DE69402928T2 - Ventiltriebvorrichtung für Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventiltriebvorrichtung für Brennkraftmaschine

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Derartige Ventilbetätigungsvorrichtungen sind beispielsweise bereits aus der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 6801/91 und dergleichen bekannt.
  • Bei der vorstehenden Vorrichtung des Stands der Technik sind vier Nocken mit unterschiedlichen Profilen dazu vorgesehen, in Gleitkontakt mit vier Kipphebeln zu gelangen, die benachbart zueinander angeordnet sind, einschließlich zweier Kipphebel, die mit einem Paar von Einlaßventilen unabhängig betriebsmäßig verbunden sind, so daß das Verbinden und Trennen von benachbarten Kipphebeln umgeschaltet werden kann und die Betriebsmerkmale des Paars von Einlaßventilen können durch wenigstens vier oder mehr Stufen geschaltet werden. Jedoch ist der Kipphebel, der dem Hochdrehzahlnocken mit dem dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechenden Profil entspricht, an einem Ende der Anordnung von benachbarten Kipphebeln angeordnet, so daß beide Einlaßventile dann von dem Hochdrehzahlnocken geöffnet und geschlossen werden, wenn alle Kipphebel im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund ist die äquivalente Trägheitsmasse aller Kipphebel während des Betriebs der Maschine bei Hochdrehzahl erhöht. Wenn die Federkonstante einer Ventilfeder zum Vorspannen des Motorventils in eine Schließrichtung auf einen Wert eingestellt ist, der für den Niederdrehzahlbetriebsbereich geeignet ist, bei welchem die Kipphebel nicht verbunden sind, ist die Stoß-Umdrehungszahl, welche die untere Grenzumdrehungszahl einer Maschine ist, welche ermöglicht, daß das Motorventil nach einem vollständigen Dichtsitz wieder geöffnet wird, vermindert, um eine Herabsetzung von Ausgangsleistung und Kraftstoffverbrauch im Hochdrehzahlbetriebsbereich zu bewirken. Wenn die Federkonstante der Ventilfeder auf einen großen Wert eingestellt ist, um eine Verminderung der Stoß-Umdrehungszahl zu verhindern, ist die Ventilbetriebsreibung im Niederdrehzahlbetriebsbereich der Maschine erhöht, um einen mechanischen Förderverlust zu verhindern.
  • Aus dem Dokument GB-21 97 686 A ist eine ähnliche Ventilbetätigungsvorrichtung bekannt, bei der vier Nocken mit unterschiedlichen Profilen vorgesehen sind, um in Gleitkontakt mit vier Kipphebeln zu gelangen, die benachbart zueinander angeordnet sind, einschließlich zweier Kipphebel, die mit einem Paar von Einlaßventilen unabhängig betriebsmäßig verbunden sind, so daß das Verbinden der benachbarten Kipphebel und Trennen dieser umgeschaltet werden kann und die Betriebsmerkmale des Paars von Einlaßventilen können durch wenigstens vier oder mehr Stufen geschaltet werden. Jedoch ist der Kipphebel, der dem Hochdrehzahlnocken mit dem dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechenden Profil entspricht, an einem Ende der Reihe von benachbarten Kipphebeln angeordnet, so daß im Hochdrehzahlbetriebsbereich, in dem beide Einlaßventile von dem Hochdrehzahlnocken geöffnet und geschlossen werden, alle vier Kipphebel miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund ist die Masse der Kipphebel, die die Ventile betätigen, während des Betriebs der Maschine im Hochdrehzahlbereich am größten. Wenn die Federkonstante einer Ventilfeder zum Vorspannen des Motorventils in eine Schließrichtung auf einen niedrigen Wert eingestellt ist, der dem Niederdrehzahlbetriebsbereich angepaßt ist, in dem die Kipphebel zum weichen Betrieb mit geringer Reibung nicht verbunden sind, ist die Stoß-Umdrehungszahl, die die untere Grenze von Umdrehungen einer Maschine ist, die zuläßt, daß das Motorventil nach einem vollständigen Dichtsitz wieder geöffnet wird, vermindert. Dies bewirkt jedoch eine Herabsetzung der Leistung und des Kraftstoffverbrauchs im Hochdrehzahlbetriebsbereich, in dem die Maschinendrehzahl diese niedrige Stoß-Umdrehungszahl überschreitet. Wenn die Federkonstante der Ventilfeder auf der anderen Seite auf einen großen Wert eingestellt ist, um eine Verminderung in der Stoß-Umdrehungszahl zu verhindern, wird die Ventilbetriebsreibung im Niederdrehzahlbereich der Maschine erhöht, was einen mechanischen Pumpverlust bewirkt.
  • Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine vorzusehen, die verbesserte Betriebsmerkmale im Niederdrehzahl- und dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine sicherstellt.
  • Um das vorstehende Ziel zu erreichen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine vorgesehen zum mehrstufigen Verändern der Betriebsmerkmale eines Paars von Motorventilen in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Nockenwelle, welche vier Nocken mit vier unterschiedlichen Nockenprofilen aufweist, eine Kipphebelwelle mit vier Kipphebeln, die daran nebeneinander schwenkbar angebracht sind, wobei jeder Kipphebel mit einem anderen der Nocken in Eingriff ist, um durch den in Eingriff stehenden Nocken verschwenkt zu werden, wobei zwei der Kipphebel Antriebskipphebel sind, die mit dem Paar von Motorventilen getrennt in Eingriff sind, um jedes der Ventile in Antwort auf ein Verschwenken der Kipphebel zu betätigen, die mit dem Ventil in Eingriff sind, wobei die vier Kipphebel einen freien Kipphebel einschließen, der zwischen den zwei Antriebskipphebeln angeordnet ist, sowie Schaltmittel, die in den vier Kipphebeln vorgesehen sind, um wahlweise einen von einer Mehrzahl von Verbindungsmodi der Kipphebel vorzusehen, wobei die Modi Modi umfassen, die einem Niederdrehzahl-, einem Mitteldrehzahl- und einem Hochdrehzahlbetriebsbereich entsprechen, wobei alle vier Kipphebel im Niederdrehzahlbetriebsbereich entkoppelt sind und zwei der Kipphebel im Mitteldrehzahlbetriebsbereich verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Kipphebel, der mit einem der Nocken in Eingriff steht, welcher ein dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil aufweist, und dadurch, daß im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine die Schaltmittel arbeiten, um die zwei Antriebskipphebel und den freien Kipphebel zum integralen Verschwenken an der Kipphebelwelle in Antwort auf einen Eingriff des freien Kipphebels mit dem einen Nocken miteinander zu verbinden, während der verbleibende eine Kipphebel von den drei Kipphebeln entkoppelt gelassen verbleibt.
  • Folglich sind im Hochdrehzahlbetriebsbereich für eine maximale Maschinendrehzahl lediglich drei Kipphebel miteinander verbunden, um beide Ventile zu betätigen, wobei der verbleibende vierte Kipphebel an einem Ende der Reihe der drei Kipphebel gelegen ist, um ihn auf einfache Weise von den drei Kipphebeln zu trennen. Somit ist die Gesamtträgheitsmasse der arbeitenden, schwenkenden Kipphebel reduziert, was eine entsprechende Verminderung der Stoß-Umdrehungszahl bewirkt. Dies ermöglicht die Verwendung einer Ventilfeder mit einer relativ geringen Federkonstante, ohne eine Verringerung der Leistung und des Kraftstoffverbrauchs im Hochdrehzahlbetriebsbereich.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun mittels einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht des Ventilbetätigungsabschnitts einer Brennkraftmaschine ist;
  • Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht längs einer Linie 2-2 in Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht längs einer Linie 3-3 in Fig. 3 ist;
  • Fig. 4 eine Schnittansicht längs einer Linie 4-4 in Fig. 3 ist;
  • Fig. 5 eine Schnittansicht längs einer Linie 5-5 in Fig. 4 ist;
  • Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die ein Betriebsschaltsteuermittel in einem Betriebszustand in einem Niederdrehzahlbetriebsbereich darstellt;
  • Fig. 7 eine Schnittansicht ist, die das Betriebsschaltsteuermittel in einem Betriebszustand in einem Mitteldrehzahlbetriebsbereich darstellt;
  • Fig. 8 eine Schnittansicht ist, die das Betriebsschaltsteuermittel in einem Betriebszustand in einem Hochdrehzahlbetriebsbereich darstellt;
  • Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht längs einer Linie 9-9 in Fig. 1 ist;
  • Fig. 10A, 10B und 10C Diagramme sind, die Betriebsmerkmale eines Einlaßventils in den Niederdrehzahl-, Mitteldrehzahl- bzw. Hochdrehzahlbetriebsbereichen darstellen;
  • Fig. 11 eine der Fig. 5 ähnliche Schnittansicht ist, die jedoch eine zweite Ausführungsform darstellt; und
  • Fig. 12 eine der Fig. 11 ähnliche Schnittansicht ist, die die Betätigungsschaltmittel im Betriebszustand zeigen.
  • Die Figuren 1 bis 10 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wendet man sich zuerst Fig. 1 zu, ist in einer DOHC-Mehrzylinder-Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern 12 innerhalb eines Zylinderblocks 11 in Reihenanordnung vorgesehen. Eine Verbrennungskammer 15 ist zwischen einem mit einem oberen Ende des Zylinderblocks 11 gekoppelten Zylinderkopf 13 und einem Kolben 14 festgelegt, der in jedem der Zylinder 12 verschiebbar aufgenommen ist. Der Zylinderkopf 13 weist ein Paar von Einlaßventilbohrungen 16, 16 und ein Paar von Auslaßventilbohrungen 17, 17 auf, die in einem eine obere Fläche von jeder der Verbrennungskammern 15 bildenden Bereich vorgesehen sind. Der Zylinderkopf 13 ist mit einer Einlaßöffnung 18 versehen, die zu einer Seite des Zylinderkopfs 13 hin offen ist, um mit beiden Einlaßventilbohrungen 16, 16 in Verbindung zu stehen. Der Zylinderkopf 13 ist ferner mit einer Auslaßöffnung 19 versehen, die zu der anderen Seite des Zylinderkopfs 13 hin offen ist, um mit beiden Auslaßventilbohrungen 17, 17 in Verbindung zu stehen.
  • Ein Paar von Führungshülsen 21, 21 ist in einem jedem der Zylinder 12 entsprechenden Abschnitt des Zylinderkopfs 13 fest eingebaut, um Einlaßventile 20, 20 als ein Paar von Motorventilen zu führen, die die Einlaßventilbohrungen 16, 16 öffnen bzw. schließen können, und ein Paar von Führungshülsen 23, 23 ist ebenfalls in einem derartigen Abschnitt fest eingebaut, um Auslaßventile 22, 22, die die Auslaßventilbohrungen 17, 17 öffnen bzw. schließen können, zu führen. Ventilfedern 26, 26 und 27, 27 sind auf Druck beansprucht zwischen dem Zylinderkopf 13 und Ringscheiben 24, 24 und 25, 25 vorgesehen, die an oberen Enden der Einlaß- und Auslaßventile 20, 20 und 22, 22 vorgesehen sind, die aus den Führungshülsen 21, 21 bzw. 23, 23 nach oben vorstehen, so daß die Einlaß- und Auslaßventile 20, 20 und 22, 22 durch Federkräfte der Ventilfedern 26, 26 bzw. 27, 27 nach oben, d.h. in jeweilige Schließrichtungen, vorgespannt sind.
  • Eine einlaßseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 28 ist mit den Einlaßventilen 20, 20 verbunden, um die Einlaßventile 20, 20 mit den Betriebsverhältnissen der Maschine entsprechenden dreistufigen Betriebsmerkmalen zu öffnen und zu schließen. Eine auslaßseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 29 ist mit den Auslaßventilen 22, 22 verbunden, um die Auslaßventile 22, 22 mit den Betriebsverhältnissen der Maschine entsprechenden zweistufigen Betriebsmerkmalen zu öffnen und zu schließen.
  • Wendet man sich auch den Fig. 2 und 3 zu, umfaßt die einlaßseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 28 eine Nockenwelle 31, die von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine mit einem Untersetzungsverhältnis von 1/2 drehend angetrieben wird, erste, zweite, dritte und vierte Nocken 32, 33, 34 und 35, die in axialer Anordnung an der Nockenwelle 31 vorgesehen sind, eine parallel zu der Nockenwelle 31 fest angeordnete Kipphebelwelle 36, einen ersten freien Kipphebel 37, einen ersten Antriebskipphebel 38, einen zweiten freien Kipphebel 39 und einen zweiten Antriebskipphebel 40, die an der Kipphebelwelle 36 schwenkbar gehalten sind, sowie ein Verbindungsschaltmittel 41, das an den Kipphebeln 37 bis 40 vorgesehen ist.
  • Die Nockenwelle 31 ist zur Drehung um eine Achse zwischen einem unteren Halter 42, der integral in dem Zylinderkopf 13 vorgesehen ist, und einem oberen Halter 43, der an dem unteren Halter 42 befestigt ist, gehalten.
  • Wendet man sich auch Fig. 4 zu, weist der erste Nocken 32 ein dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil auf und umfaßt einen Basiskreisabschnitt 32a, der um einen Außenumfang von diesem gebildet ist, sowie einen Nockenvorsprung 32b, der ebenfalls derart um den Außenumfang gebildet ist, daß er von dem Basiskreisabschnitt 32a radial nach außen vorsteht. Der zweite Nocken 33 weist ein dem Niederdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil auf und umfaßt einen Basiskreisabschnitt 33a, der um einen Außenumfang von diesem gebildet ist und den gleichen Radius aufweist, wie der Basiskreisabschnitt 32a des ersten Nockens 32, sowie einen Nockenvorsprung 33b, der ebenfalls um den Außenumfang derart gebildet ist, daß er von dem Basiskreisabschnitt 32a um ein Vorstehmaß kleiner als das des Nockenvorsprungs 32b des ersten Nockens 32 radial nach außen vorsteht. Der dritte Nocken 34 weist ein dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil auf und umfaßt einen Basiskreisabschnitt 34a, der um einen Außenumfang von diesem gebildet ist und den gleichen Radius aufweist, wie die Basiskreisabschnitte 32a und 33a, sowie einen Nockenvorsprung 34b, der ebenfalls um den Außenumfang derart gebildet ist, daß er von dem Basiskreisabschnitt 34a mit einem Vorstehmaß größer als das des Nockenvorsprungs 32b des ersten Nockens 32 vorsteht. Der vierte Nocken 35 weist ein den Nieder-und-Mitteldrehzahlbetriebsbereichen der Maschine entsprechendes Profil auf und umfaßt einen Basiskreisabschnitt 35a, der um einen Außenumfang von diesem gebildet ist und den gleichen Radius aufweist wie die Basiskreisabschnitte 32a, 33a und 34a, sowie einen Nockenvorsprung 35b, der ebenfalls derart um den Außenumfang gebildet ist, daß er von dem Basiskreisabschnitt 32a mit einem Zwischenvorstehmaß zwischen denen der Nockenvorsprünge 32b und 33b der ersten und zweiten Nocken 32 und 33 vorsteht.
  • Die Kipphebelwelle 36 ist in dem unteren Halter 42 des Zylinderkopfs 13 an einer Stelle unter der Nockenwelle 31 fest gehalten und weist eine zu der Nockenwelle 31 parallele Achse auf. Die nachfolgenden vier Kipphebel sind zu Relativschwenkbewegungen an der Kipphebelwelle 36 gemeinsam gehalten: Ein zum Gleitkontakt mit dem ersten Nocken 32 vorgesehener erster freier Kipphebel 37, ein mit einem der Motorventile 20 betriebsmäßig verbundener und zum Gleitkontakt mit dem zweiten Nocken 33 benachbart zu einer Seite des ersten freien Kipphebels 37 angeordneter erster Antriebskipphebel 38, ein zum Gleitkontakt mit dem dritten Nocken 34 benachbart zu einer Seite des ersten Antriebskipphebels 38 angeordneter zweiter freier Kipphebel 39 sowie ein mit dem anderen Motorventil 20 betriebsmäßig verbundener und zum Gleitkontakt mit dem vierten Nocken 35 benachbart einer Seite des zweiten freien Kipphebels 39 angeordneter zweiter Antriebskipphebel 40.
  • Der erste freie Kipphebel 37 ist an der Kipphebelwelle 36 derart schwenkbar gehalten, daß er sich geringfügig unterhalb der Nockenwelle 31 erstreckt, und ein Nockengleitstück 44 ist an einem oberen Abschnitt des ersten freien Kipphebels 37 benachbart zu dessen Spitzenende fest angebracht, um in Gleitkontakt mit dem ersten Nocken 32 zu sein.
  • Der erste freie Kipphebel 37 ist durch einen Totgangmechanismus 45, der in dem Zylinderkopf 13 im wesentlichen unterhalb der Nockenwelle 31 angeordnet ist, derart in eine Richtung federnd vorgespannt, daß er das Nockengleitstück 44 in Gleitkontakt mit dem ersten Nocken 32 hält. Der Totgangmechanismus 45 umfaßt ein Paßloch 46, das in dem Zylinderkopf 13 mit seinem offenen Ende zu dem ersten freien Kipphebel 37 hin gerichtet vorgesehen ist, einen mit Boden versehenen zylindrischen Anheber 47, der in dem Paßloch 46 verschiebbar eingepaßt ist, sowie erste und zweite Federn 49 und 50, die zwischen einem in einem geschlossenen Ende des Paßlochs 46 aufgenommenen Führungselement 48 und dem Anheber 47 in Reihe geschaltet sind. Die erste Feder 49 weist eine Federkonstante auf, die größer als die der zweiten Feder 50 eingestellt ist. Die erste Feder 49 ist unter Druck zwischen einem in dem Anheber 47 untergebrachten Halter 51 und dem Führungselement 48 vorgesehen, und die zweite Feder 50 ist zwischen dem Halter 51 und dem Anheber 47 unter Druck vorgesehen. Ein Öffnungsloch 52 ist in dem Anheber 47 vorgesehen. Somit ist das obere Ende des Anhebers 47, das aus dem Paßloch 46 hervorsteht, federnd in Gleitkontakt mit einem Druckaufnahmeabschnitt 37a gebracht, der an einem unteren Abschnitt des ersten freien Kipphebels 37 benachbart zu dessen oberem Ende vorgesehen ist, so daß der erste freie Kipphebel 37 normalerweise durch die Federkraft des Totgangmechanismus 45 in Gleitkontakt mit dem ersten Nocken 32 gehalten ist.
  • Bei einem derartigen Totgangmechanismus 45 befindet sich die erste Feder 49 dann, wenn sich der erste freie Kipphebel 37 in Gleitkontakt mit dem Basiskreisabschnitt 32a des ersten Nokkens 32 befindet, in einem nicht zusammengedrückten Zustand, wobei sie ihre normale freie Länge aufweist, und folglich ist es möglich, den ersten freien Kipphebel 37 zu halten und zu verschwenken, während lediglich die zweite Feder 50 mit einer relativ kleinen Federkonstante zusammengedrückt wird, um die Reibungskräfte zwischen dem Nockenbasiskreisabschnitt 32a und dem Nockengleitstück 44 an dem Kipphebel 37 zu minimieren. Dies ist auch effektiv, um die Fittingachsen der Kipphebel 37 und 38 miteinander auszurichten, wenn der Verbindungsschaltmechanismus 41 betätigt wird, um den ersten freien Kipphebel 37 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 zu verbinden. Wenn der freie Kipphebel 37 in Gleitkontakt mit dem Nockenvorsprung 32b des ersten Nockens 32 gebracht ist, wird er durch eine relativ große Federkraft durch Zusammendrücken der ersten Feder 49 mit der relativ großen Federkonstante in Richtung auf den ersten Nocken 32 vorgespannt Als Folge erhält man einen verläßlichen Gleitkontakt des freien Kipphebels 37 mit dem ersten Nocken 32.
  • Der erste Antriebskipphebel 38 ist an der Kipphebelwelle 36 derart schwenkbar getragen, daß er sich zu einem der Einlaßventile 20 erstreckt. Eine Einstellschraube 53 ist derart in ein oberes Ende des ersten Antriebskipphebels 38 eingeschraubt, daß sie gegen das obere Ende des Einlaßventils 20 anstößt, so daß ihre vorgeschobene oder zurückgezogene Position eingestellt werden kann. Ferner ist, wie am besten in Fig. 3 zu erkennen, die eingeschraubte Position der Einstellschraube 53 in dem ersten Antriebskipphebel 38, d.h. die Position der betriebsmäßigen Verbindung des Einlaßventils 20 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 um ein Versatzmaß "d" von dem Zentrum des ersten Antriebskipphebels 38 längs der Achse der Kipphebelwelle 36 zu dem ersten freien Kipphebel 37 hin versetzt, wodurch die Position der betriebsmäßigen Verbindung zwischen dem ersten Antriebskipphebel 38 und dem Einlaßventil 20 in der Nähe der Position der Verbindung zwischen dem ersten freien Kipphebel 37 und dem ersten Antriebskipphebel 38 errichtet ist.
  • In dem ersten Antriebskipphebel 38 ist ein Nockengleitstück 54 an einer oberen Fläche eines Zwischenabschnitts zwischen der Position der betriebsmäßigen Verbindung des ersten Antriebskipphebels 38 mit dem Einlaßventil 20 und der Kipphebelwelle 36 fest angebracht, um in Gleitkontakt mit dem zweiten Nocken 33 zu gelangen.
  • Der zweite freie Kipphebel 39 ist an der Kipphebelwelle 36 derart schwenkbar getragen, daß er sich geringfügig unterhalb der Nockenwelle 31 erstreckt, und ein Nockengleitstück 55 ist an einem oberen Abschnitt des zweiten freien Kipphebels 39 benachbart zu dessen oberstem Ende fest angebracht, um in Gleitkontakt mit dem dritten Nocken 34 zu gelangen. Ferner ist der zweite freie Kipphebel 39 durch einen Totgangmechanismus 45, der in dem Zylinderkopf 13 mit einer zur Konstruktion des vorstehend beschriebenen Totgangmechanismus 45 ähnlichen Konstruktion vorgesehen ist, in eine Richtung federnd vorgespannt, um das Nockengleitstück 55 in Gleitkontakt mit dem dritten Nocken 34 zu bringen. Der zweite freie Kipphebel 39 ist an seinem unteren Abschnitt mit einem Druckaufnahmeabschnitt 39a versehen, um mit dem Totgangmechanismus 45 in Gleitkontakt in Eingriff zu sein.
  • Der zweite Antriebskipphebel 40 ist an der Kipphebelwelle 36 derart schwenkbar getragen, daß er sich zu dem anderen Einlaßventil 20 erstreckt, und eine Einstellschraube 53, die gegen das obere Ende des Einlaßventils 20 stößt, ist in ein oberes Ende des zweiten Antriebskipphebels 40 eingeschraubt, so daß dessen vorgeschobene oder zurückgeschobene Position eingestellt werden kann. Bei dem zweiten Antriebskipphebel 40 ist ein Nockengleitstück 56 an einer oberen Fläche eines Zwischenabschnitts zwischen der Kipphebelwelle 36 und der Position der betriebsmäßigen Verbindung des zweiten Antriebskipphebels 40 mit dem Einlaßventil 20 fest angebracht, um in Gleitkontakt mit dem vierten Nocken 35 zu gelangen.
  • Wendet man sich nun speziell Fig. 2 zu, umfaßt das Verbindungsschaltmittel 41 einen Mitteldrehzahlschaltstift 57 zum Verbinden des ersten freien Kipphebels 37 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 im Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine, einen ersten Hochdrehzahlschaltstift 58 zum Verbinden des zweiten Antriebskipphebels 40 mit dem zweiten freien Kipphebel 39 im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine, einen zweiten Hochdrehzahlschaltstift 59 zum Verbinden des zweiten freien Kipphebels 39 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 in betriebsmäßiger Verbindung mit dem ersten Hochdrehzahlschaltstift 58 im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine, sowie einen Federmechanismus 60&sub1; zum Ausüben einer Federkraft, um sowohl den Mitteldrehzahlschaltstift 57 als auch die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 in ihre Verbindungslösepositionen vorzuspannen.
  • Ein erstes mit Boden versehenes Führungsloch 61, das zu dem ersten Antriebskipphebel 38 hin offen ist, ist in dem ersten freien Kipphebel 37 parallel zu der Kipphebelwelle 36 vorgesehen, und der säulenförmige Mitteldrehzahlschaltstift 57 ist in dem ersten Führungsloch 61 verschiebbar eingepaßt. Eine erste Hydraulikdruckkammer 62 ist zwischen einem Ende des Mitteldrehzahlschaltstifts 57 und einem geschlossenen Ende des ersten Führungslochs 61 festgelegt.
  • Ein erstes Durchgangsführungsloch 63 ist in dem ersten Antriebskipphebel 38 an einer dem ersten Führungsloch 61 entsprechenden Stelle und parallel zu der Kipphebelwelle 36 vorgesehen, um sich zwischen entgegengesetzten Seiten zu erstrecken, so daß das andere Ende des Mitteldrehzahlschaltstiftes 57 in das erste Durchgangsführungsloch 63 eingepaßt werden kann. Ein zweites Durchgangsführungsloch 64 ist in dem zweiten freien Kipphebel 39 an einer dem ersten Durchgangsführungsloch 63 entsprechenden Stelle und parallel zu der Kipphebelwelle 36 vorgesehen, um sich zwischen entgegengesetzten Seiten zu erstrecken. Ein zweites mit Boden versehenes Führungsloch 65, das zu dem zweiten freien Kipphebel 39 hin offen ist, ist in dem zweiten Antriebskipphebel 40 an einer dem zweiten Durchgangsführungsloch 64 entsprechenden Stelle und parallel zu der Kipphebelwelle 36 vorgesehen.
  • Der säulenförmige zweite Hochdrehzahlschaltstift 59, dessen eines Ende in das erste Durchgangsführungsloch 63 eingepaßt werden kann, ist in dem zweiten Durchgangsführungsloch 64 in dem zweiten freien Kipphebel 39 verschiebbar eingepaßt, und der säulenförmige erste Hochdrehzahlschaltstift 58, dessen eines Ende in das zweite Durchgangsführungsloch 64 eingepaßt werden kann, ist in dem zweiten mit Boden versehenen Führungsloch 65 in dem zweiten Antriebskipphebel 40 verschiebbar eingepaßt. Ein Ende des ersten Hochdrehzahlschaltstifts 58 ist in Gleitkontakt mit dem anderen Ende des zweiten Hochdrehzahlschaltstifts 59 und eine zweite Hydraulikdruckkammer 66 ist zwischen dem anderen Ende des ersten Hochdrehzahlschaltstifts 58 und einem geschlossenen Ende des zweiten mit Boden versehenen Führungslochs 65 festgelegt. Somit wird der zweite Hochdrehzahlschaltstift 59, wenn der erste Hochdrehzahlschaltstift 58 in Antwort auf einen Hydraulikdruck, der an der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 angelegt, in eine Richtung zum Einpassen in das zweite Durchgangsführungsloch 64 betätigt wird, in eine Richtung zum Einpassen in das erste Durchgangsführungsloch 63 in betriebsmäßiger Verbindung mit dem ersten Hochdrehzahlschaltstift 58 betätigt.
  • Wendet man sich auch Fig. 5 zu, umfaßt der Federmechanismus 60&sub1; einen ersten Halter 67, der in dem ersten Durchgangsführungsloch 63 benachbart zu dem ersten freien Kipphebel 37 verschiebbar eingepaßt ist, einen zweiten Halter 68, der in dem ersten Durchgangsführungsloch 63 benachbart zu dem zweiten freien Kipphebel 39 verschiebbar eingepaßt ist und in dem ersten Halter 67 zur relativen Gleitbewegung in einem gegebenen Bereich verschiebbar eingepaßt ist sowie eine Rückstellfeder 69, die zwischen beiden Haltern 67 und 68 unter Vorspannung vorgesehen ist.
  • Der erste Halter 67 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 67a, der koaxial in das erste Durchgangsführungsloch 63 eingesetzt ist, sowie einen Kragenabschnitt 67b, der an einem Ende des zylindrischen Abschnitts 67a derart integral vorgesehen ist, daß er radial auswärts vorsteht, wobei seine Außenumfangsfläche in Gleitkontakt mit einer Innenfläche des ersten Durchgangsführungslochs 63 und mit dem anderen Ende des Mitteldrehzahlschaltstifts 57 steht. Der zweite Halter 68 umfaßt einen scheibenartigen Abschnitt 68a, der vorgesehen ist, um in Gleitkontakt mit einem Ende des zweiten Hochdrehzahlschaltstifts 59 zu gelangen, wobei seine Außenumfangsfläche in Gleitkontakt mit einer Innenfläche des ersten Durchgangsführungslochs 63 ist, sowie einen Schaftabschnitt 68b, der mit dem scheibenartigen Abschnitt 68a integral verbunden ist und in den zylindrischen Abschnitt 67a des ersten Halters 67 verschiebbar eingepaßt ist. Die Rückstellfeder 69 ist eine Schraubendruckfeder, die sowohl den zylindrischen Abschnitt 67a des ersten Halters 67 als auch den Schaftabschnitt 68b des zweiten Halters 68 umgibt und die zwischen dem Kragenabschnitt 67b des ersten Halters 67 und dem scheibenartigen Abschnitt 68a des zweiten Halters 68 unter Druck angebracht ist. In einem Ende des zylindrischen Abschnitts 67a des ersten Halters 67 ist ein Entlüftungsloch 70 vorgesehen und in dem ersten Antriebskipphebel 38 ist ein Öffnungsloch 38a vorgesehen, um die Innenseite des ersten Führungslochs 63 zu der Außenseite hin zu öffnen. Dies verhindert die Druckbeaufschlagung und Drucklossetzung der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 67a, die durch eine Relativgleitbewegung der ersten und zweiten Halter 67 und 68 erzeugt werden könnten, wobei eine weiche Relativgleitbewegung der ersten und zweiten Halter 67 und 68 ermöglicht ist.
  • Bei einem derartigen Federmechanismus 60&sub1; ist der Mitteldrehzahlschaltstift 57 derart in eine Richtung federnd vorgespannt, daß das Volumen der ersten Hydraulikdruckkammer 62 reduziert ist, und die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59, die einander betriebsmäßig zugeordnet sind, sind durch die Federkraft der Rückstellfeder 69 derart in eine Richtung federnd vorgespannt, daß das Volumen der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 vermindert ist. Wenn sich die erste Hydraulikdruckkammer 62 in einem hydraulikdruck-freigegebenen Zustand befindet, befinden sich die Gleitkontaktflächen des Mitteldrehzahlschaltstifts 57 und des ersten Halters 67 in einer Position, die einer Ebene zwischen dem ersten freien Kipphebel 37 und dem ersten Antriebskipphebel 38 entspricht, so daß der erste freie Kipphebel 37 und der erste Antriebskipphebel 38 nicht in einer gekoppelten Beziehung zueinander stehen und sie sich in ihren relativ schwenkbaren Zuständen befinden. Wenn die zweite Hydraulikdruckkammer 66 in einem hydraulikdruck-freigegebenen Zustand ist, befinden sich die Gleitkontaktflächen des zweiten Hochdrehzahlschaltstifts 59 und des zweiten Halters 68 in einer Position, die einer Ebene zwischen dem ersten Antriebskipphebel 38 und dem zweiten freien Kipphebel 39 entspricht, und die Gleitkontaktflächen der ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 befinden sich in einer Position, die einer Ebene zwischen dem zweiten freien Kipphebel 39 und dem zweiten Antriebskipphebel 40 entspricht, so daß sich der erste Antriebskipphebel 38 und der zweite freie Kipphebel 39 und auch der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 nicht in ihren miteinander gekoppelten Zuständen befinden, und der erste Antriebskipphebel 38, der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 in ihren relativ schwenkbaren Zuständen sind.
  • Zusätzlich bewirkt das Anlegen eines Hydraulikdrucks auf die erste Hydraulikdruckkammer 62, wenn die zweite Hydraulikdruckkammer 66 in dem hydraulikdruck-freigegebenen Zustand ist, d.h., wenn sich die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 in ihren entkoppelnden Positionen befinden, daß der Mitteldrehzahlschaltstift 57 in eine Richtung bewegt wird, um das Volumen der ersten Hydraulikdruckkammer 62 zu vergrößern und dadurch teilweise in das erste Durchgangsführungsloch 63 eingepaßt zu sein, wenn sich der erste freie Kipphebel 37 und der erste Antriebskipphebel 38 in Gleitkontakt mit den Basiskreisabschnitten 32a und 33a der ersten und zweiten Nocken 32 bzw. 33 befinden. Als Folge sind der erste freie Kipphebel 37 und der erste Antriebskipphebel 38 durch den Mitteldrehzahlschaltstift 57 miteinander verbunden. Während dieser Zeit ist der Mitteldrehzahlschaltstift 57 verschiebbar in dem ersten Durchgangsführungsloch 63 eingepaßt, bis seine Bewegung durch ein Anstoßen des zylindrischen Abschnitts 67a des ersten Halters 67 gegen den scheibenartigen Abschnitt 68a des zweiten Halters 68 begrenzt ist. Wenn sich die erste Hydraulikdruckkammer 62 in dem hydraulikdruck-freigegebenen Zustand befindet, d.h., wenn sich der Mitteldrehzahlschaltstift 57 in seiner entkoppelnden Position befindet, bewirkt das Anlegen eines Hydraulikdrucks auf die zweite Hydraulikdruckkammer 66 ferner, daß der erste Hochdrehzahlschaltstift 58 in eine Richtung bewegt wird, um das Volumen der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 zu vergrößern und daß er dadurch teilweise in das zweite Durchgangsführungsloch 64 eingepaßt wird, wenn sich der erste Antriebskipphebel 38, der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 in Gleitkontakt mit den Basiskreisabschnitten 33a, 34a und 35a der zweiten, dritten und vierten Nocken 33, 34 bzw. 35 befinden. Ein Abschnitt des zweiten Hochdrehzahlschaltstifts 59 wird durch den ersten Hochdrehzahlschaltstift 58 geschoben und dadurch teilweise in das erste Durchgangsführungsloch 63 eingepaßt. Als Folge sind der erste Antriebskipphebel 38, der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 durch die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 miteinander verbunden. In diesem Fall ist die Bewegung der ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 durch den Anschlag des scheibenartigen Abschnitts 68a des zweiten Halters 68 gegen den zylindrischen Abschnitt 67a des ersten Halters 67 begrenzt.
  • In der Kipphebelwelle 36 sind ein erster Öldurchlaß 71 und ein zweiter Öldurchlaß 72 parallel zu der Achse der Kipphebelwelle 36 vorgesehen und voneinander durch eine Trennwand 73 getrennt. In dem ersten freien Kipphebel 37 ist ein Verbindungsdurchlaß 74 vorgesehen, um zu ermöglichen, daß der erste Öldurchlaß 71 ungeachtet des Verschwenkens des ersten freien Kipphebels 37 normalerweise in Verbindung mit der ersten Hydraulikdruckkammer 62 ist. In dem zweiten Antriebskipphebel 40 ist ein Verbindungsdurchlaß 75 vorgesehen, um zu ermöglichen, daß der zweite Öldurchlaß 72 ungeachtet des Verschwenkens des zweiten Antriebskipphebels 40 normalerweise in Verbindung mit der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 ist.
  • Im Niederdrehzahlbetriebsbereich der Maschine sind die Hydraulikdrücke sowohl in dem ersten als auch zweiten Öldurchlaß 71 und 72, d.h. in den ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 freigegeben. Im Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine bleiben die Hydraulikdrücke in dem zweiten Öldurchlaß 72 und der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 gelöst, jedoch ist ein Hydraulikdruck an den ersten Öldurchlaß 71 und der erste Hydraulikdruckkammer 62 angelegt. Im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine ist ein Hydraulikdruck auf den zweiten Öldurchlaß 72 und die zweite Hydraulikdruckkammer 66 dann angelegt, wenn die Hydraulikdrücke in dem ersten Öldurchlaß 71 und der ersten Hydraulikdruckkammer 62 freigegeben worden sind.
  • Wendet man sich Fig. 6 zu, umfaßt ein Betriebsschaltsteuermittel 76 zum Steuern des Anlegens des Hydraulikdrucks an die ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 und des Lösens des Hydraulikdrucks aus den ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 in Abhängigkeit vom Betriebsbereich der Maschine, wie vorstehend beschrieben, erste und zweite Umschaltventile 77 und 78 und erste und zweite Ein-Aus-Magnetventile 79 und 80.
  • Das erste Umschaltventil 77 umfaßt einen Ventilschieber 85, der in einem Gehäuse 84, das an einer Endfläche des Zylinderkopfs 13 angebracht ist und eine Einlaßöffnung 81, eine Auslaßöffnung 82 und eine Entlastungsöffnung 83 aufweist, verschiebbar aufgenommen ist.
  • Das Gehäuse 84 ist mit einer Zylinderbohrung 87 versehen, deren oberes Ende durch eine Kappe 86 verschlossen ist, und der Ventilschieber 85 ist in der Zylinderbohrung 87 verschiebbar aufgenommen, um eine Steuerhydraulikdruckkammer 88 zwischen dem Ventilschieber 85 selbst und der Kappe 86 festzulegen. Ferner ist eine Federkammer 89 zwischen einem unteren Abschnitt des Gehäuses 84 und dem Ventilschieber 85 festgelegt, um zu der Entlastungsöffnung 83 zu führen, und eine Feder 90 ist in der Federkammer 89 untergebracht, um den Ventilschieber 85 nach oben vorzuspannen. Somit ist der Ventilschieber 85 durch die Feder 90 in eine obere Position vorgespannt, um die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 81 und der Auslaßöffnung 82 zu sperren. Wenn ein hoher Hydraulikdruck an der Steuerhydraulikdruckkammer 88 angelegt wird, wird der Ventilschieber 85 durch eine Hydraulikdruckkraft in der Steuerhydraulikdruckkammer 88 in eine untere Position bewegt, um zu ermöglichen, daß die Einlaßöffnung 81 mit der Auslaßöffnung 82 in Verbindung gesetzt wird.
  • Die Einlaßöffnung 81 steht mit einem in dem Zylinderkopf 13 vorgesehenen und mit einer Hydraulikdruckquelle 92 verbundenen Öldurchlaß 91 in Verbindung. Das Gehäuse 84 ist mit einem Steueröldurchlaß 93 versehen, der zu der Einlaßöffnung 81 führt, und das erste Ein-Aus-Magnetventil 79, das an dem Gehäuse 84 angebracht ist, ist zwischen dem Steueröldurchlaß 93 und der Steuerhydraulikdruckkammer 88 angeordnet.
  • Das Gehäuse 84 ist mit einer Öffnung 94 versehen, die ermöglicht, die Einlaßöffnung 81 mit der Auslaßöffnung 82 in Verbindung zu bringen. Selbst wenn sich der Ventilschieber 85 in der oberen Position befindet, in der er die direkte und vollständige Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 81 und der Auslaßöffnung 82 sperrt, stehen die Einlaßöffnung 81 und die Auslaßöffnung 82 über die Öffnung 94 miteinander in Verbindung. Ferner ist das Gehäuse 84 mit einer Öffnung 96 versehen, die ermöglicht, eine ringförmige Ausnehmung 95, die in einer Außenfläche des Ventilschiebers 85 vorgesehen ist, mit der Auslaßöffnung 82 in Verbindung zu bringen, wenn der Ventilschieber 85 in seiner oberen Position ist.
  • Das zweite Umschaltventil 78 ist in dem gleichen Gehäuse 84 vorgesehen wie das erste Umschaltventil 77 und umfaßt einen Ventilschieber 103, der in dem Gehäuse 84, welches eine Einlaßöffnung 99, eine erste Auslaßöffnung 100, eine zweite Auslaßöffnung 101 und eine Entlastungsöffnung 102 aufweist, verschiebbar aufgenommen ist.
  • Das Gehäuse 84 weist ferner eine Zylinderbohrung 105 auf, die in diesem parallel zu der Zylinderbohrung 87 in dem ersten Umschaltventil 77 vorgesehen ist und an ihrem oberen Ende durch eine Kappe 104 verschlossen ist. Der Ventilschieber 103 ist in der Zylinderbohrung 105 verschiebbar aufgenommen, um eine Steuerhydraulikdruckkammer 106 zwischen dem Ventilschieber 103 selbst und der Kappe 104 festzulegen. Ferner ist eine Federkammer 107 zwischen einem unteren Abschnitt des Gehäuses 84 und dem Ventilschieber 103 festgelegt, um zu dem Freigabebereich 102 zu führen, und eine Feder 108 ist in der Federkammer 107 aufgenommen, um den Ventilschieber 103 nach oben vorzuspannen. Folglich ist der Ventilschieber 103 durch die Feder 108 in eine obere Position vorgespannt, um die Einlaßöffnung 99 mit der ersten Auslaßöffnung 100 in Verbindung zu setzen und von der Verbindung mit der zweiten Auslaßöffnung 101 zu trennen. Wenn ein hoher Hydraulikdruck auf die Steuerhydraulikdruckkammer 106 angelegt ist, wird der Ventilschieber 103 durch eine Hydraulikdruckkraft in der Steuerhydraulikdruckkammer 106 in eine untere Position bewegt, um die Einlaßöffnung 99 mit der zweiten Auslaßöffnung 101 in Verbindung zu setzen und die Verbindung mit der ersten Auslaßöffnung 100 zu unterbrechen.
  • Die Einlaßöffnung 99 ist mit der Auslaßöffnung 82 in dem ersten Umschaltventil 77 verbunden. Die erste Auslaßöffnung 100 ist mit dem ersten Öldurchlaß 71 in der Kipphebelwelle 36 verbunden, und die zweite Auslaßöffnung 101 ist mit dem zweiten Öldurchlaß 72 in der Kipphebelwelle 36 verbunden. Das an dem Gehäuse 84 angebrachte zweite Ein-Aus-Magnetventil 80 ist zwischen dem Steueröldurchlaß 93, der in dem Gehäuse 84 vorgesehen ist, und der Steuerhydraulikdruckkammer 106 angeordnet.
  • Das Gehäuse 84 ist auch mit Öffnungen 109 und 110 versehen, um die Einlaßöffnung 99 mit den ersten und zweiten Auslaßöffnungen 100 bzw. 101 in Verbindung zu setzen. Das Gehäuse 84 ist ferner mit einer Öffnung 112 versehen, die ermöglicht, daß eine ringförmige Ausnehmung 111, die in einer Außenfläche des Ventilschiebers 103 vorgesehen ist, mit der zweiten Auslaßöffnung 101 in Verbindung steht, wenn der Ventilschieber 103 in seine oberen Position ist, in der er die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 99 und der zweiten Auslaßöffnung 101 unterbricht und ermöglicht, daß die Einlaßöffnung 99 mit der ersten Auslaßöffnung 100 in Verbindung ist. Der Ventilschieber 103 ist mit einem Durchlaß 113 versehen, der ermöglicht, daß die ringförmige Ausnehmung 111 mit der Entlastungsöffnung 102 in Verbindung steht. Ferner ist das Gehäuse 84 mit einer Öffnung 114 versehen, die ermöglicht, daß die erste Auslaßöffnung 100 mit der Entlastungsöffnung 102 in Verbindung ist, wenn der Ventilschieber 103 in der unteren Position ist, in der er die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 99 und der ersten Auslaßöffnung 100 unterbricht und ermöglicht, daß die Einlaßöffnung 99 mit der zweiten Auslaßöffnung 101 in Verbindung gesetzt wird.
  • Bei einem derartigen Betriebsschaltsteuermittel 76 werden das Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Ein-Aus-Magnetventile 79 und 80 in Abhängigkeit von dem Betriebsbereich der Maschine gesteuert. Noch genauer sind im Niederdrehzahlbetriebsbereich der Maschine beide der ersten und zweiten Ein- Aus-Magnetventile 79 und 80 geschlossen. Somit ist kein Hydraulikdruck auf die Steuerhydraulikdruckkammern 88 und 106 in den ersten und zweiten Umschaltventilen 77 und 78 angelegt und, wie in Fig. 6 gezeigt, befinden sich beide Ventilschieber 85 und 103 in ihren oberen Positionen. Als Folge wird in der Auslaßöffnung 82 des ersten Umschaltventils 77 kein Hydraulikdruck erzeugt, und die ersten und zweiten Öldurchlässe 71 und 72 in der Kipphebelwelle 36 befinden sich in ihren hydraulikdruck-freigegebenen Zuständen. Deshalb sind die ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 in dem Verbindungsschaltmittel 41 ebenfalls in ihren hydraulikdruck-freigegebenen Zuständen, und die Kipphebel 37 bis 40 sind in ihren separat schwenkbaren Zuständen.
  • Im Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine, wie in Fig. 7 gezeigt, ist das erste Ein-Aus-Magnetventil 79 geöffnet und das zweite Ein-Aus-Magnetventil 80 bleibt geschlossen. Dies bewirkt, daß der Ventilschieber 85 in dem ersten Umschaltventil 77 in die untere Pqsition bewegt wird, so daß die Einlaßöffnung 81 mit der Auslaßöffnung 82 in Verbindung gesetzt wird. Auf der anderen Seite befindet sich der Ventilschieber 103 in dem zweiten Umschaltventil 78 in seiner oberen Position, und die Einlaßöffnung 99 steht mit der ersten Auslaßöffnung 100 in Verbindung. Daher wird über den ersten Öldurchlaß 71 ein Hydraulikdruck auf die erste Hydraulikdruckkammer 62 angelegt, wie durch Punktierung in Fig. 7 gezeigt, während sich die zweite Hydraulikdruckkammer 66 in ihrem hydraulikdruck-freigegebenen Zustand befindet. Somit ist der Mitteldrehzahlschaltstift 57 in dem Verbindungsschaltmittel 41 in dem ersten Antriebskipphebel 38 eingepaßt, während der Federmechanismus 60&sub1; zusammengedrückt ist, wodurch der erste freie Kipphebel 37 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 verbunden ist. Auf der anderen Seite bleiben die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 aufgrund der Tatsache, daß die zweite Hydraulikdruckkammer 66 im hydraulikdruck-freigegebenen Zustand ist, in den Entkopplungspositionen, so daß der zweite Antriebskipphebel 40 und der zweite freie Kipphebel 39 relativ zueinander und auch relativ zu dem ersten Antriebskipphebel 38 verschwenkbar sind.
  • Ferner sind im Hochdrehzahlbetriebsbreich der Maschine beide der ersten und zweiten Ein-Aus-Magnetventile 79 und 80 geöffnet, wie in Fig. 8 gezeigt. Dies bewirkt, daß der Ventilschieber 103 in dem zweiten Umschaltventil 78 in die untere Position bewegt wird, so daß die Einlaßöffnung 99 mit der zweiten Auslaßöffnung 101 in Verbindung und von der ersten Auslaßöffnung 100 getrennt ist. Somit wird über den zweiten Öldurchlaß 72 ein Hydraulikdruck an der zweiten Hydraulikdruckkammer 66 angelegt, während der Hydraulikdruck im ersten Öldurchlaß 71, der zu der ersten Hydraulikdruckkammer 62 führt, durch die Verbindung der ersten Auslaßöffnung 100 mit der Entlastungsöffnung 102 über die Öffnung 114 freigegeben ist. Deshalb werden die ersten und zweiten Hochdrehzahlschaltstifte 58 und 59 in dem Verbindungsschaltmittel 41 in betriebsmäßiger Zuordnung zueinander in die Verbindungspositionen bewegt, während der Federmechanismus 60&sub1; zusammengedrückt ist, so daß der erste Hochdrehzahlschaltstift 58 in dem zweiten freien Kipphebel 39 eingepaßt ist und der zweite Hochdrehzahlschaltstift 59 in den ersten Antriebskipphebel 38 gesteckt ist. Der Mitteldrehzahlschaltstift 57 wird durch die Federkraft des Federmechanismus 60&sub1; in seine entkoppelnde Position bewegt. Als Folge sind der erste Antriebskipphebel 38, der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 miteinander verbunden, und lediglich der freie Kipphebel 37 ist in eine gelöste Beziehung zu diesen Kipphebeln 38, 39 und 40 gebracht.
  • Auf diese Weise kann das Verbinden und Trennen einer Kombination der Kipphebel 37 bis 40 in Abhängigkeit von dem Betriebsbereich der Maschine verändert werden. Das Anlegen des Hydraulikdrucks auf die ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 in dem Verbindungsschaltmittel und das Lösen des Hydraulikdrucks aus den ersten und zweiten Hydraulikdruckkammern 62 und 66 in dem Verbindungsschaltmittel wird durch eine Umschaltbetätigung des ersten Umschaltventils 77 in Abhängigkeit von dem Öffnen und Schließen des ersten Magnetventils 79 beim Wechseln der Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereiche der Maschine von einem zu dem anderen gesteuert sowie durch eine Umschaltbetätigung des zweiten Umschaltventils 78 in Abhängigkeit von dem Öffnen und Schließen des zweiten Magnetventils 80 beim Ändern der Mittel- und Hochdrehzahlbetriebsbereiche der Maschine von einem zum anderen. Deshalb ist der Aufbau im Vergleich zu dem Aufbau, bei dem die Umschaltventile mit den ersten und zweiten Öldurchlässen 71 und 72 unabhängig verbunden sind, einfach, und überdies ist es möglich, ein während des Umschaltens auftretendes Nachhinken zu verhindern.
  • Wendet man sich nun den Fig. 1 und 9 zu, umfaßt die auslaßseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 29 eine Nockenwelle 116, die durch die Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine mit einem Untersetzungsverhältnis von 1/2 drehbar angetrieben wird, einen einzelnen Hochdrehzahlnocken 117 und ein Paar von Nieder/Mitteldrehzahlnocken 118, 118, die an der Nockenwelle 116 vorgesehen sind, eine parallel zu der Nockenwelle 116 fest angeordnete Kipphebelwelle 119, einen einzelnen freien Kipphebel 120 und ein Paar von Antriebskipphebeln 121, 121, die an der Kipphebelwelle 119 schwenkbar getragen sind, sowie ein Verbindungsschaltmittel 122, das an den Kipphebeln 120, 121, 121 vorgesehen ist.
  • Die Nockenwelle 116 ist zwischen dem unteren Halter 42 und dem oberen Halter 43 zur Drehung um eine Achse drehbar getragen, und das Paar von Nieder- und Mitteldrehzahlnocken 118, 118 ist auf entgegengesetzten Seiten des Hochdrehzahlnockens 117 angeordnet. Die Kipphebelwelle 119 ist durch den unteren Halter 42 an einer Stelle unter der Nockenwelle 116 fest gehalten und weist eine zu der Nockenwelle 116 parallele Achse auf. An der Kipphebelwelle 119 sind drei Kipphebel zueinander benachbart schwenkbar gehalten, nämlich ein Paar von Antriebskipphebeln 121, 121, die mit einem Paar von Auslaßventilen 22, 22 jeweils unabhängig betriebsmäßig verbunden sind, sowie ein einzelner freier Kipphebel 120, der zwischen den Antriebskipphebeln 121, 121 sandwichartig angeordnet ist.
  • Der freie Kipphebel 120 ist an der Kipphebelwelle 119 derart schwenkbar getragen, daß er sich geringfügig unterhalb der Nockenwelle 116 erstreckt, und ein Nockengleitstück 123 ist an einem oberen Abschnitt des freien Kipphebels 120 benachbart zu dessen oberem Ende fest angebracht, um in Gleitkontakt mit dem Hochdrehzahlnocken 117 zu gelangen. Der freie Kipphebel 120 ist durch einen Totgangmechanismus 45 ähnlich dem vorstehend beschriebenen Totgangmechanismus 45, der in dem Zylinderkopf 13 im wesentlichen unter der Nockenwelle 116 angeordnet ist, in eine Richtung federnd vorgespannt, um das Nockengleitstück 123 in Gleitkontakt mit dem Hochdrehzahlnocken 117 zu bringen.
  • Die Antriebskipphebel 121, 121 sind an der Kipphebelwelle 119 schwenkbar getragen, um sich zu den Auslaßventilen 22, 22 zu erstrecken. Eine Einstellschraube 124 ist in ein oberes Ende jedes der Antriebskipphebel 121, 121 eingeschraubt, um gegen ein oberes Ende des Auslaßventils 22 zu stoßen, so daß ihre vorgeschobene oder zurückgeschobene Position eingestellt werden kann. Deshalb werden die Auslaßventile 22 in Antwort auf die Schwenkbewegung der Antriebskipphebel 121, 121 geöffnet und geschlossen.
  • An den Antriebskipphebeln 121, 121 sind Nockengleitstücke 125, 125 an oberen Flächen von Zwischenabschnitten zwischen Positionen einer betriebsmäßigen Verbindung der Antriebskipphebel 121 mit den Auslaßventilen 22 und der Kipphebelwelle 119 fest angebracht, um jeweils in Gleitkontakt mit den Nieder/Mitteldrehzahlnocken 118, 118 zu gelangen.
  • Das Verbindungsschaltmittel 122 umfaßt einen ersten Schaltstift 127, welcher einen der Antriebskipphebel 121 mit dem freien Kipphebel 120 verbinden kann, einen zweiten Schaltstift 128, der den freien Kipphebel 120 mit dem anderen Antriebskipphebel 121 verbinden kann und der ein Ende aufweist, das gegen den ersten Schaltstift 127 stößt, ein Begrenzungselement 129, das gegen das andere Ende des zweiten Schaltstifts 128 stößt, sowie eine Rückstellfeder 130 zum Vorspannen der Schaltstifte 127 und 128 und des Begrenzungselements 129 in ihre entkoppelnden Positionen.
  • Ein erstes mit Boden versehenes Führungsloch 131 ist in dem einen Antriebskipphebel 121 parallel zu der Kipphebelwelle 119 vorgesehen und zu dem freien Kipphebel 120 hin offen. Der säulenförmige erste Schaltstift 127 ist in dem ersten Führungsloch 131 verschiebbar eingepaßt, und eine Hydraulikdruckkammer 132 ist zwischen einem Ende des ersten Schaltstifts 127 und einem geschlossenen Ende des mit Boden versehenen ersten Führungslochs 131 festgelegt.
  • Ein dem mit Boden versehenen ersten Führungsloch 131 entsprechendes Durchgangsführungsloch 133, das ist in dem freien Kipphebel 120 parallel zu der Kipphebelwelle 119 vorgesehen, um sich zwischen entgegengesetzten Seiten zu erstrecken, und der zweite Schaltstift 128 ist mit einem Ende gegen das andere Ende des ersten Schaltstifts 127 stoßend verschiebbar in dem Durchgangsführungsloch 133 eingepaßt.
  • Ein dem Durchgangsführungsloch 133 entsprechendes, mit Boden versehenes zweites Führungsloch 134 ist in dem anderen Antriebskipphebel 121 parallel zu der Kipphebelwelle 119 vorgesehen und zu dem freien Kipphebel 120 hin offen. Das mit Boden versehene zylindrische Begrenzungselement 129, das gegen das andere Ende des zweiten Schaltstifts 128 grenzt, ist in dem mit Boden versehenen zweiten Führungsloch 134 verschiebbar eingepaßt, und die Rückstellfeder 130 ist zwischen dem Begrenzungselement 129 und einem geschlossenen Ende des zweiten Führungslochs 134 unter Druck vorgesehen. Ein Haltering 135 ist an einer Innenfläche des mit Boden versehenen zweiten Führungslochs 134 eingepaßt, um das Begrenzungselement 129 zu ergreifen, um ein Austreten des Begrenzungselements 129 aus dem mit Boden versehenen zweiten Führungsloch 134 zu verhindern, und ein Öffnungsloch 136 ist in dem geschlossenen Ende des zweiten Führungslochs 134 vorgesehen, um einen Luft- oder Öldruckwiderstand gegenüber der Bewegung des Begrenzungselements 129 zu verhindern.
  • Ein Verbindungsdurchlaß 137 ist in dem einen Antriebskipphebel 121 vorgesehen, um zu der Hydraulikdruckkammer 132 zu führen, und steht normalerweise mit einem Öldurchlaß 138 in Verbindung, der koaxial in der Kipphebelwelle 119 vorgesehen ist.
  • Bei einem derartigen Verbindungsschaltmittel 122 ist der Hydraulikdruck in dem Öldurchlaß 138 in den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen der Maschine freigegeben, und im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine ist ein Hydraulikdruck auf den Öldurchlaß 138 angelegt. Noch genauer befindet sich in den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen der Maschine das Verbindungsschaltmittel 122 in einem entkoppelnden Zustand, und die Kipphebel 120, 121, 121 sind in ihren unabhängig schwenkbaren Zuständen. Folglich wird das Paar von Auslaßventilen 22, 22 durch Schwenkbewegungen der Antriebskipphebel 121, 121 geöffnet und geschlossen, die in Gleitkontakt mit den Nieder- bzw. Mitteldrehzahlnocken 118, 118 sind, wobei die Öffnungs- und Schließmerkmale der Auslaßventile 22, 22 den Profilen der Nieder- bzw. Mitteldrehzahlnocken 118, 118 entsprechen. Im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine bewirkt das Anlegen eines Hydraulikdrucks an den Öldurchlaß 138, daß das Verbindungsschaltmittel 122 betätigt wird, um den freien Kipphebel 120 mit den Antriebskipphebeln 121, 121 zu verbinden, die an dessen entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Somit sind alle Kipphebel 120, 121, 121 miteinander verbunden, so daß die Antriebskipphebel 121, 121 neben dem freien Kipphebel 120 durch den Hochdrehzahlnocken 117 verschwenkt werden, wobei die Öffnungs- und Schließmerkmale der Auslaßventile 22, 22 einem Profil des Hochdrehzahlnockens 117 entsprechen.
  • Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. Wenn sich die Maschine im Niederdrehzahlbetriebsbereich befindet, sind die Kipphebel 37 bis 40 in der einlaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 28 in ihren entkoppelten und relativ schwenkbaren Zuständen, so daß eines der Einlaßventile 20, das mit dem ersten Antriebskipphebel 38 betriebsmäßig verbunden ist, durch den zweiten Nocken 33 mit dem dem Niederdrehzahlbetriebsbereich entsprechenden Profil geöffnet und geschlossen wird, und das andere Einlaßventil 20, das mit dem Kipphebel 40 betriebsmäßig verbunden ist, durch den vierten Nocken 35 mit dem den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen entsprechenden Profil geöffnet und geschlossen wird. In diesem Fall sind die Öffnungs- und Schließmerkmale des einen Einlaßventils 20 durch den Niederdrehzahlnocken 33 so, wie durch eine Kurve A in Fig. 10A gezeigt, und die Betriebsmerkmale des anderen Einlaßventils 20 durch den Nocken 35 sind so, wie durch eine Kurve B in Fig. 10A gezeigt. In der auslaß seitigen Ventilbetätigungsvorrichtung befinden sich die Kipphebel 120, 121 und 121 in ihren entkoppelten und relativ schwenkbaren Zuständen, so daß das Paar von Auslaßventilen 22, 22, das mit den Antriebskipphebeln 121, 121 betriebsmäßig verbunden ist, durch die Nieder/Mitteldrehzahlnocken 118, 118 geöffnet und geschlossen wird, die den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen entsprechenden Profile aufweisen. Deshalb kann im Niederdrehzahlbetriebsbereich das Überlappen von Öffnungszeitpunkten für die Einlaßventile 20, 20 und die Auslaßventile 22, 22 vermindert werden, und das Durchblasen und Zurückblasen des Einlaßgases kann weitgehend verhindert werden, wodurch der mögliche Einlaßgasliefergrad erhöht wird, eine Veringerung des Kraftstoffverbrauchs wird und eine Verbrennungstabilisierung vorgesehen und das Fahrverhalten während des Leerlaufs verbessert wird.
  • Wenn sich die Maschine im Mitteldrehzahlbetriebsbereich befindet, ist der erste freie Kipphebel 37 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 in der einlaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 28 verbunden, während sich der erste Antriebskipphebel 38, der zweite freie Kipphebel 39 und der zweite Antriebskipphebel 40 in ihren entkoppelten und relativ schwenkbaren Zuständen befinden, so daß eines der Einlaßventile 20, das mit dem ersten Antriebskipphebel 38 betriebsmäßig verbunden ist, durch den ersten Nocken 32 mit dem dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich entsprechenden Profil geöffnet und geschlossen wird und das andere Einlaßventil 20, das mit dem zweiten Antriebskipphebel 40 betriebsmäßig verbunden ist, durch den vierten Nocken 35 mit dem den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen entsprechenden Profil geöffnet und geschlossen wird. In diesem Fall sind die Betriebsmerkmale des einen Einlaßventils 20, das durch den Nocken 32 betätigt wird, so, wie durch eine Kurve C in Fig. 10B gezeigt, und die Betriebsmerkmale des anderen Einlaßventils 20 sind so, wie durch eine Kurve B in Fig. 10B gezeigt. In der auslaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 29 bleiben die Kipphebel 120, 121, 121 in ihren entkoppelten und relativ schwenkbaren Zuständen, wobei die Auslaßventile 22, 22 durch die Nieder/Mitteldrehzahlnocken 118, 118 geöffnet und geschlossen werden. Deshalb ist es möglich, eine Verminderung des Ausgangsdrehmoments zu verhindem und den Kraftstoffverbrauch wesentlich zu verringern.
  • Wenn sich die Maschine ferner im Hochdrehzahlbetriebsbereich befindet, sind die ersten und zweiten Antriebskipphebel 38 und 40 in der einlaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 28 mit dem zweiten freien Kipphebel 39 verbunden, so daß die Einlaßventile 20, 20 durch den dritten Nocken 34 mit dem dem Hochdrehzahlbetriebsbereich entsprechenden Profil geöffnet und geschlossen werden. In diesem Fall sind die Betriebsmerkmale von beiden der Einlaßventile 20, 20 so, wie durch eine Kurve D in Fig. 10C gezeigt. In der auslaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 29 sind die Kipphebel 120, 121, 121 miteinander verbunden, so daß die Auslaßventile 22, 22 durch den Hochdrehzahlnocken 117 geöffnet und geschlossen werden. Somit ist es möglich, einen Schließzeitpunkt für die Einlaßventile 20, 20 bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel nach dem Durchgang des Kolbens 14 durch einen unteren Totpunkt zu bestimmen, so daß ein Überdruck des Einlaßgases und der Innendruck des Zylinders 12 einander im wesentlichen gleichen, um die Einlaßgasbefüllungseffizienz zu verbessern und die Leistungsabgabe durch Verwendung eines maximalen Trägheitseffekts beachtlich zu verbessern.
  • In der einlaßseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 28 ist der zweite freie Kipphebel 39, der durch den dritten Nocken 34 verschwenkt wird, im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine in dem Zustand, in dem er mit den ersten und zweiten Antriebskipphebeln 38 und 40, die sich auf entgegengesetzten Seiten von diesen befinden, verbunden wurde. Somit sind lediglich drei Kipphebel 38, 39 und 40 der vier Kipphebel 37 bis 40 verbunden, um die Einlaßventile 20, 20 zu öffnen und zu schließen. Deshalb ist es möglich, die äquivalente Trägheitsmasse im Hochdrehzahlbetriebsbereich derart relativ zu vermindem, daß der erste freie Kipphebel 37 nicht mit den anderen verschwenkt wird, und die Antriebskraft von dem dritten Nocken 34 im wesentlichen gleichmäßig auf die Einlaßventile 20, 20 auszuüben.
  • Im Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine ist der erste Antriebskipphebel 37, der mit dem einen Einlaßventil 20 betriebsmäßig verbunden ist, mit dem ersten freien Kipphebel 38 verbunden, und der zweite Antriebskipphebel 40, der mit dem anderen Einlaßventil 20 betriebsmäßig verbunden ist, wird alleine verschwenkt. Deshalb tragen lediglich drei Kipphebel 37, 38 und 40 der vier Kipphebel 37 bis 40 zum Öffnen und Schließen der Einlaßventile 20, 20 bei und selbst in diesem Fall ist es möglich, die aquivalente Trägheitsmasse aller Kipphebel relativ zu vermindern. Somit ist es möglich, die Federkonstante der Ventilfedern 26, 26 auf einen relativ kleinen Wert einzustellen, was zu einer Erhöhung der Ausgangsleistung und zu einer Verminderung des Kraftstoffverbrauchs beiträgt.
  • Überdies ist der erste freie Kipphebel 37, der durch den ersten Nocken 32 zur Schwenkbewegung angetrieben wird, in dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich mit dem ersten Antriebskipphebel 38 verbunden. Da die Position der betriebsmäßigen Verbindung des Einlaßventils 20 mit dem ersten Antriebskipphebel 38 zu dem ersten freien Kipphebel 37 versetzt ist, kann jedoch die Abweichung der Antriebskraft, die durch den ersten Nocken 32 vorgesehen ist, relativ zu dem Einlaßventil 20 weitgehend verhindert werden, wodurch ein Teilverschleiß der Gleitkontaktflächen des Nockengleitstücks 44, das an dem ersten freien Kipphebel 37 und dem ersten Nocken 32 vorgesehen ist, verhindert wird.
  • Ferner werden die Einlaßventile 20, 20 in den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen mit unterschiedlichen Betriebsmerkmalen geöffnet und geschlossen. Somit ist es möglich, in den Nieder- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen einen Wirbel in der Verbrennungskammer 50 zu erzeugen, wodurch die Verbrennungseffizienz erhöht wird, um eine Verminderung im spezifischen Kraftstoffverbrauch vorzusehen.
  • Die Figuren 11 und 12 stellen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, konkret Modifikationen des Federmechanismus 60&sub1;, wobei Abschnitte oder Komponenten, die jenen in der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
  • Ein an einem ersten Antriebskipphebel 38 vorgesehener Federmechanismus 60&sub2; umfaßt einen ersten Halter 139, der in einem ersten Durchgangsführungsloch 63 benachbart zu dem ersten freien Kipphebel 37 verschiebbar eingepaßt ist, einen in dem ersten Durchgangsführungsloch 63 benachbart zu dem zweiten freien Kipphebel 39 verschiebbar eingepaßten und zu dem ersten Halter 139 hin und von diesem weg bewegbaren zweiten Halter 140 sowie eine zwischen beiden Haltern 139 und 140 unter Druck vorgesehene Rückstellfeder 141.
  • Der erste Halter 139 ist in eine mit Boden versehene zylinderartige Konfiguration mit einem geschlossenen Ende in Gleitkontakt mit einem Mitteldrehzahlschaltstift 57 eingeformt, und der zweite Halter 140 ist in eine mit Boden versehene zylinderartige Konfiguration mit einem geschlossenen Ende in Gleitkontakt mit einem zweiten Hochdrehzahlschaltstift 59 eingeformt. Die ersten und zweiten Halter 139 und 140 sind in dem ersten Durchgangsführungsloch 63 verschiebbar eingepaßt, wobei ihre offenen Enden einander zugewandt sind, und die Rückstellfeder 141 ist zwischen den geschlossenen Enden der Halter 139 und 140 unter Druck vorgesehen.
  • An Außenflächen von offenen Enden der ersten und zweiten Halter 139 und 140 sind jeweils konisch zulaufende Fasen 139a und 140a vorgesehen, um einen ringförmigen Durchlaß 142 zwischen den Fasen selbst und einer Innenfläche des ersten Durchgangsführungslochs 63 festzulegen, wenn die offenen Enden der Halter 139 und 140 in Anschlag gegeneinander gebracht sind, wie in Fig. 12 gezeigt. An den offenen Enden der ersten und zweiten Halter 139 und 140 sind jeweils Kerben 139b und 140b vorgesehen, um durch Zusammenwirken miteinander ein Lüftungsloch 143 festzulegen, das zu dem ringförmigen Durchlaß 142 führt, wenn die offenen Enden der Halter 139 und 140 in Anschlag gegeneinander gebracht sind, wie in Fig. 12 gezeigt. Ferner ist ein Entlüftungsloch 38a' in dem ersten Antriebskipphebel 38 derart vorgesehen, daß es zu dem ringförmigen Durchlaß 142 führt, selbst wenn die ersten und zweiten Halter 139 und 140 in jede Richtung bewegt werden. Folglich kann kein geschlossener Raum zwischen den ersten und zweiten Haltern 139 und 140 vorgesehen werden und die Bewegung der Halter 139 und 140 aufeinander zu und voneinander weg ist weich. Selbst gemäß der zweiten Ausführungsform können alle vorteilhaften Effekte, die denen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind, vorgesehen sein.
  • Die in bezug auf Einlaßventile beschriebene vorliegende Erfindung kann bei einer Ventilbetätigungsvorrichtung für ein Paar von Auslaßventilen verwendet werden.
  • Wie vorstehend erörtert, ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, die Betriebsmerkmale des Paars von Motorventilen durch die vier Kipphebel in Abhängigkeit von den Nieder-, Mittel- und Hochdrehzahlbetriebsbereichen der Maschine zu verändern und überdies die äquivalente Trägerheitsmasse, die verschwenkt wird, relativ zu vermindern, um eine Erhöhung der Ausgangsleistung und eine Verminderung des Kraftstoffverbrauchs durch Verbindung einer erforderlichen Mindestanzahl von Kipphebeln, die aus den vier Kipphebeln gewählt wird, in den Mittel- und Hochdrehzahlbetriebsbereichen vorzusehen.

Claims (8)

1. Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine zum mehrstufigen Verändern von Betriebsmerkmalen eines Paars von Motorventilen (20, 20) in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Nockenwelle (31), die vier Nocken (32-35) mit vier unterschiedlichen Nockenprofilen aufweist, eine Kipphebelwelle (36) mit vier Kipphebeln (37-40), die an dieser nebeneinander schwenkbar angebracht sind, wobei jeder Kipphebel mit einem anderen Nocken in Eingriff ist, um durch den ergriffenen Nocken verschwenkt zu werden, wobei zwei der Kipphebel (38, 40) Antriebskipphebel sind, die mit dem Paar von Motorventilen (20, 20) getrennt in Eingriff sind, um jedes der Ventile in Antwort auf ein Verschwenken des Kipphebels (38, 40), der mit dem Ventil in Eingriff ist, zu betätigen, wobei die vier Kipphebel (37-40) einen zwischen den zwei Antriebskipphebeln (38, 40) angeordneten freien Kipphebel (39) umfassen, sowie Schaltmittel (41), die in den vier Kipphebeln (37-40) vorgesehen sind, um wahlweise einen einer Mehrzahl von Verbindungsmodi der Kipphebel vorzusehen, wobei die Modi Modi umfassen, die einem Niederdrehzahl-, einem Mitteldrehzahl- und einem Hochdrehzahlbetriebsbereich entsprechen, wobei alle vier Kipphebel im Niederdrehzahlbetriebsbereich entkoppelt sind und zwei der Kipphebel im Mitteldrehzahlbetriebsbereich verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Kipphebel (39) mit einem der Nocken (34) in Eingriff ist, der ein dem Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil aufweist, und dadurch, daß das Schaltmittel (41) im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine arbeitet, um die zwei Antriebskipphebel (38, 40) und den freien Kipphebel (39) zum integralen Verschwenken an der Kipphebelwelle (36) in Antwort auf einen Eingriff des freien Kipphebels (39) mit dem einen Nocken (34) miteinander zu verbinden, während der verbleibende eine Kipphebel (37) von den drei Kipphebeln entkoppelt gelassen ist.
2. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der von den drei Kipphebeln entkoppelte, verbleibende Kipphebel (37) im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine mit einem der vier Nocken (32) in Eingriff ist, der ein dem Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil aufweist.
3. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher einer der zwei Antriebskipphebel (38) mit einem der vier Nocken (33) in Eingriff ist, der ein dem Niederdrehzahlbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil aufweist und bei welcher der andere Antriebskipphebel (40) mit dem verbleibenden Nocken (35) in Eingriff ist, der ein einem Nieder/Mittelbetriebsbereich der Maschine entsprechendes Profil aufweist.
4. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der verbleibende Kipphebel (37) benachbart zu dem Antriebskipphebel (38) angeordnet ist, der für den Niederdrehzahlbetriebsbereich mit dem Nocken (33) in Eingriff ist.
5. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Schaltmittel (41) umfaßt: eine zylindrische Bohrung (61, 63, 64, 65) in jedem der Kipphebel (37-40) parallel zu der Kipphebelwelle (36), wobei die zylindrischen Bohrungen in Flucht sind, wenn alle vier Kipphebel (37-40) in einer nicht-arbeitenden Stellung sind, ohne durch die Nocken (32-35) verschwenkt zu werden, Schaltstifte (57-59), die in den zylindrischen Bohrungen (61, 63, 64, 65) verschiebbar angebracht sind, Mittel (62, 66, 71-80 etc.) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikdrucks zu ausgewählten Bohrungen der zylindrischen Bohrungen, um eine selektive Bewegung der Stifte zu bewirken, um die benachbarten Kipphebel für die Niederdrehzahl-, Mitteldrehzahl- und Hochdrehzahlfunktionen der Maschine wahlweise zu verbinden und zu trennen.
6. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher ein Federmittel (60&sub1;, 60&sub2;) in den zylindrischen Bohrungen (63) vorgesehen ist, um die Stifte federnd in Positionen zum Entkoppeln aller Kipphebel zu drücken, wenn der Hydraulikdruck freigegeben ist.
7. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Schaltmittel (41) umfaßt: einen Mitteldrehzahlschaltstift (57), der in dem verbleibenden Kipphebel (37) zum Bewegen in eine Position vorgesehen ist, um im Mitteldrehzahlbetriebsbereich der Maschine den verbleibenden Kipphebel (37) mit einem (38) der zwei Antriebskipphebel (38, 40) zu verbinden, und in eine Position, um in den Niederdrehzahl- und Hochdrehzahlbetriebsbereichen der Maschine den verbleibenden Kipphebel (37) von dem einen Antriebskipphebel (38) zu trennen; einen ersten Hochdrehzahlschaltstift (58), der in dem anderen (40) der zwei Antriebskipphebel (38, 40) vorgesehenen ist, zum Bewegen zwischen einer Position, um im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine den anderen Antriebskipphebel (40) mit dem freien Kipphebel (39) zu verbinden, und einer Position, um in den Niederdrehzahlund Mitteldrehzahlbetriebsbereichen der Maschine den anderen Antriebskipphebel (40) von dem freien Kipphebel zu trennen; sowie einen zweiten Hochdrehzahlschaltstift (59), der mit dem ersten Hochdrehzahlschaltstift (58) betriebsmäßig in Eingriff ist und in dem freien Kipphebel (39) vorgesehen ist zum Bewegen zwischen einer Position, um im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine den freien Kipphebel (39) mit dem einen (38) der zwei Antriebskipphebel (38, 40) zu verbinden, und einer Position, um in den Niederdrehzahl- und Mitteldrehzahlbetriebsbereichen der Maschine den freien Kipphebel (39) von dem einen (38) der zwei Antriebskipphebel (38, 40) zu trennen.
8. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 6 und Anspruch 7, bei welcher der Federmechanismus (60&sub1;, 60&sub2;) an dem einen Antriebskipphebel (38) vorgesehen ist und zwischen dem Mitteldrehzahlschaltstift (57) und dem zweiten Hochdrehzahlschaltstift (59) angeordnet ist, um eine Federkraft auszuüben, um sowohl den Mitteldrehzahlschaltstift (57) als auch die ersten (58) und zweiten (59) Hochdrehzahlschaltstifte in ihre entkoppelnden Positionen vorzuspannen, wobei der Federmechanismus (60&sub1;, 60&sub2;) ermöglicht, daß der Mitteldrehzahlschaltstift (57) in den einen (38) der zwei Antriebskipphebel (38, 40) eingepaßt wird, wenn sich die ersten (58) und zweiten (59) Hochdrehzahlschaltstifte in ihren entkoppelnden Positionen befinden, und ermöglicht, daß der zweite Hochdrehzahlschaltstift (59) in den einen Antriebskipphebel (38) eingepaßt wird, wenn sich der Mitteldrehzahlschaltstift (57) in seiner entkoppelnden Position befindet.
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