DE602005004248T2 - Steuerventilanordnung für eine variable Nockenwelle mit einer Steuerung für einen Verriegelungsstift - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- TECHNISCHES GEBIET
- Die Erfindung betrifft das Gebiet variabler Nockenwellenverstellsysteme (VCT-Systeme, VCT-variable camshaft timing). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fernsteuerventil eines variablen Nockenwellenverstellsystems mit Sperrstiftsteuerung.
- BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
- Sperrstifte werden Phasenverstellern gemeinhin hinzugefügt, um die Position des Rotors bezüglich des Gehäuses zu verriegeln. Einige Beispiele für Phasenversteller mit Sperrstiften sind
US-6 477 999 ,US 6 481 402 ,US 6 644 258 ,US 6 668 778 ,US 6 766 777 undUS 6 772 721 . - Die
US 6 477 999 offenbart einen Durchgang im Kettenrad, der sich parallel und in einem Abstand zu einer Längsdrehachse der Nockenwelle erstrecket. Ein in dem Durchgang verschiebbarer Stift wird durch eine Feder elastisch gedrückt. Ein Flügel des Phasenverstellers trägt eine Platte mit einer Tasche zur Aufnahme eines Endes des Stifts. Wenn ausreichender Öldruck bereitgestellt wird, hält der Öldruck das Ende des Stifts gegen Eingreifen in die Tasche im Flügel, und wenn nicht, dann greift der Stift in die Tasche ein und verhindert eine Bewegung des Flügels. Die Tasche befindet sich mit dem im variablen Nockenwellenverstellsystem verwendeten Öl in Strömungsverbindung. - Die
US 6 481 402 offenbart ein variables Nockenwellenverstellsystem, bei dem der Rotor und das Gehäuse durch einen Stift bezüglich einander verriegelt werden, wenn sich der Schieber in der Nullposition befindet. Druckfluid von einer Quelle liefert Fluid zu einem Sperrstiftdurchgang von der Fluidleitung entweder zur Frühverstellungskammer oder zur Spätverstellungskammer. - Die
US 6 644 258 offenbart einen Stift im Gehäuse, der das Gehäuse bezüglich des Rotors verriegelt. Der zum Entriegeln des Sperrstifts erforderliche Öldruck ist höher als der zum Halten des Stifts in der entriegelten Position erforderliche Druck. - Die
US 6 668 778 offenbart einen Sperrstift in hydraulischer Verbindung mit einem Steuerkreis eines Differenzdrucksteuersystems (DPCS-differential pressure control system) eines variablen Nockenwellenverstellsystems. Wenn der Steuerdruck ein Tastverhältnis von weniger als 50% aufweist, steuert ein Steuersignal einen Stift zum Einrücken und den VCT zum Bewegen zu einem mechanischen Anschlag an. Wenn der Steuerdruck des Schaltkreises ein Tastverhältnis von mehr als 50% aufweist, rückt der Sperrstift aus und der Flügel bewegt sich von dem mechanischen Anschlag weg. - Die
US 6 766 777 offenbart ein variables Nockenwellenverstellsystem, bei dem ein Quellenöldurchgang einem Schieberventil und einem Sperrstift Öl zuführt. Die Sperrstifte werden von der Quelle direkt versorgt. Wenn die Ölpumpe eingeschaltet ist, wird der Sperrstift entriegelt. Die Schieberposition hat keinen Einfluss darauf, ob der Sperrstift ver- oder entriegelt ist. - Die
US 6 772 721 offenbart ein variables Nockenwellenverstellsystem mit einem Rotor mit zwei Sätzen von Flügeln, die Flügel mit einem Schulterpaar enthalten. Die Schultern positionieren und blockieren den Durchgangsweg für einen Sperrstift. In der Frühverstellungs-, Spätverstellungs- und Nullposition ist der Sperrstift entriegelt. In der vollen Frühverstellungsposition ist der Sperrstift verriegelt. Der Sperrstift wird mit Druck beaufschlagt, wenn der Schieber dahingehend angesteuert wird, sich aus seiner Voreinstellungsposition zu bewegen. - Die
US 6 814 038 offenbart ein variables Nockenwellenverstellsystem, das den gleichen Schieber, der den VCT-Mechanismus steuert, dazu verwendet, den Sperrstift aktiv zu steuern. Die Positionen der mehreren Stege des Schiebers beeinflussen direkt, ob das Quellenöl dem Sperrstift und entweder der Spätverstellungs- oder Frühverstellungskammer des Phasenverstellers zugeführt wird. - Die
5a –5c zeigen einen nockenmomentbetätigten Phasenversteller (CTA-Phasenversteller, CTA-cam torque actuated). Bei CTA-Phasenverstellern wird der Flügel6 durch Drehmomentumkehrungen in der Nockenwelle, die durch die Öffnungs- und Schließkräfte der Ventile verursacht werden, bewegt. Das Steuerventil4 im CTA-System gestattet eine Bewegung der Flügel6 im Phasenversteller, indem es in Abhängigkeit von der gewünschten Bewegungsrichtung einen Fluidstrom von der Frühverstellungskammer8 zur Spätverstellungskammer10 oder umgekehrt gestattet. Es werden positive Nockendrehmomente dazu verwendet, den Phasenversteller spätzuverstellen und negative Nockendrehmomente, um den Phasenversteller frühzuverstellen. Im Betrieb des CTA-Nockenwellenverstellers beaufschlagt das Schieberventil4 sowohl die Frühverstellungs-8 als auch die Spätverstellungskammer10 gleichzeitig mit Druck und zirkuliert Öl zu und von dem Schieberventil4 zu den Kammern8 ,10 . Da beide Kammern8 ,10 gleichzeitig im CTA-Phasenversteller mit Druck beaufschlagt werden, könnte ein Sperrstift niemals direkt von den Kammern abgehend hinzugefügt werden, da der Druck niemals auf null reduziert wird. - Insbesondere blockieren in der Nullposition, wie in
5a gezeigt, die Schieberstege9a ,9b die Leitungen12 und13 , und der Flügel6 ist in Position verriegelt. Dem Phasenversteller wird zusätzliches Fluid zugeführt, um Verluste aufgrund von Leckage auszugleichen. In dieser Position befindet sich der Sperrstift in einer Bohrung52 in einer entriegelten Position. Fluid wird dem Sperrstift von einer Quelle durch die Leitung50 und54 zugeführt. Der Druck des Fluids von der Quelle ist größer als die durch die Vorspannfeder23 auf den Sperrstift24 ausgeübte Kraft. Der Sperrstift24 wird durch den Schiebersteg9b am Ablassen gehindert. Des Weiteren wird bei einigen Motoren die Nockenmomentenergie mit hoher Geschwindigkeit abgeführt, und der CTA VCT kann sich nicht ohne Nockenmomentenergie bewegen, weil aufgrund der Beschaffenheit des CTA-Hydraulikkreises an beide Seiten des Flügels gleicher Quellendruck angelegt wird, so dass sich der VCT nicht bewegt. - Um den Phasenversteller spätzuverstellen, wie in
5b gezeigt, tritt Hydraulikfluid aus der Versorgung in die Leitung18 ein und bewegt sich durch das Rückschlagventil19 zum Schieberventil4 . Das Schieberventil4 ist innen angebracht und umfasst eine Hülse17 zur Aufnahme eines Schiebers9 mit Stegen9a ,9b und9c und eine Vorspannfeder5 . Ein Solenoid oder Stellglied3 mit variabler Kraft (VFS), das durch eine ECU2 gesteuert wird, bewegt den Schieber9 in der Hülse17 . Der Schieber wird durch die Feder5 nach links bewegt, und der Schiebersteg9b blockiert die Leitung13 und öffnet teilweise die Auslassleitung21 , während der Schiebersteg9c die Leitung54 und das Quellenfluid zur Leitung50 und zum Sperrstift24 blockiert. Ohne den Druck vom Quellenfluid drückt die Vorspannfeder23 den Sperrstift24 in eine gesperrte Position. Sämtliches oder jegliches Fluid, das sich mit dem Sperrstift in der Bohrung52 befindet, wird zur Leitung21 abgelassen. Die Leitungen12 und16 sind geöffnet. Vom Schieber9 tritt Fluid in die Leitung16 , durch das geöffnete Rückschlagventil15 in die Leitung13 und in die Spätverstellungskammer10 ein. Gleichzeitig tritt Fluid durch die Leitung12 aus der Frühverstellungskammer8 aus und bewegt sich durch den Schieber zwischen die Stege9a und9b und in die Leitung16 zurück, wo es in die Leitung13 eingeleitet und der Spätverstellungskammer10 zugeführt wird. - Um den Phasenversteller frühzuverstellen, wie in
5c gezeigt, wird der Schieber durch das VFS3 nach rechts bewegt, so dass die Schieberstege9a und9b die Leitung13 , Leitung16 oder irgendwelche Auslassleitungen nicht blockieren, und der Schiebersteg9a blockiert den Fluidaustritt aus der Leitung12 . Fluid aus der Spätverstellungskammer10 tritt durch die Leitung13 aus der Kammer aus, die das Fluid durch den Schieber9 zwischen die Stege9a und9b leitet. Dann tritt das Fluid in die Leitung16 ein und strömt durch das geöffnete Rückschlagventil14 in die Leitung12 und in die Frühverstellungskammer8 . Zusätzliches Fluid wird durch die Versorgung durch Leitung18 und das Rückschlagventil19 dem Schieberventil4 zugeführt. In dieser Position befindet sich der Sperrstift24 in einer entriegelten Position. Quellenfluid und Druck werden durch die Leitungen50 und54 der Bohrung52 des Sperrstifts24 zugeführt. Der Druck des Fluids von der Quelle ist größer als die durch die Vorspannfeder23 auf den Sperrstift24 ausgeübte Kraft. Der Sperrstift24 wird durch den Schiebersteg9b am Ablassen gehindert. - KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Ein VCT-System mit einem Gehäuse, einem Rotor, einem Sperrstift und einem Schieberventil. Das Schieberventil weist einen Schieber auf, der in einer Bohrung mit mehreren Kanälen verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber weist mehrere Stege auf, die die Kanäle blockieren. Wenn sich der Schieber in der Frühverstellungsposition befindet, gestatten die mehreren Stege einen Fluidstrom durch die Kanäle von der Spätverstellungskammer zur Frühverstellungskammer. Wenn sich der Schieber in der Spätverstellungsposition befindet, gestatten die mehreren Stege einen Fluidstrom durch die Kanäle von der Frühverstellungskammer zur Spätverstellungskammer. Wenn sich der Schieber in der Nullposition befindet, gestatten die mehreren Stege einen Fluidstrom von einer Quelle zur Frühverstellungskammer und Spätverstellungskammer. Wenn sich der Schieber in der gesperrten Position befindet, gestatten die mehreren Stege der Frühverstellungskammer oder der Spätverstellungskammer zugeführtem Fluid, den Sperrstift in eine gesperrte Position zu bewegen. Diese Erfindung ist für einen nockenmomentbetätigten VCT insofern von besonderer Bedeutung, als sie ein aktives Schalten des Sperrstifts gestattet, ohne dass dem Sperrstift getrennte hydraulische Steuerleitungen hinzugefügt werden müssen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein Schemadiagramm des Phasenverstellers in der Nullposition. -
2 zeigt ein Schemadiagramm des Phasenverstellers in der Spätverstellungsposition. -
3 zeigt ein Schemadiagramm des Phasenverstellers in der Frühverstellungsposition. -
4 zeigt ein Schemadiagramm des Phasenverstellers in der vollen Frühverstellungsanschlagposition. -
5a zeit ein Schemadiagramm eines nockenmomentbetätigten Phasenverstellers nach dem Stand der Technik in der Nullposition unter Verwendung eines ventilgesteuerten Sperrmerkmals.5b zeigt ein Schemadiagramm eines nockenmomentbetätigten Phasenverstellers in der Spätverstellungs- und gesperrten Position.5c zeigt ein Schemadiagramm eines nockenmomentbetätigten Phasenverstellers nach dem Stand der Technik in der Frühverstellungsposition. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Bei Verbrennungsmotoren werden verschiedene Mechanismen zur Änderung des Winkels zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle für verbesserte Motorleistung oder reduzierte Emissionen eingesetzt. Der Großteil dieser variablen Nockenwellenverstellmechanismen (VCT-Mechanismen) verwendet einen oder mehrere „Flügelzellenphasenversteller" an der Motornockenwelle (oder an den Motornockenwellen, bei einem Motor mit mehreren Nockenwellen). In den meisten Fällen weisen die Phasenversteller einen Rotor mit einem oder mehreren Flügeln auf, die am Ende der Nockenwelle angebracht sind und von einem Gehäuse mit den Flügelkammern umgeben werden, in die die Flügel passen. Es ist auch möglich, dass die Flügel an dem Gehäuse und auch an den Kammern im Rotor angebracht werden. Der Außenumfang des Gehäuses bildet das Kettenrad, die Riemenscheibe oder das Zahnrad, das bzw. die Antriebskraft durch eine Kette, einen Riemen oder Zahnräder, in der Regel von der Nockenwelle oder möglicherweise von einer anderen Nockenwelle bei einem mehrere Nockenwellen aufweisenden Motor, aufnimmt.
-
1 zeigt ein Schemadiagramm der vorliegenden Erfindung in der Nullposition. Hydraulikfluid tritt durch die Leitung136 und den Versorgungskanal136a in die Hülse130 ein. Die Hülse130 ist von dem Phasenversteller entfernt angeordnet und weist ein offenes äußeres Ende, eine Innenfläche und ein inneres Ende zur Aufnahme der Vorspannfeder132 auf. Die Hülse130 nimmt den Schieber109 und seine Stege109a ,109b ,109c ,109d und109e , die durch eine erste Nut, eine zweite Nut, eine dritte Nut und eine vierte Nut voneinander getrennt sind, verschiebbar auf. Der Schieber109 wird durch ein entfernt angeordnetes Stellglied138 gegen die Feder132 vorgespannt. Entlang der Länge der Hülse130 sind Kanäle110a ,118a ,112a ,116a und134a , die zur Frühverstellungsleitung110 , der Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 , der Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 , der Spätverstellungsleitung116 bzw. der Ablasskanalleitung134 führen, angeordnet. Die Kanäle sind vom offenen äußeren Ende zum inneren Ende, das die Feder132 aufnimmt, in folgender Reihenfolge angeordnet: ein Frühverstellungskanal110a , der mit der Frühverstellungsleitung110 und einer zur Frühverstellungskammer102 führenden Leitung108 in Strömungsverbindung steht; ein Spätverstellungsrückschlagventilkanal118a , der mit der zu der Leitung114 , der Spätverstellungskammer104 und dem Sperrstift120 führenden Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 in Strömungsverbindung steht; ein Frühverstellungsrückschlagventilkanal112a , der mit der zur Leitung108 und zur Frühverstellungskammer102 führenden Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 in Strömungsverbindung steht; ein Spätverstellungskanal116a , der mit dem Sperrstift120 , der zur Spätverstellungskammer104 führenden Leitung114 und der Spätverstellungsventilleitung118 in Strömungsverbindung steht; und ein Ablasskanal134a , der mit der Ablassleitung134 in Strömungsverbindung steht. An einer gegenüberliegenden Innenfläche der Hülse130 sind ein Versorgungskanal136a und eine Versorgungsleitung136 vorgesehen. - Wenn sich der Schieber
109 in der Nullposition befindet, tritt Fluid von der Versorgungsleitung136 und dem Kanal136a in die abgesetzt montierte Hülse130 ein und versorgt die Frühverstellungskammer102 , die Spätverstellungskammer104 und den Sperrstift120 . In dieser Position hält das den Kammern102 ,104 zugeführte Fluid die Position des Flügels106 . - Damit Fluid zur Frühverstellungskammer
102 gelangt, bewegt es sich von dem Versorgungskanal136a des Schiebers109 durch den Frühverstellungsrückschlagventilkanal112a der das Rückschlagventil128 enthaltenden Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 zur Leitung108 . Das Rückschlagventil128 gestattet, dass sich Fluid von der Frühverstellungsrückschlagventilleitung112a nur zur Leitung108 bewegt. - Damit das Fluid zur Spätverstellungskammer
104 gelangen kann, bewegt sich Fluid von dem Versorgungskanal136a des Schiebers109 durch den Spätverstellungsrückschlagventilkanal118a der das Rückschlagventil126 enthaltenden Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 zur Spätverstellungsleitung116 und114 . Das Rückschlagventil126 gestattet, dass sich Fluid von dem Spätverstellungsrückschlagventilkanal118a nur zur Leitung114 und Spätverstellungsleitung116 bewegt. Dem Sperrstift120 in einer Bohrung123 des Gehäuses wird durch den Spätverstellungskanal116a und die Spätverstellungsleitung116 Fluiddruck zugeführt, um den Sperrstift120 entweder zu halten oder zu entriegeln. Der zugeführte Fluiddruck ist größer als die durch die Vorspannfeder121 in der Bohrung123 des Sperrstifts120 ausgeübte Kraft, wodurch bewirkt wird, dass der Stift124 den Rotor bezüglich des Gehäuses entriegelt oder umgekehrt. Die Vorspannfeder121 des Sperrstifts120 ist so ausgelegt, dass der Quellendruck den Stift120 hält oder am Sperren hindert, selbst wenn Fluid die Spätverstellungskammer104 möglicherweise verlässt. Die Schieberstege109a und109e blockieren den Frühverstellungskanal110a der Frühverstellungsleitung110 bzw. den Ablasskanal134a der Ablassleitung134 . - Wenn die Kraft der Feder
132 größer ist als die Kraft des Stellglieds138 , wird der Schieber109 nach links in die Spätverstellungsposition bewegt, wie in2 gezeigt. In der Spätverstellungsposition tritt Fluid durch die Leitung108 aus der Frühverstellungskammer102 zur Frühverstellungsleitung110 , zum Kanal110a und zur Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 aus. Durch das Rückschlagventil128 wird verhindert, dass Fluid die Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 zum Kanal112a verlässt. Wenn jegliches Fluid durch den Frühverstellungsrückschlagventilkanal112a passieren sollte, wird es durch die Schieberstege109c und109d daran gehindert, zu anderen Teilen des Phasenverstellers zu zirkulieren. Fluid vom Frühverstellungsleitungskanal110a strömt zum Spätverstellungsrückschlagventilkanal118a , zur Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 , durch das Rückschlagventil126 zur Leitung114 und zur Leitung116 . Von der Leitung114 tritt Fluid in die Spätverstellungskammer104 ein und bewegt den Flügel106 , wie gezeigt, nach links. In die Spätverstellungsleitung116 eintretendes Fluid spannt den Stift124 gegen die Kraft der Feder121 vor, um den Sperrstift120 in der entriegelten Position zu halten. Durch die Schieberstege109d und109e wird verhindert, dass Fluid zu anderen Teilen des Phasenverstellers zirkuliert. Des Weiteren verhindert der Schiebersteg109c , dass Versorgungsfluid in den Frühverstellungsrückschlagventilkanal112a eintritt. Des Weiteren verhindert der Schiebersteg109d , dass Versorgungsfluid in den Spätverstellungskanal116a eintritt, und der Schiebersteg109e verhindert, dass jegliches Fluid im Phasenversteller zum Ablasskanal134a und zur Ablasskanalleitung134 austritt. - Wenn die Kraft des Stellglieds
138 größer ist als die Kraft der Feder132 , wird der Schieber109 nach rechts in die Frühverstellungsposition bewegt, wie in3 gezeigt. In der Frühverstellungsposition tritt Fluid durch die Leitung114 aus der Spätverstellungskammer104 zur Spätverstellungsleitung116 , zum Kanal116a und zur Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 aus. Obgleich Fluid durch die Spätverstellungsleitung116 und den Spätverstellungskanal116a zur Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 austritt, wird der Sperrstift120 durch den Quellendruck immer noch ausreichend mit Druck beaufschlagt, um entriegelt zu bleiben. Fluid wird durch das Rückschlagventil126 daran gehindert, aus der Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 zum Kanal118a auszutreten. Wenn jegliches Fluid durch den Spätverstellungsrückschlagventilkanal118a passieren sollte, wird es durch die Schieberstege109a und109b daran gehindert, zu anderen Teilen des Phasenverstellers zu zirkulieren. Fluid vom Spätverstellungsleitungskanal116a strömt zur Frühverstellungsrückschlagventilleitung112a , zur Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 , durch das Rückschlagventil128 zur Leitung108 und zur Frühverstellungsleitung110 . Von der Leitung108 tritt Fluid in die Frühverstellungskammer102 ein und bewegt den Flügel106 , wie gezeigt, nach rechts. In die Frühverstellungsleitung110 eintretendes Fluid wird durch den Schiebersteg109a daran gehindert, durch das Schieberventil zu anderen Teilen des Phasenverstellers zu zirkulieren. Des Weiteren verhindert der Schiebersteg109a , dass Versorgungsfluid in die Frühverstellungsleitung110 eintritt. Die Schieberstege109a und109b hindern Versorgungsfluid daran, in die (den) Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 und -kanal118a einzutreten. Der Schiebersteg109e hindert jegliches Fluid im Phasenversteller daran, zum Ablasskanal13a und zu der Ablasskanalleitung134 auszutreten. -
4 zeigt den Phasenversteller in der vollen Frühverstellungsanschlagposition. In dieser Position wird der Schieber109 so weit nach rechts bewegt, wie dies durch die Hülse gestattet wird. Der Schiebersteg109a verhindert, dass jegliches Fluid aus der Frühverstellungsleitung110 austritt und zu anderen Teilen des Phasenverstellers zirkuliert, und der Schiebersteg109a verhindert des Weiteren, dass jegliches Versorgungsfluid in die Frühverstellungsleitung110 eintritt. Die Schieberstege109a und109b verhindern, dass Versorgungsfluid in die Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 eintritt. Die Schieberstege109b und109c verhindern, dass Fluid, außer von der Versorgung, in die Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 und den Kanal112a eintritt. - Fluid von der Spätverstellungskammer
104 tritt zur Leitung114 , zur Spätverstellungsleitung116 und zur Spätverstellungsrückschlagventilleitung118 aus. Das Rückschlagventil126 verhindert, dass Fluid von der Spätverstellungskammer die Leitung zum Schieberventil verlässt. Fluid in der Spätverstellungsleitung tritt durch den Spätverstellungskanal116a aus und bewegt sich durch den Ablasskanal134a zur Ablasskanalleitung. Sämtliches Fluid von der Spätverstellungskammer wird vollständig zur Ablasskanalleitung134 und Ablasskanal134a abgelassen. Da sämtliches Fluid aus der Spätverstellungskammer104 abgelassen wird und nicht zur Frühverstellungskammer102 zurückgeführt wird, fällt der Druck in der Spätverstellungskammer104 auf null und die Kraft der Feder121 ist groß genug, den Stift124 dahingehend vorzuspannen, sich in eine gesperrte Position zu bewegen, die den Rotor bezüglich des Gehäuses verriegelt. Die Frühverstellungskammer102 ist mit Fluid gefüllt, wodurch sich der Flügel106 in die in der Figur gezeigte Position bewegt – von der Versorgung136 durch die Frühverstellungsrückschlagventilleitung112 mit dem Rückschlagventil128 zur Leitung108 , ähnlich einem öldruckbetätigten (OPA-oil Pressure actuated) oder drehmomentunterstützten (TA-torsion assist) Phasenversteller, weil eine der Kammern, in diesem Fall die Spätverstellungskammer104 , entleert wird und verhindert wird, dass Quellenfluid die Kammer104 wieder füllt und die Frühverstellungskammer102 mit Druck beaufschlagt. Deshalb kann der Druck dazu verwendet werden, den VCT zu einem Anschlag zu schieben und den Sperrstift124 in eine gesperrte Position zu bewegen. - Entweder die Frühverstellungskammer
102 oder die Spätverstellungskammer104 können entleert werden und den Sperrstift120 steuern. Des Weiteren kann sich die Bohrungsaufnahme123 des Sperrstifts120 im Gehäuse oder im Rotor befinden. Die Verteilung oder Reihenfolge der Kanäle entlang der Länge der Bohrung oder Hülse ist nicht auf die in den Figuren gezeigte beschränkt. - Das Stellglied
138 kann ein hydraulisches Solenoid mit variabler Kraft oder ein Differenzdrucksteuersystem (DPCS-differential Pressure control system) sein. - Die Hülse
130 und das Schieberventil109 können des Weiteren mittig in einer Bohrung des Rotors montiert sein. - Demgemäß versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Anwendung der Grundzüge der Erfindung lediglich veranschaulichen. Bezugnahmen hierin auf die dargestellten Ausführungsformen sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht einschränken, die selber jene Merkmale, die als wesentlich für die Erfindung betrachtet werden, darlegen.
Claims (11)
- Variables Nockenwellenverstellsystem für einen Verbrennungsmotor, das Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einem Außenumfang zur Aufnahme von Antriebskraft; einen Rotor zur Verbindung mit einer Nockenwelle, die koaxial im Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse und der Rotor mindestens einen Flügel definieren, der eine Kammer im Gehäuse in eine Frühverstellungskammer und eine Spätverstellungskammer teilt und sich drehen kann, um die relative Winkelposition des Gehäuses und des Rotors zu verschieben; einen Sperrstift, der verschiebbar in einer Bohrung im Rotor oder im Gehäuse angeordnet ist, und einen Körper, dessen Durchmesser für eine fluiddichte Passung in der Bohrung ausgeführt ist, und ein inneres Ende mit einem Teil aufweist, der zum Einpassen in eine Aussparung im jeweils anderen Element, im Rotor oder im Gehäuse, ausgeführt ist, wobei der Sperrstift aus einer verriegelten Position in eine entriegelte Position in der Bohrung beweglich ist, wobei der Sperrstift durch von der Frühverstellungs- oder von der Spätverstellungskammer zugeführten Druck freigegeben wird; ein Schieberventil, das einen Schieber umfasst, der in einer mehrere Kanäle aufweisenden Bohrung verschiebbar angeordnet ist und mehrere Stege umfasst, die die Kanäle blockieren; so dass in einer Spätverstellungsposition die mehreren Stege Fluid durch die Kanäle von der Frühverstellungskammer zur Spätverstellungskammer lassen; so dass in einer Frühverstellungsposition die mehreren Stege Fluid durch die Kanäle von der Spätverstellungskammer zur Frühverstellungskammer lassen; so dass in einer Nullposition die mehreren Stege Fluid von einer Quelle zur Frühverstellungskammer und zur Spätverstellungskammer lassen; und so dass in einer gesperrten Position die mehreren Stege entweder der Frühverstellungskammer oder der Spätverstellungskammer zugeführtem Fluid gestatten, den Sperrstift in eine gesperrte Position zu bewegen, und ein Ablassen von Fluid aus der jeweils anderen Kammer, der Frühverstellungskammer oder der Spätverstellungskammer, gestatten.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine sich von der Quelle zum Schieberventil erstreckende Versorgungsleitung umfasst.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 2, wobei die Versorgungsleitung weiterhin ein Rückschlagventil umfasst.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 1, wobei sich die Bohrung im Rotor befindet.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 1, wobei sich die Bohrung im Motor befindet.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Kanäle aus einem Frühverstellungskanal, einem Frühverstellungsrückschlagventilkanal, einem Spätverstellungskanal, einem Spätverstellungsrückschlagventilkanal und einem Ablasskanal bestehen.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 6, das weiterhin Durchlässe vom Frühverstellungsrückschlagventilkanal zur Frühverstellungskammer und vom Spätverstellungsrückschlagventilkanal zur Spätverstellungskammer umfasst.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 7, wobei die Durchlässe weiterhin Rückschlagventile umfassen.
- Variables Nockenwellenverstellsystem für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einer Nockenwelle, das Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einem Außenumfang zur Aufnahme von Antriebskraft; einen Rotor zur Verbindung mit einer Nockenwelle, die koaxial im Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse und der Rotor mindestens einen Flügel definieren, der eine Kammer im Gehäuse in eine Frühverstellungskammer und eine Spätverstellungskammer teilt und sich drehen kann, um die relative Winkelposition des Gehäuses und des Rotors zu verschieben; einen Sperrstift, der verschiebbar in einer Bohrung im Rotor oder im Gehäuse angeordnet ist, und einen Körper, dessen Durchmesser für eine fluiddichte Passung in der Bohrung ausgeführt ist, und ein inneres Ende mit einem Teil aufweist, der zum Einpassen in eine Aussparung im jeweils anderen Element, im Rotor oder im Gehäuse, ausgeführt ist, wobei der Sperrstift aus einer verriegelten Position in eine entriegelte Position in der Bohrung beweglich ist; ein Schieberventil mit einem verschiebbar in einer Bohrung mit einem offenen äußeren Ende, einer Innenfläche und einem inneren Ende angeordneten Schieber, der entlang der Bohrung angeordnet ist, einem Frühverstellungskanal, der mit der Frühverstellungskammer in Strömungsverbindung steht, einem Spätverstellungsrückschlagventilkanal, der mit der Spätverstellungskammer in Strömungsverbindung steht, einem Versorgungskanal, einem Frühverstellungsrückschlagventilkanal, der mit der Frühverstellungskammer in Strömungsverbindung steht, einem Spätverstellungskanal, der mit der Spätverstellungskammer und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, und einem Ablasskanal; wobei der Schieber in der Reihenfolge von einem äußeren Ende zu einem inneren Ende einen ersten Steg, eine erste Nut, einen zweiten Steg, eine zweite Nut, einen dritten Steg, eine dritte Nut, einen vierten Steg, eine vierte Nut und einen fünften Steg umfasst; wobei, wenn sich der Schieber in der Spätverstellungsposition befindet, die dem Ende der Bohrung am nächsten liegt, der Frühverstellungskanal mit der Frühverstellungskammer und dem Spätverstellungsrückschlagventilkanal in Strömungsverbindung steht, der Spätverstellungsrückschlagventilkanal mit der Versorgung, dem Frühverstellungskanal, der Spätverstellungskammer und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, so dass sich der Sperrstift in einer entriegelten Position befindet, der Frühverstellungsrückschlagventilkanal durch den dritten und den vierten Schiebersteg blockiert wird, der Spätverstellungskanal durch den vierten und fünften Steg blockiert wird und der Ablasskanal durch den fünften Steg blockiert wird; wobei, wenn sich der Schieber in der Nullposition befindet, der Frühverstellungskanal durch den ersten Steg blockiert wird, der Spätverstellungsrückschlagventilkanal mit der Versorgung, der Spätverstellungskammer, dem Frühverstellungsrückschlagventilkanal, dem Spätverstellungskanal und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, so dass sich der Sperrstift in einer entriegelten Position befindet, der Frühverstellungsrückschlagventilkanal mit der Versorgung, dem Spätverstellungsrückschlagventilkanal, der Frühverstellungskammer und dem Spätverstellungskanal in Strömungsverbindung steht, der Spätverstellungskanal mit der Versorgung, dem Spätverstellungsrückschlagventilkanal, dem Frühverstellungsrückschlagventilkanal und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, der Ablasskanal durch den fünften Schiebersteg blockiert wird; wobei, wenn sich der Schieber in der Frühverstellungsposition befindet, der Frühverstellungskanal durch den ersten Schiebersteg blockiert wird, der Spätverstellungsrückschlagventilkanal durch den ersten und den zweiten Schiebersteg blockiert wird, der Frühverstellungsrückschlagventilkanal mit der Frühverstellungskammer, der Versorgung und dem Spätverstellungskanal in Strömungsverbindung steht, der Spätverstellungskanal mit der Spätverstellungskammer, dem Frühverstellungsrückschlagventilkanal und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, so dass sich der Sperrstift in einer entriegelten Position befindet, und der Ablasskanal durch den fünften Steg blockiert wird; wobei, wenn sich der Schieber in der am weitesten innen liegenden Frühverstellungsposition befindet, der Frühverstellungskanal durch den ersten Steg blockiert wird, der Spätverstellungsrückschlagventilkanal durch den ersten und den zweiten Steg blockiert wird, der Frühverstellungsrückschlagventilkanal mit der Frühverstellungskammer und der Versorgung in Strömungsverbindung steht, der Spätverstellungskanal mit der Spätverstellungskammer, dem Ablass und dem Sperrstift in Strömungsverbindung steht, so dass sich der Sperrstift in einer verriegelten Position befindet, der Ablasskanal mit dem Spätverstellungskanal in Strömungsverbindung steht.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 9, das weiterhin Folgendes umfasst: eine Versorgungsleitung, die mit einer Quelle und dem Versorgungskanal in Strömungsverbindung steht; eine sich zwischen dem Frühverstellungskanal und der Frühverstellungskammer erstreckende Frühverstellungsleitung; eine sich zwischen dem Spätverstellungskanal, der Spätverstellungskammer und dem Sperrstift erstreckende Spätverstellungsleitung; eine sich zwischen dem Frühverstellungsrückschlagventilkanal und der Frühverstellungsleitung zur Frühverstellungskammer erstreckende Frühverstellungsventilleitung; eine sich zwischen dem Spätverstellungsrückschlagventilkanal zu der Spätverstellungsleitung zu der Spätverstellungskammer und dem Sperrstift erstreckende Spätverstellungsrückschlagventilleitung; und eine sich vom Ablasskanal zu einem Sumpf erstreckende Ablassleitung.
- Variables Nockenwellenverstellsystem nach Anspruch 10, wobei die Frühverstellungsventilleitung und die Spätverstellungsrückschlagventilleitung weiterhin Rückschlagventile umfassen.
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