专利摘要:
Eine VA-Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfasst ein Paar von VO-Nocken, angeordnet auf beiden Seiten eines Kurbelnockens und aufweisend innere Endflächen, welche einander gegenüberliegen, wobei die inneren Endflächen zwischen diesen einen ringförmigen Abschnitt des Kurbelarms aufweisen, welcher in einer Sandwich-Weise, ausgehend von der Axialrichtung einer Antriebswelle, gelagert ist.
公开号:DE102004026821A1
申请号:DE102004026821
申请日:2004-06-02
公开日:2005-01-13
发明作者:Mikihiro Atsugi Kajiura;Makoto Atsugi Nakamura
申请人:Hitachi Unisia Automotive Ltd;
IPC主号:F01L1-26
专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung (VA-Vorrichtung)für einen Verbrennungsmotorund insbesondere eine Verbesserung bei einer Positionierung einerKurbelwelle.
[0002] Typischerweiseumfasst eine VA-Vorrichtung füreinen Verbrennungsmotor, angepasst an den Motor mit zwei Einlassventilenpro Zylinder, eine Antriebswelle, welche sich synchron mit einerKurbelwelle dreht, einen Kurbelnocken, angeordnet an dem Außenumfangder Antriebswelle und aufweisend eine Achse, welche exzentrischmit einer Achse der Antriebswelle ist, und zwei zylindrische Nockenwellen,welche in Koaxialrichtung drehbar angeordnet sind an dem Außenumfangder Antriebswelle.
[0003] DieNockenwellen haben ein Paar von Ventilbetätigungsnocken (VO-Nocken),welche mit dem Außenumfangintegriert sind, so dass sie einem Paar von Einlassventilen entsprechen.Ein Drehmoment des Kurbelnockens wird übertragen zu den VO-Nockendurch eine Übertragungsvorrichtungoder ein Mehrknotengestänge,wobei die Einlassventile durch Ventilstößel geöffnet/geschlossen werden.
[0004] Die Übertragungsvorrichtungumfasst einen Kipphebel, angeordnet über den VO-Nocken und schwenkbargelagert auf einer Steuerwelle durch einen Steuernocken, wobei einKurbelarm an einem Ende einen kreisförmigen Abschnitt aufweist,welcher drehbar verbunden ist mit dem Kurbelnocken, und an einemanderen Ende einen Vorsprung aufweist, welcher drehbar verbundenist mit einem ersten Arm des Kipphebels zwischen zwei Gabelungsabschnittendurch einen Stift, und wobei ein Paar von Verbindungsstangen jeweilsein erstes Ende aufweist, welches drehbar verbunden ist mit einementsprechenden Gabelabschnitt von zwei Gabelabschnitten eines zweitenArms des Kipphebels durch einen Stift, und ein zweites Ende aufweisen,welches drehbar verbunden ist mit einer Nockennase des VO-Nockens.
[0005] DieVO-Nocken sind symmetrisch bezüglich desKurbelnockens (Kurbelarm) angeordnet und werden gleichzeitig geschwenktdurch den zweiten Gabelarm zum Verhindern eines Auftretens von Änderungendes Öffnungs-/Schließhubs derEinlassventile.
[0006] Beider obigen VA-Vorrichtung werden aufgrund der Tatsache, dass eine Übertragungeines Drehmoments des Kurbelnockens zu den VO-Nocken ausgeführt wirddurch das Mehrknotengestänge miteinem Kurbelarm, einem Kipphebel und einer Verbindungsstange, verschiedeneKomponenten des Mehrknotengestängesmit einem Motorbetrieb stark betätigt.Daher sind hohe Maß-und Positionsgenauigkeiten der Komponenten erforderlich, um einAuftreten von Verschleiß dieserKomponenten und daraus entstehende Betriebsgeräusche einzuschränken.
[0007] Beidem Kurbelarm des Mehrknotengestängesist insbesondere der Vorsprung eines anderen Endes angeordnet zwischenden beiden Gabelungsabschnitten des ersten Arms des Kipphebels,um eine Axialbewegung zu beschränken,mit einer verhältnismäßig hohenPositioniergenauigkeit. Hingegen hat der kreisförmige Abschnitt von einem Ende, welcherdarin den Kurbelnocken gleitfähighält, keine Einschränkung bezüglich einerBewegung in der Axialrichtung der Antriebswelle, wobei die Möglichkeit einerErzeugung einer leichten Bewegung in der Axialrichtung davon vorhandenist. Ferner kann der Kurbelarm in seiner Gesamtheit leicht geneigtwerden in der Axialrichtung der Antriebswelle, was zu einem Flatterndavon führt.Dies erzeugt eine partielle Einseitenkollision insbesondere zwischender Innenumfangsflächedes kreisförmigenAbschnitts des Kurbelarms und der Außenumfangsfläche desKurbelarms, was leicht zu einem Auftreten eines lokalen Verschleißes desKurbelarms und des Kurbelnockens und somit zu einer Verringerungder Lebensdauer davon führenkann.
[0008] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine VA-Vorrichtung für einenVerbrennungsmotor zu schaffen, welche beiträgt zu einer Verbesserung derLebensdauer der Vorrichtung, ohne irgendeinen lokalen Verschleiß der Bauelementeaufzuweisen.
[0009] Dievorliegende Erfindung liefert generell eine Ventilbetätigungsvorrichtung(VA-Vorrichtung) füreinen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Antriebswelle, welche einDrehmoment des Motors empfängt;einen Kurbelnocken, welcher ein Drehmoment der Antriebswelle empfängt, wobeider Kurbelnocken eine Achse aufweist, welche exzentrisch mit einerAchse der Antriebswelle ist; einen Kurbelarm, umfassend einen ringförmigen Abschnittzum drehfähigenHalten des Kurbelnockens, wobei der Kurbelarm das Drehmoment desKurbelnockens umwandelt in eine Hin-und-Her-Kraft; einen Kipphebel, welcher schwenktdurch eine Antriebskraft, abgeleitet aus dem Kurbelarm; und einPaar von Ventilbetätigungsnocken(VO-Nocken), welche schwenkbar gelagert sind auf der Antriebswelle,wobei die VO-Nocken schwenken durch eine Kippkraft, abgeleitet vondem Kipphebel, um Motorventile anzutreiben, wobei die VO-Nockenangeordnet sind auf beiden Enden des Kurbelnockens, wobei die VO-NockenInnenendflächen,welche einander gegenüberliegen,aufweisen, wobei die Innenendflächenzwischen diesen den ringförmigenAbschnitt des Kurbelarms aufweisen, welcher weg von einer Axialrichtungder Antriebswelle sandwichartig gelagert ist.
[0010] Dieanderen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen ausder nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegendeZeichnung deutlich hervor; es zeigt:
[0011] 1 eine Querschnittsansichteiner VA-Vorrichtung füreinen Verbrennungsmotor, welche die vorliegende Erfindung verkörpert;
[0012] 2 eine Seitenansicht, teilweisein Schnittdarstellung, der VA-Vorrichtung;
[0013] 3 eine Draufsicht der VA-Vorrichtung;
[0014] 4 eine perspektivische Ansichtder VA-Vorrichtung;
[0015] 5 eine Ansicht ähnlich 4, welche die VA-Vorrichtungdarstellt;
[0016] 6 eine Vorderansicht derVA-Vorrichtung;
[0017] 7A eine schematische Ansichtzur Erläuterungeiner Schließbetätigung einesEingangsventils währendeiner Minimalhubsteuerung der VA-Vorrichtung;
[0018] 7B eine Ansicht ähnlich 7A zur Erläuterungeiner Öffnungsbetätigung desEinlassventils währendeiner Minimalhubsteuerung der VA-Vorrichtung;
[0019] 8A eine Ansicht ähnlich 7B zur Erläuterungeiner Schließbetätigung einesEinlassventils währendeiner Maximalhubsteuerung der VA-Vorrichtung;
[0020] 8B eine Ansicht ähnlich 8A zur Erläuterungeiner Öffnungsbetätigung desEinlassventils währendeiner Maximalhubsteuerung der VA-Vorrichtung;
[0021] 9 eine Ansicht ähnlich 1, welche ein zweites Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung darstellt;
[0022] 10 eine Ansicht ähnlich 2, welche ein drittes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung darstellt;
[0023] 11 eine Ansicht ähnlich 5, welche die VA-Vorrichtungin 10 darstellt;
[0024] 12 eine Ansicht ähnlich 11, welche die VA-Vorrichtung in 10 darstellt;
[0025] 13 eine Ansicht ähnlich 9, welche die VA-Vorrichtung in 10 darstellt;
[0026] 14 eine Ansicht ähnlich 12, welche die VA-Vorrichtung in 10 darstellt;
[0027] 15 eine Ansicht ähnlich 6, welche die VA-Vorrichtungin 10 darstellt;
[0028] 16A eine Ansicht ähnlich 8B zur Erläuterungeiner Schließbetätigung einesEinlassventils währendeiner Minimalhubsteuerung der VA-Vorrichtung in 10;
[0029] 16B eine Ansicht ähnlich 16A zur Erläuterungeiner Öffnungsbetätigung desEinlassventils währendeiner Minimalhubsteuerung der VA-Vorrichtung in 10;
[0030] 17A eine Ansicht ähnlich 16B zur Erläuterungeiner Schließbetätigung einesEinlassventils währendeiner Maximalhubsteuerung der VA-Vorrichtung in 10; und
[0031] 17B eine Ansicht ähnlich 17A zur Erläuterungeiner Öffnungsbetätigung desEinlassventils währendeiner Maximalhubsteuerung der VA-Vorrichtung in 10.
[0032] UnterBezugnahme auf die Zeichnung erfolgt eine Beschreibung einer VA-Vorrichtungfür einen Verbrennungsmotor,welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei den veranschaulichendenAusführungsbeispielenist die VA-Vorrichtung angewandt auf einen Verbrennungsmotor mitzwei Einlassventilen pro Zylinder und einer Änderungsvorrichtung zum Ändern desHubbetrags der Einlassventile in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen.
[0033] In 1–5 istdas erste Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung dargestellt. Die VA-Vorrichtung umfasst einPaar von Einlassventilen 2, welche gleitfähig vorgesehensind an einem Zylinderkopf 1 durch Ventilführungen,welche nicht dargestellt sind, eine hohle Antriebswelle 3,angeordnet in der Motorlängsrichtung,einen Kurbelnocken 4, befestigt an einer Antriebswelle 3 ineiner vorbestimmten Position, ein Paar von VO-Nocken 5,gleitfähiggelagert auf einer Antriebswelle 3 und symmetrisch bezüglich einemKurbelnocken 4 angeordnet, und zum Öffnen/Schließen vonEinlassventilen 2 durch Ventilstößel 6, eine Übertragungsvorrichtung 7,verbunden zwischen einem Kurbelnocken 4 und VO-Nocken 5 zum Übertrageneines Drehmoments eines Kurbelnockens 4 auf VO-Nocken 5 alsihre Schwenkkraft oder Ventilöffnungskraft,und eine Steuervorrichtung 8 zum Ändern der Betriebspositioneiner Übertragungsvorrichtung 7.
[0034] Wiedargestellt in 2, istjedes Einlassventil 2 vorgespannt in der Schließrichtungdurch eine Ventilfeder 9, angeordnet zwischen dem Boden einerannäherndzylindrischen Bohrung, angeordnet in einem oberen Ende eines Zylinderkopfs 1,und einem Federteller, angeordnet an einem oberen Ende eines Ventilschafts.
[0035] EineAntriebswelle 3 ist längsder Motorlängsrichtungangeordnet, und ihre beiden Enden sind drehbar gelagert durch Lager 24,angeordnet in einem oberen Abschnitt eines Zylinderkopfs 1.Eine Antriebswelle 3 empfängt ein Drehmoment von einer Motorkurbelwelledurch ein an einem Ende angeordnetes angetriebenes Kettenrad, eineum das angetriebene Kettenrad geführte Steuerkette und Ähnliches,nicht dargestellt. Eine Antriebswelle 3 wird im Uhrzeigersinngedreht, betrachtet in 2.Bezugnehmend auf 1 sindLager 24 außerhalbvon Einlassventilen 2 angeordnet, und jedes umfasst eine Basis 24a,integriert mit dem oberen Ende eines Zylinderkopfs 1 undaufweisend in der Mitte eine halbkreisförmige Lagervertiefung und eineHalterung 24b, angeordnet auf einer Basis 24a undaufweisend in der Mitte eine halbkreisförmige Vertiefung, welche zu sammenwirktmit der Lagervertiefung einer Basis 24a, um eine Antriebswelle 3 zutragen. Halterungen 24b sind befestigt an Basen 24a jeweilsdurch Schrauben 25, 26.
[0036] Bezugnehmendauf 2 und 5 ist ein Kurbelnocken 4 miteiner im wesentlichen scheibenartigen Form integriert mit einerAntriebswelle 3 und hat einen Mitte-Y-Versatz bezüglich einerAchse X einer Antriebswelle 3 und eine Außenumfangsfläche 4a, ausgebildetmit einem Nockenprofil eines Exzenterkreises.
[0037] Bezugnehmendauf 2 sind beide VO-Nocken 5 annähernd ähnlich einemRegentropfen ausgebildet und haben ein Basisende 5a, welchesderart gestaltet ist, dass es um eine Achse X einer Antriebswelle 3 durcheine Nockenwelle schwenkt, und eine auf der Unterseite ausgebildete Nockenfläche 5b.Eine Nockenfläche 5b umfasst eineBasiskreisflächeauf der Seite eines Basisendes 5a, eine Rampenfläche, welchesich kreisförmigerstreckt von der Basiskreisflächezu einer Nockennase 5c, und eine Hubfläche, welche sich von der Rampenfläche zu eineroberen Flächemit einem Maximalhub, angeordnet an einem Vorderende einer Nockennase 5c,erstreckt. Die Basiskreisfläche,die Rampenfläche,die Hubflächeund die obere Fläche bildeneinen Kontakt mit vorbestimmten Punkten der oberen Fläche einesVentilstößels 6 in Übereinstimmungmit der Schwenkposition eines VO-Nockens 5.
[0038] Bezugnehmendauf 2 umfasst ein Basisende 5a einesVO-Nockens 5 eineobere und eine untere Teilung 5d, 5e, erhaltenbezüglicheiner Antriebswelle 3 und verbunden durch Schrauben 23 von derVertikalrichtung. Im verbundenen Zustand haben die obere und dieuntere Teilung 5d, 5e halbkreisförmige Innenflächen, ausgebildetauf zylindrischen Gleitflächen 5f,welche in Gleitkontakt sind mit der Außenumfangsfläche einerAntriebswelle 3.
[0039] Bezugnehmendauf 4 und 5 umfasst eine Übertragungsvorrichtung 7 einenKipphebel 10, angeordnet über einer Antriebswelle 3,einen Kurbelarm 11 zum Verbinden eines ersten Arms 10a eines Kipphebels 10 miteinem Kurbelnocken 4 und ein Paar von Verbindungsstangen 12 zumVerbinden eines zweiten Arms 10b eines Kipphebels 10 mit VO-Nocken 5.
[0040] EinKipphebel 10 hat in der Mitte eine zylindrische Basis miteinem Tragloch 10c, dadurch ausgebildet von der Lateralrichtung,wie dargestellt in 2,und durch welches ein Kipphebel 10 schwenkbar gelagertist durch einen Steuernocken 17, wie unten beschrieben.Bezugnehmend auf 3 hatein erster Arm 10a, welcher sich von einer Radialseite derzylindrischen Basis erstreckt, in der Mitte eine Vertiefung 10d,um zwei zugewandte Abschnitte zu liefern, wohingegen ein zweiterArm 10b, welcher sich erstreckt ausgehend von einer anderenRadialseite der zylindrischen Basis, zwei Gabelabschnitte entsprechendzwei VO-Nocken 5 aufweist. Zweite Gabelabschnitte 10b sindsymmetrisch bezüglichder zylindrischen Basis angeordnet, wobei sie jeweils an einem vorderenEnde ein Stiftloch 10d aufweisen, welches dadurch hindurchausgebildet ist zum Aufnehmen eines Stifts 10 zum Verbindeneines zweiten Arms 10b mit einem ersten Ende 12a einerVerbindungsstange 12. Zweite Gabelarme 10b dienenzum Übertrageneiner Kippkraft auf VO-Nocken 5 durch Verbindungsstangen 12 vonoben in der Richtung der Schwerkraft. Ferner hat ein Kipphebel 10 eineUnterseite 10e, welche einem Kurbelnocken 4 zugewandt istund eine konkav gewölbteFlächeals Ganzes umfasst.
[0041] Bezugnehmendauf 2 und 5, umfasst ein Kurbelarm 11 aneinem Ende einen ringförmigenAbschnitt 11a mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser und an einemanderen Ende eine Verlängerung 11b,angeordnet in einer vorbestimmten Position der Außenumfangsfläche einesringförmigenAbschnitts 11a. Ein ringförmiger Abschnitt 11a hatin der Mitte ein Eingriffsloch 11c, in welches eine Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 drehbar eingreift. Eine Verlängerung 11b istin Eingriff mit einer Vertiefung 10d eines ersten Arms 10a einesKipphebels 10 und ist drehbar verbunden mit einem ersten Arm 10a durcheinen Stift 13, angeordnet durch ein in Axialrichtung ausgebildetesStiftloch 11d. Ein ringförmiger Abschnitt 11a hateine etwas größere Dicke bzw.Breite in Axialrichtung einer Antriebswelle 3 als ein Kurbelnocken 4,so dass ein Halten eines Kurbelnockens 4 auf der Innenseiteeines ringförmigenAbschnitts 11a gewährleistetist.
[0042] Bezugnehmendauf 4 ist eine Verbindungsstange 12 durchPressen bzw. Stanzen derart ausgebildet, dass sie einen im wesentlichenC-förmigenQuerschnitt aufweist, und hat in der Nähe von jedem Ende 12a, 12b zweizugewandte Plattenabschnitte, ausgebildet mit einem Stiftloch 12c, 12d. Angeordnetdurch Stiftlöcher 12c, 12d sindein Stift 14 zum drehbaren Verbinden eines Endes 12a miteinem zweiten Arm 10b eines Kipphebels 10 undein Stift 15 zum drehbaren Verbinden eines Endes 12b miteiner Nockennase 5c eines VO-Nockens 5.
[0043] Bezugnehmendauf 4 und 5 umfasst eine Steuervorrichtung 8 eineSteuerwelle 16, drehbar gelagert auf einem Lager, nichtdargestellt, angeordnet übereinen Zylinderkopf 1, und einen Steuernocken 17,befestigt am Außenumfangeiner Steuerwelle 16, um einen Kippdrehpunkt eines Kipphebels 10 zubilden.
[0044] EineSteuerwelle 16 ist parallel zu einer Antriebswelle 3 angeordnet,so dass sie längsin der Motorlängsrichtungverläuft,und wird in Drehung innerhalb eines vorbestimmten Drehwinkels durcheine Getriebevorrichtung durch einen elektrischen Aktuator odereinen DC-Motor, nicht dargestellt, angeordnet an einem Ende, gesteuert.Ein Steuernocken 17 ist von zylindrischer Form und hateine Achse P1, welche um einen Betrag des Dickenabschnitts bezüglich einerAchse P2 einer Steuerwelle 16 versetzt ist.
[0045] Derelektrische Aktuator wird angetrieben durch ein Steuersignal einerelektrischen Steuereinheit (ECU), nicht dargestellt, zum Bestimmender Motorbetriebszustände.Die ECU umfasst einen Mikrocomputer und bestimmt durch Berechnenund ÄhnlichesMotorbetriebszuständein Übereinstimmungmit Erfassungssignalen von verschiedenen Sensoren, wie etwa einemKurbelwinkelsensor, einem Luftdurchflussmesser, einem Kühlmitteltemperatursensorund einem Potentiometer zum Erfassen der Drehposition einer Steuerwelle 16,wobei ein Steuersignal an den elektrischen Aktuator geliefert wird.
[0046] Bezugnehmendauf 1 sind zylindrische Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b integriertmit VO-Nocken 5 auf den Endflächen gegenüber liegend zu Basisenden 5a,das heißt,an Lochkanten von Gleitflächen 5f.Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b habeneine Gesamtaxiallängeeinschließlicheiner Längevon Basisenden 5a, welche sich erstrecken ausgehend vonden gegenüberliegenden Flächen vonLagern 24 zu der Nachbarschaft von beiden Axialseitenflächen einesringförmigenAbschnitts 11a eines Kurbelarms 11, wobei einringförmigerAbschnitt 11a in einer derartigen weise gelagert ist, dasser gehalten wird durch gegenüberliegende innere Endflächenvon gegenüberliegenden inneren Verlängerungen 27a, 28a.Hingegen schlagen die äußeren Endflächen vonVerlängerungen 27b, 28b gegendie gegenüberliegendenFlächenvon Lagern 24 an. So ist ein ringförmiger Abschnitt 11a ineiner freien Bewegung in Axialrichtung durch Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b durchLager 24 beschränkt.
[0047] EinSchmierölzufuhrkreisist angeordnet zum Ausführeneiner Schmierung zwischen einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 und der Innenumfangsfläche eines Eingriffslochs 11c eines Kurbelarms 11 undzwischen der Außenumfangsfläche einesSteuernockens 17 und der Innenumfangsfläche eines Traglochs 10c einesKipphebels 10.
[0048] Genauerumfasst, wie dargestellt in 1 und 2, der Schmierölzufuhrkreiseinen ersten Ölkanal 18,ausgebildet durch eine Antriebswelle 3 in Axialrichtung,einen ersten Kommunikationskanal 19, ausgebildet durcheinen Kurbelnocken 4 in Radialrichtung zum Liefern einerFluidkommunikation zwischen einem ersten Ölkanal 18, einer Außenumfangsfläche 4a desKurbelnockens 4 und einem Eingriffsloch 11c einesKurbelarms 11, einen zweiten Ölkanal 20, ausgebildetdurch eine Steuerwelle 16 in Axialrichtung, ein diametralesLoch 21, ausgebildet durch eine Steuerwelle 16 inDiametralrichtung zum Kommunizieren mit einem zweiten Ölkanal 20,und einen zweiten Kommunikationskanal 22, ausgebildet durcheinen dicken Abschnitt eines Steuernockens 17 in Radialrichtungzum Liefern einer Fluidkommunikation zwischen einem diametralenLoch 21, der Innenflächeeines Traglochs 10c eines Kipphebels 10 und einerAußenfläche einesSteuernockens 17.
[0049] Schmieröl wird eingeführt in einenersten Ölkanal 18 ausgehendvon einem Ölschacht,angeordnet in einem Zylinderkopf 1, über einen Öleinführkanal 30, ausgebildetdurch ein Lager 24, und ein Ölloch 31, ausgebildetdurch eine Umfangswand einer Antriebswelle 3 in Radialrichtung.Schmierölwird ferner eingeführtin einen zweiten Ölkanal 20,ausgehend von dem Ölschacht über einen Öleinführkanal, ausgebildetdurch ein Lager, nicht dargestellt, und ein Ölloch, ausgebildet durch eineKurbelwelle in Radialrichtung.
[0050] Eserfolgt eine kurze Beschreibung eines Betriebs der Änderungsvorrichtungdes ersten Ausführungsbeispiels.Währendeiner Niedrighubsteuerung wird eine Steuerwelle 16 in einerRichtung gedreht durch den elektrischen Aktuator in Übereinstimmung miteinem Steuersignal der ECU. So wird, wie dargestellt in 7A und 7B, der dicke Abschnitt eines Steuernockens 17 nachrechts gedreht, betrachtet in 7A und 7B, bezüglich einer Steuerwelle 16,wobei ein Steuernocken 17 in dieser Drehwinkelposition gehaltenwird. Dabei wird ein zweiter Arm 10b eines Kipphebels 10 nachoben gedreht, so dass eine Nockennase 5c eines VO-Nockens 5 zwangsweise hochgezogen wirddurch eine Verbindungsstange 12, wobei ein VO-Nocken 5 inseiner Gesamtheit gehalten wird in einer Uhrzeigersinn-Drehposition, wiedargestellt in 7A.
[0051] Wiein 7B dargestellt, wird,wenn eine Drehung eines Kurbelnockens 4 einen Kurbelarm 11 zumHochziehen eines ersten Arms 10a eines Kipphebels 10 drängt, einentsprechender Hubbetrag übertragenzu einem VO-Nocken 5 und einem Ventilstößel 6 durch eine Verbindungsstange 12.So ist der Hubbetrag ausreichend klein.
[0052] Diesführt zueinem kleinen Ventilhubbetrag L1 und einer verzögerten Öffnungszeit von Einlassventilen 2,wobei eine Ventilüberschneidungmit den Auslassventilen verringert wird und somit eine Verbesserungim Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch und eine stabile Motordrehungbeispielsweise im Niederlastbereich erhalten wird.
[0053] Hingegenwird währendeiner Hochhubsteuerung eine Steuerwelle 16 gedreht in eineranderen Richtung durch den elektrischen Aktuator in Übereinstimmungmit einem Steuersignal der ECU. So dreht, wie dargestellt in 8A und 8B, eine Steuerwelle 16 einenSteuernocken 17 hinauf bis zu einer vorbestimmten Drehwinkelposition,so dass der dicke Abschnitt nach unten bewegt wird. Dabei wird einzweiter Arm 10b eines Kipphebels 10 nach untengedreht, so dass eine Nockennase 5c eines VO-Nockens 5 nachunten gedrücktwird durch eine Verbindungsstange 12, wobei ein VO-Nocken 5 inseiner Gesamtheit in einer Uhrzeigersinn-Drehposition gehalten wird,wie dargestellt in 8B.
[0054] Daherwird die Kontaktposition einer Nockenfläche 5b eines VO-Nockens 5 bezüglich der oberenFlächeeines Ventilstößels 6 aufdie bzw. der Seite einer Nockennase 5c bewegt. Wie in 8B dargestellt, ist, wenneine Drehung eines Kurbelnockens 4 einen Kurbelarm 11 zumHochziehen eines ersten Arms 10a eines Kipphebels 10 drängt, einentsprechender Hubbetrag groß bezüglich einesVentilstößels 6.
[0055] Diesführt zueinem großenVentilhubbetrag L2 und einer verzögerten Schließzeit vonEinlassventilen 2, so dass eine Verbesserung im Hinblickauf eine Einlassladeeffizienz beispielsweise im Hochlastbereichund eine ausreichende Motorausgangsleistung erhalten wird.
[0056] Fernerhat beim ersten Ausführungsbeispiel einKurbelarm 11 eine Verlängerung 11b,welche in einer Vertiefung 10d eines ersten Arms 10a eines Kipphebels 10 gehaltenwird, so dass eine eingeschränkteSeite-Seite-Bewegung vorliegt, und einen ringförmigen Abschnitt 11a,gelagert durch Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b vonVO-Nocken 5 im Sandwich-Zustand, das heißt, in demZustand eines Erzeugens von keinerlei Nachteil bzw. Unannehmlichkeitim Hinblick auf eine Betätigungeines Kurbelarms 11 und von VO-Nocken 5 mit einereingeschränktenfreien Axialbewegung. Folglich wird ein Kurbelarm 11 amKippen gehindert, wobei ein Auftreten einer partiellen Einseitenkollisionzwischen der Innenumfangsflächeeines Eingriffsloch 11c eines ringförmigen Abschnitts 11a einesKurbelarms 11 und einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 verhindert wird.
[0057] Daherwird ein Auftreten eines Verschleißes der Innenumfangsfläche einesEingriffslochs 11c und einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 verhindert, welcher zu einer Verringerungder Lebensdauer davon führt.
[0058] Alsnächsteswird ein Betrieb des Schmierölzufuhrkreisesbei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.Bezugnehmend auf 1 und 2 wird während eines Motorbetriebs Schmieröl, welchesin einen ersten Ölkanal 18 fließt, zugeführt zu einem erstenGleitzwischenraum C1 zwischen der Innenumfangsfläche eines Eingriffslochs 11c undeiner Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 durch einen ersten Kommunikationskanal 19.So wird eine Zwangsschmierung ausgeführt zwischen der Innenumfangsfläche einesEingriffslochs 11c und einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4, wobei eine verbesserte Schmierleistungzwischen diesen erhalten wird.
[0059] Daherkann in Kombination mit einer Einschränkbetätigung einer freien Seite-Seite-Bewegungeines ringförmigenAbschnitts 11a eines Kurbelarms 11 ein Verschleiß einesringförmigenAbschnitts 11a und eines Kurbelnockens 4 wirksamverhindert werden.
[0060] Fernerwird Schmieröl,welches aus einem Gleitzwischenraum C1 zwischen der Innenumfangsfläche einesEingriffslochs 11c und einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 fließt,ebenfalls zugeführtzwischen die Außenflächen einesringförmigenAbschnitts 11a und die gegenüberliegenden Enden von Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b vonVO-Nocken 5, wobei eine verbesserte Schmierleistung zwischendiesen erhalten wird.
[0061] Fernertropft Schmieröl,welches zu den gegenüberliegendenEnden von Verlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b zugeführt wird,auf die oberen Flächen vonVentilstößeln 6,so dass eine verbesserte Schmierleistung zwischen den oberen Flächen von VO-Nocken 5 undVentilstößeln 6 erhaltenwird.
[0062] Hingegenwird Schmieröl,welches in einen zweiten Ölkanal 20 fließt, zugeführt zu einemzweiten Gleitzwischenraum C2 zwischen der Innenfläche einesTraglochs 10c und der Außenfläche eines Steuernockens 17 durchein diametrales Loch 21 und ein zweites Kommunikationsloch 22.Daher wird eine Zwangsschmierung durchgeführt zwischen einem Steuernocken 17 undeinem Kipphebel 10.
[0063] Beidem ersten Ausführungsbeispielhaben VO-Nocken 5 Basisenden 5a, jeweils geteiltausgebildet, was eine Integration einer Antriebswelle 3 und einesKurbelnockens 4 ermöglicht.
[0064] Genauersollte, wenn Basisenden 5a von VO-Nocken 5 jeweilsnicht geteilt ausgebildet sind, eine Montage von verschiedenen Bauteilenfür jeden Zylinderderart ausgeführtwerden, dass VO-Nocken 5 in Eingriff gebracht werden miteiner Antriebswelle 3 ausgehend von beiden Enden längs derAxialrichtung, dann wird ein Kurbelnocken 4, welcher einseparates und von einer Antriebswelle 3 verschiedenes Elementist, daran befestigt durch einen Stift oder Ähnliches, was einen sehr kompliziertenMontageschritt erfordert. Hingegen können bei dem ersten Ausführungsbeispielinfolge einer geteilten Ausbildung von Basisenden 5a VO-Nocken 5 montiertwerden von der Radialrichtung einer Antriebswelle 3, selbstwenn ein Kurbelnocken 4 zuvor mit einer Antriebswelle 3 integriertwurde.
[0065] Daherkann eine Integration einer Antriebswelle 3 mit einem Kurbelnocken 4 erhaltenwerden, was zu einem verbesserten Montageschritt insgesamt führt.
[0066] Fernerist der Axialvorstehbereich bzw. Durchmesser einer integriertenAntriebswelle 3 und eines Kurbelnockens 4 kleinerals der Innendurchmesser eines Eingriffslochs 11c einesKurbelarms 11, so dass selbst dann, wenn eine Antriebswelle 3 undein Kurbelarm 11 miteinander integriert sind, eine Montageeines Kurbelarms 11 auf einer Außenumfangsfläche 4a einesKurbelnockens 4 erfolgen kann, und anschließend VO-Nocken 5 daranvon der Radialrichtung montiert werden können. Dies führt zu einerhervorragenden Montagefähigkeitvon derartigen Elementen, so dass eine Verbesserung im Hinblick aufdie Montageeffizienz erreicht wird.
[0067] Bezugnehmendauf 5 ist ein zweites Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung dargestellt, welches im wesentlichengleich dem ersten Ausführungsbeispielist, mit Ausnahme von Zwischenraum-Einstellplättchen 32-34, welcheangeordnet zwischen Innenverlängerungen 27a, 28a von VO-Nocken 5 undbeiden Seitenflächeneines ringförmigenAbschnitts 11a und einer rechten Außenverlängerung 28b und derInnenseite eines rechten Lagers 24.
[0068] Einstellplättchen 32-34 habenverschiedene Axiallängen.Innere Einstellplättchen 32, 33 sindvon kleinerer Axiallängeund von einer annäherndkreisartigen Form, wohingegen ein äußeres Einstellplättchen 34 vonlängererAxiallängeist und eine zylindrische Form aufweist.
[0069] Eineselektive Anordnung von Einstellplättchen 32-34 mit verschiedenenLängenliefert den folgenden Vorteil. Selbst wenn die Axiallängen vonVerlängerungen 27a, 27b, 28a, 28b variiereninfolge von Herstell- und Montagefehlern und Ähnlichem von Bauteilen, sodass eine genaue Positionierung von VO-Nocken 5 unmöglich ist,ermöglichteine selektive Montage von Einstellplättchen 32-34 eineEinstellung von Zwischenräumenzwischen Lagern 24 und einem ringförmigen Abschnitt 11a.So kann eine freie Axialbewegung eines ringförmigen Abschnitts 11a eines Kurbelarms 11 sichereingeschränktwerden.
[0070] Einstellplättchen 32-34 können imvoraus mit verschiedenen Axiallängenentsprechend den Axiallängender Zwischenräumezwischen Lagern 24 und einem ringförmigen Abschnitt 11a vorbereitetsein oder eingestellt werden in einer Axiallänge nach einem Messen der Zwischenräume.
[0071] OptionalkönnenEinstellplättchen 32-34 ersetztwerden durch einfache Abstandshalter mit gegebenen Dicken. Beispielsweisebilden, wenn ein Einstellplättchen 32 ersetztwird durch einen Abstandshalter, die Endfläche eines VO-Nockens 5 und dieSeitenflächeeines Kurbelarms 11, welche separat schwenken, keinen direktenKontakt miteinander, so dass ein Verschleiß der Endfläche und der Seitenfläche verhindertwird. Wenn ein Ein stellplättchen 34 ersetztwird durch einen Abstandshalter, so ist die Seitenfläche einesZylinderkopfs 1, bestehend aus einem Aluminium-Materialoder Ähnlichem,nicht in direktem Kontakt mit der Endfläche eines VO-Nockens 5,so dass ein Verschleiß derSeitenflächeeines Lagers 24 verhindert wird.
[0072] Bezugnehmendauf 10-15 ist ein drittes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung dargestellt. Die VA-Vorrichtung umfasst ein Paar von Einlassventilen 102,gleitfähigvorgesehen an einem Zylinderkopf 100, durch Führungsschienen,nicht dargestellt, eine hohle Antriebswelle 103, angeordnet inder Motorlängsrichtung,einen Kurbelnocken 104, befestigt an einer Antriebswelle 103 ineiner vorbestimmten Position, ein Paar von VO-Nocken 105, gleitfähig gelagertauf einer Antriebswelle 103 und symmetrisch angeordnetbezüglicheines Kurbelnockens 104 und zum Öffnen/Schließen vonEinlassventilen 102 durch Ventilstößel 106, eine Übertragungsvorrichtung 107,verbunden zwischen einem Kurbelnocken 104 und VO-Nocken 105 zum Übertrageneines Drehmoments von einem Kurbelnocken 104 zu VO-Nocken 105 alsihre Schwenkkraft oder Ventilöffnungskraft,und eine Steuervorrichtung 108 zum Ändern der Betriebspositioneiner Übertragungsvorrichtung 107.
[0073] Bezugnehmendauf 10 ist jedes Einlassventil 102 vorgespanntin der Schließrichtungdurch eine Ventilfeder 109, angeordnet zwischen dem Bodeneiner annäherndzylindrischen Bohrung, angeordnet in einem oberen Ende eines Zylinderkopfs 101 undeinem Federteller, angeordnet an einem unteren Ende eines Ventilschafts.
[0074] EineAntriebswelle 103 ist angeordnet längs der Motorlängsrichtung,und ihre beiden Enden sind drehbar gelagert durch Lager, nicht dargestellt,angeordnet in einem oberen Abschnitt eines Zylinderkopfs 101.Eine Antriebswelle 103 empfängt ein Drehmoment von einerMotorkurbelwelle durch ein angetriebenes Kettenrad, angeordnet aneiner Seite, eine Steuerkette, welche um das angetriebene Kettenrad geführt ist,und Ähnliches,nicht dargestellt. Eine Antriebswelle 103 wird im Uhrzeigersinngedreht, betrachtet in 10.
[0075] Bezugnehmendauf 10 und 14 ist ein Kurbelnocken 104 miteiner im wesentlichen scheibenartigen Form integriert mit einerAntriebswelle 103 und hat einen Mitte-Y-Versatz bezüglich einer AchseX einer Antriebswelle 103 und eine Außenumfangsfläche 104a,ausgebildet mit einem Nockenprofil eines exzentrischen Kreises.
[0076] Bezugnehmendauf 2 sind beide VO-Nocken 105 annähernd ähnlich einemRegentropfen ausgebildet und haben ein Basisende 105a, welchesderart gestaltet ist, dass es um eine Achse X einer Antriebswelle 103 durcheine Nockenwelle schwenkt, und eine Nockenfläche 105b, ausgebildet aufder Unterseite. Eine Nockenfläche 105b umfasst eineBasiskreisflächeauf der Seite eines Basisendes 105a, eine Rampenfläche, welchesich kreisförmig erstrecktausgehend von der Basiskreisflächezu einer Nockennase 105c, und eine Hubfläche, welche sicherstreckt ausgehend von der Rampenfläche zu einer oberen Fläche miteinem Maximalhub, angeordnet auf einem vorderen Ende einer Nockennase 105c.Die Basiskreisfläche,die Rampenfläche,die Hubflächeund die obere Flächebilden einen Kontakt mit vorbe stimmten Punkten der oberen Fläche eines Ventilstößels 106 in Übereinstimmungmit der Schwenkposition eines VO-Nockens 105.
[0077] Bezugnehmendauf 10 umfasst ein Basisende 105a einesVO-Nockens 105 eineobere und untere Teilung 105d, 105e, erhaltenbezüglicheiner Antriebswelle 103 und verbunden durch Schrauben 123 vonder Vertikalrichtung aus. In verbundenem Zustand haben die obereund die untere Teilung 105d, 105e kreisförmige Innenflächen, ausgebildet aufkreisförmigenGleitflächen 105,welche einen Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche einerAntriebswelle 103 bilden.
[0078] Bezugnehmendauf 12 und 14 umfasst eine Übertragungsvorrichtung 107 einenKipphebel 110, angeordnet über einer Antriebswelle 103,einen Kurbelarm 111 zum Verbinden eines ersten Arms 110a einesKipphebels 110 mit einem Kurbelnocken 104 undein Paar von Verbindungsstangen 112 zum Verbinden eineszweiten Arms 110b eines Kipphebels 110 mit VO-Nocken 105.
[0079] EinKipphebel 110 hat in der Mitte eine zylindrische Basismit einem Tragloch 110c, dadurch hindurch ausgebildet ausgehendvon der Lateralrichtung, wie dargestellt in 10, und durch welches ein Kipphebel 110 schwenkbargelagert ist durch einen Steuernocken 117, wie unten beschrieben.Bezugnehmend auf 11,hat ein erster Arm 110a, welcher sich ausgehend von einerRadialseite der zylindrischen Basis erstreckt, einen Stift 113,welcher dadurch hindurch angeordnet ist, wohingegen ein zweiterArm 110b, welcher sich erstreckt ausgehend von einer anderenRadialseite der zylindrischen Basis, zwei Gabelabschnitte entsprechendzwei VO-Nocken 105 aufweist. Zweite Ga belarme 110b sind symmetrischangeordnet bezüglichder zylindrischen Basis, wobei jeder an einem vorderen Ende einStiftloch 110d, ausgebildet dadurch hindurch, zum Aufnehmeneines Stifts 114 zum Verbinden eines zweiten Arms 110b miteinem ersten Ende 112a einer Verbindungsstange 112 aufweist.Schnappringe sind montiert an beiden Enden von Stiften 113, 120,um ein Lösendavon zu verhindern. Ferner dienen zweite Gabelarme 110b zum Übertrageneiner Kippkraft zu VO-Nocken 105 durch Verbindungsstangen 112 von obenin der Richtung der Schwerkraft. Zweite Arme 110b sindin Axialrichtung annäherndin denselben Positionen bezüglichVO-Nocken 105 in Axialrichtung angeordnet.
[0080] Fernerhat ein Kipphebel 110 eine Unterseite 110e, welchezu einem Kurbelnocken 104 weist und eine konkav gewölbte Fläche alsGanzes umfasst.
[0081] Bezugnehmendauf 10 und 14 umfasst ein Kurbelarm 111 einenringförmigenAbschnitt 111a von verhältnismäßig großem Durchmesserund eine Verlängerung 111b,angeordnet in einer vorbestimmten Position der Außenumfangsfläche einesringförmigenAbschnitts 111a. Ein ringförmiger Abschnitt 111a hatin der Mitte ein Eingriffsloch 111c, in welches eine Außenumfangsfläche 104a einesKurbelnockens 104 drehbar eingreift. Eine Verlängerung 111 hatein Stiftloch 111d, in welches ein Stift 113 drehbareingreift.
[0082] Bezugnehmendauf 12 ist eine Verbindungsstange 112 durchPressen bzw. Stanzen derart ausgebildet, dass sie einen im wesentlichenC-förmigenQuerschnitt aufweist, und hat in der Um gebung jedes Endes 112a, 112b zweizugewandte Plattenabschnitte, ausgebildet mit einem Stiftloch 112c, 112d. Angeordnetdurch Stiftlöcher 112c, 112d sindein Stift 114 zum drehbaren Verbinden eines Endes 112a mit einemzweiten Arm 110b eines Kipphebels 110 und einStift 115 zum drehbaren Verbinden eines Endes 112b miteiner Nockennase 105c eines VO-Nockens 105.
[0083] Bezugnehmendauf 12 und 14 umfasst eine Steuervorrichtung 108 eineSteuerwelle 116, welche drehbar gelagert ist auf einemLager, nicht dargestellt, angeordnet über eine Antriebswelle 103, undeinen Steuernocken 117, befestigt am Außenumfang einer Steuerwelle 116,um einen Kippdrehpunkt eines Kipphebels 110 zu bilden.
[0084] EineSteuerwelle 116 ist parallel zu einer Antriebswelle 103 angeordnet,so dass sie längsder Motorlängsrichtungverläuft,und wird gesteuert in Drehung innerhalb eines vorbestimmten Drehwinkels durcheine Getriebevorrichtung durch einen elektrischen Aktuator odereinen DC-Motor, nicht dargestellt, angeordnet an einem Ende. EinSteuernocken 117 ist zylindrisch geformt und hat einenAchse-P1-Versatz um einen Betrag des dicken Abschnitts bezüglich einerAchse P2 einer Steuerwelle 116.
[0085] Derelektrische Aktuator wird angetrieben durch ein Steuersignal einerelektrischen Steuereinheit (ECU), nicht dargestellt, zum Bestimmender Motorbetriebszustände.Die ECU umfasst einen Mikrocomputer und bestimmt durch Berechnenund Ähnlichesaktuelle Motorbetriebszuständein Übereinstimmungmit Erfassungssignalen von verschiedenen Sensoren, wie etwa einemKurbelwin kelsensor, einem Luftdurchflussmesser, einem Kühlmitteltemperatursensorund einem Potentiometer zum Erfassen der Drehposition einer Steuerwelle 116,wobei ein Steuersignal an den elektrischen Aktuator geliefert wird.
[0086] EinSchmierölzufuhrkreisist angeordnet zum Zuführenvon Schmierölzu dem Umfang von Stiften 113, 114, 115 in Übereinstimmungmit einem Motorbetrieb.
[0087] Genauerumfasst unter Bezugnahme auf 10 und 12 der Schmierölzufuhrkreiseinen ersten Ölkanal 118,ausgebildet durch eine Antriebswelle 103 in Axialrichtung,einen ersten Kommunikationskanal 119, ausgebildet durcheinen Kurbelnocken 104 in Radialrichtung zum Liefern einerFluidkommunikation zwischen einem ersten Ölkanal 118, einer Außenumfangsfläche 104a einesKurbelnockens 104 und einem Eingriffsloch 111c einesKurbelarms 111, einen zweiten Ölkanal 120, ausgebildetdurch eine Steuerwelle 116 in Axialrichtung, ein diametrales Loch 121,ausgebildet durch eine Steuerwelle 116 in Diametralrichtungzum Kommunizieren mit einem zweiten Ölkanal 120, und einenzweiten Kommunikationskanal 122, ausgebildet durch einendicken Abschnitt eines Steuernockens 117 in Radialrichtung zumLiefern einer Fluidkommunikation zwischen einem diametralen Loch 121,der Innenflächeeines Traglochs 110c eines Kipphebels 110 undder Außenfläche einesSteuernockens 117.
[0088] Einerster Ölkanal 118 undein zweiter Ölkanal 20 kommunizierenmit einem Öleinführkanal, nichtdargestellt, welcher sich erstreckt ausgehend von einem Ölschacht,angeordnet in einem Zylinderkopf 101 zu der Innenseiteder Lager zum Lagern einer Antriebswelle 103 und einerSteuerwelle 116.
[0089] Esfolgt eine kurze Beschreibung der Änderungsvorrichtung bei demdritten Ausführungsbeispiel.Währendeiner Niedrighubsteuerung wird eine Steuerwelle 116 gedrehtin einer Richtung durch den elektrischen Aktuator in Übereinstimmungmit einem Steuersignal der ECU. Daher wird, bezugnehmend auf 16A und 16B, der dicke Abschnitt eines Steuernockens 117 nachrechts gedreht, betrachtet in 16A und 16B, bezüglich einer Steuerwelle 116,wobei ein Steuernocken 117 in dieser Drehwinkelpositiongehalten wird. Dabei wird ein zweiter Arm 110b eines Kipphebels 110 nachoben gedreht, so dass eine Nockennase 105c eines VO-Nockens 105 zwangsweisehinaufgezogen wird durch eine Verbindungsstange 112, wobeiein VO-Nocken 105 in seiner Gesamtheit in einer Uhrzeigersinn-Drehposition gehaltenwird, wie dargestellt in 16A.
[0090] Bezugnehmendauf 16B wird, wenn eineDrehung eines Kurbelnockens 104 einen Kurbelarm 111 zueinem Hochziehen eines ersten Arms 110a eines Kipphebels 110 drängt, einentsprechender Hubbetrag übertragenzu einem VO-Nocken 105 und einem Ventilstößel 106 durcheine Verbindungsstange 112. So ist der Hubbetrag ausreichendklein.
[0091] Diesführt zueinem kleinen Ventilhubbetrag L1 und einer verzögerten Öffnungszeit von Einlassventilen 102,wobei eine Ventilüberschneidungmit den Auslassventilen verringert wird und somit eine Verbesserungim Hinblick auf den Kraftstoff verbrauch und eine stabile Motordrehungbeispielsweise im Niederlastbereich erreicht wird.
[0092] Hingegenwird währendeiner Hochhubsteuerung eine Steuerwelle 116 gedreht ineiner anderen Richtung durch den elektrischen Aktuator in Übereinstimmungmit einem Steuersignal der ECU. Daher dreht, bezugnehmend auf 17A und 17B, eine Steuerwelle 116 einenSteuernocken 117 bis zu einer vorbestimmten Drehwinkelposition,so dass der dicke Abschnitt nach unten bewegt wird. Dabei wird ein zweiterArm 110b eines Kipphebels 110 nach unten gedreht,so dass eine Nockennase 105c eines VO-Nockens 105 nach unten gedrückt wirddurch eine Verbindungsstange 112, wobei ein VO-Nocken 105 inseiner Gesamtheit in einer Uhrzeigersinn-Drehposition gehalten wird,wie dargestellt in 17B.
[0093] Daherwird die Kontaktposition einer Nockenfläche 105b eines VO-Nockens 105 bezüglich deroberen Flächeeines Ventilstößels 106 aufdie bzw. der Seite einer Nockennase 105c bewegt. Bezugnehmendauf 17B ist, wenn eineDrehung eines Kurbelnockens 109 einen Kurbelarm 111 zueinem Hochziehen eines ersten Arms 110a eines Kipphebels 110 drängt, einentsprechender Hubbetrag groß bezüglich einesVentilstößels 106.
[0094] Diesführt zueinem großenVentilhubbetrag L2 und zu einer verzögerten Schließzeit vonEinlassventilen 102, wodurch eine Verbesserung im Hinblick aufeine Einlassladeeffizienz beispielsweise im Hochlastbereich undeine ausreichende Motorausgangsleistung erhalten wird.
[0095] Alsnächsteswird ein Betrieb des Schmierölzufuhrkreisesbeim dritten Ausführungsbeispielbeschrieben. Bezugnehmend auf 10,wird während einesMotorbetriebs ein Schmieröl,welches in einen ersten Ölkanal 118 fließt, zugeführt zu einemersten Gleitzwischenraum C1 zwischen der Innenumfangsfläche einesEingriffslochs 111c und einer Außenumfangsfläche 104a einesKurbelnockens 104 durch einen ersten Kommunikationskanal 119.Daher wird eine Zwangsschmierung ausgeführt zwischen einem Eingriffsloch 111c undeinem Kurbelnocken 104.
[0096] NachAusführeneiner ausreichenden Schmierung zwischen der Innenumfangsfläche eines Eingriffslochs 111c undeiner Außenumfangsfläche 104a einesKurbelnockens 104 fließtSchmierölheraus aus einem Gleitzwischenraum C1 infolge einer exzentrischenDrehung mit hoher Geschwindigkeit eines Kurbelnockens 104.Schmierölspritzt dann in die Richtung einer Drehung, wie dargestellt durcheinen Pfeil Q1 in 10,das heißt,in die Richtung einer gewölbtenUnterseite 110e oder eines zylindrischen Abschnitts 110e' eines Kipphebels 110,welcher daran anhaftet.
[0097] Aufeiner Unterseite 110e oder einem zylindrischen Abschnitt 110e' anhaftendesSchmierölwird hauptsächlichzugeführtzu dem Umfang eines Stifts 14 längs der Unterseite oder Innenfläche eineszweiten Arms 110b, wie dargestellt durch einen Pfeil Q2 in 10, infolge einer Zentrifugalkraftund Ähnlichem,erzeugt durch eine Kippbewegung eines Kipphebels 110. EineBeschleunigung dieses Effekts wird bewirkt durch die Struktur eineszweiten Arms 110b, welcher eine Kippkraft überträgt zu einemVO-Nocken 105 durch eine Verbindungsstange 112 von obenin der Richtung der Schwerkraft.
[0098] Hingegenwird Schmieröl,welches in einen zweiten Ölkanal 120 fließt, zugeführt zu einemzweiten Gleitzwischenraum C2 zwischen der Innenfläche einesTraglochs 110c und der Außenfläche eines Steuernockens 117 durchein diametrales Loch 121 und ein zweites Kommunikationsloch 122.Daher wird eine Zwangsschmierung ausgeführt zwischen einem Steuernocken 117 undeinem Kipphebel 110.
[0099] Bezugnehmendauf 11 fließt nacheinem Durchführeneiner Schmierung zwischen einem Steuernocken 117 und einemKipphebel 110 Schmierölheraus aus einem Gleitzwischenraum C2, um hauptsächlich zugeführt zu werdenzu dem Umfang eines Stifts 114 längs der Außenfläche eines zweiten Arms 110b einesKipphebels 110, wie dargestellt durch einen Pfeil Q3. Aneinem Stift 114 geht ein Schmierölfluss Q3 über in einen Schmierölfluss Q2, welcherlängs derInnenseite bzw. unteren Seite eines zweiten Arms 110b fortschreitet,wobei der Umfang eines Stifts 114 geschmiert wird.
[0100] Fernerfließtnach einem Schmieren des Umfangs von Stift 114 Schmieröl hinunterlängs derInnenflächeeiner Verbindungsstange 112 durch die Schwerkraft, so dasses dem Umfang eines unteren Stifts 115 zugeführt wird.Zweite Arme 110b eines Kipphebels 110, durch welcheStifte 114 gehalten werden, sind angeordnet über Stiften 115 alsWirkpunkte von VO-Nocken 105 in der Richtung der Schwerkraftund im wesentlichen in denselben Axialpositionen bezüglich dazu,wobei eine wirksamere Zu fuhr von Schmieröl zu dem Umfang von Stiften 115 erreichtwird.
[0101] Diesermöglichteine aktive Schmierung des Umfangs von Stiften 114, 115 undvon Stiftlöchern 110d, 112c, 112d,wobei eine verbesserte Schmierleistung an diesen Stellen erreichtwird, was zu einem ausreichenden Verhindern eines Auftretens vonVerschleiß davonführt.
[0102] Fernerfließtnach einem Schmieren des Umfangs eines Stifts 115 Schmieröl längs derAußenfläche einesVO-Nockens 105 und läuftvon einer Nockennase 105c zu einer Nockenfläche 105b,um ebenfalls zugeführtzu werden zwischen der Nockenfläche 105b undder oberen Flächeeines Ventilstößels 106 undzwischen der Außenumfangsfläche einesVentilstößels 106 undeinem Halteloch 101a eines Zylinders 101, in welchemsich ein Ventilstößel 106 gleitfähig bewegt,wobei eine ausreichende Schmierung derartiger Gleitabschnitte erhaltenwird. Dies ermöglichtsowohl ein Erreichen eines immer weichen Gleitbetriebs als auchein Verhindern eines Auftretens eines Verschleißes davon.
[0103] Fernerfließt,wie dargestellt in 10, Schmieröl, welchesaus einem zweiten Gleitzwischenraum C2 herausfließt, längs derAußenumfangsfläche einesersten Arms 110a eines Kipphebels 110 durch eineZentrifugalkraft, welche resultiert aus einer Schwenkbewegung und Ähnlichemeines Kipphebels 110, und wird zugeführt zu dem Umfang eines Stifts 113.Dies liefert eine hervorragende Schmierleistung des Umfangs desStifts 113.
[0104] Fernerhaben bei dem dritten AusführungsbeispielVO-Nocken 105 Basisenden 105a, welche jeweilsgeteilt ausgebildet sind, wobei eine Integration einer Antriebswelle 103 undeiner Kurbelwelle 104 ermöglicht werden.
[0105] Genauersollte, wenn Basisenden 105a eines VO-Nockens 105 jeweilsnicht geteilt ausgebildet sind, eine Montage von verschiedenen Bauteilenfür jedenZylinder derart ausgeführtwerden, dass VO-Nocken 105 in Eingriff gebracht werdenmit einer Antriebswelle 103 ausgehend von beiden Enden längs derAxialrichtung, und anschließendwird ein Kurbelnocken 104, welcher ein separates und voneiner Antriebswelle 103 verschiedenes Element ist, daranbefestigt durch einen Stift und Ähnliches,wobei ein sehr komplizierter Montageschritt benötigt wird. Hingegen können beidem dritten Ausführungsbeispielinfolge einer geteilten Ausbildung von Basisenden 105a VO-Nocken 105 montiertwerden ausgehend von der Radialrichtung einer Antriebswelle 103 selbstdann, wenn ein Kurbelnocken 104 zuvor mit einer Antriebswelle 103 integriertwurde.
[0106] Daherkann eine Integration einer Antriebswelle 103 mit einemKurbelnocken 104 erreicht werden, was nicht nur zu einergeringeren Anzahl von Bauelementen führt, sondern auch zu einerverbesserten Festigkeit einer Antriebswelle 103 infolgeeiner fehlenden Notwendigkeit einer Ausbildung eines Stiftlochsund Ähnlichemdarin.
[0107] Fernerist der Axialvorstehbereich oder Durchmesser einer integriertenAntriebswelle 103 und eines Kurbelnockens 104 kleinerals der Innendurchmesser eines Eingriffslochs 111c eines Kurbelarms 111,so dass selbst dann, wenn eine Antriebswelle 103 und einKurbelarm 104 miteinander integriert sind, eine Montageeines Kurbelarms 111 auf einer Außenumfangsfläche 104a einesKurbelnockens 104 und anschließend von VO-Nocken 105 daranausgehend von der Radialrichtung erfolgen kann. Dies führt zu einerhervorragenden Montagefähigkeit derartigerElemente, wobei eine Verbesserung im Hinblick auf die Montageeffizienzerreicht wird.
[0108] Wieoben beschrieben, wird erfindungsgemäß der ringförmige Abschnitt des Kurbelarmsgetragen durch die gegenüberliegendeninneren Endflächender VO-Nocken im Sandwich-Zustand, das heißt in dem Zustand eines Erzeugensvon keinerlei Nachteil bzw. Unannehmlichkeit im Hinblick auf einen Betriebdes Kurbelarms und der VO-Nocken mit eingeschränkter freier Axialbewegung.Folglich wird ein Neigen des Kurbelarms verhindert, wobei ein Auftreteneiner teilweisen Einseitenkollision zwischen der Innenumfangsfläche desringförmigenAbschnitts und der Außenumfangsfläche desKurbelnockens verhindert wird. Daher wird verhindert, dass an diesenStellen Verschleiß auftritt,welcher zu einer Verringerung der Lebensdauer davon führt.
[0109] Fernerbilden infolge einer Anordnung des Einstellplättchens die Endfläche desVO-Nockens und die Seitenflächedes Kurbelarms, welche separat schwenken, keinen direkten Kontaktmiteinander, wobei ein Verschleiß der Endfläche und der Seitenfläche verhindertwird. Ferner ermöglicht,selbst wenn die Breite der VO-Nocken, das heißt, die Axiallänge derAntriebswelle, variiert, so dass eine genaue Positionierung derVO-Nocken nichtmöglichist, die Einstellplättcheneine Einstel lung eines Zwischenraums, wobei eine freie Axialbewegungdes ringförmigenAbschnitts des Kurbelarms sicher eingeschränkt wird.
[0110] Fernererfolgt infolge einer Anordnung des Schmierölzufuhrkreises eine Zwangsschmierung zwischender Innenumfangsflächedes ringförmigen Abschnittsdes Kurbelarms und der Außenumfangsfläche desKurbelnockens, wobei eine verbesserte Schmierleistung zwischen diesenerhalten wird. Daher kann in Kombination mit einem Einschränken einerBetätigungeiner freien Axialbewegung des ringförmigen Abschnitts ein Auftreteneines Verschleißes desringförmigenAbschnitts und des Kurbelnockens wirksam verhindert werden.
[0111] Fernerwird Schmieröl,welches zwischen der Innenumfangsfläche eines ringförmigen Abschnittsdes Kurbelarms und der Außenumfangsfläche desKurbelnockens herausfließt,ebenfalls zugeführtzwischen den ringförmigenAbschnitt und den VO-Nocken, wobei eine verbesserte Schmierleistung zwischendiesen erhalten wird.
[0112] Fernerschlagen die äußeren Endflächen der VO-Nockenan gegen die Lager, so dass eine beschränkte Axialbewegung vorliegt,wobei eine sichere Beschränkungeiner unbeabsichtigten Axialbewegung des Kurbelarms ermöglicht wird.
[0113] Fernerwird währendeines Motorbetriebs Schmieröl,welches zugeführtwird von der Innenseite einer Antriebswelle zu der Außenumfangsfläche einesKurbelnockens, gespritzt von der Außen umfangsfläche durcheine Drehung des Kurbelnockens, welcher anhaftet an der Kurbelnockenseite-Außenfläche desArmabschnitts des Kipphebels. Schmieröl, welches auf der Außenfläche anhaftet,fließthinunter längsder Außenfläche desArmabschnitts infolge der Schwerkraft und einer Schwenkbewegungdes Kipphebels und wird aktiv zugeführt zu dem Wirkpunkt des VO-Nockens, das heißt, zu demUmfang eines Drehabschnitts des Armabschnitts und des VO-Nockens.Dies liefert eine großeVerbesserung im Hinblick auf eine Schmierleistung des Umfangs des Drehabschnitts,wobei eine Verhinderung eines Auftretens eines Verschleißes davonermöglichtwird.
[0114] Fernerwird Schmieröl,welches von dem Kurbelnocken spritzt, leicht aufgenommen durch die konkaveUnterseite des Kipphebels mit einem größeren Bereich. Ferner fließt Schmieröl, welchesanhaftet an der konkaven Unterseite, leicht hinunter längs dergewölbtenFlächedavon hin zum VO-Nocken und dem Drehpunkt.
[0115] Fernerkann infolge einer Anordnung der Änderungsvorrichtung eine Verbesserungeiner Motorleistung erhalten werden durch Ändern des Ventilhubbetrags.
[0116] Fernerkönneninfolge einer geteilten Ausbildung der VO-Nocken die VO-Nocken montiertwerden ausgehend von der Radialrichtung der Antriebswelle, wobeieine Integration des Kurbelnockens mit der Antriebswelle im vorausermöglichtwird, was zu einem verbesserten Montageschritt als Ganzes führt.
[0117] Nachdemdie vorliegende Erfindung in Verbindung mit den erläuterndenAusführungsbeispielen beschriebenwurde, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt istund verschiedene Änderungenund Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindungzu verlassen.
[0118] Beispielsweisekann die vorliegende Erfindung nicht nur angewandt werden auf dieEinlassventile, sondern auch auf die Auslassventile. Ferner kanndie vorliegende Erfindung angewandt werden auf eine gewöhnlicheVO-Vorrichtung ohne Änderungsvorrichtung.
[0119] Fernerkann der Kipphebel von dem gewöhnlichenTyp mit einem Ende, welches direkt auf die Motorventile drückt, sein.
[0120] Diegesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung P2003-156166, eingereichtam 2. Juni 2003, und der japanischen Patentanmeldung P-2003-156165,eingereicht am 02. Juni 2003, sind hierin durch Verweis enthalten.
权利要求:
Claims (20)
[1] Ventilbetätigungsvorrichtung(VA-Vorrichtung) füreinen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Antriebswelle, welcheein Drehmoment des Motors aufnimmt; einen Kurbelnocken, welcherein Drehmoment der Antriebswelle aufnimmt, wobei der Kurbelnocken eineAchse aufweist, welche exzentrisch mit einer Achse der Antriebswelleist; einen Kurbelarm, umfassend einen ringförmigen Abschnitt zum drehbarenHalten des Kurbelnockens, wobei der Kurbelarm das Drehmoment desKurbelnockens umwandelt in eine Hin-und-Her-Kraft; einen Kipphebel,welcher durch eine Antriebskraft, abgeleitet von dem Kurbelarm,schwenkt; und ein Paar von Ventilbetätigungsnocken (VO-Nocken), schwenkbargelagert auf der Antriebswelle, wobei die VO-Nocken schwenken durch eine von demKipphebel abgeleitete Kippkraft zum Antreiben von Motorventilen,wobei die VO-Nockenangeordnet sind auf beiden Seiten des Kurbelnockens, wobei die VO-Nockeninnere Endflächen,welche einander gegenüberliegen,aufweisen, wobei die inneren Endflächen zwischen diesen den ringförmigen Abschnittdes Kurbelarms aufweisen, welcher in einer Sandwich-Weise ausgehendvon einer Axialrichtung der Antriebswelle gelagert ist.
[2] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassendeinen Schmierölzufuhrkreis,welcher ein Schmierölzuführtausgehend von einer Innenseite der Antriebswelle zu einem Raum zwischendem Kurbelnocken und dem ringförmigenAbschnitt des Kurbelarms.
[3] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassendLager, verwendet fürdie Antriebswelle und befestigt an einem Zylinder, wobei die VO-Nocken äußere Endflächen aufweisen,welche den inneren Endflächengegenüberliegen,wobei die äußeren Endflächen ineiner Axialbewegung durch die Lager beschränkt sind.
[4] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eineSteuerwelle; einen Steuernocken, befestigt auf einem Außenumfangder Steuerwelle, wobei der Steuernocken eine Außenumfangsfläche zumschwenkbaren Lagern des Kipphebels aufweist; eine Verbindungsstange,welche einen Armabschnitt des Kipphebels mit den VO-Nocken verbindet;und eine Änderungsvorrichtung,welche einen Hubbetrag der Motorventile ändert, wobei die Steuerwelleund der Steuernocken gesteuert werden in Drehung in Übereinstimmungmit Motorbetriebszuständenzum Änderneines Kippdrehpunktes des Kipphebels, wodurch Gleitpositionen derVO-Nocken bezüglichder Motorventile geändertwerden.
[5] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebswelleund der Kurbelnocken miteinander integriert sind.
[6] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die VO-Nockenjeweils obere und untere Teilungen umfassen, wobei, wenn sie durchein Verbindungselement miteinander verbunden sind, die Teilungeneinen Gleitkontakt mit einer Außenumfangsfläche der Antriebswellebilden.
[7] VA-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Verbindungselementeine Schraube umfasst.
[8] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die VO-Nockenjeweils eine zylindrische Gleitfläche aufweisen, wobei ein Gleitkontaktmit der Außenumfangsfläche derAntriebswelle gebildet wird.
[9] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kurbelarmund der Kipphebel durch einen Stift drehbar zusammen verbunden sind.
[10] VA-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Kipphebelausgebildet ist mit einer Vertiefung, wobei der Kurbelarm drehbarverbunden ist mit dem Kipphebel in dem Zustand eines Angeordnetseinsin der Vertiefung.
[11] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Abschnittdes Kurbelarms eine Axialdicke aufweist, welche größer istals eine Axialdicke des Kurbelnockens 4.
[12] VA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die VO-Nockenim wesentlichen symmetrisch bezüglich desKurbelnockens angeordnet sind, wobei der Kipphebel einen Armabschnittzum Übertragender Kippkraft auf Wirkpunkte der VO-Nocken von oben in einer Richtungder Schwerkraft umfasst, wobei die VA-Vorrichtung ferner umfasst: eineSteuerwelle, an welcher der Kipphebel schwenkbar vorgesehen ist;und einen Schmierölzufuhrkreis,welcher ein Schmieröl voneiner Innenseite der Antriebswelle zu einer Außenumfangsfläche desKurbelnockens und von einer Innenseite der Steuerwelle zu dem Kipphebelzuführt.
[13] VA-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Kipphebeleine Unterseite aufweist, welche dem Kurbelnocken zugewandt ist,wobei die Unterseite eine konkav gewölbte Fläche umfasst.
[14] VA-Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: einenSteuernocken, befestigt auf einem Außenumfang der Steuerwelle,wobei der Steuernocken eine Außenumfangsfläche zumschwenkbaren Lagern des Kipphebels aufweist; eine Verbindungsstange,welche einen Armabschnitt des Kipphebels mit den VO-Nocken verbindet;und eine Änderungsvorrichtung,welche einen Hubbetrag der Motorventile ändert, wobei die Steuerwelleund der Steuernocken gesteuert werden in Drehung in Übereinstimmungmit Motorbetriebszuständenzum Änderneines Kippdrehpunkts des Kipphebels, um dadurch Gleitpositionender VO-Nocken bezüglich derMotorventile zu ändern.
[15] VA-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die VO-Nockenjeweils eine Basis mit oberen und unteren Teilungen umfassen, wobeidie Basis als Kippdrehpunkt des VO-Nockens dient.
[16] Ventilbetätigungsvorrichtung(VA-Vorrichtung) füreinen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Antriebswelle, welcheein Drehmoment des Motors aufnimmt; einen Kurbelnocken, welcherein Drehmoment der Antriebswelle aufnimmt, wobei der Kurbelnocken eineAchse aufweist, welche exzentrisch mit einer Achse der Antriebswelleist; einen Kurbelarm, umfassend einen ringförmigen Abschnitt zum drehfähigen Haltendes Kurbelnockens, wobei der Kurbelarm das Drehmoment des Kurbelnockensumwandelt in eine Hin-und-Her-Kraft; einen Kipphebel, welcherdurch eine Antriebskraft, abgeleitet von dem Kurbelarm, schwenkt; einPaar von Ventilbetätigungsnocken(VO-Nocken), welche schwenkbar gelagert sind auf der Antriebswelle,wobei die VO-Nocken schwenken durch eine von dem Kipphebel abgeleiteteKippkraft zum Antreiben von Motorventilen, wobei die VO-Nocken angeordnetsind auf beiden Seiten des Kurbelnockens, wobei die VO-Nocken innereEndflächenaufweisen, welche einander gegenüberliegen;und ein Einstellplättchen,angeordnet mindestens zwischen einer der inneren Endflächen derVO-Nocken und dem Kurbelarm, wobei das Einstellplättchen und dieinneren Endflächender VO-Nocken zusammenwirken, so dass zwischen diesen der ringförmige Abschnittdes Kurbelarms in einer Sandwich-Weise ausgehend von einer Axialrichtungder Antriebswelle gelagert ist.
[17] VA-Vorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassendLager, verwendet fürdie Antriebswelle und befestigt an einem Zylinder, wobei die VO-Nocken äußere Endflächen aufweisen,welche gegenüberliegendzu den inneren Endflächensind, wobei die äußeren Endflächen ineiner Axialrichtung durch die Lager beschränkt sind.
[18] VA-Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Einstellplättchen einein Übereinstimmungmit einer Axiallängedes Zwischenraums einstellbare Länge aufweist.
[19] VA-Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Einstellplättchen einenAbstandshalter zum Verringern eines Verschleißes umfasst.
[20] Ventilbetätigungsvorrichtung(VA-Vorrichtung) füreinen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Antriebswelle, welcheein Drehmoment des Motors aufnimmt; eine Kurbelnocken, welcheein Drehmoment der Antriebswelle aufnimmt, wobei der Kurbelnockeneine Achse aufweist, welche exzentrisch mit einer Achse der Antriebswelleist; einen Kurbelarm, umfassend einen ringförmigen Abschnitt zum drehbarenHalten des Kurbelnockens, wobei der Kurbelarm das Drehmoment desKurbelnockens umwandelt in eine Hin-und-Her-Kraft; eine Übertragungsvorrichtung,welche eine Antriebskraft, abgeleitet von dem Kurbelarm, umwandeltin eine Kippkraft; und ein Paar von Ventilbetätigungsnocken(VO-Nocken), welche schwenken durch die Kippkraft der Übertragungsvorrichtung,um Motorventile anzutreiben, wobei die VO-Nocken angeordnet sindauf beiden Seiten des Kurbelnockens, wobei die VO-Nocken innere Endflächen aufweisen,welche einander gegenüberliegen,wobei die inneren Endflächenzwischen diesen den ringförmigenAbschnitt des Kurbelarms aufweisen, welcher in einer Sandwich-Weiseausgehend von einer Axialrichtung der Antriebswelle gelagert ist.
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同族专利:
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引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2005-01-13| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
2005-05-19| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: HITACHI, LTD., TOKIO/TOKYO, JP |
2010-04-22| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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