DE19952275A1 - Ventilzeitensteuerungsvorrichtung - Google Patents
VentilzeitensteuerungsvorrichtungInfo
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Abstract
In einer Ventilzeitensteuerungsvorrichtung wird zur Befestigung eines Rotors 20 an einer Nockenwelle 10 ein Bolzenelement 60 verwendet, welches damit zu koppeln ist. Das Bolzenelement 60 hat einen eingebauten Ventilkörper 80. Zwischen dem Ventilkörper 80 und einer Stange 97 eines elektromagnetischen Aktuators 90 ist ein Einstellelement 88 vorgesehen, um eine axiale Verlagerung des Ventilkörpers 80 zu steuern. Ein solcher Aufbau vereinfacht den Zusammenbauvorgang der Ventilzeitensteuerungsvorrichtung.
Description
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ventilzeitensteuerungs
vorrichtung gerichtet und insbesondere auf eine Ventilzeiten
steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Winkelphasendifferenz
zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer
Brennkraftmaschine
Die Japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr.
Hei-280019, ohne Prüfung am 28. September 1997 veröffentlicht,
beschreibt eine herkömmliche Ventilzeitensteuerungsvorrichtung.
Diese Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst ein Dreh
element, dass zusammen mit einer Nockenwelle einer Brennkraft
maschine dreht, ein Drehübertragungselement, welches zusammen
mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht und mit dem
Drehelement verbunden ist, um relativ zu dem Drehelement
gedreht zu werden, eine Vielzahl von Flügeln, die sich jeweils
so in eine Vielzahl von Hohlabschnitten erstrecken, dass jeder
Flügel eine Winkelvoreilkammer und eine Winkelnacheilkammer in
dem entsprechenden Hohlabschnitt begrenzt, einen Zylinder, der
in eine Innenbohrung des Drehelements fest eingesetzt ist, und
ein Steuerventil, welches in einer Axialrichtung in einer
Bohrung des Zylinders bewegbar eingesetzt ist und die Fluid
menge von einer Fluidquelle zu sowohl der Winkelvoreilkammer-
als auch der Winkelnacheilkammer steuert, indem es durch einen
elektromagnetischen Mechanismus angetrieben wird, der an der
Brennkraftmaschine befestigt ist.
Wenn das Steuerventil in einer Richtung (der anderen Richtung)
durch Betätigung des elektromagnetischen Mechanismus bewegt
wird, werden eine Fluidversorgung zu der Voreilkammer und ein
Fluidablass von der Nacheilkammer gleichzeitig eingerichtet
(ein Fluidablass von der Voreilkammer und eine Fluidzuführung
zu der Nacheilkammer werden gleichzeitig eingerichtet), was
gleichzeitig Drehungen des Drehelements und des Drehüber
tragungselements in einer Richtung (der anderen Richtung)
hervorruft, wobei eine Winkelphase der Kurbelwelle relativ zu
einer Winkelphase der Nockenwelle voreilt (nacheilt). Somit
wird eine Ventilsteuerzeit eines mit der Nockenwelle
verbundenen Ventils weiter verfrüht (verzögert). In dem
vorhergehenden Aufbau ist jedoch ein erstes Verbindungselement
erforderlich, um das Drehelement und die Nockenwelle
miteinander zu verbinden. Zusätzlich ist ein zweites
Verbindungselement ebenfalls wesentlich für die Verbindung
zwischen der Innenbohrung des Drehelements und dem Zylinder,
der darin das Steuerventil aufnimmt. Ein solches erstes
Verbindungselement und zweites Verbindungselement rufen einen
Anstieg der Anzahl der Teile hervor, was zu einem Anstieg der
Produktionskosten für die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung
zusätzlich zu der Tatsache führt, dass die Elemente eine
einfache und schnelle Montage der
Ventilzeitensteuerungsvorrichtung verhindern.
Ferner muss bei dem vorhergehendem Aufbau, wenn die Ventil
zeitensteuerungsvorrichtung an der Brennkraftmaschine befestigt
wird, die Axialbewegung des Steuerventils derart eingestellt
werden, dass ein entfernter Endabschnitt des Steuerventils, der
sich in Richtung auf den elektromagnetischen Mechanismus
erstreckt, auf verschraubte Weise mit einem bewegbaren Element
gekoppelt werden muss, welches aus magnetischen Material
gebildet ist. Ein solcher Eingriff vervielfacht die Komplexität
des Zusammenbaus der Vorrichtung.
Entsprechend besteht ein Bedarf für eine Ventilzeiten
steuerungsvorrichtung ohne die vorhergehenden Nachteile.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um den oben
angegebenen Bedarf zu erfüllen und bat somit das Hauptziel der
Schaffung einer Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, welche
aufweist:
ein Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
ein Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen und um zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu drehen;
einen Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehübertragungselements auf der Basis einer Größe eines Fluiddrucks einstellt;
ein Regulierventil, welches die Größe des Fluiddrucks steuert, der dem Phaseneinstellmechanismus zugeführt wird; und
ein Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement und die Nockenwelle miteinander verbindet.
ein Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
ein Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen und um zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu drehen;
einen Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehübertragungselements auf der Basis einer Größe eines Fluiddrucks einstellt;
ein Regulierventil, welches die Größe des Fluiddrucks steuert, der dem Phaseneinstellmechanismus zugeführt wird; und
ein Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement und die Nockenwelle miteinander verbindet.
Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen
Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungs
beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung klarer und deutlicher, in der:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilzeiten
steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang einer
Linie A-A in Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine zu Fig. 1 gleiche Ansicht ist wenn ein
Ventilkörper in einer Voreilwinkelstellung ist,, um einen
Fluidfluss lediglich in die Winkelvoreilkammern zuzulassen; und
Fig. 4 eine zu Fig. 1 gleiche Ansicht ist, wenn der
Ventilkörper in einer Haltestellung ist, um einen Fluidfluss in
sowohl die Winkelvoreil- als auch die Winkelnacheilkammern zu
unterbinden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindungen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung genau beschrieben.
Zunächst ist bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 eine Ventilzeiten
steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Ventilzeitensteuerungs
vorrichtung umfasst einen Rotor 20 als ein Drehelement, welches
mit einem entfernten Ende einer Nockenwelle 10 gekoppelt ist,
welche in einem Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine
gelagert ist. Die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst
ferner ein Gehäuse 30, welches derart an dem Rotor 20
angebracht ist, dass es relativ dazu drehen kann, eine Front
platte 40, eine Rückplatte 50 und Synchronisierzähne 31, die
einstückig mit dem Gehäuse 30 daran ausgebildet sind. Diese
Elemente 30, 31, 40 und 50 bilden einen Drehübertragungs
mechanismus. Die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst
ferner vier Flügel 70, die an dem Rotor 20 angeordnet sind,
einen Ventilkörper 80, der in einem Bolzenelement 60
aufgenommen ist, welches zur Befestigung des Rotor 20 an dem
entfernten Ende der Nockenwelle 10 verwendet wird, einen
Verriegelungsstift 100, der in dem Gehäuse 30 vorgesehen ist,
und andere Elemente oder Teile. Es ist anzumerken, dass, wie
bekannt ist, ein Drehmoment zum Drehen des Gehäuses 30 im
Uhrzeigersinn in Fig. 2 auf die Synchronisierzähne 31 von der
Kurbelwelle 132 mittels Kurbelwellenzahnrädern und einer
Steuerkette 33 übertragen wird.
Die Nockenwelle 10 ist darauf mit Nocken (nicht gezeigt)
versehen, welche Einlassventile (nicht gezeigt) öffnen und
schließen, wie bekannt ist. In der Nockenwelle 10 sind ein
Zuführdurchlass 12 und ein Ablassdurchlass 14 ausgebildet, um
sich parallel zueinander in der Axialrichtung zu erstrecken.
Ein Ende des Zuführdurchlasses 12 ist in Fluidverbindung mit
einer Ölpumpe 15 über einen Radialdurchlass in der Nockenwelle
und einen Verbindungsdurchlass 13, der in dem Zylinderkopf 11
ausgebildet ist, während das andere Ende des Zuführdurchlasses
12 in einer Ringnut endet, die in dem entfernten Ende der
Nockenwelle 10 ausgebildet ist. Ein Ende des Ablassdurchlasses
14 ist in Fluidverbindung mit einem innenseitigen Abschnitt des
Zylinderkopfs 11 über einen Radialdurchlass, der in der
Nockenwelle 10 ausgebildet ist. Es ist anzumerken, dass, wie
bekannt ist, die Ölpumpe 15 durch die Brennkraftmaschine
angetrieben ist, wobei die Ölpumpe 15 im Betrieb ein Betriebsöl
oder eine Flüssigkeit, die in einer Ölwanne oder einem Speicher
17 gespeichert ist, ansaugt und dieses in den
Verbindungsdurchlass 13 abgibt.
Der Rotor 20 umfasst einen Zylinderabschnitt 20a, welcher sich
in der Axialrichtung erstreckt, und einen Flanschabschnitt 20b,
welcher sich von einem Ende des Zylinderabschnitts 20a
erstreckt. Der Rotor 20 ist fest an der Nockenwelle 10 derart
angebracht, dass der Flanschabschnitt 20b zwischen dem
entfernten Ende der Nockenwelle 10 und einem Kopf des
gemeinsamen Bolzenelements 60 gehalten ist, welches in das
entfernte Ende der Nockenwelle 10 eingetrieben ist. Der
Flanschabschnitt 20b des Rotors 20 ist darin mit einem
Axialdurchlass 21 versehen, welcher über einem Teil der
ringförmigen Nut in Fluidverbindung mit dem Zuführdurchlass 12
ist.
Das Bolzenelement 60 hat darin eine gestufte Bohrung 62
ausgebildet, welche in Fluidverbindung mit dem Ablassdurchlass
14 ist. Entlang einer Innenfläche eines großdurchmessrigen
Abschnitts der gestuften Bohrung 62 sind axial voneinander
beabstandete Ringnuten 64 und 65 von links nach rechts
angeordnet. Ein kleindurchmessriger Abschnitt 61 des Bolzen
elements 60 ist den Ablassdurchlass 14 eingeschraubt und ein
Abschnitt größeren Durchmessers ist in den Zylinderabschnitt
20b des Rotors 20 mit einem Abstand eingesetzt. Der gestufte
Abschnitt des Bolzenelements 60, welcher mit dem entfernten
Ende der Nockenwelle 10 zusammenwirkt, um dazwischen den
Flanschabschnitt 20b des Rotors 20 zu halten, ist mit einer
Ringnut 63a, welche dem Durchlass 21 gegenüberliegt, und einer
Ringnut 67 versehen, welche auswärts öffnet. Der Kopf oder
Abschnitt größeren Durchmessers des Bolzenelements 60 hat darin
einen sich axial erstreckenden Durchlass 63b, welcher in
Fluidverbindung mit der Ringnut 63a ist, einen sich radial
erstreckenden Durchlass 63c, in welchem das andere Ende des
Durchlasses 63b endet, wobei der Durchlass 63c zwischen den
Nuten 64 und 65 endet, eine äußere Ringnut 69, einen Durchlass
68, der die Ringnuten 65 und 69 verbindet, und einen Durchlass
66, welcher die Ringnuten 64 und 67 miteinander verbindet. Es
ist anzumerken, daß das äußere radiale Ende des Durchlasses 63c
mit einer Kugel darin versehen ist, um diesen zu verschließen.
Der Rotor 20 ist darin mit vier Nuten 20c versehen, in welche
die entsprechenden Flügel 70 eingesetzt sind, um in Radial
richtung bewegbar zu sein. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist,
umfasst der Rotor 20 eine Bohrung 25, in welche ein
Verriegelungsstift 100 eingesetzt ist, wenn die Phasen- oder
Winkelstellung von jedem von der Nockenwelle 10 und dem Rotor
20 relativ zu dem Gehäuse 30 einen Sollwert annimmt, welcher
einen maximalen Nacheilwinkel angibt, einen Durchlass 22a,
welcher eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung 25 und der
Ringnut 69 zulässt, einen Durchlass 22, welcher eine Fluid
verbindung zwischen der Ringnut 69 und jeder der Winkel
voreilkammern R1 (mit Ausnahme der obersten) zulässt, die durch
den zugehörigen Flügel 70 begrenzt sind, einen Durchlass 23,
welcher eine Fluidverbindung zwischen der Ringnut 67 und jeder
der Winkelnacheilkammern R2 zulässt, die durch den zugehörigen
Flügel 70 begrenzt sind, und eine sich axial erstreckende Nut
26, welche mit dem Durchlass 22a verbunden ist. Es ist
anzumerken, dass das Öl durch die Nut 24 der obersten
Winkelvoreilkammer R1 zugeführt und davon abgelassen wird.
Zudem ist die Außenfläche des Rotors 20 mit einer Bohrung 27
ausgebildet, welche eine Fluidverbindung zwischen der Nut 26
und der Bohrung 25 an der Außenfläche des Gehäuses 30 über die
Nut 34 gestattet. Es ist anzumerken, daß jeder Flügel 70 durch
eine Flügelfeder 71 in der Radialrichtung auswärts vorgespannt
ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die zwischen jedem Flügel 70
und einem Nutgrund der zugehörigen Flügelnut 21 zwischen
geordnet ist. Die Bohrung 25 hat einen Radius, welcher so
gewählt ist, dass er etwas größer ist als ein Außenradius des
Verrieglungsstifts 100 und ein Innenradius einer Rückzugs- oder
Aufnahmebohrung 33 ist, wie später genauer beschrieben wird.
Das Gehäuse 30 ist derart an dem Rotor 20 angebracht, dass es
relativ dazu innerhalb eines Winkelbereichs drehbar ist. Die
Frontplatte 40 und die Rückplatte 50 sind an gegenüberliegenden
Enden des Gehäuses 30 jeweils vorgesehen und diese drei
Elemente sind mittels fünf Schrauben 51 aneinander befestigt,
welche auf gleichmäßig beabstandete Weise in Umfangsrichtung
angeordnet sind, um eine einheitliche Struktur zu bilden. Wie
oben erwähnt wurde, sind die Zähne 31 einstückig mit der
Außenfläche des Gehäuses 30 ausgebildet, um neben der Rück
platte 50 zu sein. Vier Hohlabschnitte 32 sind entlang einer
Innenfläche des Gehäuses 30 derart ausgebildet, dass jeder der
Hohlabschnitte 32 in Richtung einer Achse des Gehäuses 30
öffnet und Abschnitte zwischen zwei benachbarten Hohlab
schnitten 32 in gleitendem Eingriff mit der Außenfläche des
Rotors 20 sind. Einer der Abschnitte ist darin mit der
Aufnahmebohrung 33 versehen, welche sich in radiale Richtung
erstreckt und den Verriegelungsstift 100 und eine Feder 101
aufnimmt, die den Verriegelungsstift 100 in Richtung auf den
Rotor 20 vorspannt. Die Frontplatte 40 und die Rückplatte 50
sind kreisförmig konfiguriert.
In dem Abschnitt größeren Durchmessers der Innenbohrung 62 des
Bolzenelements 60 ist der Ventilkörper 80 gleitend eingesetzt.
Der Ventilkörper 80 hat die Form eines Hohlzylinders dessen
Ende durch einen Boden verschlossen ist, von dem ein Vorsprung
62 in Axialrichtung auswärts vorsteht. Der Ventilkörper 80 ist
durch eine Feder 89, welche zwischen einer offenen Endseite des
Spulenkörpers 80 und einem gestuften Abschnitt der gestuften
Bohrung 62 angeordnet ist, vorgespannt, um auswärts des
Bolzenelements 60 vorzustehen. Ein Herausfallen des Ventil
körpers 80 unter Vorspannung der Feder 89 ist durch einen
Sprengring 85 verhindert, der in eine Öffnung der gestuften
Bohrung 62 eingesetzt ist. Eine Außenfläche des Ventilkörpers
80 hat darin eine Ringnut 82 ausgebildet. Die Ringnut 82 ist in
ständiger Fluidverbindung mit dem Durchlass 63 und wird in
Abhängigkeit von der Axialverlagerung des Spulenkörpers 80 in
Fluidverbindung mit einer von den Ringnuten 63 und 63 gebracht.
Zudem ist die Außenfläche des Ventilkörpers 80 darin mit einer
Ringnut 83 ausgebildet, welche in ständiger Verbindung mit dem
Durchlass 68 ist. Die Nut 83 gestattet es in Abhängigkeit von
der Verlagerung des Spulenkörpers 80, den Durchlass 68 über den
Durchlass 84 und die Innenbohrung 62 des Ventilkörpers 80 mit
dem Ablassdurchlass 14 zu verbinden. Es ist anzumerken, daß die
Ringnut 64 so gewählt ist, dass sie in Abhängigkeit von der
Axialverlagerung des Ventilkörpers 80 in Fluidverbindung mit
der Innenbohrung 62 ist, und dass eine Öffnung in dem Boden des
Ventilkörpers 80 ausgebildet ist.
Zwischen der Frontplatte 40 und der Rückplatte 50 bildet jeder
Hohlabschnitt eine Fluiddruckkammer R0, welche durch den
zugehörigen Flügel 70 in die Winkelvoreilkammer R1 und die
Winkelnacheilkammer R2 unterteilt ist, und, wie aus Fig. 2 zu
erkennen ist, es bestimmt der Eingriff jedes Flügels 70 mit
einer von den Seitenwänden in Umfangsrichtung die Grenzen der
relativen Phase.
Der Verriegelungsstift 100 ist so in die Aufnahmebohrung 33
eingesetzt, dass er in Axialrichtung bewegbar und durch die
Feder 101 in Richtung auf den Rotor 20 vorgespannt ist, welche
zwischen dem Verriegelungsstift 100 und einem Halter 102
angeordnet ist. Der Halter 102 hat an seinen vier Ecken
Vorsprünge, welche in eine Nut an einer Öffnungsseite der
Bohrung 33 eingesetzt sind, wodurch der Halter 102 in allen
Richtungen gehalten ist. Somit ist, wenn die Nockenwelle 10 und
der Rotor 20 in einer relativen Phase oder in dem größten
Nacheilwinkel mit dem Gehäuse 30 synchronisiert sind, ein
Kopfabschnitt des Verrieglungsstifts 100 um einen Betrag in die
Bohrung 25 eingeführt, wodurch er die Relativbewegung zwischen
dem Rotor und dem Gehäuse 30 begrenzt.
Ein elektromagnetischer Mechanismus 90 umfasst einen bewegbaren
Kern 98, welcher von einem stationären Kern 91 angezogen wird,
wenn eine Spule 96 energiert wird. An dem bewegbaren Kern 98
ist eine Stange 97 fest angebracht. Die Stange 97 ist an ihrem
entfernten Ende mit einem Einstellelement 88 versehen, welches
in Anlage mit dem Vorsprung 81 des Ventilkörper 80 ist. Somit
drückt, wenn die Spule 96 energiert wird, die Stange 97 den
Ventilkörper 80 über das Einstellelement 88 gegen die Feder 89
in der rechtswärtigen Richtung. Ein Steuergerät (nicht gezeigt)
stellt den Betrag eines der Spule 96 zugeführten elektrischen
Stroms in Abhängigkeit von Laufbedingungen der Brennkraft
maschine durch Tastverhältnis ein. Wenn die Spule 96 inaktiv
ist oder das Tastverhältnis 0% beträgt, ist der bewegbare Kern
98 in seiner Ausgangsstellung, in welcher ein Anschlag 98a in
Eingriff mit einem Lager 99a ist, und der Ventilkörper 80 ist
in der nacheilenden Winkelstellung gehalten, wie in Fig. 1
gezeigt ist. In der nacheilenden Winkelstellung gestattet der
Ventilkörper 80 eine Fluidverbindung zwischen den Durchlässen
63c und 66 über die Ringnut 82 und gestattet eine
Fluidverbindung zwischen dem Durchlass 68 und der Bohrung 62
über die Ringnut 83, mit dem Ergebnis, dass die Winkelvoreil
kammern R1 und die Winkelnacheilkammern R2 in Fluidverbindung
mit dem Ablassdurchlass 14 bzw. dem Zuführdurchlass 12 gebracht
werden. Andererseits wird, wenn die Spule 96 mit einem
elektrischen Strom bei einem Tastverhältnis von 100%
beaufschlagt wird, der bewegbare Kern 96 in Richtung auf den
stationären Kern 91 angezogen, wodurch die Stange 97 den
Spulenkörper 80 gegen die Feder 89 in Richtung auf die
Nockenwelle 10 derart bewegt, dass der Ventilkörper 80 seinen
vollen Hub durchläuft, wodurch der Ventilkörper 80 in der
Voreilwinkelstellung gehalten ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
In der Voreilwinkelstellung gestattet der Ventilkörper eine
Fluidverbindung zwischen den Durchlässen 63c und 68 über die
Ringnut 82 und gestattet zudem eine Fluidverbindung zwischen
der äußeren Endseite des Durchlasses 66, wodurch die Winkel
voreilkammer R1 und die Winkelnacheilkammer R2 in Fluidver
bindung mit dem Zuführdurchlass 12 bzw. sowohl dem Ablassdurch
lass 14 und der Innenseite der vorderen Abdeckung 18 gebracht
werden. Zudem ist im Fall einer 50% Tastverhältnis- Stromver
sorgung zu der Spule 96 der Spulenkörper 80 in seiner
Haltestellung gehalten, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In einem
solchen in Fig. 4 gezeigten Zustand unterbricht der Ventil
körper 80 die Fluidverbindung zwischen der Bohrung 62 und jedem
der Durchlässe 68 und 66.
In dem vorhergehenden Aufbau wird, wenn die Brennkraftmaschine
angehalten ist und die Ölpumpe 15 sowie die Spule 96 des
elektro-magnetischen Mechanismus 90 inaktiv sind, der
verriegelte Zustand eingestellt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, in
welchem eine Relativdrehung zwischen dem Rotor 20 und dem
Gehäuse 30 in der größten Nacheilwinkelstellung begrenzt ist,
was sich einstellt, wenn der Verriegelungsstift 100 in die
Bohrung 25 eingreift. In dem verriegeltem Zustand wird, wenn
die Brennkraftmaschine angelassen wird und die Ölpumpe 15
angetrieben wird sowie eine Stromversorgung zu der Spule 96 bei
einem Tastverhältnis von 100% in dieser Reihenfolge ausgeführt
werden, der Ventilkörper 80 in der Voreilwinkelstellung
gehalten, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und das Öl wird über die
Durchlässe 21, 63b und 63c, die Ringnuten 82 und 65, den
Durchlass 68, die Ringnut 69, den Durchlass 22a, die Axialnuten
26 und 34 und die Bohrung 27 der Bohrung 25 zugeführt. Es ist
eine Zeitdauer erforderlich, um den Druck des Öls in der
Bohrung auf einen Wert anzuheben, welcher ausreicht, um den
Verriegelungsstift 100 aus der Bohrung 25 gegen die
Vorspannkraft der Feder 101 heraus-zudrücken. Somit wird die
Ventilzeitensteuerungsvorrichtung in dem in Fig. 1 und 2
gezeigten verriegelten Zustand gehalten, wodurch durch die
Flügel 70 hervorgerufene Anschlaggeräusche verhindert sind.
Nachdem die vorgenannte Zeitdauer verstrichen ist, welche mit
der Aktivierung der Ölpumpe 15 nach dem Anlassen der Brenn
kraftmaschine beginnt, wird der Öldruck in dem Speicher 25
hoch, welcher von dem Speicher über den Ventilkörper 80, der in
der Voreilwinkelstellung gehalten ist, zugeführt wird, wodurch
der Verriegelungsstift 100 gegen die Vorspannkraft der Feder
101 aus der Bohrung herausdrückt wird und der verriegelte
Zustand gelöst wird. Dann bewirken die Öldrücke in den
entsprechenden Winkelvoreilkammern R1 Drehungen der Flügel 70
und des Rotors 20, der zusammen mit der Nockenwelle 10a relativ
zu dem Gehäuse 30, den Plattenelementen 40 und 50 und anderen
Elementen in Richtung der Voreilwinkelseite (die
Uhrzeigersinnrichtung in Fig. 2) dreht. Zu dieser Zeit ist, wie
zuvor erläutert, jede der Nacheilwinkelkammern R2 in
Fluidverbindung mit sowohl dem Ablassdurchlass 14 als auch der
Innenseite der vorderen Abdeckung 40. Es ist anzumerken, dass,
wenn die Relativbewegung zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse
30, welche nach dem Herausziehen des Verriegelungsstifts 100
aus der Bohrung 25 auftritt, einen Winkel übersteigt, die
Fluidverbindung zwischen dem Durchlass 22a und der Bohrung 25
unterbrochen ist, wodurch die Vibration des Verriegelungsstifts
100, die durch die Schwingungen des Öls unter Druck
hervorgerufen ist, verhindert ist.
Nach dem Herausziehen des Verriegelungsstifts 100 aus der
Bohrung 25 wird der Rotor 20 relativ zu dem
Drehübertragungselement einschließlich des Gehäuses 30 in
Drehung in eine von der Nacheilwinkelrichtung und der
Voreilwinkelrichtung gebracht, indem die Druckdifferenz über
jeden Flügel 70 oder zwischen benachbarter Voreilwinkelkammer
R1 und Nacheilwinkelkammer R2 eingestellt wird. Eine solche
Druckdifferenzeinstellung resultiert aus der Tatsache, dass
eine Veränderung des Tastverhältnisses des Stroms zu der Spule
96 die Öldrücke in den jeweiligen Kammern R1 und R2 auf
kontrollierte Weise einstellt. Wenn somit das Tastverhältnis des
der Spule 96 zugeführten Stroms in Abhängigkeit von dem
Laufzustand der Brennkraftmaschine höher gewählt wird
(beispielsweise 100%), werden gleichzeitig ein Ablassen des
Öls von der Nacheilwinkelkammer R2 und die Zuführung des Öls
in die Voreilwinkelkammer R1 ausgeführt, wodurch die
Relativdrehung zwischen dem Rotor 20 und jedem der
Drehübertragungselemente, wie dem Gehäuse 30, eingerichtet
wird. Somit wird, wie mit der strichpunktierten Linie in Fig. 2
gezeigt ist, das Volumen der Nacheilwinkelkammer R2 minimal
(die größte Voreilwinkelstellung), wobei der Flügel 70 in
Eingriff mit einer Umfangsseitenwand der Nacheilwinkelkammer
R2 ist. Wenn andererseits das Tastverhältnis des zu der Spule
96 zugeführten Stroms kleiner gewählt wird (beispielsweise 0%),
werden eine gleichzeitige Zuführung des Öls in die
Nacheilwinkelkammer R2 und Ablassen des Öls von der
Voreilwinkelkammer R1 ausgeführt, wodurch die Relativdrehung
zwischen dem Rotor 20 und jedem der Drehübertragungselemente,
wie dem Gehäuse 30, eingerichtet wird. Somit wird, wie mit
durchgezogenen Linien in Fig. 2 gezeigt ist, das Volumen der
Nacheilwinkelkammer R2 maximal
(die größte Nacheilwinkelstellung), wobei der Flügel 70 in
Eingriff mit der anderen Umfangsseitenwand der Nacheilwinkel
kammer R2 ist. Wenn das Tastverhältnis auf 50% gesetzt wird,
wie in Fig. 4 gezeigt ist, verschließt der Ventilkörper 80 die
Durchlässe 63c und 66, wodurch das Ablassen von Öl von und das
Zuführen von Öl zu jeder der Kammern R1 und R2 unterbrochen
ist. Somit kann die relative Winkelphase zwischen dem Rotor 20
und den Drehübertragungselementen einschließlich des Gehäuses
30 willkürlich zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und
der größten Voreilwinkelstellung gewählt werden.
Wie oben erläutert ist, ermöglicht das Einstellen des Tast
verhältnisses des der Spule 96 des elektromagnetischen
Mechanismus 90 zugeführten Stroms eine willkürliche relative
Winkelphase zwischen dem Rotor 20 und den Drehübertragungs
elementen einschließlich des Gehäuses 30 innerhalb des
Bereichs, der zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und
der größten Voreilwinkelstellung definiert ist.
In dem Zusammenbauvorgang der vorhergehenden Ventilzeiten
steuerungsvorrichtung ist das an dem Rotor 20, der mit den
Flügeln 70 versehen ist, zu befestigende Gehäuse 30 so mit den
Platten 40 und 50 durch die Schrauben 51 verbunden, dass sie
eine einheitliche Struktur bilden, wobei die resultierende
Struktur durch das Bolzenelement 60 mit der Nockenwelle 10
verbunden wird und der Ventilkörper 80 in die Bohrung 62 des
Bolzenelements 60 eingesetzt wird. Somit gestattet dies eine
einfache Montage der Ventilzeitensteuerungsvorrichtung mit dem
Ventilkörper 80, wodurch eine Verminderung der Anzahl von
Teilen und der Produktionskosten erreicht ist.
Um zudem die vorgenannte willkürliche relative Winkelphase
zwischen dem Rotor 20 und den Drehübertragungselementen
einschließlich des Gehäuses 30 innerhalb des Bereichs sicher
zustellen, der zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und
der größten Voreilwinkelstellung definiert ist, müssen die
Anfangsstellung und der Hub des Ventilkörpers 90 eingestellt
werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden solche
Einstellungen erreicht, indem die axiale Dicke des Einstell
elements 81, welches zwischen der Stange 97 des elektro
magnetischen Mechanismus 90 und dem Vorsprung 81 am entfernten
Ende des Ventilkörpers 80 zwischengeordnet ist, manipuliert
wird. Eine solche Manipulation kann vorgenommen werden, indem
eine Schraube 87 gelöst wird, mit der der elektromagnetische
Mechanismus 90 an der vorderen Abdeckung 18 befestigt ist,
wodurch eine Relativbewegung dazwischen ermöglicht ist. Somit
werden zweifache Montagen des elektromagnetischen Mechanismus
90 vermieden, wodurch eine einfache und schnelle Montage der
Ventilzeitensteuerungseinrichtung an der Brennkraftmaschine
verwirklicht ist.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung anstelle auf
die Einlassventile auch auf die Auslassventile angewandt werden
kann, dass der Verriegelungszustand eingerichtet werden kann,
wenn die Voreilwinkelkammer R1 maximal ist, anstelle von wenn
die Nacheilwinkelkammer R2 maximal ist, dass die Flügel
einstückig mit dem Rotor ausgebildet sein können, und dass die
Aufnahmebohrung und die Einführbohrung für den Verriegelungs
stift in jedem von dem Rotor, der Rückplatte und der Front
platte so ausgebildet werden können, dass sie in Axialrichtung
ausgerichtet sind.
Die Erfindung wurde somit unter Bezugnahme auf spezifische
Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben, es ist jedoch
anzumerken, dass die Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten
der gezeigten Strukturen beschränkt ist, sondern dass
Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne
den Bereich der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen.
Claims (2)
1. Eine Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, die einer
Brennkraftmaschine zugeordnet ist, mit:
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Größe des dem Phaseneinstellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert; und
einem Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement mit der Nockenwelle verbindet.
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Größe des dem Phaseneinstellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert; und
einem Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement mit der Nockenwelle verbindet.
2. Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, die einer Brennkraft
maschine zugeordnet ist, mit:
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, während sie läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Höhe des dem Phasenein stellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert;
einem elektromagnetischen Mechanismus, der an der Brenn kraftmaschine angebracht ist und ein Druckelement aufweist, wobei das Druckelement in der Axialrichtung bei der Aktivierung des elektromagnetischen Mechanismus bewegt wird, und wobei das Regulierventil beim Eingriff mit dem Druckelement bewegt wird; und
einem Einstellelement, das zwischen dem Druckelement und dem Regulierventil zwischengeordnet ist, um den Betrag der Axialbewegung des Regulierventils einzustellen.
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, während sie läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Höhe des dem Phasenein stellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert;
einem elektromagnetischen Mechanismus, der an der Brenn kraftmaschine angebracht ist und ein Druckelement aufweist, wobei das Druckelement in der Axialrichtung bei der Aktivierung des elektromagnetischen Mechanismus bewegt wird, und wobei das Regulierventil beim Eingriff mit dem Druckelement bewegt wird; und
einem Einstellelement, das zwischen dem Druckelement und dem Regulierventil zwischengeordnet ist, um den Betrag der Axialbewegung des Regulierventils einzustellen.
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