitung 35,
das OCV 34 und die phasenverzögernde Ölleitung 33 der VVTi 31 Öl von der Ölwanne 37 zu.
Das Öl
in der VVTi 31 wird über
die phasenbeschleunigende Leitung 32, das OCV 34 und
die erste Schmierölleitung 20 den
gleitenden Teilen zugeführt.
Der VVTi 31, der das Öl
von der phasenverzögernden Ölleitung 33 zugeführt wird,
dreht die Drehphase der Nockenwelle 11 in bezug auf, die Drehphase
der Kurbelwelle 24. Dies verzögert die Betätigung der
Ventile 12.
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Die zweite Schmierölleitung 21 (die
die Funktion der in den Patentansprüchen genannten Hilfsschmierölleitung
erfüllt)
ist mit der Öldruckleitung 35 über ein
dazwischen angeordnetes Ölschaltventil (OSV)
verbunden. Die zweite Schmierölleitung 21 ist mit
der Schmierölleitung 35 stromaufwärts des
OCV 34 verbunden. Zwischen dem OSV 41 und der
zweiten Ölleitung 21 ist
eine Drossel 42 zum Steuern des Öldrucks in der zweiten Schmierölleitung 21 angeordnet.
Das OSV 41 wird auch von der ECU 38 gesteuert.
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Das OSV 41 ist ein elektromagnetisches Ventil
mit zwei Schaltpositionen, das zwei Anschlüsse, eine elektromagnetische
Zylinderspule 43 und eine Schraubenfeder 44 hat.
Das OSV 41 hat zwei Stellungen A und B. Wenn die Zylinderspule 43 nicht erregt
ist, ist das OSV 41 in der Stellung A verwendet und wird
durch die Kraft der Schraubenfeder 44 in dieser Betriebsstellung
gehalten. In diesem Zustand ist die zweite Schmierölleitung 21 von
der Öldruckleitung 35 getrennt.
Wenn die Zylinderspule 43 erregt wird, wird das OSV 41 in
der Stellung B. In diesem Zustand ist die zweite Schmierölleitung 21 mit
der Öldruckleitung 35 verbunden.
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Wenn das OSV 41 gesteuert
wird, berechnet die ECU 38 auf der Basis eines Signales
von einem Motordrehzahlsensor S die Drehzahl des Motors E. Wenn
der Motor E mit einer niedrigen Drehzahl läuft, veranlasst die ECU 38 das
OSV 41, die Stellung A einzunehmen, um Öl daran zu hindern, in die zweite Schmierölleitung 21 zu
fließen.
In diesem Zustand wird das gesamte von der Ölpumpe 36 geförderte Öl der Öldruckleitung 35 zugeführt. Das
bedeutet, dass sogar dann, wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl
läuft und
die Ölpumpe 36 eine
relativ kleine Menge an Öl
fördert,
die VVTi 31 mit einer ausreichenden Menge an Schmieröl versehen
wird. Daher ist der Öldruck
des der VVTi 31 gelieferten Öls relativ hoch.
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Wenn die Motordrehzahl allmählich ansteigt und
einen Hochgeschwindigkeitsbereich erreicht, der gleich oder höher als
5000 Umdrehungen pro Minute ist, steuert die ECU 38 das
OSV 41 so, daß es
in die Stellung B schaltet. Dies veranlasst das Öl, der zweiten Schmierölleitung 21 zugeführt zu werden.
Auf die gleiche Art und Weise, wie das Öl der ersten Schmierölleitung 20 zugeführt wird,
wird das Öl
in der zweiten Schmierölleitung 21 den
gleitenden Teilen von den Öffnungen 21a zugeführt und
in die Ölwanne 37 zurückgeführt. Daher
ist die an die gleitenden Teile zugeführte Menge an Öl größer, wenn
der Motor E mit einer höheren
Drehzahl läuft.
Dementsprechend stabilisiert sich der Betrieb des Motors E. Während der
Motor mit einer hohen Drehzahl läuft,
fördert
die Ölpumpe 36 eine
größere Menge
an Öl.
Der Betrieb der VVTi 31 wird somit durch das Ableiten des Öls zu der
zweiten Schmierölleitung 21 nicht
gestört.
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2(a) ist
ein Flußdiagramm,
das den Betrieb der ECU 38 zeigt.
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Die ECU 38 berechnet in
Schritt 101 auf der Basis von Signalen von dem Motordrehzahlsensor
S die Motordrehzahl NE. In Schritt 102 beurteilt die ECU 38,
ob die Motordrehzahl NE größer ist
als ein vorbestimmter Wert, wie zum Beispiel 5000 Umdrehungen pro
Minute. Wenn die Feststellung negativ ist, bewegt sich die ECU 38 zu
Schritt 103. In Schritt 103 stoppt die ECU 38 das Aussenden
von Signalen an das OSV 41, um die Zylinderspule 43 abzuschalten,
wobei da durch das OSV 41 in die Stellung A geschaltet wird.
Als Ergebnis wird der zweiten Schmierölleitung 21 kein Öl zugeführt und
die VVTi 31 empfängt über das
OCV 34 genügend Öl, um reichlich Öldruck zum
Betätigen
der VVTi 31 zu liefern.
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Wenn der Motor mit einer niedrigen
Drehzahl läuft,
wird durch die erste Schmierölleitung 20 den gleitenden
Teilen Öl
zugeführt
und der Druck in der Leitung 35 an einem ausreichenden
Niveau zum Betätigen
der VVTi 31 aufrecht erhalten. Mit anderen Worten, sogar
wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, wird die VVTi 31 zuverlässig und
leicht reagierend betätigt.
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Wenn der Motor mit einer niedrigen
Drehzahl läuft,
wird die zweite Schmierölleitung 21 von
der Öldruckleitung 35 getrennt.
Dies erlaubt dem gesamten von der Ölpumpe 36 geförderten Öl in die
Leitung 35 zu fließen,
das ein zuverlässiges
und leicht reagierendes Betätigen
der VVTi 31 sicherstellt.
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Wenn der Motor E mit einer hohen
Drehzahl läuft,
wird ferner durch die erste und zweite Schmierölleitung 20, 21 den
Ventilen 12 und den Nocken 13 Öl zugeführt. Dies führt zu einer ausreichenden
Schmierung der Teile 12, 13. Wenn der Motor E mit
einer hohen Drehzahl läuft,
tritt daher keine ungenügende
Schmierung der gleitenden Teile auf. Zu dieser Zeit fördert die Ölpumpe 36 eine
relativ große Menge
an Öl.
Somit wird der Betrieb der VVTi 31 durch das Ableiten von
etwas Öl
an die zweite Schmierölleitung 21 nicht
gestört.
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In bezug auf die 3 bis 5 wird
nun eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform
wird Öl
einer Ventilsteuereinrichtung zum Ändern des Ventilhubs (die der
in den Patentansprüchen
genannten Steuereinrichtung zum Änderung
der Hubcharakteristik entspricht), der VVTi und als Schmieröl gleitenden
Flächen
der Ventile und Nocken zugeführt.
Die Ventilsteuereinrichtung zum Ändern
des Ventilhubs ist als solche aus dem Stand der Technik bekannt.
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Eine Nockenwelle 11 ist
im Zylinderkopf eines Motors drehbar gelagert, wie es in 3 gezeigt ist. Die Nockenwelle 11 ist
mit einem sich schnell bewegenden Nocken 13a und einem
Paar von sich langsam bewegenden Nocken 13b, die den sich schnell
bewegenden Nocken 13a zwischen sich einschließen, versehen.
Die Profile der sich langsam bewegenden Nocken 13b unterscheiden
sich von dem des sich schnell bewegenden Nockens 13a. Der
Ventilhub der Ventile 12 ist größer, wenn sie von dem sich schnell
bewegenden Nocken 13a betätigt werden, als der Ventilhub
der Ventile 12, wenn sie von den sich langsam bewegenden
Nocken 13b betätigt
werden. wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, werden
die Ventile 12 durch die sich langsam bewegenden Nocken 13b betätigt, um
in den Motor eine relativ kleine Menge an Luft einzulassen. Wenn der
Motor mit einer hohen Drehzahl läuft,
werden die Ventile 12 durch den sich schnell bewegenden
Nocken 13a betätigt,
um in den Motor eine relativ große Menge an Luft einzulassen.
Wie bei der Vorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
wird den gleitenden Teilen der Ventile 12 (einschließlich der
nachstehend beschriebenen Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des
Ventilhubs (die der in den Patentansprüchen genannten Ventilhubänderungseinrichtung
entspricht)) und den Nocken 13a, 13b durch die
erste Schmierölleitung 20 oder
die zweite Schmierölleitung 21 Schmieröl zugeführt.
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Die Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des
Ventilhubs ist zwischen den Nocken 13a, 13b und
den Ventilen 12 angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die Ventilsteuereinrichtung 15 eine Kipphebelwelle 16,
die sich zu der Nockenwelle 11 parallel erstreckt. Die
Kipphebelwelle 16 hat einen sich schnell bewegenden Kipphebel 17,
der dem sich schnell bewegenden Nocken 13a entspricht,
und sich langsam bewegende Kipphebel 18, die den sich langsam
bewegenden Nocken 13b entsprechen. Wie in 4 gezeigt ist, ist der sich schnell bewegende Kipphebel 17 zwischen
dem Paar der sich langsam bewegenden Kipphebel 18 angeordnet
und diesen zugeordnet.
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Die sich langsam und schnell bewegenden Kipphebel 17, 18 drehen
sich um die Achse der Kipphebelwelle 16. Das untere ferne
Ende von jedem der sich langsam bewegenden Kipphebel 18 ist
auf eines der Ventile 12 ausgerichtet. In der Kipphebelwelle 16 ist
eine Ölleitung 19 definiert
und diese steht mit den sich langsam bewegenden Kipphebeln 18 in
Verbindung.
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Wenn der Ölleitung 19 Öl zugeführt wird,
um den Druck in der Ölleitung 19 zu
erhöhen,
wird in jedem in Verbindung gebrachten Paar der Kipphebel 17, 18 ein
Kopplungsstift an eine Position bewegt (siehe 6(a) und 6S27(b)),
um die sich langsam bewegenden Kipphebel 18 mit dem entsprechenden sich
schnell bewegenden Kipphebel 17 zu verbinden. In diesem
Zustand werden die damit in Verbindung gebrachten Ventile 12 durch
den sich schnell bewegenden Nocken 13a über den sich schnell bewegenden
Kipphebel 17 und die sich langsam bewegenden Kipphebel 18 geöffnet und
geschlossen.
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Wenn sich der Druck in der Ölleitung 19 verringert,
wird der Kopplungsstift an eine Position bewegt, um die sich langsam
bewegenden Kipphebel 18 von dem entsprechenden sich schnell
bewegenden Kipphebel 17 zu trennen. In diesem Zustand werden
die Ventile 12 durch die sich langsam bewegenden Nocken 13b über die
sich langsam bewegenden Kipphebel 18 geöffnet und geschlossen.
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Wie in 3 gezeigt
ist, ist an einem Ende der Nokkenwelle 11 die VVTi 31 vorgesehen,
um die Drehphase der Nockenwelle 11 in bezug auf die Drehphase
der Kurbelwelle 24 zu beschleunigen oder zu verzögern. 5 stellt eine Hydraulikschaltung
für eine
Vorrichtung zum Zuführen
von Schmieröl
an die gleitenden Teile in der Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des
Ventilhubs und in der VVTi 31 dar.
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Wie in 5 gezeigt
ist, ist die Ölleitung 19 der
Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des Ventilhubs (VVTL) über ein Ölschaltventil
(OSV) 51, das durch die ECU 38 gesteuert wird,
mit der Öldruckheitung 35 verbunden.
Das OSV 51 ist mit einer Ölwanne 52, die in
dem Zylinderkopf des Motors vorgesehen ist, durch eine Ölleitung 53 verbunden.
Die Ölwanne 52 nimmt Öl auf, das
von der ersten und zweiten Schmierölleitung 20, 21 den
gleitenden Teilen zugeführt
wird.
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Das OSV 51 ist ein elektromagnetisches Ventil
mit zwei Schaltpositionen, das drei Anschlüsse, eine elektromagnetische
Zylinderspule 54 und eine Schraubenfeder 55 hat.
Das OSV 51 hat weiter zwei Schaltstellungen A und B. Wenn
die Zylinderspule 54 nicht erregt ist, ist das OSV 51 in
der Stellung A, in der das OSV 51 durch die Kraft der Schraubenfeder 55 gehalten
wird. In der Stellung A verbindet das OSV 51 die Ölleitung 53 mit
der Ölleitung 19, wie
es in 5 gezeigt ist.
Wenn die Zylinderspule 54 erregt wird, wird das OSV 51 in
die Stellung B geschaltet. In der Stellung B schließt das OSV 51 die Ölleitung 53 und
verbindet die Öldruckleitung 35 mit der Ölleitung 19.
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Das OSV 51 wird gesteuert,
um die Stellung B zum Verbinden der Öldruckleitung 35 mit
der Ölleitung 19 auszuwählen, wobei
dadurch die Nocken, die die Ventile 12 betätigen, von
den sich langsam bewegenden Nocken 13b zu dem sich schnell
bewegenden Nocken 13a gewechselt werden. In diesem Zustand
wird der Ölleitung 19 von
der Öldruckleitung 35 über das
OSV 51 Öl
zugeführt.
Dies erhöht
den Öldruck
in der Ölleitung 19.
Der erhöhte Öldruck in
der Ölleitung 19 betätigt die
Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des Ven tilhubs, um von
den sich langsam bewegenden Nocken 13b zu dem sich schnell bewegenden
Nocken 13a zu wechseln.
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Wenn von dem sich schnell bewegenden
Nocken 13a zu den sich langsam bewegenden Nocken 13b gewechselt
wird, wird andererseits das OSV 51 gesteuert, um die Stellung
A zum Verbinden der Ölleitung 53 mit
der Ölleitung 19 zu
wählen.
Dies verringert den Öldruck
in der Ölleitung 19,
wobei dadurch die Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des
Ventilhubs so betätigt
wird, dass die sich langsam bewegenden Nocken 13b die Ventile 12 betätigen. Wenn die Ölleitung 53 mit
der Ölleitung 19 in
Verbindung steht, wird ferner die Ölleitung 19 mit Öl gefüllt, das von
der Ölwanne 52 über die
Leitung 53 strömt.
Dies hindert Luft daran, in die Ölleitung 19 einzudringen, wenn
die Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern des Ventilhubs nicht
in Betrieb ist. Es wird daher ein Ausfall der Ventilsteuereinrichtung 15,
der durch Luft in der Ölleitung 19 verursacht
wird, vermieden. Der Betrieb der Ventilsteuereinrichtung 15 ist
somit gewährleistet.
Die Beschreibungen des OCV 34 und des OSV 41 werden
für die
zweite Ausführungsform
nicht wiederholt, weil der Betrieb des OCV 34, das den VVTi 31 steuert,
und der Betrieb des OSV 41, das die Zuführung von Öl an die zweite Schmierölleitung 21 steuert,
in der ersten und zweiten Ausführungsform gleich
sind.
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Die Ölwanne 52 ist an einer
höheren
Position angeordnet als die Ventilsteuereinrichtung 15 zum Ändern eines
Ventilshubs. Das Anordnen des OSV 51 an einer niedrigeren
Position als der der Ventilsteuereinrichtung 15 verursacht
daher kein Eintreten von Luft in die Ölleitung 19. Dies
erhöht
die Anzahl der Orte, an denen das OSV 51 angeordnet werden kann,
was somit zur Flexibilität
im Aufbau beiträgt.
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Es sollte für einen Fachmann ersichtlich
sein, dass die vorliegende Erfindung abgewandelt werden kann, ohne
den durch die Patentansprüche
definierten Schutzbereich der Er findung zu verlassen. Insbesondere
kann die Erfindung wie folgt abgewandelt bzw. ausgeführt sein.
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- (1) In den Ausführungsformen der 1 bis 5 wird die zweite Schmierölleitung 21 geschlossen, wenn
der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft. Anstatt die zweite Schmierölleitung 21 zu
schließen,
kann jedoch die der zweiten Schmierölleitung 21 zugeführte Menge
an Öl so
verringert werden, dass in der Leitung 35 ein ausreichender Druck
zum Betätigen
der VVTi 31 aufrecht erhalten wird. In diesem Fall wird
das OSV 41 durch ein Stromregelventil ersetzt.
- (2) Die VVTi ist nicht auf eine VVTi mit einem Planetengetriebe
eingeschränkt,
welcher oben beschrieben ist. Das bedeutet, der ölzuführende Mechanismus der Ausführungsformen
von den 1 bis 5 kann von einer bekannten
VVTi mit Flügeln übernommen
werden.
- (3) In den ersten Ausführungsformen
der 1 bis 5 werden die gleitenden Flächen der
Ventile 12 und der Nocken 13 (13a, 13b)
durch Öl
von der ersten und zweiten Schmierölleitung 20, 21 geschmiert.
Es können
jedoch auch Ketten und Getriebe des Motors durch das Öl von der
ersten und zweiten Schmierölleitung 20, 21 geschmiert
werden.
- (4) In den Ausführungformen
der 1 bis 5 kann das OSV 51 ein
Sicherheitsventil sein.
- (5) In den Ausführungsformen
der 1 bis 5 wird die Ölpumpe 36 durch
die Kurbelwelle 25 betätigt.
Die Ölpumpe 36 kann
jedoch auch elektrisch betätigt
werden. In diesem Fall wird die Antriebskraft der Ölpumpe 36 auf
der Basis des Laufzustandes des Motors gesteuert.