-
Die Erfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung zum Ändern
des Betriebs eines Einlaß- oder Auslaßventils abhängig von
der Drehgeschwindigkeit einer Brennkraftmaschine.
-
Jede der Brennkammern einer Viertakt-Brennkraftmaschine
weist Einlaß- und Auslaßventile zum Einziehen eines Luft-
Treibstoff-Gemisches in die Brennkammer und zum Ausstoßen
von Abgasen aus der Brennkammer zu vorgeschriebenen
Zeitpunkten auf. Diese Ventile werden normalerweise von
Ventilfedern, die um jeweilige Ventilschafte herum angeordnet
sind, in eine geschlossene Position gedrängt. Die Ventile
werden durch Nocken, die in Nockenwellen integral
ausgeformt sind, zwangsläufig gegen die Vorspannung der
Ventilfedern geöffnet, welche Nockenwellen von der Kurbelwelle
der Maschine über einen Riemen- oder
Riemenscheibenmechanismus gedreht werden.
-
Es wurden viele Anordnungen zum Ändern des Ventilbetriebs
abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Maschine
vorgeschlagen, um das Leistungsvermögen, mit dem ein Luft-
Treibstoff-Gemisch in die Brennkammer geladen wird, über
einen weiten Bereich von Fahrzuständen zu erhöhen. Eine
solche Vorrichtung zum Umschalten der Ventilbetriebsarten
wird z.B. in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr.
63-16111 offenbart. Die offenbarte Schaltanordnung weist
ein paar Niederdrehzahlnocken auf, die ein paar Einlaß-
bzw. Auslaßventilen zugeordnet sind, wobei jeder ein
Nockenprofil entsprechend einem
Niederdrehzahl-Betriebsbereich einer Maschine besitzt, und einen einzelnen
Hochdrehzahlnocken mit einem Nockenprofil, das einem
Hochdrehzahl-Betriebszustand der Maschine entspricht. Die
Nocken sind integral auf einer Nockenwelle ausgebildet, die
um ihre eigene Achse synchron mit der Drehung der Maschine
drehbar ist. Die Schaltanordnung umfaßt auch ein paar
direkt-bewegende Kipphebel, die jeweils in Gleitkontakt mit
den Niederdrehzahlnocken gehalten werden und betriebsmäßig
mit den Einlaß- oder Auslaßventilen gekoppelt sind, und
einen leerlaufenden Kipphebel, der in Gleitkontakt mit dem
Hochdrehzahlnocken gehalten wird, wobei die Kipphebel in
gegenseitig benachbarter Beziehung auf einer Kipphebelachse
für relative Winkelverstellung angebracht sind. Ein
selektives Kopplungsmittel ist in den Kipphebeln zum Umschalten
zwischen einem Modus, in dem die Kipphebel für Bewegung im
Einklang miteinander gekuppelt sind, und einem anderen
Modus, in dem die direkt-bewegenden und leerlaufenden
Kipphebel relativ zueinander im Winkel verstellbar sind,
angeordnet. Das selektive Kopplungsmittel umfaßt Kolben,
die verschiebbar in in den Kipphebeln festgelegte
Führungslöcher gefügt sind, wobei die Kolben unter Hydraulikdruck
in Positionen jenseits benachbarter Seiten der Kipphebel
zur Verbindung der Kipphebel untereinander bewegbar sind.
-
Entsprechend der oben angeführten Anordnung werden die
Kipphebel durch Verschieben der Kolben in Stellungen, die
sich über die benachbarten Seiten der Kipphebel erstrecken,
miteinander verbunden, wenn die Nockengleitstücke der
Kipphebel sich in Gleitkontakt mit den Grundkreisabschnitten
der jeweiligen Nocken befinden. Für sanften Betrieb der
Kolben ist es daher notwendig, daß die Führungslöcher in
den Kipphebeln in genau koaxialer Beziehung zueinander
gehalten werden. Diese Anforderungen verlangt jedoch
komplexe Qualitätskontrolle.
-
In der japanischen Patentanmeldung Nr. 62-336596 ist
vorgeschlagen worden, das Fürhungsloch in dem leerlaufenden
Kipphebel geringfügig größer zu machen als die
Führungslöcher in den direkt-bewegenden Kipphebeln, um ohne hohe
Standardgenauigkeit der koaxialen Beziehung zwischen den
Führungslöchern in den Kipphebeln sanften Schaltbetrieb zu
ermöglichen. Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung sieht
einen Abstand zwischen dem Führungsloch und den Kolben zum
Aufnehmen von jeglichem Maßfehler zwischen den direkt-
bewegenden Kipphebeln und dem leerlaufenden Kipphebel. Der
Abstand kann jedoch zu einem großen Spiel führen, welches
dazu neigt, den wirksamen Hub des Hochdrehzahlnocken zu
verringern und/oder in dem Hochdrehzahlbereich
Nockengeräusch hervorzurufen.
-
In Anbetracht der obengenannten Nachteile der herkömmlichen
Ventilbetriebsarten-Umschaltvorrichtungen ist es ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum
Umschalten von Ventilbetriebsarten in einer
Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche Vorrichtung sanften
Betrieb eines sektiven Kopplungsvorrichtung erlaubt, ohne
die Toleranz zwischen Kolben und Führungslöchern der
selektiven Kopplungsvorrichtung übermäßig zu erhöhen.
-
Aus dem Dokument zum Stand der Technik EP-A-0 264 253 ist
eine Vorrichtung zum Umschalten von Betriebsarten von
Ventilen in einer Brennkraftmaschine bekannt, mit
Hochdrehzahl- und Niederdrehzahlnocken mit unterschiedlichen
Nockenprofilen entsprechend Drehzahlbereichen der Maschine,
einem Ventil, das in einer Einlaß- oder Auslaßöffnung einer
Brennkammer angeordnet ist und normalerweise von
Federmitteln zum Schließen gedrängt wird, einem direkt-bewegenden
Übertragungsmittel zur Übertragung eines Hubs des
Niederdrehzahlnocken auf das Ventil, einem leerlaufenden
Übertragungsmittel zur Übertragung eines Hubs des
Hochdrehzahlnocken auf das Ventil, und selektivem Kopplungsmittel zum
selektiven Verbinden der Übertragungsmittel, wenn sich
gegenseitig benachbarte Abschnitte der Übertragungsmittel
in einer vorbestimmten Lagebeziehung befinden, das
selektive
Kopplungsmittel umfassend einen Eingriffsabschnitt,
der auf einer sich durch die Übertragungsmittel
erstreckenden Achse festgelegt ist, und ein in den Eingriffsabschnitt
einfügbares Kopplungselement, und wobei Treibmittel zum
kontinuierlichen Treiben des leerlaufenden
Übertragungsmittels gegen den Hochdrehzahlnocken vorgesehen sind, wobei
die Treibmittel Mittel umfassen zum Ausüben einer kleinen
Treibkraft, wenn sich das leerlaufende Übertragungsmittel
im Eingriff mit einem Grundkreisabschnitt des
Hochdrehzahlnocken befindet, und einer größeren Treibkraft, wenn das
leerlaufende Übertragungsmittel sich mit irgendeinem
anderen Abschnitt des Hochdrehzahlnocken in Eingriff befindet.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser des Grundkreisabschnitts des
Hochdrehzahlnocken kleiner als der Durchmesser eines
Grundkreisabschnitts des Niederdrehzahlnocken ist, und daß eine
Einlaßöffnung des Eingriffsabschnitts oder/und ein eintretendes
Ende des Kupplungselements eine kegelförmig abgeschrägte
Oberfläche aufweist.
-
Bei der Vorrichtung nach dieser Erfindung wird der Winkel,
über den das leerlaufende Übertragungsmittel frei
schwenkbar ist, zu der Mitte der Nockenwelle mit den Hochdrehzahl-
und Niederdrehzahlnocken durch die Maßdifferenz zwischen
den Durchmessern der Grundkreisabschnitte der Hochdrehzahl-
und Niederdrehzahlabschnitte vergrößert. Sogar wenn das
direkt-bewegende Übertragungsmittel und das leerlaufende
Übertragungsmittel aus der vorbestimmten Lagebeziehung
gegeneinander leicht verschoben sind, kann daher die Lage
des leerlaufenden Übertragungsmittels durch die Vorspannung
eines leerlaufenden Treibmittels zum Treiben des
leerlaufenden Übertragungsmittels gegen den Hochdrehzahlnocken
einfach korrigiert werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die
Übertragungsmittel eine stellungsmäßige Ideallage auf, worin die
selektiven Kopplungsmittel in Bereitschaft für selektive
Verbindung ausgerichtet sind, und bei welcher das
leerlaufende Übertragungsmittel und der Hochdrehzahlnocken
vorbestimmte Abmessungen aufweisen, um das leerlaufende
Übertragungsmittel zu veranlassen, um einen kleinen Betrag
von der Idealposition in der Schließrichtung des Ventils
verschoben zu sein, wenn das direkt-bewegende und das
leerlaufende Übertragungsmittel getrennt sind und sich im
Eingriff mit den Nocken-Grundkreisabschnitten befinden.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im
folgenden beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
Fig. 1 eine ausschnittsweise Draufsicht einer
Ventilbetriebs-Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen
Ventilbetriebs-Umschaltvorrichtung zeigt;
-
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig.
1 zeigt;
-
Fig. 3 eine Schnittansicht der Ventilbetriebs-Vorrichtung
zeigt, wie sie in Richtung des Pfeils III in Fig. 1 gesehen
wird;
-
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig.
3 zeigt, welche Schnittansicht eine Niederdrehzahl-
Betriebsart darstellt;
-
Fig. 5 einen Blick ähnlich Fig. 4 zeigt, der eine
Hochdrehzahl-Betriebsart darstellt; und
-
Fig. 6 eine ausschnittsweise Schnittansicht entlang der
Linie VI-VI in Fig. 3 zeigt, welche Schnittansicht die
Beziehung zwischen verschiedenen Teilen der Vorrichtung
darstellt.
-
Wie in Fig. 1 gezeigt sind ein paar Einlaßventile 1a, 1b in
dem Gehäuse einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt)
angebracht. Die Einlaßventile 1a, 1b werden geöffnet und
geschlossen durch ein paar Niederdrehzahlnocken 3a, 3b und
einen einzelnen Hochdrehzahlnocken 4, die geeignete
Nockenprofile aufweisen und auf einer Nockenwelle 2 integral
ausgebildet sind. Die Nockenwelle 2 kann von der
Kurbelwelle der Maschine mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von
1/2 mit Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle
gedreht werden.
-
Die Kipphebel 5, 6, 7 sind in wechselseitig benachbarter
Beziehung auf einer sich unter und parallel zu der
Nockenwelle 2 sich erstreckenden Kipphebelachse 8 schwenkbar
gehalten. Die direkt-bewegenden Kipphebel 5, 7 weisen
grundsätzlich die gleiche Konfiguration auf. Die Kipphebel
5, 7 weisen nahegelegene Enden, die auf der Kipphebelachse
8 gehalten werden, und freie Enden auf, die sich über die
Einlaßventile 1a bzw. 1b erstrecken. Stößelschrauben 9a, 9b
sind einstellbar durch die freien Enden der
direkt-bewegenden Kipphebel 5, 7 geschraubt, um mit den oberen Enden der
Einlaßventile 1a, 1b in Eingriff zu stehen. Die
Stößelschrauben 9a, 9b werden durch jeweilige Xontermuttern 10a,
10b abgehalten, sich zu lösen.
-
Der leerlaufende Kipphebel 6 wird auf der Kipphebelachse 8
zwischen den direkt-bewegenden Kipphebeln 5, 7 schwenkbar
gehalten. Der leerlaufende Kipphebel 6 erstreckt sich von
der Kipphebelachse 8 oder aus deren Nähe bis zu einer
Stelle zwischen den Einlaßventilen 1a, 1b. Wie in Fig. 2
besser zu sehen ist, weist der Kipphebel 6 an seiner oberen
Fläche ein Nockengleitstück 6a auf, das in Gleitkontakt mit
dem Hochdrehzahlnocken 4 gehalten wird, und wird mit seiner
unteren Fläche ebenfalls in Kontakt mit dem oberen Ende
eines Hebers 12 gehalten, der als ein leerlaufendes
Kipphebel-Treibmittel gleitend in ein in einem Zylinderkopf
11 festgelegtes Führungsloch 11a eingepaßt ist.
-
Der Heber 12 besitzt die Form eines becherförmigen
Zylinders und weist einen im Durchmesser verkleinerten Boden mit
einer Stufe 12a auf seiner Innenfläche auf. In den Heber 12
sind eine Feder 13a mit kleinem Durchmesser und relativ
niedriger Federkonstante sowie eine Feder 13b mit großem
Durchmesser und relativ großer Federkonstante eingesetzt.
Die Federn 13a, 13b werden mit einem zwischen ihnen
eingelegten Halter 12b unter Druck gehalten. Der leerlaufende
Kipphebel 6 wird normalerweise von dem Heber 12 federnd
getrieben, um das Nockengleitstück 6a in Gleitkontakt mit
dem Hochdrehzahlnocken 4 zu halten.
-
Wie oben beschrieben, ist die Nockenwelle 2 über dem
Maschinenkörper drehbar gehalten und weist integral auf
sich die Niederdrehzahlnocken 3a, 3b und den
Hochdrehzahlnocken 4 auf. Wie in Fig. 3 gezeigt, weisen die
Niederdrehzahlnocken 3a, 3b ein Nockenprofil auf, das zu
einem Niederdrehzahlbereich der Maschine paßt und von einem
Grundkreisabschnitt B1 gebildet wird, welcher
Grundkreisabschnitt grundsätzlich von einem echten Kreis und einer
Nockenkeule L1 mit einem relativ kleinen Nockenhub
festgelegt wird. Die Außenumfangsflächen der Niederdrehzahlnocken
3a, 3b werden in Gleitkontakt mit Nockengleitstücken 5a, 7a
an den oberen Flächen der direkt-bewegenden Kipphebel 5
bzw. 7 gehalten. Der Hochdrehzahlnocken 4 weist ein
Nockenprofil auf, das zu einem Hochdrehzahlbereich der Maschine
paßt und von einem Grundkreisabschnitt B2 gebildet wird,
welcher Grundkreisabschnitt grundsätzlich von einem echten
Kreis und einer Nockenkeule L2 mit einem höheren Nockenhub
und einem größeren Winkelumfang als denen der
Niederdrehzahlnocken 3a, 3b festgelegt wird. Die Außenumfangsfläche
des Hochdrehzahlnocken 4 wird in Gleitkontakt mit dem
Nockengleitstück 6a des zweiten Kipphebels 6 gehalten. Der
Heber 12 wurde bei der Darstellung in Fig. 3 weggelassen.
-
Die Kipphebel 5, 6, 7 können selektiv umgeschaltet werden
zwischen einer Betriebsart, in welcher sie in
Übereinstimmung schwenken können, und einer anderen Betriebsart,
in welcher sie durch eine selektive Kopplungsvorrichtung 14
(wird später beschrieben) gegeneinander verschiebbar sind,
welche Kopplungsvorrichtung in als Eingriffsabschnitte
festgelegten Löchern angebracht ist, die zentral durch die
Kipphebel 5 bis 7 parallel zu der Kipphebelachse 8
festgelegt sind.
-
Halter 15a, 15b sind an den oberen Enden der Ventilschafte
der Einlaßventile 1a bzw. 1b angebracht, Ventilfedern 16a,
16b sind um die Ventilschafte der Einlaßventile 1a, 1b
herum zwischen den Haltern 15a, 15b und dem Maschinenkörper
angeordnet, um die Ventile 1a, 1b normalerweise nach oben
(entsprechend Fig. 3) in eine Schließrichtung dieser
Ventile zu treiben.
-
Die selektive Kopplungsvorrichtung 14 wird in den Fig. 4
und 5 dargestellt. Der erste direkt-bewegende Kipphebel 5
weist ein erstes Führungsloch 17 auf, das in ihm parallel
zu der Kipphebelachse 8 festgelegt ist und sich zu dem
leerlaufenden Kipphebel 6 hin öffnet. Der Kipphebel 5 weist
ebenfalls ein Loch 18 mit kleinerem Durchmesser auf, das in
dem Boden des ersten Führungslochs 17 mit einer Stufe 19
(zwischen beiden Löchern) festgelegt ist. Der leerlaufende
Kipphebel 6 weist ein zweites Führungsloch 20 auf, das
durch ihn hindurch zwischen seinen gegenüberliegenden
Seiten festgelegt ist und mit dem ersten Führungsloch in
dem Kipphebel 5 in Verbindung gehalten wird. Der zweite
direkt-bewegende Kipphebel 7 weist ein drittes Führungsloch
21 auf, das mit dem zweiten Führungsloch 20 in Verbindung
steht. Der Kipphebel 7 weist ebenfalls ein Loch 23 mit
kleinerem Durchmesser auf, das in dem Boden des dritten
Führungslochs 21 mit einer Stufe 22 (zwischen beiden
Löchern) festgelegt ist, und ein Durchloch 24, das in dem
Boden des Lochs 23 mit kleinerem Durchmesser festgelegt
ist.
-
In das erste, zweite und dritte Führungsloch 17, 20, 21
sind eingesetzt ein erster Kolben 25, welcher zwischen
einer Stellung, in welcher er den ersten direkt-bewegenden
Kipphebel 5 und den leerlaufenden Kipphebel 6 verbindet,
und einer Stellung, in welcher er die Kipphebel 5, 6
trennt, bewegbar ist, ein zweiter Kolben 26, welcher
zwischen einer Stellung, in welcher er den leerlaufenden
Kipphebel 6 und den zweiten direkt-bewegenden Kipphebel 7
verbindet, und einer Stellung, in welcher er die Kipphebel
6, 7 trennt, bewegbar ist, ein Stopper 27 zur Begrenzung
des Weglänge, über welche die Kolben 25, 26 bewegbar sind,
und eine Schraubenfeder 28, welche den Stopper 27 und die
Kolben 25, 26 normalerweise in eine Richtung treibt, um die
Kipphebel 5, 6, 7 zu trennen.
-
Der erste Kolben 25 ist in das erste und zweite
Führungsloch 17, 20 gleitend eingepaßt und legt eine
Hydraulikdruckkammer 29 zwischen dem Boden des ersten Führungslochs
17 und der Endfläche des ersten Kolbens 25 fest. Die
Kipphebelachse 8 weist ein Paar Ölzufuhr-Durchgänge 30, 31 auf,
die in ihr axial festgelegt sind und mit einer (nicht
dargestellten) Hydraulikdruckzufuhr in Verbindung stehen.
Aus dem Betriebsöl-Zufuhrdurchgang 30 zugeführtes
Betriebsöl
wird durch einen Öldurchgang 32, welcher in dem ersten
direkt-bewegenden Kipphebel 5 in Verbindung mit der
Hydraulikdruckkammer 29 festgelegt ist, und durch ein in
der Umfangswand der Kipphebelachse 8 festgelegtes
Verbindungsloch 33 in die Hydraulikdruckkammer 29 eingeführt.
Durch einen ringförmigen Durchgang in dem Kipphebel 5
bleibt die Verbindung ungeachtet der Winkelstellung des
ersten direkt-bewegenden Kipphebels 5 erhalten. Die
Innenflächen der Kipphebel 5 bis 7, welche auf der
Kipphebelachse 8 schwenkbar gehalten werden, werden fortlaufend von
Schmieröl geschmiert, das von dem Schmieröl-Zufuhrdurchgang
31 zugeführt wird.
-
Der erste Kolben 25 weist eine solche axiale Abmessung auf,
daß, wenn eines seiner Enden gegen die Stufe 19 in dem
ersten Führungsloch 17 stößt, das andere Ende des ersten
Kolbens 25 nicht über die Seiten des ersten direkt-
bewegenden Kipphebels 5 herausragt, die dem leerlaufenden
Kipphebel 6 gegenüber steht. Der zweite Kolben 26 weist
eine axiale Abmessung auf, welche im wesentlichen der
Gesamtlänge des zweiten Führungslochs 20 gleich ist, und
besitzt einen Abschnitt mit einem Durchmesser, der in die
zweiten und dritten Führungslöcher 20, 21 gleitend
eingepaßt ist.
-
Der Stopper 27 weist an einem seiner Enden eine Scheibe 27a
auf, die in das dritte Führungsloch 21 gleitend eingepaßt
ist, und auf dem anderen seiner Enden eine sich durch ein
Loch 24 erstreckende Führungsstange 27b. Eine
Schraubenfeder 28 ist unter Kompression um die Führungsstange 27b
herum zwischen der Scheibe 27a des Stoppers 27 und dem
Boden eines Lochs 23 mit kleinerem Durchmesser angeordnet.
Die Schraubenfeder 28 ist so ausgelegt, daß sie sich biegt
oder zusammen gepreßt wird, wenn der Hydraulikdruck in der
Hydraulikdruckkammer 29 ein vorbestimmtes Niveau oder höher
erreicht.
-
Der Betrieb der Ventilbetriebsarten-Umschaltvorrichtung
wird jetzt beschrieben. Während die Maschine in Nieder- und
Mitteldrehzahlbereichen betrieben wird, ist ein (nicht
gezeigtes) Steuerventil geschlossen, um die Zufuhr von
Hydraulikdruck in den Betriebsöl-Zufuhrdurchgang 30 zu
unterbrechen. Die Kolben 25, 26 sind unter der Vorspannung
der Schraubenfeder 28 in den Führungslöchern 17 bzw. 20
angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt. Dadurch sind die
Kipphebel 5, 6, 7 winkelmäßig relativ zueinander bewegbar.
-
Wenn die Kipphebel 5, 6, 7 durch die selektive Kopplung 14
voneinander getrennt sind, befinden sich der erste und
zweite Kipphebel 5, 7 in Gleitkontakt mit und werden von
den Niederdrehzahlnocken 3a, 3b in Antwort auf Drehung der
Nockenwelle 2 geschwenkt. Infolgedessen werden die
Einlaßventile 1a, 1b zu einem späteren Zeitpunkt geöffnet und zu
einem früheren Zeitpunkt geschlossen, und mit einem
kleineren Hub geöffnet. Während dieser Zeit schwenkt der
leerlaufende Kipphebel 6 in Gleitkontakt mit dem
Hochdrehzahlnocken 4, aber solche schwenkende Bewegung des
leerlaufenden Kipphebels 6 beeinflußt den Betrieb der
Einlaßventile 1a, 1b nicht.
-
Wenn die Maschine in einem Hochdrehzahlbereich betrieben
wird, wird das Steuerventil geöffnet, um Hydraulikdruck in
die Hydraulikdruckkammer 19 in der selektiven
Kopplungsvorrichtung 14 durch den Betriebsöl-Zufuhrdurchgang 30, das
Verbindungsloch 33 in der Kipphebelachse 8 und den
Öldurchgang 32 zuzuführen. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der
erste Kolben 25 gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 28
zu dem leerlaufenden Kipphebel bewegt, wobei er den zweiten
Kolben 26 zu dem zweiten direkt-bewegenden Kipphebel 7
drückt. Infolgedessen werden der erste und zweite Kolben
25, 26 bewegt bis ein Ende des Stoppers 27 gegen die Stufe
22 stößt, wöraufhin der erste direkt-bewegende Kipphebel 5
und der leerlaufende Kipphebel 6 miteinander über den
ersten Kolben 25 verbunden sind, und der leerlaufende
Kipphebel 6 und der zweite direkt-bewegende Kipphebel 7
miteinander über den zweiten Kolben 26 verbunden sind.
-
Mit so durch die selektive Kopplungsvorrichtung 14
aneinander gekoppelten Kipphebeln 5, 6, 7, und weil der
leerlaufende Kipphebel 6 in Gleitkontakt mit dem
Hochdrehzahlnocken 4 gehalten wird und daher im größten Maße schwenkt,
werden der erste und zweite direkt-bewegende Kipphebel 5, 7
mit dem leerlaufenden Kipphebel 6 geschwenkt. Daher werden
die Einlaßventile 1a, 1b zu einem früheren Zeitpunkt
geöffnet und zu einem späteren Zeitpunkt geschlossen und
mit einem größeren Hub geöffnet, alles entsprechend dem
Nockenprofil des Hochdrehzahlnocken 4.
-
Wie bereits beschrieben, werden bei der
Ventilbetriebsvorrichtung in der dargestellten Ausführungsform zwei
benachbarte Kipphebel miteinander durch einen Kolben
verbunden, der über die benachbarten Enden von
Führungslöchern in den Kipphebeln hinweg bewegt wird. Wenn die
benachbarten Führungslöcher nicht genau axial in Bezug auf
einander angeordnet wären, wäre der Kolben nicht in der
Lage, in eine sich über die zwei Führungslöcher
erstreckende Stellung bewegt zu werden.
-
Wenn es kein Ventilspiel zwischen den Stößelschrauben 9a,
9b auf den direkt-bewegenden Kipphebeln 5, 7 und den oberen
Enden der Ventilschafte der Einlaßventile 1a, 1b gibt, wird
die Bewegung der direkt-bewegenden Kipphebel 5, 7 direkt
von dem Nockenprofil der Niederdrehzahlnocken 3a, 3b und
den Ventilfedern 16a, 16b bestimmt, ohne die Möglichkeit
irgendeines Spiels oder Bewegungsverlusts.
-
Die Abmessungen des leerlaufenden Kipphebels 6, des
Hochdrehzahlnocken 4 und des Hebers 12 sind so, daß, wenn der
leerlaufende Kipphebel 6 den Grundkreisabschnitt B2 des
Hochdrehzahlnocken 4 gleitend berührt, die Feder 13b mit
dem großem Durchmesser in dem Heber 12 sich bis zu ihrer
vollen Länge in ihrem entlasteten Zustand ausdehnt und ein
Spalt zwischen der Stufe 12a und dem Halter 12b in dem
Heber 12 entsteht. Der leerlaufende Kipphebel 6 wird von
Feder 13a mit Nocken 6 in Kontakt gehalten. Unter diesen
Bedingungen ist es daher möglich, es dem leerlaufenden
Kipphebel 6 zu erlauben, um einen kleinen Winkelbetrag
bewegt zu werden, während er nur die Feder 13a mit dem
kleineren Durchmesser zusammenzudrücken, welche eine
relativ kleine Federkonstante aufweist.
-
In Hinsicht auf die obigen Überlegungen weist der
Grundkreisabschnitt des Hochdrehzahlnocken 4 in dieser
Ausführungsform der Erfindung einen Durchmesser D2 auf,
welcher um eine Länge d1 kleiner als der Durchmesser D1 des
Grundkreisabschnitts von jedem der Niederdrehzahlnocken 3a,
3b ist, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß die Mitte C2 des
Führungslochs 20 in dem leerlaufenden Kipphebel 6 um eine
Distanz d2 aus der Mitte C1 der Führungslöcher 17, 21 in
den direkt-bewegenden Kipphebeln 5, 7 auf die Nockenwelle 2
hin verschoben ist.
-
Um es dem ersten Kolben 25 zu erlauben, zur Verbindung der
Kipphebel 5, 6, 7 sanft und zuverlässig in das zweite
Führungsloch 20 bewegt zu werden, weist das Ende des ersten
Kolbens 25, welches dem leerlaufenden Kipphebel 6 gegenüber
steht, auf seinem gesamten Umfang eine teilweise sphärisch
abgeschrägte Oberfläche 34a auf, und das Ende des
leerlaufenden
Kipphebels 6, welches dem ersten
direkt-bewegenden Kipphebel 5 gegenüber steht, weist auf dem gesamten
Umfang um die Öffnung des Führungslochs 20 herum eine
kegelförmig abgeschrägte Oberfläche 35a auf. Ähnlich dazu
weist das Ende des zweiten Kolbens 26, welches dem zweiten
direkt-bewegenden Kipphebel 7 gegenüber steht, auf seinem
gesamten Umfang eine teilweise sphärisch abgeschrägte
Oberfläche 34b auf, und das Ende des zweiten direkt-bewegenden
Kipphebels 7, welches dem leerlaufenden Kipphebel 6
gegenüber steht, weist auf dem gesamten Umfang um die Öffnung
des Führungslochs 21 herum eine kegelförmig abgeschrägte
Oberfläche 35b auf.
-
Wenn die Nockengleitstücke 5a, 6a, 7a der jeweiligen
Kipphebel 5, 6, 7 gegen die Grundkreisabschnitte B1, B1, B2 der
Nocken 3a, 3b bzw. 4 gehalten werden, da sich der
Durchmesser D1 der Grundkreisabschnitte der Niederdrehzahlnocken
3a, 3b und der Durchmesser D2 des Grundkreisabschnitts des
Hochdrehzahlnocken 4 voneinander um einen Betrag d1
unterscheiden, wird die Mitte C2 des Führungslochs 20 in dem
leerlaufenden Kipphebel 6 um die Distanz d2 aus der Mitte
C1 der Führungslöcher 17, 21 in den direkt-bewegenden
Kipphebeln 5, 7 auf die Nockenwelle 2 hin verschoben, wie oben
beschrieben. Wenn jetzt der erste Kolben 25 unter dem Druck
P in der Hydraulikdruckkammer 26 bewegt wird, um den
zweiten Kolben 26 in eine Richtung aus dem Kipphebel 6 heraus
zu drücken, können die direkt-bewegenden Kipphebel 5, 7
wegen der beträchtlichen, von den Ventilfedern 16a, 16b auf
die Kipphebel aufgebrachte Druckkraft nicht bewegt werden,
aber der leerlaufende Kipphebel 6 kann von dem in das
Führungsloch 20 eintretenden ersten Kolben 25 nach unten
verschoben werden, da lediglich die relativ kleine
Druckkraft F2 von der Feder 13a mit dem kleinen Durchmesser auf
den leerlaufenden Kipphebel 6 ausgeübt wird.
-
Durch derartiges Verschieben des leerlaufenden Kipphebels 6
durch die in die Führungslöcher 20 bzw. 21 eintretenden
Kolben 25, 26 wird das zweite Führungsloch 20 in axiale
Ausrichtung mit den Führungslöchern 17, 21 gebracht,
wodurch die sanfte Verbindung der Kipphebel 5, 6, 7
erleichtert wird. Wenn die Nockenkeule L2 des
Hochdrehzahlnocken 4 gleitend gegen das Nockengleitstück 6a
gehalten wird, wird die Feder 13a mit dem kleineren Durchmesser
zusammengedrückt bis die Stufe 12a des Hebers 12 gegen den
Halter 12b stößt, und dann wirkt die Vorspannkraft der
Feder 13b mit dem großen Durchmesser gegen den Heber 12.
Folglich wird der leerlaufende Kipphebel 6 mit einer
relativ großen Vorspannkraft gegen den Hochdrehzahlnocken 4
gepreßt.
-
Im Gegensatz dazu, könnte bei einer
Ventilbetriebsvorrichtung dieses Typs ohne die vorliegende Erfindung, wenn sich
die Fertigungstoleranzen oder Fehler darin niederschlagen,
daß die Mitte C2 des zweiten Führungslochs 20 gegen die
Mitte C1 des ersten und dritten Führungslochs 19, 21 nach
unten verschoben ist (in Fig. 6), der Hydraulikdruck P
nicht ausreichend sein, um gegen die beträchtliche Kraft F1
der Ventilfedern 16a, 16b den ersten Kolben 25 in das
zweite Führungsloch 20 und den zweiten Kolben 26 in das
dritte Führungsloch 21 zu drücken, da die Kipphebel 5, 7
zum Ausrichten leicht geschwenkt werden müßten.
-
In der dargestellten Ausführungsform werden die drei
Kipphebel eingestellt, um den Betriebsablauf der zwei
Ventile gemeinsam zu schalten. Jedoch sind die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung auch auf eine
Ventilbetriebsarten-Umschaltvorrichtung anwendbar, bei welcher zwei oder
mehr Kipphebel verwendet werden und einige der Kipphebel in
einem bestimmten Drehzahlbereich unabhängig bewegbar sind,
um die zwei Ventile getrennt unterschiedlich betreiben zu
können.
-
Wenigstens in der oben beschriebenen bevorzugten Form der
Erfindung, sogar wenn sich in der Ventilbetriebsarten-
Umschaltvorrichtung Abmessungsfehler angesammelt haben,
kann ein verschobenes Führungsloch in axiale Ausrichtungmit
anderen Führungslöchern gebracht werden, um es den Kolben
zu erlauben, dort hinein bewegt zu werden. Daher ist es
möglich, die Abmessungstoleranzen von Teilen weniger streng
zu machen, um die Qualitätskontrolle zu vereinfachen. Die
Anordnung der vorliegenden Erfindung dient der Reduzierung
der Fertigungskosten von
Ventilbetriebsarten-Umschaltvorrichtungen.