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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren des kontinuierlichen
Steuerns einer Luftmenge, angesaugt in eine Brennkraftmaschine,
nach dem Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs 1 und eine Vorrichtung für das kontinuierlichen Steuerns
einer Luftmenge, angesaugt in eine Brennkraftmaschine, nach dem
Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs 8.
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In
Benzinmotoren wird eine Luftmenge, angesaugt in den Motor, im Wesentlichen
durch Einstellen einer Drosselöffnung
eines Drosselöffnungsventils,
angeordnet in dem Lufteinlasskanal eines Einlasssystems, gesteuert.
In diesem Typ des Benzinmotors gibt es einen großen Pumpenverlust unter niedrigem
Lastzuständen,
wobei das Drosselventil bei einer geringen Drosselöffnung gehalten
wird. In letzter Zeit sind verschiedene Motoren, die ein veränderbares
Ventilbetätigungssystem,
z. B. einen veränderbaren
Ventilzeitpunkt- und ein Hubsteuerungssystem, ein veränderbares
Ventilereignis- und Hubsteuerungssystem und dergleichen, vorgeschlagen
und entwickelt worden. In solchen mit einem veränderbaren Ventilbetätigungssystem
ausgerüsteten
Motoren wird eine Einlassluftmenge durch veränderbares Einstellen eines
Motorventilzeitpunktes, insbesondere eines Einlassventil-Schließzeitpunktes
(IVC) und/oder eines Ventilhubs des Einlassventiles an Stelle des
Verwendens der Drosselöffnungseinstellung
gesteuert. Eine solche mit einem veränderbaren Ventilbetätigungssystem
ausgestattete Brennkraftmaschine ist in der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 11-117777 (die nachstehend als „JP11-117777" bezeichnet wird
und die dem U. S. Pat. Nr. 6, 039, 026, herausgegeben am 21. März 2000,
entspricht) gezeigt worden. In dem veränderbaren Ventilbetätigungssystem,
das ausgerüstet
worden ist, wie in der JP11-117777 gezeigt, sind die Einlass- und
die Auslassventile durch elektromagnetisch-gesteuerte Motorventile
gebildet.
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Beim
Einbeziehen eines geringen Pumpenverlustes in die Überlegung
wird während
der mittleren und niedrigen Motorlastzuständen eine Einlassluftmenge
durch veränderbares
Steuern eines Ventilschließzeitpunktes
des elektromagnetisch-gesteuerte Einlassventils oder eines Hubs
des Einlassventils gesteuert, während
die Drosselöffnung
auf einen vorbestimmten Wert entsprechend einer im Wesentlichen
Voll-Drosselposition eingestellt wird. Im Gegensatz dazu wird bei
Leerlauf oder während
eines übermäßigen Lastbetriebs
und bei Hochlastbetrieb die Einlassluftmenge mittels der Drosselöffnungseinstellung
gesteuert.
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Die
Einlassluftmengensteuerung auf der Grundlage einer veränderbaren
Ventilbetätigungs-Zeitpunktsteuerung
(insbesondere einer veränderbaren
Einlassventil-Schließzeitpunktsteuerung)
hat die folgenden Nachteile. Entsprechend der IVC-Steuerung muss
der Einlassventil-Schließzeitpunkt
allmählich
von einer unteren BDC-Position (untere Totpunktposition) vorverstellt
werden, wenn sich die Motorlast vermindert. Demzufolge gibt es während übermäßig geringer
Lastzuständen,
z. B. bei Leerlauf, eine erhöhte
Tendenz für
den IVC auf einen Zeitpunkt näher
zu einer TDC-Position (der oberen Totpunktposition) gesteuert zu
werden. Mit anderen Worten, das Einlassventil tendiert dazu, zu
einem Zeitpunkt zu schließen,
dass sich der hin- und hergehende Kolben noch nicht ausreichend
nach unten bewegt. Dies reduziert ein effektives Verdichtungsverhältnis. In
solch einem Fall können
ein angemessener Druck und eine angemessene Temperatur an dem BDC
beim Kompressionshub nicht erhalten werden, wobei dadurch die Verbrennung
verschlechtert wird.
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Im
Gegensatz zu dem oben genannten, wenn die Einlassluftmenge nur mittels
der Ventilhubsteuerung an Stelle des Gebrauchs der IVC-Steuerung
gesteuert wird, wirkt das Einlassventil selbst als eine Strömungsverengungsdrosselstelle
oder als eine Drosselstelle. Demzufolge ist es in einem Fall, bei
dem nur die Ventilhubsteuerung verwendet wird, nicht möglich, den
Pumpenverlust ausreichend zu reduzieren.
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Das
Stand der Technik Dokument JP 62-13708 lehrt eine Mehrfach-Zylinder-Brennkraftmaschine,
die eine veränderbare
Ventilbetätigungsvorrichtung
aufweist, die eine veränderbare
Einlassventil-Winkelöffnungsvorrichtung
und eine veränderbare
Einlassventil-Hubvorrichtung in Kombination mit einer jeweiligen
veränderbaren
Auslassventil-Öffnungsvorrichtung
enthält.
Entsprechend des Lehrens der JP 62-13708 wird der Ventilhub des
Einlassventilen um einen bestimmten sehr kleinen Ventilhub während des
Leerlaufs des Motors gesteuert. Verursacht durch den sehr kleinen
Ventilhub während
des Leerlaufs kann eine vorteilhafte sehr kleine oder Null-Überlappung
erreicht werden, um die Menge des verbleibenden Gases in der Brennkammer
zu reduzieren. Somit kann die Verbrennungsstabilität in dem
Leerlaufbereich verstärkt
werden.
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Das
Stand der Technik Dokument JP 63-100214 lehrt eine Steuerventilvorrichtung
für einen
Kraftfahrzeugmotor, wobei die Stabilisierung der Verbrennung während des
Motorleerlaufs mittels eine kleinen Ventilöffnung und eine kleinen Ventillifts erreicht werden
kann. Insbesondere während
des Niedrigdrehzahl- oder während
des Niedriglast-Betriebes wird eine veränderbare Ventilbetätigungsvorrichtung,
die mit zwei Einlassöffnungen
und Auslassöffnungen
verbunden ist, bei einem engen Ventilöffnungswinkelmodus betätigt. Demzufolge
wird die Ventilüberlappung
zu einer minus-Ventilüberlappung eingestellt,
so dass die von der Einlassseite zu der Auslassseite gerichtete
Gasströmung
gehindert wird, die Ladungseffektivität der Einlassluft zu verstärken. Folglich
wird die Brennkraftmaschinen-Gasrückführung reduziert und die Kraftstoffökonomie
und die Verbrennungsstabilität
in dem Leerlaufbereich wird gesichert. Andererseits ist während des
Hochlast-Betriebes die veränderbare
Ventilbetätigungsvorrichtung
mit zwei Einlassöffnungen
und den zwei Auslassöffnungen
verbunden und wird in einem breiten Ventilöffnungswinkelmodus betätigt. Somit
können
eine adäquate
Einlassluftmenge und eine adäquate
Abgasmenge gesichert werden, um die Motorausgangsleistung zu verstärken.
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Das
Stand der Technik Dokument
US
5, 622, 144 lehrt ein System für das Betätigen einer Brennkraftmaschine,
die ein Einlassventil und ein Auslassventil enthält. Das System weist eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung
und eine veränderbare Einlassventil-Zeitpunktvorrichtung
auf. Das System wird gesteuert, um eine Ventilüberlappung durch Vorverstellen
sowohl des Auslassventil-Öffnungszeitpunktes,
als auch des Auslassventil-Schließzeitpunktes zu reduzieren
und um einen Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
zu verzögern
und gleichzeitig einen Einlassventil-Schließzeitpunkt durch Verkürzen oder Reduzieren
der Einlassventil-Öffnungszeitdauer während des
Niedrigdrehzahl-Niedriglast-Betriebs oder während des Niedrigdrehzahl-Hochlast-Betriebs
vorzuverstellen. Überdies
steuert während
des Niedrigdrehzahl-Mittellast-Betriebs das Steuerungssystem sowohl
die veränderbare
Einlass-, als auch die veränderbare
Auslassventilzeitpunktvorrichtung, um die Ventilüberlappung durch Verzögern von
sowohl des Auslassventil-Öffnungszeitpunktes,
als auch des Auslassventil-Schließzeitpunktes zu erhöhen und
um den Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
vorzuverstellen und gleichzeitig den Einlassventil-Schließzeitpunkt
durch Verlängern
oder Erhöhen der
Einlassventil-Öffnungszeitdauer
zu verzögern. Somit
ist das Dokument des Standes der Technik auf eine Zeitpunktsteuerung,
insbesondere auf eine Ventilüberlappungssteuerung,
die durch eine veränderbare
Einlass- und Auslassventilzeitpunktvorrichtung erreicht wird, gerichtet,
lehrt aber keine besondere Ventilhubsteuerung.
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Außerdem lehrt
das Stand der Technik Dokument
US
5,074, 260 eine Ventilantriebsvorrichtung und ein Ventilantriebsverfahren
für eine
Brennkraftmaschine, wobei das Steuerungssystem der Nockenwellen-Lagerungsvorrichtung
ermöglicht,
wahlweise in Abhängigkeit
zu dem Motorbetriebszustand, z. B. einer Motordrehzahl, verlagert
zu werden, so dass der Ventilzeitpunkt und der Ventilhub für die jeweiligen
Ventile unabhängig
verändert
werden können,
um optimale Motorbetriebscharakteristika über einen breiten Bereich der
Motorbetriebszustände
zu erzeugen. Insbesondere werden die Einlassventil-Betriebscharakteristik
(der Ventilhub, der Ventilzeitpunkt und die -phase) und die Auslassventil-Betriebscharakteristik
in Abhängigkeit
davon, ob der Motor sich in einem Hochdrehzahl-Motorbereich, oder
in einem Niedrigdrehzahl-Motorbereich befindet, veränderbar
gesteuert.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung für
das Steuern einer Luftmenge, angesaugt in eine Brennkraftmaschine,
wie oben angezeigt, kann aus dem Stand der Technik Dokument
EP 0 137 372 A1 entnommen
werden. Insbesondere weist das Stand der Technik-Verfahren die Schritte
von Verändern
der Winkelphase der Kurbelwelle und der Nockenwelle auf, um den
Zeitpunkt des Öffnens
des Ventils und des Freigebens der Kraft zu steuern, die durch die Nocken
angewandt wird, um das Ventil zu öffnen, während es geöffnet wird, um den Zeitpunkt
des Schließens
der Einlass- oder Auslassventile zu steuern. Die zugehörige Vorrichtung
enthält
eine Phasensteuerungsvorrichtung, angeordnet zwischen der Kurbelwelle
und der Nockenwelle und eine Hubsteuerungsvorrichtung, angeordnet
zwischen dem Nocken und dem Einlass- oder dem Auslassventil. Beide
Vorrichtungen werden hydraulisch betätigt und in Abhängigkeit
von den Motorbetriebszuständen
gesteuert. Demzufolge lehrt das Dokument des Standes der Technik
die Steuerungscharakteristika, die nur durch Verwenden einer Hubsteuerungseinrichtung
erreicht werden und die Steuerungscharakteristik, die durch sowohl
die Phasensteuerungseinrichtung, als auch die Hubsteuerungseinrichtung
erreicht wird. Somit kann der Betrieb des Einlassventiles angemessen
in Abhängigkeit
von den Betriebszuständen
des Motors gesteuert werden. Da die Einlassluftmenge und der Zeitpunkt
der einzuleitenden Luft, der den Zeitpunkt des vollständigen Schließens des
Einlassventiles enthält,
frei gesteuert werden kann, ist es möglich, selbst das Einlassdrosselventil
des Motors überflüssig zu
machen, mit dem Ergebnis, das die Brennkraftmaschine mit hoher Effektivität betrieben werden
kann, weil sie frei von dem Problem des Pumpenverlustes ist, der
andererseits durch das Einlassdrosselventil verursacht würde.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
für das
kontinuierliche Steuern einer Einlassluftmenge, angesaugt in eine
Brennkraftma schine, wie oben angezeigt, zu schaffen, wobei eine
stabile Einlassluftmengensteuerung realisiert werden kann.
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Entsprechend
des Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe
durch ein Verfahren des kontinuierlichen Steuerns einer Luftmenge,
angesaugt in eine Brennkraftmaschine, die die Merkmale vom Anspruch
1 hat, gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Überdies
wird entsprechend des Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung
diese Aufgabe durch eine Vorrichtung für das kontinuierliche Steuern
einer Luftmenge, angesaugt in eine Brennkraftmaschine, die die Merkmale
von Anspruch 8 hat, gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und erläutert-
In den Zeichnungen, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein veränderbares Ventilbetätigungssystem,
enthalten in einem Einlassluftmengen-Steuerungssystem eines Ausführungsbeispieles,
darstellt.
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2 ein
charakteristischer Plan ist, der sowohl einen Ventilhub-Steuerungsbereich,
als auch einen Ventilzeitpunkt-Steuerungsbereich zeigt.
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3 eine
beispielhafte Darstellung ist, die Ventilbetätigungscharakteristika unter
verschiedene Motor-/Fahrzeug-Betriebszuständen zeigt.
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4 eine
vergrößerte Darstellung
ist, die einen wesentlichen Teil des Einlassventiles und des Ventiles
zeigt.
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5 eine
beispielhafte Ansicht ist, die einen besonderen Zustand zeigt, dass
ein Fluid-Kanalfläche,
gebildet zwischen einer Ventilsitzfläche des Einlassventiles, und
eine Ventilsitzfläche
einer minimalen Fluid-Kanalfläche
im Vergleich mit einer Fluid-Kanalfläche an einem anderen Abschnitt
entspricht.
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6 eine
Querschnittsdarstellung in Längsrichtung
ist, die einen Mitnehmer, ausgerüstet mit
einem Einbau-Ventilabstandseinsteller, zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nunmehr
wird in Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1,
das Verfahren von und eine Vorrichtung für das Steuern eine Einlassluftmenge
in einem Benzinmotor mit Funkenzündung
für ein Kraftfahrzeug
veranschaulicht. 4 zeigt das veränderbare
Ventilbetätigungssystem,
das in das Einlassluftmengen-Steuerungssystem des Ausführungsbeispieles
einbezogen ist. Das veränderbare Ventilbetätigungssystem
hat eine mechanische Ventilbetätigungsvorrichtung,
damit ein Einlassventil 11 synchron mit der Drehung einer
Motorkurbelwelle angetrieben wird. Das veränderbare Ventilbetätigungssystem
hat zwei verschiedene Steuerungsvorrichtungen, nämlich eine veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 und eine
veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 21, die miteinander kombiniert
sind. Die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 funktioniert,
um sowohl den Ventilhub, als auch einen Arbeitswinkel θ des Einlassventiles 11 in
Abhängigkeit
von den Motor-/Fahrzeug-Betriebszuständen zu verändern (zu erhöhen oder
zu vermindern). Die veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 21 funktioniert, um die Winkelphase
an dem maximalen Hubpunkt (an dem Winkel Φ des Arbeitswinkels) zu verändern (zu
verzögern
oder vorzuverstellen).
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Der
grundsätzliche
Aufbau der veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkel-Steue rungsvorrichtung 1 wird nachstehend
in Bezug auf die 1 kurz beschrieben.
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Die
veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 besteht
aus einer Antriebswelle 2, drehbar durch einen Nockenhalter (nicht
gezeigt) gelagert, angeordnet an dem oberen Abschnitt des Zylinderkopfes
(nicht gezeigt), einem ersten Exzenternocken 3, der mittels
Presseinsetzens mit der Antriebswelle 2 fest verbunden
ist, wobei eine Steuerwelle 12, die durch denselben Nockenhalter
oberhalb der Antriebswelle drehbar gelagert und parallel zu der
Antriebswelle angeordnet ist und einen zweiten Exzenternocken 18 hat,
einem Kipphebelarm 6, der oszillierend oder schwingbar
auf dem zweiten Exzenternocken 18 gelagert ist, und einem
schwingbaren Nocken 9, der im Anlage-Eingriff mit einem
Mitnehmer 10, verbunden mit dem oberen Abschnitt des Ventilschaftes
des Einlassventils 11, ist. Ein erster Exzenternocken 3 und
ein Kipphebelarm 6 sind miteinander mechanisch durch einen
Verbindungsarm 4, der sich im Verhältnis zu dem ersten Exzenternocken 3 dreht,
verbunden. Andererseits sind der Kipphebelarm 6 und der
schwingbare Nocken 9 miteinander durch ein Verbindungsteil 8 verbunden,
so dass die oszillierende Bewegung des Kipphebelarms 6 durch
den Verbindungsarm 4 erzeugt wird. Die Antriebswelle 2 wird
durch die Motorkurbelwelle über
eine Steuerkette oder einen Zahnflachriemen angetrieben. Der erste
Exzenternocken 3 ist in der Form zylindrisch. Die Mittelachse
der äußeren Umfangsoberfläche des
ersten Exzenterno ckens 3 ist zu der Achse der Antriebswelle 2 um
eine vorbestimmte Exzentrizität
exzentrisch. Ein im Wesentlichen ringförmiger Abschnitt des Verbindungsarms 4 ist
an der äußeren Umfangsoberfläche des ersten
Exzenternockens 3 drehbar eingesetzt. Der Kipphebelarm 5 ist
an seinem im Wesentlichen zentralen Abschnitt durch den zweiten
Exzenternocken 18 der Steuerwelle 12 oszillierend
gelagert. Ein vorspringender Abschnitt des Verbindungsarms 4 ist
mit einem Ende des Kipphebelarms 6 mittels eines Verbindungsstiftes 5 verbunden.
Das obere Ende des Verbindungsteiles 8 ist mit dem anderen
Ende des Kipphebelarms 6 mittels eines Verbindungsstiftes 7 verbunden.
Die Achse des zweiten Exzenternockens 18 ist zu der Achse
der Steuerungswelle 12 exzentrisch und somit kann die Mitte
der oszillierenden Bewegung des Kipphebelarms 6 durch Verändern der Winkelposition
der Steuerwelle 12 verändert
werden. Der schwingbare Nocken 9 ist an dem äußeren Umfang
der Antriebswelle 2 drehbar eingesetzt. Ein Ende des schwingbaren
Nockens 9 ist mit dem Verbindungsteil 8 mittels
eines Verbindungsstiftes 17 verbunden. Der schwingbare
Nocken 9 ist an seiner unteren Oberfläche mit einem Basiskreis-Oberflächenabschnitt
gebildet, der konzentrisch ist, um die Antriebswelle 2 anzutreiben,
und einen moderat-gekrümmten
Nockenoberflächenabschnitt,
der sich bei dem Basiskreis-Oberflächenabschnitt fortsetzt und sich
in die Richtung zu einem Endabschnitt des Kipphebelarms 9 erstreckt.
Der Basiskreis-Oberflächenabschnitt
und der Nockenoberflächenabschnitt
des Kipphebelarms 9 sind bestimmt, um in Anlagekontakt (in
Gleitkontakt) mit einem bestimmten Punkt oder einer bestimmten Position
der oberen Oberfläche
des zugehörigen
Einlassventil-Mitnehmers 10 in Abhängigkeit einer Winkelposition
des Kipphebelarms 9, der oszilliert, gebracht zu werden.
D. h., der Basiskreis-Oberflächenabschnitt
funktioniert als ein Basiskreis abschnitt, innerhalb dessen ein
Ventilhub null ist. Ein vorbestimmter Winkelbereich des Nockenoberflächenabschnittes,
der sich mit dem Basiskreis-Oberflächenabschnitt fortsetzt, funktioniert
als ein Rampenabschnitt. Ein vorbestimmter Winkelbereich eines Nockennasenabschnittes,
der sich mit dem Rampenabschnitt fortsetzt, funktioniert als ein Hubabschnitt.
Wieder zurückkehrend
auf die 1 wird die Steuerwelle 12 der
veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 innerhalb
eines vorbestimmten Winkelbereiches mittels eines Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsbetätigers 13 angetrieben.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist
der Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsbetätiger 13 einen Getriebemotor
auf, bestehend aus einer Schnecke plus einem Schneckenrad 15,
und einem Servo-Motor, der eine Antriebsverbindung mit einer Steuerwelle 12 hat.
Der Servo-Motor wird in Reaktion zu einem Steuersignal von einer
elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) 19 gesteuert. Anstelle
solch eines Servo-Motor angetriebenen Betätigers kann ein hydraulischer
Betätiger
als ein Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsbetätiger 13 ver wendet
werden. In diesem Fall wird ein gesteuerter Druck, der auf den hydraulischen
Betätiger
aufgebracht wird, mittels eines hydraulischen Steuermoduls geregelt,
d. h. in Reaktion zu einem Steuersignal von der ECU 19.
Der Betätiger 13 ist
so bestimmt, dass die Winkelposition der Ausgangswelle des Betätigers 13 in
die Richtung zu einer Anfangswinkelposition durch eine Rückholfeder
mit dem deaktivierten Betätiger 13 gedrückt und
gehalten wird. In einem Zustand, dass der Betätiger 13 an seiner
Anfangswinkelposition gehalten wird, wird das Einlassventil bei
dem reduzierten Ventilhub und dem reduzierten Arbeitswinkel betätigt. Die Winkelposition
der Steuerwelle 12 wird durch den Steuerwellensensor 14 erfasst.
Die veränderbare Hub-
und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 arbeitet wie
folgt.
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Während der
Drehung der Antriebswelle 2 bewegt sich ein Verbindungsarm 4 durch
den Vorteil der Nockenwirkung des ersten Exzenternockens 3 auf
oder ab. Die auf- und ab-Bewegung des Verbindungsarms 4 verursacht
die oszillierende Bewegung des Kipphebelarms 6. Die oszillierende
Bewegung des Kipphebelarms 6 wird über das Verbindungsteil 8 auf
den schwingbaren Nocken 9 übertragen, und somit oszilliert
der schwingbare Nocken 9. Durch den Vorteil der Nockenwirkung
des schwingbaren Nockens 9, der oszilliert, wird der Einlassventil-Mitnehmer 10 gedrückt und
demzufolge hebt das Einlassventil 11 an. Falls die Winkelposition
der Steuerwelle 12 durch den Betätiger 13 verändert wird,
verändert sich
die Anfangsposition (oder eine Startposition) der oszillierenden
Bewegung des schwingbaren Nockens 9. In der Annahme, dass
die Winkelposition des zweiten Exzenternockens 18 von der
ersten Winkelposition verschoben ist, dass die Achse des zweiten
Exzenternockens 18 ist unmittelbar unter der Achse der
Steuerwelle 12 in einer zweiten Winkelposition platziert
ist, dass die Achse des zweiten Exzenternockens 18 unmittelbar über der
Achse der Steuerwelle 12 platziert ist, verschiebt sich
der gesamte Kipphebelarm 6 nach oben. Als ein Ergebnis
wir der eine Endabschnitt des schwingbaren Nockens 9 relativ
nach unten gezogen. D. h., die Anfangsposition (der Startpunkt)
des schwingbaren Nockens 9 wird so verschoben, dass der
kippbare Nocken selbst in eine Richtung geneigt wird, das der Nockenoberflächenabschnitt
des schwingbaren Nockens 9 sich von dem Einlassventil-Mitnehmer 10 wegbewegt.
Mit dem nach oben verschobenen Kipphebelarm 6, wenn sich der
schwingbare Nocken 9 während
der Drehung der Antriebswelle 2 dreht, wird der Basiskreis-Oberflächenabschnitt
in Kontakt mit dem Einlassventil-Mitnehmer 10 für einen
vergleichsweise langen Zeitraum gehalten. Mit anderen Worten, eine
Zeitdauer, innerhalb der der Nockenoberflächenabschnitt in Kontakt mit
dem Einlassventil-Mitnehmer 10 gehalten wird, wird kurz.
Als eine Konsequenz wird ein Ventilhub klein. Zusätzlich wird
ein angehobener Zeitraum (d. h., ein Arbeitswinkel θ) von dem
Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
(IVO) zu einem Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) reduziert.
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Wenn
umgekehrt die Winkelposition des zweiten Exzenternockens 18 von
der zweiten Winkelposition, damit die Achse des zweiten Exzenternockens 18 unmittelbar
oberhalb der Achse der Steuerwelle 12 platziert ist, in
die erste Winkelposition, damit die Achse des zweiten Exzenternockens 18 unmittelbar
unter der Achse der Steuerwelle 12 platziert ist, verschoben
wird, verschiebt sich der Kipphebelarm 6 als ein Ganzes
nach unten. Als ein Ergebnis wird der eine Endabschnitt des schwingbaren
Nockens 9 relativ nach unten gedrückt. D. h., die Anfangsposition
(der Startpunkt) des schwingbaren Nockens 9 wird verschoben,
so dass der kippbare Nocken selbst in eine Richtung geneigt wird,
damit sich der Nockenoberflächenabschnitt
des schwingbaren Nockens 9 in die Richtung zu dem Einlassventil-Mitnehmer 10 bewegt.
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Mit
dem nach unten verschobenen Kipphebelarm 6 wird, wenn der
schwingbare Nocken 9 während
der Drehung der Antriebswelle 2 oszilliert, ein Abschnitt,
der in Kontakt mit dem Einlassventil-Mitnehmer 10 gebracht
ist, etwas von dem Basiskreis-Oberflächenabschnitt zu dem Nockenoberflächenabschnitt
verschoben. Als eine Konsequenz wird ein Ventilhub groß. Zusätzlich wird
ein angehobener Zeitraum (d. h. ein Arbeitswinkel θ) von dem Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
IVO zu dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC verlängert.
Die Winkelposition des zweiten des zweiten Exzenternockens 18 kann
innerhalb von Grenzen mittels des Betätiger 13 kontinuierlich
verändert
werden und somit werden die Ventilbetriebscharakteristika (der Ventilhub
und der Arbeitswinkel) auch kontinuierlich verändert (siehe 3).
Wie aus den Ventilbetriebscharakteristika der 3 gesehen
werden kann, kann die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 sowohl den
Ventilhub, als auch den Arbeitswinkel kontinuierlich gleichzeitig
vergrößern oder
verkleinern. Die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1,
die in dem Einlassluftmengen-Steuerungssystem des Ausführungsbeispieles enthalten
ist, verändert
in Übereinstimmung
mit einer Veränderung
im Ventilhub und einer Veränderung
im Arbeitswinkel θ,
den Einlassventil-Öffnungszeitpunkt IVO
und den Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC miteinander symmetrisch. Die Details solch einer veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 werden z.
B. in dem U. S. Patent Nr. 5, 988, 125 (das der vorläufigen Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 11-107725 entspricht), herausgegeben am 23. November 1999 von
Seinosuke HARA et al. Fortgesetzt.
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Zurückkehrend
zu der 1 besteht eine veränderbare Phasensteuerungsvorrichtung 21 aus einem
Kettenrad 22 und einem Phasensteuerungsbetätiger 23.
Das Kettenrad 22 ist an dem vorderen Ende der Antriebswelle 2 vorgesehen.
Der Phasensteue rungsbetätiger 23 ist
vorgesehen, um der Antriebswelle 2 zu ermöglichen,
sich relativ zu dem Kettenrad 22 innerhalb eines vorbestimmten
Winkelbereichs zu drehen. Das Kettenrad 22 hat eine angetriebene
Verbindung mit der Motorkurbelwelle durch eine Steuerkette (nicht
gezeigt oder einen Zahnflachriemen (nicht gezeigt). In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
besteht der Phasensteuerungsbetätiger 23 aus
einem elektromagnetischen Betätiger,
der in Abhängigkeit
zu einem Steuersignal von der ECU 19 gesteuert wird. An
Stelle dessen kann der Betätiger 23 aus
einem hydraulischen Betätiger
bestehen. In diesem Fall wird ein gesteuerter Druck, der auf den Betätiger auferlegt
wird, mittels eines hydraulischen Steuermoduls geregelt, das auf
ein Steuerungssignal von der EVU 19 reagierend ist. Die
relative Drehung der Antriebswelle 2 zu dem Kettenrad 22 in
eine Drehrichtung führt
in eine Phasenvorverstellung bei dem maximalen Einlassventil-Hubpunkt (bei dem Zentralwinkel Φ). Die relative
Drehung der Antriebswelle 2 zu dem Kettenrad 22 in
die entgegengesetzte Drehrichtung führt zu einer Phasenverzögerung bei dem
maximalen Einlassventil-Hubpunkt. D. h., nur die Phase des Arbeitswinkels
(d. h., die Winkelphase an dem Zentralwinkel Φ) wird vorverstellt oder verzögert, wobei
keine Ventilhubveränderung
und keine Arbeitswinkelveränderung
vorgenommen wird. Die relative Winkelposition der Antriebswelle 2 zu
dem Kettenrad 22 kann innerhalb von Grenzen mittels des Betätigers 23 kontinuierlich
verändert
werden und somit verändert
sich auch die Winkelphase an dem Zentralwinkel Φ auch kontinuierlich. Der Steuerungszustand
der veränderbaren
Phasensteuerungsvorrichtung 21 wird durch einen Antriebswellensensor 16 angezeigt
oder erfasst, der nahe des hinteren Endes der Antriebswelle 2 angeordnet
ist und Veränderungen
in der Winkelphase der Antriebswelle 2 wahrnimmt oder erfasst.
Wie bereits oben diskutiert, werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
für die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel- und für
die veränderbare
Phasensteuerung der erste Sensor (der Steuerwellensensor 14),
der einen Ventilhub und einen Arbeitswinkel θ erfasst, und der zweite Sensor (der
Antriebswellensensor 16), der eine Winkelphase an dem Zentralwinkel Φ erfasst,
addiert und die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 und die
veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 21 werden jeweils auf der Grundlage
von Signalen aus den ersten und zweiten Sensoren in einem „geschlossene
Schleife"-Modus
rückgekoppelt gesteuert.
An Stelle dessen können
die veränderbare Hub-
und Arbeitswinkel-Steuerungsvorrichtung 1 und die veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 21 sicherer in Abhängigkeit
von den Motor-/Fahrzeugbetriebszuständen in einem „offenen-Schleife„-Modus
vorwärts
gekoppelt-gesteuert werden.
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Nunmehr
wird in Bezug auf die 6 ein detaillierter Aufbau eines
Mitnehmers 10 gezeigt, der innerhalb des veränderbaren
Ventilbetätigungssystems
des Einlassluftmen gen-Steuerungssystems des Ausführungsbeispieles verwendet
wird. Wie deutlich in der 6 gezeigt,
hat ein Mitnehmer 10 einen eingebauten hydraulischen Ventilspalteinsteller.
Der hydraulische Ventilspalteinsteller des Mitnehmers 10 besteht
aus einem im Wesentlichen zylindrischen Körper 31, einem Plunger 32,
angeordnet in dem zylindrischen Körper 31, einen im
Wesentlichen zylindrischen Plungersitz 33, einer hydraulischen Druckkammer 34,
gebildet zwischen dem Plunger 32 und dem Plungersitz 33,
einer Prüfkugel 36 und
einer Rückholfeder 37.
Der Körper 31 ist
in dem Zylinderkopf gleitbar gelagert. Der Plunger 32 ist
mit dem Ventilschaft des Einlassventiles 11 im Anlageeingriff. Die
Prüfkugel 36 wird
federbelastet, um eine zentrale Verbindungsbohrung 35,
gebohrt in dem zentralen Abschnitt des Plungersitzes 33 zu
schließen.
Wie oben ausgeführt
ist der hydraulische Ventilspalteinsteller, der mit dem Mitnehmer 10 ausgerüstet ist,
zu dem herkömmlichen
hydraulischen Ventilheber etwas ähnlich.
Das Schmieröl
wird in die Hydraulikdruckkammer 34 durch den Vorteil der
Vorspannung der Rückholfeder 37 eingeleitet,
während
das Einlassventil 11 auf den Ventilsitz gesetzt wird. Demzufolge
wird der Ventilspalt konstant bei null beibehalten.
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In
dem Einlassluftmengen-Steuersystem des Ausführungsbeispieles, das in dem
vorher diskutierten veränderbaren
Ventilbetätigungssystem
auf der Einlassventilseite verwendet wird, ist es möglich, die Menge
der in den Motor durch veränderbares
Einstellen der Ventilbetätigungscharakterstika
für das
Einlassventil 11, unabhängig
von der Drosselöffnungssteuerung,
richtig zu steuern. Praktisch wird es bevorzugt, dass ein leichtes
Vakuum in einem Einleitungssystem für den Zweck des Rückführens des Beiblas-Rauchgases vorhanden
ist. Aus diesem Grund wird es gewünscht, an Stelle des Verwendens eines
Drosselventils, eine Drosselvorrichtung oder eine Strömungs-Begrenzungsvorrichtung
stromauf eines Lufteinlasskanals des Einlasssystems zu verwenden,
um ein Vakuum zu erzeugen.
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Nachstehend
werden Details der veränderbaren
Einlassluftmengensteuerung, die durch das System des Ausführungsbeispiels
ausgeführt
wird, das die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerung
und die veränderbare
Phasensteuerung verwendet, in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
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Nunmehr
wird in Bezug auf die 3 der Steuerungscharakteristik-Plan
gezeigt, der zeigt, wie der Ventilhub-Steuerungsbereich und der
Ventilzeitpunkt-Steuerungsbereich im Verhältnis zu der Motordrehzahl
und der Motorlast variiert werden müssen. Von verschiedenen Motor-/Fahrzeugbetriebszuständen, d.
h., während
des Leerlaufs ➀ (enthalten während sehr niedriger Last-
und mittlerer oder hoher Drehzahlzustände), während des Niedriglastbetriebs ➁ (enthalten
während
des Leerlaufs mit betätigten Motorhilfseinrichtungen),
während
des Mittellastbetriebs ➂, während des Hochlast-Niedrig drehzahlbetriebs ➃,
während
des Hochlast-Mitteldrehzahlbetriebs ➄ und während des
Hochlast- und Hochdrehzahlbetriebs ➅, sind die Betriebszustände ➁, ➂, ➃, ➄ und ➅ in
der Ventilzeitpunkt-Steuerbereich enthalten. Andererseits ist der
Betriebszustand ➀ in dem Ventilhub-Steuerbereich enthalten.
Innerhalb des Ventilhub-Steuerbereichs, d. h., während des Leerlaufs ➀ (enthalten
während
sehr niedriger Last- und mittlerer oder hoher Drehzahlzustände), wird
die Einlassluftmenge gesteuert, was hauptsächlich bei der Ventilhubsteuerung
für das
Einlassventil 11 beabsichtigt ist. Im Gegensatz dazu wird
innerhalb des Zeitpunktsteuerungsbereiches, d. h., während der
Betriebszustände ➁, ➂, ➃, ➄ und ➅ die
Einlassluftmenge gesteuert, was hauptsächlich bei der Ventilzeitpunktsteuerung,
insbesondere der IVC-Steuerung beabsichtigt ist.
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Nunmehr
in Bezug auf die 3 sind die Ventilbetriebscharakteristika
(ein Hub- und ein
Arbeitswinkel θ,
eine Phase vom Arbeitswinkel, d. h., eine Winkelphase bei einem
Zentralwinkel Φ)
unter verschiedenen Motor-/Fahrzeugbetriebszuständen ➀, ➁, ➂, ➃, ➄ und ➅,
gezeigt. Wie aus den Ventilbetriebscharakteristika der 3 erkannt
werden kann, wird beim Leerlauf ➀ (enthalten während sehr
niedriger Last- und mittlerer oder hoher Drehzahlzustände), der
Ventilhub des Einlassventils 11 eingestellt oder gesteuert
auf solch eine sehr kleine Hubgröße, dass
die Einlassluftmenge durch eine Veränderung in der Winkelphase
bei dem Zentralwinkel Φ nicht
beeinflusst wird. Der Arbeitswinkel θ wird auch auf einen sehr kleinen
Arbeitswinkel eingestellt. Andererseits wird die Phase von dem Zentralwinkel Φ auf einem
maximal Phasenverzögerten-Zeitpunktwert
gehalten und somit wird der Einlassventil-Schließzeitpunkt IVC auf einen gegebenen
Zeitpunktwert unmittelbar vor dem BDC eingestellt. Infolge des Gebrauchs
des sehr kleinen Ventilhubs beim Leerlauf (enthalten während sehr
niedriger Last- und mittlerer oder hoher Drehzahlzustände) ➀,
wird die Einlassluftströmung
mittels einer leichten Öffnung,
gebildet zwischen der Ventilsitzfläche des Einlassventils 11 und
der Ventil-Sitzfläche
angemessen gedrosselt oder gedämpft.
Dies sichert eine stabile, sehr kleine Einlassluftströmungsrate
zu, die in dem sehr niedrigen Lastbetriebszustand ➀ erforderlich
sind. Zusätzlich
wird der IVC zu dem gegebenen Zeitpunktwert unmittelbar vor dem
BDC eingestellt, und demzufolge wird ein effektives Verdichtungsverhältnis (im
Wesentlichen als ein Verhältnis
des effektiven Zylindervolumens entsprechend des maximalen Arbeitsmedium-Volumens
zu dem effektiven Spaltvolumen entsprechend des minimalen Arbeitsmedium-Volumen gebildet)
ein ausreichend hoher Wert.
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In
dem Niedriglast-Betriebsbereich ➁, enthalten während des
Leerlaufs, wenn die Motorzubehöreinrichtungen
betätigt
sind, werden der Ventilhub und der Arbeitswinkel θ auf größere Werte
als die eingestellt, die unter dem sehr niedrigen Betriebsbereich ➀ verwendet
werden. Andererseits wird die Phase vom Zentralwinkel Φ etwas vorverstellt, wenn mit
dem sehr niedrigen Betriebsbereich ➀ verglichen wird. D.
h., in dem Niedriglast-Betriebsbereich ➁ wird die Einlassluftmengensteuerung
mittels der veränderbaren
Phasensteuerung kombiniert mit der veränderbaren Hub- und Arbeitswinkelsteuerung
ausgeführt.
Durch das Phasenvorverstellen des IVC kann die Einlassluftmenge
auf eine vergleichsweise kleine Menge gesteuert werden. Als ein
Ergebnis davon werden der Hub und der Arbeitswinkel θ des Einlassventils 11 etwas
erhöht,
um somit den Pumpenverlust zu reduzieren.
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Wie
bereits oben diskutiert, gibt es eine geringe Veränderung
in der Einlassluftmenge, die infolge eine Phasenveränderung
in dem Zentralwinkel Φ in
dem sehr niedrigen Lastbetriebsbereich ➀, z. B. bei Leerlauf,
auftritt. Somit ist es, wenn von dem sehr niedrigen Lastbetriebsbereich ➀ zu
dem Niedriglast-Betriebsbereich ➁ geschaltet wird, notwendig, die
veränderbare
Hub und Arbeitswinkelsteuerung (eine Vergrößerung des Ventilhubs und des
Arbeitswinkels θ)
eher als die veränderbare
Phasensteuerung auszuführen.
In derselben Weise hat während des
Leerlaufs, wenn die Motorhilfseinrichtungen betätigt werden, z. B. wenn der
Kompressor der Klimaanlage betätigt
worden ist, die veränderbare
Hub und Arbeitswinkelsteuerung Vorrang vor der veränderbaren
Phasensteuerung.
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In
dem Mittellast-Betriebsbereich ➂, da sich die Motorlast
weiter erhöht
und die Verbrennung stabiler als der Niedriglast-Betriebsbereich ➁ ist,
werden der Ventilhub und der Arbeitswinkel θ auf größere Werte, als die während des
Niedrigbetriebsbereiches ➁ verwendeten, eingestellt. Andererseits
wird die Phase vom Zentralwinkel Φ weiter vorverstellt, wenn mit
dem Niedrigbetriebsbereich ➁ verglichen wird. Bei einer
bestimmten Motorlast innerhalb des Mittellastbetriebsbereiches ➂ kann
ein maximal-phasen-vorverstellter Zeitpunktswert für die Phase
vom Zentralwinkel Φ erhalten
werden. Dies gestattet eine vollständigere Verwendung der inneren
EGR (Abgas- oder Verbrennungsgasrückführung aus der Auslassöffnung durch
den Motorzylinder zurück
zu der Einlassöffnungsseite).
Demzufolge ist es möglich,
den Pumpenverlust wirksamer zu reduzieren.
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In
dem Hochlast-Betriebsbereich, d. h., unter Hochlast-Niedrigdrehzahlbetrieb ➃,
unter Hochlast-Mitteldrehzahlbetrieb ➄ und unter Hochlast-
und Hochdrehzahlbetrieb ➅ werden der Ventilhub und der Arbeitswinkel θ auf größere Werte
als die unter dem Mittelbetriebsbereich ➂ eingestellt.
Zusätzlich
wird, um einen geeigneten Einlassventilzeitpunkt zu erhalten, eine
veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 21 gesteuert. Wie eindeutig
in der 3 gezeigt, werden der Ventilhub und der Arbeitswinkel von
dem Hochlast-Niedrigdrehzahlbetrieb ➃, über den Hochlast-Mitteldrehzahlbetrieb ➄ auf
den Hochlast- und Hochdrehzahlbetrieb ➅ weiter erhöht oder vergrößert. Andererseits
wird die Phase des Zentralwinkels Φ auf den maximal phasen-verzögerten Zeitpunktwert
oder einen phasen-vorverstellten Zeitpunktwert in Abhängigkeit
von der Drosselöffnung oder
der Beschleunigeröffnung
eingestellt.
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Wie
oben ausgeführt,
wird entsprechend der Einlassluftmengensteuerung des Ausführungsbeispieles
in dem sehr niedrigen Lastbetriebsbereich ➀, z. B. beim
Leerlauf, als der Ventilhub-Steuerungsbereich, die stabile, sehr
kleine Luftströmungsratensteuerung
hauptsächlich
mittels der Ventilhubsteuerung für
das Einlassventil 11 erreicht. Die Motorlasten sind an
einer Grenze zwischen dem Ventilhub-Steuerungsbereich und dem Ventilzeitpunkt-Steuerungsbereich,
mit anderen Worten, ein Schaltpunkt zwischen dem sehr niedrigen
Lastbetriebsbereich ➀ und dem Niedriglast-Betriebsbereich ➁ kann
unter Berücksichtigung
eines Verbrennungszustandes des Motors, d. h., einer Verbrennungsstabilität, verändert oder
kompensiert werden. Zum Realisieren eines einfacheren Steuerungsverfahrens
kann der Schaltpunkt zwischen dem sehr niedrigen Lastbetriebsbereich ➀ und
dem Niedriglast-Betriebsbereich ➁ in Abhängigkeit
der erfassten Motortemperatur, z. B. der Motorkühlmitteltemperatur oder der
Motoröltemperatur,
verändert
oder kompensiert werden. Solch eine Kompensation für den Schaltpunkt
zwischen dem sehr niedrigen Lastbetriebsbereich ➀ und dem
Niedriglast-Betriebsbereich ➁ ermöglichen einen Ventilzeitpunkt-Steuerungsbereich
zu vergrößern, ohne die
Verbrennungsstabilität
des Motors zu verschlechtern, um dadurch den reduzierten Pumpenverlust
sicher zu stellen.
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Nunmehr
wird in Bezug auf die 4 und 5 das gering-Ablagerungsventil
und die Ventilsitzanordnung, verwendet in dem veränderbaren Ventilbetätigungssystem
des Einlassluftmengen-Steuerungssystems des Ausführungsbeispieles, gezeigt.
Wie aus der vergrößerten Darstellung
der 4 gesehen werden kann, ist ein Ventilsitz 41 als eine
ringförmige
Oberfläche
des Zylinderkopfes gebildet. Das Einlassventil 11 hat eine
konische Ventilsitzfläche
(oder eine Abdichtungsfläche) 42,
die gegen den Ventilsitz 41 zur Anlage kommt. Noch ausführlicher,
der Ventilsitz 41 hat eine konische Ventilsitzfläche 43.
Zum Schaffen eines dichten Ventilsitzens und einer dichten Abdichtung,
um eine Leckage des Luft-Kraftstoff-Gemischs oder des verbrannten Gases
zu verhindern, sind die Dichtungsfläche 42 des Einlassventiles 11 und
die Ventilsitzfläche 43 bestimmt,
sich eng gemeinsam richtig anzupassen. Wenn das Einlassventil 11 schließt, werden
die Dichtungsfläche 42 des
Einlassventiles 11 und die Ventilsitzfläche 43 miteinander
in engen Anlagekontakt gebracht. Demzufolge ist es schwierig, auf
diesen Flächen 42 und 43 Ablagerungen
zu bilden. Während des
Betriebs ist es, infolge des Reibungskontaktes zwischen der Dichtungsfläche 42 des
Einlassventiles 11 und der Ventilsitzfläche 43, möglich, eine
gute Abmessungsgenauigkeit von jeder der konischen Flächen 42 und 43 beizubehalten
und demzufolge tendieren die Dichtungsfläche 42 und die Ventilsitzfläche 43,
wie nahezu dieselbe konische Oberfläche, leicht automatisch beibehalten
zu werden. Aus diesem Grund wird es während des Betriebs mit dem
sehr kleinen Ventilhub des Einlassventiles 11 in dem sehr niedrigen
Lastbetriebsbereich ➀, z. B. während des Leerlaufs, bevorzugt,
das Ventil und die Ventilsitzanordnung so festzulegen oder zu bestimmen,
dass eine Fluid-Kanalfläche,
gebildet zwischen der Abdichtfläche 42 des
Einlassventils 11 und der Ventilsitzfläche 43 eine minimaler
Fluid-Kanalfläche
ist, die geringer als eine Fluid-Kanal-Fläche bei einem anderen Abschnitt
in dem Lufteinlasskanal ist. 5 zeigt den
konkreten spezifizierten Zustand, dass die Fluid-Kanalfläche, gebildet
zwischen den konischen Flächen 42 und 43,
der minimalen Fluid-Kanalfläche
entspricht. D. h., wenn ein Winkel θ1 zwischen
der Ventilsitzfläche
und einem Liniensegment M zwischen und einschließlich einer inneren Kante 42a der
Dichtungsfläche 42 und
der äußeren Kante 43a der
Ventilsitzfläche 43 innerhalb
eines vorbestimmten Winkelbereichs von 90 Grad oder weniger ist,
entspricht die Fluid-Kanalfläche,
gebildet zwischen den konischen Flächen 42 und 43,
der minimalen Fluid-Kanalfläche.
Mit anderen Worten, wenn sich der Ventilhub von dem Ventilhubbereich,
innerhalb dessen der zuvor erwähnte
Winkels θ1 zwischen der Ventilsitzfläche 43 und
dem Liniensegment M innerhalb des vorbestimmten Winkelbereiches
von 90 Grad oder weniger ist, weiter erhöht, tritt die minimale Fluid-Kanalfläche an einem
anderen Abschnitt mit Ausnahme des Abschnittes zwischen den konischen
Flächen 42 und 43 auf.
In diesem Fall, insbesondere während
des sehr niedrigen Lastbetriebsbereichs, gibt es eine Möglichkeit,
dass die Genauigkeit für
die Einlassluftmengensteuerung durch Ablagerungen, die sich auf den
konischen Flächen
bilden können,
beeinträchtigt wird.
Wie oben ausgeführt
werden die Abdichtungsfläche 42 und
die Ventilsitzfläche 43 für einen
langen Zeitraum als konische Hochpräzisionsflächen beibehalten. Somit ist
es während
des sehr langen Lastbetriebes möglich,
eine stabile, sehr kleine Einlassluftströmungsrate in Abhängigkeit
von der Größe des Ventilhubs
durch Herbeibringen der minimalen Fluid-Kanalfläche zwischen der Dichtungsfläche 42 und der
Ventilsitzfläche 43 während des
sehr kleinen Ventilhub-Betriebsmodus, z. B. während des Leerlaufs, genau
zu erzeugen.
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Wie
in der 1 gesehen werden kann, sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Einlassventile (11, 11) für jeden Motorzylinder vorgesehen. In
diesem Fall besteht eine Schwierigkeit beim Erzeugen einer stabilen
sehr kleinen Einlassluftströmungsrate
durch genaues Betätigen
sowohl eines Ventilhubs von einem der zwei Einlassventile, als auch
eines Ventilhubs des anderen Einlassventils. Aus diesem Grund ist
in dem sehr niedrigen Betriebsbereich, z. B. bei Leerlauf, ein Ventilhub
von einem der zwei Einlassventile, enthalten in demselben Motorzylinder,
auf einen vorbestimmten Wert, der im Wesentlichen dem Null-Hub entspricht,
fixiert. Vorzugsweise wird eine erforderliche Einlassluftmenge mittels
der veränderbaren
Ventilhubsteuerung für
nur das andere Einlassventil erhalten. Dieses Verfahren ist in der
Qualität
der Steuerung überlegen.
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Überdies
ist in dem veränderbaren
Ventilbetätigungssystem,
das in der 1 gezeigt ist, der Rampenabschnitt
des schwingbaren Nockens 9 als eine konstante-Geschwindigkeits-Rampe
gebildet, um somit eine im Wesentlichen konstante Rampengeschwindigkeit,
ungeachtet der Größen des
Ventilhubs und des Arbeitswinkels zu erzeugen. Demzufolge ist es
in dem sehr niedrigen Lastbereich, mit anderen Worten, während des
sehr kleinen Ventilhub-Betriebsmodus möglich, die verbesserte Einlassluftmengensteuerung
auszuführen,
die eine stabile sehr kleine Einlassluftströmungsrate sichert.