DE69304468T2

DE69304468T2 - Kraftwagenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69304468T2
Application number: DE69304468T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Higashi; Hiroshi Kamada; Tetsuo Kataoka; Hideki Miyamoto; Noriyuki Miyamura; Nobuaki Murakami; Shinichi Murata; Setsuo Nishihara; Michiyasu Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2013-06-30
Also published as: AU663197B2; EP0583583A2; EP0583583B1; EP0583583A3; AU4165793A; KR940005877A; US5429079A; KR0158900B1; DE69304468D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug mit einer ersten Zylinderreihe und einer zweiten Zylinderreihe, die jeweils wenigstens einen Zylinder aufweisen, einem ersten Ventilbetätigungsmechanismus, der für jeden Zylinder der ersten Zylinderreihe zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils des Zylinders vorgesehen ist, und einem zweiten Ventilbetätigungsmechanismus, dessen Ventilbetätigungseigenschaft anders ist als die des ersten Ventilbetätigungsmechanismus, und der für jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils des Zylinders vorgesehen ist.
In den vergangenen Jahren ist eine Vorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle zur Verwendung in einem Kraftwagen oder einem ähnlichen Fahrzeug entwickelt worden, bei der ein Ventilbetätigungssystem zur Betätigung eines Einlaß- oder Auslaßventils so betätigt wird, daß Ventilsteuerzeiten oder Hub (im folgenden allgemein Ventilsteuerzeiten genannt) des Einlaß- oder Auslaßventils verändert werden können.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung sind beispielsweise ein Nocken für hohe Drehzahl und ein anderer Nocken für niedrige Drehzahl auf einer Nockenwelle vorhanden und werden wahlweise genutzt, um eine Ventilsteuerzeit des Einlaß- oder Auslaßventils entsprechend der Betriebsphase der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen.
Der Hochdrehzahlnocken weist ein Nockenprofil auf, das geeignete Ventilsteuerzeiten für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb ermöglicht, während der Niedrigdrehzahlnocken ein anderes Nockenprofil aufweist, das geeignete Ventilsteuerzeiten für den Niedriggeschwindigkeitsbetrieb ermöglicht.
Bei einer Nockenvorrichtung mit einem Kipphebel ist der Mechanismus zur Wahl zwischen Hochdrehzahl- und Niedrigdrehzahlnocken so konstruiert, daß ein Paar Kipphebel wahlweise miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden, so daß das Ventil alternativ durch den Hochdrehzahl- oder den Niedrigdrehzahlnocken betrieben wird, um eine Ventilsteuerzeit des Einlaß- oder Auslaßventils entsprechend der Betriebsphase der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen.
Die Figuren 31 bis 33 zeigen exemplarisch ein herkömmliches Ventilbetätigungssystem (mit variablen Mechanismen für Ventilsteuerzeiten), um wahlweise einen Hochdrehzahl- und einen Niedrigdrehzahlnocken zu betreiben.
Zu Fig. 31: Das dargestellte Ventilbetätigungssystem weist drei Nocken 102, 103 und 202 auf, sowie ein Paar Ventile 101 als betätigte Elemente, sowie drei Kipphebel 104, 105 und 204, die jeweils zwischen den Nocken 102, 103 und 202 und den Ventilen 101 angeordnet sind und als Hebelverbindungen dienen.
Hier dienen die Nocken 102 und 202 als Niedrigdrehzahlnocken, während der Nocken 103 als Hochdrehzahlnocken dient, und die Kipphebel 104 und 204 dienen als Niedrigdrehzahl-Kipphebel, betrieben von den Nocken 102 bzw. 202, während der Kipphebel 105 als Hochdrehzahl-Kipphebel dient, betrieben von dem Nocken 103.
Die Kipphebel 104, 105 und 204 sind an einer Kipphebelwelle 106 befestigt und werden in eine schwenkbewegung versetzt, so daß sie sich einzeln durch den Nockenhub der Nocken 102, 103 bzw. 202 um die Kipphebelwelle 106 herum bewegen.
Die Niedrigdrehzahl-Kipphebel 104 und 204 und der Hochdrehzahl-Kipphebel 105 werden mit Hilfe zweier Kolben 107 und 108 sowie einem Anschlag 109 verbunden oder getrennt.
Wie auch in den Fig. 32 und 33 dargestellt, sind die Kolben 107 und 108 sowie der Anschlag 109 in Zylindern 204a, 105a und 104a angeordnet, die koaxial in den Kipphebeln 204, 105 bzw. 104 ausgebildet sind, und berühren einander nacheinander in dieser Reihenfolge. Ölleitungen 106a und 204b sind in der Kipphebelwelle 106 bzw. dem Kipphebel 204 angeordnet; wenn Öl durch die Ölleitungen 106a und 204b in einen Raum in einem Endabschnitt des Zylinders 204a geleitet wird, werden die Kolben 107 und 108 sowie der Anschlag 109 vorwärts (in Fig. 32 und 33 nach links) bewegt, so daß die Niedrigdrehzahl-Kipphebel 104 und 204 und der Hochdrehzahl-Kipphebel 105 miteinander verbunden werden; wenn das Öl aus diesem Raum abgeführt wird, werden die Kolben 107 und 108 sowie der Anschlag 109 durch eine Federvorspannung einer Rückstellfeder 110 rückwärts (in Fig. 32 und Fig. 33 nach rechts) bewegt, so daß die Verbindung zwischen den Niedrigdrehzahl-Kipphebeln 104 und 204 mit dem Hochdrehzahl-Kipphebel 105 gelöst wird. Der Hochdrehzahl-Kipphebel 105 wird durch eine Rückstellfeder 111 senkrecht nach oben vorgespannt
Durch den variablen Ventilsteuerzeitmechanismus des oben beschriebenen Aufbaus wird beim Fahren mit niedriger Drehzahl Öl aus dem Raum im Endabschnitt des Zylinders 204a abgeführt, so daß die Kolben 107 und 108 sowie der Anschlag 109 durch die Rückstellfeder 110 in der Darstellung von Fig. 32 nach rechts bewegt werden, bis sie sich in den Kipphebeln 204, 105 bzw. 104 befinden. Dadurch werden der Hochdrehzahl-Kipphebel 105 und die Niedrigdrehzahl-Kipphebel 104 und 204 voneinander getrennt.
Dadurch wird das Nockenprofil des Niedrigdrehzahlnockens 102 in Betrieb genommen.
Beim Fahren mit hoher Drehzahl dagegen wird Öl in den Raum im Endabschnitt des Zylinders 204a geleitet, wie in Fig. 33 dargestellt, so daß die Kolben 107 und 108 sowie der Anschlag 109 in der Darstellung von Fig. 33 durch den Druck des Öls nach links bewegt werden.
Dadurch verbinden die Kolben 107 und 108 die Niedrigdrehzahl- Kipphebel 204 bzw. 104 mit dem Hochdrehzahl-Kipphebel 105.
Da der Nockenhub des Hochdrehzahlnockens 103 größer ist als der Nockenhub der Niedrigdrehzahlnocken 102 und 202, berühren die Niedrigdrehzahlnocken 102 und 202 die entsprechenden Niedrigdrehzahl-Kipphebel 104 und 204 nicht und betätigen sie daher nicht; der variable Ventilsteuerzeitmechanismus wird nur durch den Hochdrehzahlnocken 103 betätigt.
Wenn der variable Ventilsteuerzeitmechanismus, der die Ventilsteuerzeit auf diese Art regelt, bei der Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens oder eines ähnlichen Fahrzeugs verwendet wird, ist eine für den Verbrennungskraftmaschinenbetrieb passende Ventilsteuerzeit möglich. Es existieren Mehrzylindermotoren, die über mehrere variable Ventilsteuerzeitmechanismen derselben Bauart für einzelne Zylinder verfügen, so daß die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen bei bestimmten Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine (z.B. der Drehzahl oder der Belastung der Verbrennungskraftmaschine) auf ähnliche Weise betätigt werden, um die Leistung der Ventile zu verändern.
Vorgeschlagen worden sind auch Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschinen mit mehreren Zylinderreihen, die über Vorrichtungen verfügen, durch die die Ventilsteuerzeiten der Einlaß- oder Auslaßventile der Verbrennungskraftmaschine in den einzelnen Zylindern unterschiedlich geregelt werden können, wobei mehrere Gruppen von Ventilbetätigungsmechanismen für unterschiedliche Gruppen von Ventilsteuerzeitmechanismen der Verbrennungskraftmaschine Verwendung finden können, die sich voneinander so unterscheiden, daß sie eine Feinanpassung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bewirken, so daß die Leistung und der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine optimiert werden.
Die Figuren 34 und 35 zeigen eine Ventilbetätigungsvorrichtung, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-57284 offenbart wurde. Fig. 34 zeigt im besonderen eine Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Vierzylindermotor. Bei der gezeigten Verbrennungskraftmaschine werden die Ventile 101 und 201 des ersten und des vierten Zylinders C1 und C4 betätigt, indem sie jeweils durch einen Ventilbetätigungsmechanismus 40a geöffnet und geschlossen werden, der einen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus aufweist, während die Ventile 101 und 201 des zweiten und des dritten Zylinders C2 und C3 betätigt werden, indem sie jeweils durch einen anderen Ventilbetätigungsmechanismus 40b geöffnet und geschlossen werden, der einen anderen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus aufweist, der sich von dem Ventilbetätigungsmechanismus 40a unterscheidet.
Jeder der Ventilbetätigungsmechanismen 40a umfaßt einen ersten und einen dritten Kipphebel 41 und 43a, die nicht mit einem Nocken in Kontakt stehen, sowie einen zweiten Kipphebel 42, der verschiebbar mit einem Hochdrehzahlnocken 103 in Berührung steht. Der erste und der dritte Kipphebel 41 und 43a sowie der zweite Kipphebel 42 sind an einer Kipphebelwelle 106 befestigt und können in eine schwenkbewegung versetzt werden, so daß sie miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Der zweite Kipphebel 42 ist zwischen dem ersten Kipphebel 41 und dem dritten Kipphebel 43a angeordnet. Das Ventil 101 wird durch den ersten Kipphebel 41 betätigt, während das Ventil 201 durch den dritten Kipphebel 43a betätigt wird. Der Wechsel zwischen Verbindung und Trennung der Kipphebel 41, 42 und 43a wird durch Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung von nicht gezeigten Kolbenbolzen durch hydraulischen Druck bewirkt, ähnlich wie in dem oben beschriebenen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus.
Jeder der anderen Ventilbetätigungsmechanismen 40b hat einen ersten Kipphebel 41, der nicht in Kontakt mit einem Nocken steht, einen zweiten Kipphebel 42, der verschiebbar in Kontakt mit einem Hochdrehzahlnocken 103 steht, und einen dritten Kipphebel 43b, der verschiebbar in Kontakt mit einem Niedrigdrehzahlnocken 102 steht. Der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 41, 42 und 43b sind an der Kipphebelwelle 106 befestigt und können in eine Schwenkbewegung versetzt werden, so daß sie miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Das Ventil 101 wird durch den ersten Kipphebel 41 betätigt, während das Ventil 201 durch den dritten Kipphebel 43b betätigt wird. Der Wechsel zwischen Verbindung und Trennung der Kipphebel 41, 42 und 43b wird durch Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung von nicht gezeigten Kolbenbolzen durch hydraulischen Druck bewirkt, ähnlich wie in dem oben beschriebenen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus.
Bei der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschinenkonstruktion werden bei niedriger Motordrehzahl die Kipphebel 41, 42 und 43a in jedem ersten und vierten Zylinder C1 und C4 voneinander getrennt; dadurch werden das Ventil 101, das mit dem ersten Kipphebel 41 verbunden ist, und das Ventil 201, das mit dem dritten Kipphebel 43a verbunden ist, nicht betätigt und bleiben geschlossen, so daß die ersten und vierten Zylinder C1 und C4 in Ruhestellung bleiben oder nicht betätigt werden.
Auch in jedem zweiten und dritten Zylinder C2 und C3 werden die Kipphebel 41, 42 und 43b voneinander getrennt; dadurch wird das mit dem ersten Kipphebel 41 verbundene Ventil 101 nicht betätigt und bleibt geschlossen, während das Ventil 201, das mit dem dritten Kipphebel 43b verbunden ist, betätigt wird und sich öffnet und schließt, wobei die Ventilsteuerzeit vom Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängt.
Bei niedriger Motordrehzahl sind also der erste und vierte Zylinder C1 und C4 der insgesamt vier Zylinder in Ruhestellung, während die Ventile 201 des zweiten und dritten Zylinders C2 und C3 betätigt werden und sich in Abhängigkeit von den Niedrigdrehzahlnocken 102 öffnen und schließen.
Bei hoher Motordrehzahl dagegen sind in jedem ersten und vierten Zylinder C1 und C4 die Kipphebel 41, 42 und 43a so miteinander verbunden, daß sie integral miteinander gekippt werden, so daß die Ventile 101 und 201 betätigt werden und sich öffnen und schließen, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen.
Auch in jedem zweiten und dritten Zylinder C2 und C3 sind die Kipphebel 41, 42 und 43b so miteinander verbunden, daß sie integral miteinander gekippt werden, dementsprechend werden die Ventile 101 und 201 betätigt, so daß sie sich öffnen und schließen, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub vom Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen.
Dementsprechend arbeiten bei hoher Motordrehzahl alle vier Zylinder in Abhängigkeit von den durch die Hochdrehzahlnocken 103 geschaffenen Betriebsbedingungen; dadurch wird die Verbrennungskraftmaschinenleistung verbessert.
Es ist zu beachten, daß das Bezugszeichen 1 in Fig. 34 einen Zylinderkopf bezeichnet.
In Fig. 35 ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Sechszylindermotor dargestellt. Bei der gezeigten Verbrennungskraftmaschine werden die Ventile 101 und 201 des ersten und des sechsten Zylinders C1 und C6 jeweils durch ein Ventilbetätigungssystem 40d betätigt; die Ventile 101 und 201 des zweiten und des fünften Zylinders C2 und C5 werden beide durch ein anderes Ventilbetätigungssystem 40b betätigt, und die Ventile 101 und 201 des dritten und des vierten Zylinders C3 und C4 werden jeweils durch einen Ventilbetätigungsmechanismus 40c betätigt. Hierbei sind die Ventilbetätigungsmechanismen 40b, 40c und 40d jeweils mit einem variablen Ventilsteuerzeitmechanismus versehen. Der Sechszylindermotor hat also drei Sätze von Ventilbetätigungsmechanismen; dabei ist der sechste Zylinder mit dem ersten Zylinder gekoppelt, der fünfte Zylinder ist mit dem zweiten Zylinder gekoppelt, und der vierte Zylinder ist mit dem dritten Zylinder gekoppelt.
Jeder Ventilbetätigungsmechanismus 40d hat einen ersten Kipphebel 141, der verschiebbar mit einem Niedrigdrehzahlnocken 102 in Kontakt steht, einen zweiten Kipphebel 142, der nicht verschiebbar in Kontakt mit einem Nocken steht, aber mit zwei Ventilen 101 und 201 verbunden ist, und einen dritten Kipphebel 43, der verschiebbar in Kontakt mit einem Hochdrehzahlnocken 103 steht. Der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 141, 142 und 43 sind an einer Kipphebelwelle 106 befestigt und können in eine Schwenkbewegung versetzt werden, so daß sie miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Der zweite Kipphebel 142 ist zwischen dem ersten und dem dritten Kipphebel 141 und 43 angeordnet. Der erste und der zweite Kipphebel 141 und 142 können durch Zufuhr von Öl mit relativ geringem Druck miteinander verbunden werden; wenn sie miteinander verbunden sind, wird der zweite Kipphebel 142 durch den ersten Kipphebel 141 und integral mit diesem gekippt. Der zweite und der dritte Kipphebel 142 und 43 können durch Zufuhr von Öl mit relativ hohem Druck miteinander verbunden werden; wenn sie miteinander verbunden sind, wird der zweite Kipphebel 142 durch und integral mit dem dritten Kipphebel 43 gekippt.
Jeder Ventilbetätigungsmechanismus 40b hat einen ersten Kipphebel 41, der nicht verschiebbar mit einem Nocken in Kontakt steht, sondern mit einem Ventil 101 verbunden ist, einen zweiten Kipphebel 42, der verschiebbar mit einem Hochdrehzahlnocken 103 in Kontakt steht, und einen dritten Kipphebel 43b, der verschiebbar mit einem Niedrigdrehzahlnocken 102 in Kontakt steht und mit einem anderen Ventil 201 verbunden ist. Der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 41, 42 und 43b sind an der Kipphebelwelle 106 befestigt und können schwenkbar bewegt werden, so daß sie miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Entsprechend sind die beiden Ventile 101 und 201 jeweils einzeln mit dem ersten bzw. dem dritten Kipphebel 41 bzw. 43b für eine Eingriffsbewegung verbunden.
Jeder der Ventilbetätigungsmechanismen 40c hat einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kipphebel 41, 42 und 43b, die ähnlich angeordnet sind wie in den Ventilbetätigungsmechanismen 40b. Hier sind jedoch der erste und der zweite Kipphebel 41 und 42 miteinander durch eine Zufuhr von Öl mit relativ geringem Druck miteinander verbunden, während der zweite und der dritte Kipphebel 42 und 43b durch eine Zufuhr von Öl mit relativ hohem Druck miteinander verbunden sind.
Bei niedriger Motordrehzahl sind dementsprechend der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 141, 142 und 43 des ersten und des sechsten Zylinders C1 und C6 voneinander getrennt, und daher wird der zweite Kipphebel 142, mit dem die beiden Ventile 101 und 201 verbunden sind, nicht gekippt. Dementsprechend sind der erste und der sechste Zylinder C1 und C6 in Ruhestellung.
Auch beim zweiten und beim fünften Zylinder C2 und C5 sind der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 41, 42 und 43b voneinander getrennt, und daher befindet sich das Ventil 101, mit dem der erste Kipphebel 41 verbunden ist, in Ruhestellung, während das Ventil 201, das mit dem dritten Kipphebel 43b verbunden ist, betätigt wird und sich öffnet und schließt, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängen.
Auch beim dritten und beim vierten Zylinder C3 und C4 sind der erste, der zweite und der dritte Kipphebel 41, 42 und 43b voneinander getrennt, und daher befindet sich das Ventil 101, mit dem der erste Kipphebel 41 verbunden ist, in Ruhestellung, während das Ventil 201, mit dem der dritte Kipphebel 43b verbunden ist, betätigt wird und sich öffnet und schließt, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängen.
Bei mittlerer Motordrehzahl sind der erste und der zweite Kipphebel 141 und 142 in jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40d sowie der erste und der zweite Kipphebel 41 und 42 in jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40c einzeln miteinander verbunden.
Dementsprechend werden in dem ersten und dem sechsten Zylinder C1 und C6 die beiden Ventile 101 und 201, die mit dem zweiten Kipphebel 142 verbunden sind, betätigt und öffnen und schließen sich, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängen.
Im zweiten und im fünften Zylinder C2 und C5 sind die Verbindungsbedingungen der Kipphebel 41, 42 und 43b bei jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40b gleich denen bei niedriger Motordrehzahl. Dementsprechend ist das Ventil 101, das mit dem ersten Kipphebel 41 verbunden ist, in Ruhestellung, während das Ventil 201, das mit dem dritten Kipphebel 43b verbunden ist, betätigt wird und sich öffnet und schließt, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängen.
Weiterhin sind in dem dritten und dem vierten Zylinder C3 und C4 der erste und der zweite Kipphebel 41 und 42 bei jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40c miteinander verbunden. Dementsprechend wird das Ventil 101 betätigt, das mit dem ersten Kipphebel 41 verbunden ist, so daß es sich öffnet und schließt, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub vom Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen, während das Ventil 201, das mit dem dritten Kipphebel 43b verbunden ist, betätigt wird, so daß es sich öffnet und schließt, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Niedrigdrehzahlnockens 102 abhängen.
Bei hoher Motordrehzahl sind die Kipphebel 141, 142 und 43 jedes der Ventilbetätigungsmechanismen 40d miteinander verbunden, ebenso die Kipphebel 41, 42 und 43b in jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40b. Auch die Kipphebel 41, 42 und 43b in jedem Ventilbetätigungsmechanismus 40c sind miteinander verbunden.
Entsprechend werden die Ventile 101 und 201 aller Zylinder C1 bis C6 geöffnet und geschlossen, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Hochdrehzahlnocken 103 abhängen.
Im ersten und im sechsten Zylinder C1 und C6 wird der zweite Kipphebel 142 durch den dritten Kipphebel 43 und integral mit diesem gekippt, daher werden die beiden Ventile 101 und 201 betätigt, die mit dem zweiten Kipphebel 142 verbunden sind, so daß sie sich öffnen und schließen, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen.
Im zweiten und im fünften Zylinder C2 und C5 werden die Kipphebel 41, 42 und 43b durch den Hochdrehzahlnocken 103 und integral mit diesem gekippt, daher werden die beiden Ventile 101 und 201, die mit dem ersten und mit dem dritten Kipphebel 41 und 43b verbunden sind, betätigt und öffnen und schließen sich, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen.
Weiterhin werden auch im dritten und im vierten Zylinder C3 und C4 ähnlich wie im zweiten und im fünften Zylinder C2 und C5 die Kipphebel 41, 42 und 43b durch den Hochdrehzahlnocken 103 und integral mit diesem gekippt; dadurch werden die Ventile 101 und 201, die mit dem ersten und dem dritten Kipphebel 41 und 43b verbunden sind, betätigt und öffenen und schließen sich, wobei Ventilsteuerzeiten und Hub von dem Profil des Hochdrehzahlnockens 103 abhängen.
Es ist zu beachten, daß diese Mechanismen sowohl bei den Einlaßventilen als auch bei den Auslaßventilen Anwendung finden. Durch eine solche Verwendung mehrerer Sätze verschiedener Ventilbetätigungsmechanismen für verschiedene Zylinder kann jeder Ventilbetätigungsmechanismus die Ventilsteuerzeiten eines Einlaß- und eines Auslaßventils ansprechend auf die Motordrehzahl oder die Belastung der Verbrennungskraftmaschine variieren; es kann also bewirkt werden, daß die Einlaß- oder Auslaßventile einer bestimmten Zylindergruppe (z.B. der Gruppe der ersten und sechsten Zylinder in der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschine) unter bestimmten Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine mit anderen Ventilsteuerzeiten als denen der Einlaß- oder Auslaßventile der anderen Zylindergruppen arbeiten.
Wenn der Betätigungsmodus der Einlaß- oder Auslaßventile der verschiedenen Zylinder als Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine geändert wird, erfolgt dementsprechend eine Feineinstellung der Verbrennungskraftmaschinenleistung und eine Optimierung des Kraftstoffverbrauchs.
Dieser Aufbau, bei dem mehrere Arten von Ventilbetätigungssystemen auf die beschriebene Art bei einer einzigen Verbrennungskraftmaschine Verwendung finden können, kann jedoch auch bei einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen verwendet werden, beispielsweise bei einer Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung.
Bei einem Verbrennungskraftmaschinentyp mit mehreren Zylinderreihen haben Anordnung, Kombination etc. der Ventilbetätigungssyteme einen Einfluß auf verschiedene Aspekte des Fahrzeugs, wie z.B. leichte Montage der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschine, Wartung etc. der Verbrennungskraftmaschine und Leistung eines Abgasreinigungskatalysators für die Verbrennungskraftmaschine. Auch Elemente, die typisch sind für eine Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen, werden an das Einlaß- und Auslaßsystem angepaßt.
Der oben beschriebene konventionelle Ventilbetätigungsmechanismus ist kompliziert in seinem Aufbau. Wenn darüber hinaus verschiedene Ventilbetätigungsmechanismen konventioneller Art in verschiedenen Zylindern einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind, kann das Problem entstehen, daß bei der Montage der Verbrennungskraftmaschine der Monteur versehentlich Teile falsch zusammensetzt, und daß die Montage sehr zeitaufwendig und das Herstellungsverfahren damit wenig effizient ist.
In diesem Zusammenhang sind eine einheitliche Lösung oder einheitliche Lösungen für eine Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen nötig.
Weiterhin muß bei einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung, die Notwendigkeit einer bestimmten Länge eines Ansaugrohres berücksichtigt werden. Es erscheint daher vielversprechend, einen Teil des Ansaugrohrs so anzuordnen, daß er über dem Zylinderkopfliegend befestigt ist.
Es ist jedoch zu beachten, daß bei einer Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung, die einen variablen Verstellmechanismus aufweist, ein Zylinderblock für einen Zylinder, der einen variablen Verstellmechanismus aufweist, komplizierter in seinem Aufbau ist und häufiger gewartet werden muß als andere Zylinderblöcke für Zylinder ohne variablen Verstellmechanismus. Wenn daher Ansaugrohre wie oben beschrieben über den Zylinderköpfen einer Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung liegend angeordnet sind, besteht das,Problem, daß die Wartung der Zylinderblöcke, deren Zylinder jeweils einen oben beschriebenen variablen Verstellmechanismus aufweisen, durch die Einlaßventile erschwert wird.
Wenn die Einlaßventile, wie oben beschrieben, teilweise über dem Zylinderkopfliegen, ergibt sich weiterhin das Problem, daß z.B. bei dem Versuch, in unterhalb der Einlaßventile gelegenen Zylinderkopfabschnitten das Ventilspiel zu regeln, sich die Ansaugleitungen störend auswirken können, wodurch eine Regelung des Ventilspiels erschwert wird.
Eine gattungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ist in "Revue Technique Automobile" (Band 43, Nr. 498, 1. Dezember 1988, Boulogne Billancourt, FR) offenbart. Ein mit dieser Verbrennungskraftmaschine ausgestattetes Fahrzeug ist üblicherweise mit einem Katalysator ausgerüstet, der das Abgas der Verbrennungskraftmaschine reinigt. Ein solcher Katalysator ist normalerweise im Abgasweg angeordnet, der von der Verbrennungskraftmaschine zum Schalldämpfer verläuft, und weist einen Reinigungskatalysator auf, der die Konzentration von CO (Kohlenoxid), HC (Kohlenwasserstoff), NOx (Stickoxyden) und ähnlichen im Abgas enthaltenen Chemikalien verringert.
Fig. 36 stellt das Verhältnis zwischen der Reinigungswirkung eines Katalysators und der Temperatur des Abgases dar. Wie aus Fig. 36 ersichtlich, ist die Reinigungswirkung des Katalysators bei hoher Abgastemperatur höher, wogegen bei niedriger Abgastemperatur das Abgas nicht wirkungsvoll gereinigt wird. Dementsprechend ist der Katalysator in dem Abgasweg in der Nähe eines Auslaßkrümmers angeordnet, in dem die Temperatur des Abgases vergleichsweise hoch ist.
Die Verbrennungskraftmaschine wird üblicherweise durch den Kühlwind gekühlt, der auf die Zylinder geblasen wird. Wenn einige der Zylinder einen variablen Verstellmechanismus aufweisen und durch diesen betätigt werden, wird die Abgastemperatur durch den Fahrtwind und/oder durch die Kühlung eines Kühlergebläses gesenkt. Das führt zu einer geringeren Reinigungsleistung des Katalysators. Daher geschieht die Reinigung des Abgases nur unzureichend.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Verbrennungskraftmaschine, in der Abgas ausreichend gereinigt wird, ohne daß die Reinigungskraft des Katalysators nachläßt, selbst wenn einige Zylinder der Verbrennungskraftmaschine während deren Betrieb außer Kraft gesetzt werden.
Das Ziel wird erreicht durch einen Reinigungskatalysator zur Reinigung von Abgas der Verbrennungskraftmaschine und einen variablen Verstellmechanismus, der für jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe vorgesehen ist, um den Zylinder außer Betrieb zu setzen, wobei die Verbrennungskraftmaschine horizontal an einem Frontabschnitt des Fahrzeugs so eingebaut ist, daß die erste und die zweite Zylinderreihe quer zum Fahrzeug ausgerichtet sind, und die Zylinder der zweiten Zylinderreihe an der Frontseite des Fahrzeugs angeordnet sind, damit sie vom Kühlwind angeblasen werden, wenn das Fahrzeug fährt, so daß der Temperaturabfall des in den Katalysator strömenden Abgases gesteuert wird, wenn die Zylinder der zweiten Zylinderreihe durch die variablen Verstellmechanismen außer Kraft gesetzt wurden, um den Reinigungsvorgang des Katalysators aufrechtzuerhalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Ventilbetätigungsmechanismus und der zweite Ventilbetätigungsmechanismus von der Art mit variablen Ventilsteuerzeiten sind.
Es ist günstig, die erste und die zweite Zylinderreihe so zu kombinieren, daß sie relativ zueinander geneigt sind, damit die Verbrennungskraftmaschine als Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung gebaut ist.
Es ist vorteilhaft, ein Einlaßsystem in teilweise überhängendem Zustand oberhalb der ersten Zylinderreihe anzuordnen, um eine erforderliche Länge eines Ansaugkanals des Einlaßsystems sicherzustellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jeder Ventilbetätigungsmechanismus für die Zylinder der ersten Zylinderreihe einen hydraulische Anschlageinsteller auf, um automatisch das Ventilspiel des Ventilbetätigungssystems von dem Ventil des entsprechenden Zylinders einzustellen.
Ausführungsformen der Erfindung werden durch die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1(A) und 1(B) sind schematische Darstellungen, die eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs gemäß einer ersten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen, wobei Fig. 1(A) eine Ansicht in Richtung des Pfeils M in Fig. 2 ist, während Fig. 1(B) eine Ansicht in Richtung eines Pfeils N in Fig. 2 ist;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die die Verbrennungskraftmaschine der Fig. 1 (A) und 1(B) in eingebautem Zustand zeigt, gesehen von derjenigen Seite des Fahrzeugs aus, an der die Verbrennungskraftmaschine installiert wird;
Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie P - P von Fig. 1 (A);
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht des ganzen Fahrzeugs, in das die Verbrennungskraftmaschine eingebaut ist;
Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf das ganze in Fig. 4 gezeigte Fahrzeug;
Fig. 6(A) ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Aufbaus eines Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus ohne variablen Verstellmechanismus in der Verbrennungskraftmaschine von Fig. 1(A) und 1(B), wobei die Nocken von den Kipphebeln entfernt dargestellt sind;
Fig. 6(B) ist ein Querschnitt entlang der Linie Q - Q von Fig. 6(A);
Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie A - A von Fig. 6(A);
Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Linie B - B von Fig. 7;
Fig. 9 ist ein Querschnitt ähnlich dem in Fig. 7 gezeigten, der aber den Betrieb des Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus zeigt;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Trägheitskennlinie und die Totgang-Federkraftkennlinie des in Fig. 7 gezeigten variablen Ventilsteuerzeitmechanismus bezüglich der Kontraktion einer Totgangfeder zeigt;
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf einen Kipphebel in Richtung des Pfeils C in Fig. 6(A) des Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils D in Fig. 6(A), die den in Fig. 11 dargestellten Kipphebel zeigt;
Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der Linie E - E von Fig. 11;
Fig. 14 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht des in Fig. 11 dargestellten Kipphebels;
Fig. 15 ist eine schematisch-perspektivische Ansicht einer anderen Ventilbetätigungssystemstruktur mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus, die einen variablen Verstellmechanismus in der Verbrennungskraftmaschine aufweist, für das in Fig. 1(A) und Fig. 1(B) gezeigte Fahrzeug, wobei die Nocken von den Kipphebeln entfernt dargestellt sind;
Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie G - G von Fig. 15;
Fig. 17 ist ein Querschnitt entlang der Linie H - H von Fig. 16, der den Aufbau eines Ventilbetätigungssystems mit einem an der Verbrennungskraftmaschine befestigten variablen Ventilsteuerzeitmechanismus darstellt;
Fig. 18 ist ein Querschnitt entlang der Linie I - I von Fig. 16, der den Aufbau eines Ventilbetätigungssystems mit einem an der Verbrennungskraftmaschine befestigten variablen Ventilsteuerzeitmechanismus darstellt;
Fig. 19 ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeils J in Fig. 15 auf die Kipphebel des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus;
Fig. 20 ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils K in Fig. 15 eines Kipphebels des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus
Fig. 21 ist ein Querschnitt entlang der Linie L - L von Fig. 19;
Fig. 22 ist ein Querschnitt ähnlich dem in Fig. 16 gezeigten, der aber den Betrieb des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus darstellt;
Fig. 23 ist ein Diagramm, das Nockenprofile des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit variablem Steuerzeitmechanismus wie in Fig. 6(A) darstellt;
Fig. 24 ist ein schematischer vertikaler Querschnitt, der einen hydraulischen Anschlageinsteller in der in Fig. 1(A) und Fig. 1 (B) gezeigten Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug zeigt;
Fig. 25 ist ein Schaltschema, das eine hydraulische Schaltung der Ventilbetätigungssysteme der in Fig. 1(A) und Fig. 1(B) gezeigten Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug zeigt;
Fig. 26 (A) ist ein Schaltschema, das einen hydraulischen Schaltkreis des Ventilbetätigungssystems aus Fig. 1 (A) zeigt;
Fig. 26 (B) ist eine ähnliche Ansicht, die den hydraulischen Schaltkreis des Ventilbetätigungssystems aus Fig. 1(B) zeigt;
Fig. 27 ist ein Diagramm, das die Öldruckkennlinie des Ventilbetätigungsmechanismus in der in Fig. 1(A) und 1 (B) dargestellten Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug zeigt;
Fig. 28 (A) und 28 (B) sind schematische Darstellungen einer anderen Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Fig. 28 (A) ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils M in Fig. 2, während Fig. 28(B) eine Ansicht in Richtung des Pfeils N in Fig. 2 ist;
Fig. 29 ist eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung ähnlich Fig. 15, die einen Kipphebel eines Aufbaus eines Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus ohne variablen Verstellmechanismus in der in Fig. 28 (A) und 28(B) dargestelltes Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug zeigt;
Fig. 30 ist eine Fig. 6 entsprechende perspektivische Darstellung, die eine Veränderung der in Fig. 28 (A) und 28 (B) dargestelltes Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug zeigt, bei dem die Nocken von den Kipphebeln entfernt gezeigt werden;
Fig. 31 ist eine schematisch-perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines Aufbaus eines konventionellen Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus;
Fig. 32 ist ein schematischer Querschnitt eines Teils des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit dem variablen Ventilsteuerzeitmechanismus aus Fig. 31;
Fig. 33 ist eine ähnliche Ansicht, die den Betrieb des Aufbaus des Ventilbetätigungssystems mit dem variablen Ventilsteuerzeitmechanismus aus Fig. 31 zeigt;
Fig. 34 ist eine schematische Draufsicht auf eine konventionelle Verbrennungskraftmaschine mit einem Aufbau eines Ventilbetätigungssystems, das einen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus aufweist;
Fig. 35 ist eine ähnliche Ansicht, die eine andere konventionelle Verbrennungskraftmaschine zeigt, die einen Aufbau eines Ventilbetätigungssystems mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus zeigt; und
Fig. 36 ist ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Reinigungs-Wirkungsgrad eines konventionellen Katalysators und der Temperatur des Abgases zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Fig. 1(A), Fig. 1(B) und Fig. 2 ist eine Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung gezeigt, d.h. eine Verbrennungskraft
maschine mit V-Anordnung, die horizontal in einem Fahrzeug angeordnet ist. Die gezeigte Verbrennungskraftmaschine mit V- Anordnung ist insgesamt mit 8 bezeichnet und hat einen Ventilbetätigungsmechanismus für jeden ihrer Zylinder zur Betätigung eines Einlaß- und eines Auslaßventils. Die Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung 8 hat zwei Zylinderreihen 8A und 8B, die jeweils in Fig. 1(A) bzw. 1(B) dargestellt sind, wobei die Zylinderreihen 8A und 8B unterschiedliche Ventilbetätigungssyteme aufweisen.
Die Zylinderreihe 8A der in Fig. 1(A) und auf der linken Seite in Fig. 2 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 8 ist an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet und umfaßt für einen Ventilbetätigungsmechanismus 9 für jeden Zylinder einen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus mit variablem Verstellmechanismus, der unten beschrieben ist. Die andere Zylinderreihe 8B der in Fig. 1(B) und auf der rechten Seite in Fig. 2 gezeigten Verbrennungskraftmaschine ist dagegen an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet und umfaßt für einen Ventilbetätigungsmechanismus 10 für jeden Zylinder einen variablen Ventilsteuerzeitmechanismus ohne variablen Verstellmechanismus, der ebenfalls unten beschrieben ist. Die Ventilbetätigungsmechanismen 9 und 10 sind jeweils mit Zylinderkopfdeckeln 9A und 10A abgedeckt.
In Fig. 2 umfaßt die Verbrennungskraftmaschine 8 ein Einlaßsystem 37, durch das die Ansaugluft aus der Vertiefung zwischen den beiden Zylinderreihen 8A und 8B in jeden Zylinder einströmt. Die Ansaugluft strömt aus einem Druckausgleichsbehälter 37A durch eine Ansaugleitung 37B in die einzelnen Zylinder.
Der Druckausgleichsbehälter 37A ist über der Zylinderreihe 8B an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet; die Ansaugleitung 37B ist einerseits mit den Ansaugöffnungen 37C der Zylinderreihen 8A und 8B verbunden und andererseits zur Rückseite des Fahrzeugs hin über der Verbrennungskraftmaschine 8 gebogen und mit dem Druckausgleichsbehälter 37A verbunden.
Dementsprechend ist das Einlaßsystem 37 mit dem Druckspeicher 37A und der Ansaugleitung 37B über der Verbrennungskraftmaschine 8 liegend angeordnet, der Druckausgleichsbehälter 37A ist über einem Zylinderkopf 1 der Zylinderreihe 8B an der Rückseite des Fahrzeugs, für das die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen ohne variablen Verstellmechanismus vorgesehen sind, angeordnet.
Wie aus Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, können die Ventilbetätigungsmechanismen 9 und 10 der Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung 8 überprüft und gewartet werden, wenn die Zylinderkopfdeckel 9A bzw. 10A vom Zylinderkopf 1 entfernt werden.
Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, umfaßt das Fahrzeug einen Katalysator 51 zur Reinigung des Abgases aus der Verbrennungskraftmaschine 8. Der Katalysator 51 ist an einer Abgasleitung 50 angeordnet, die sich von den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 8 zu einem Schalldämpfer 52 erstreckt und die Konzentration von CO, HC, NOx usw. im Abgas verringert. Das durch den Katalysator 51 gereinigte Abgas wird durch den im rückwärtigen Teil des Fahrzeugs angebrachten Schalldämpfer 52 in die Atmosphäre geleitet.
Weiterhin sind zwei Auslaßkrümmer 53 und 54 an der Abgasleitung 50 vor dem Katalysator 51 angeordnet. Die vorderen Enden der Auslaßkrümmer 53 und 54 sind mit Auslaßöffnungen der Zylinderreihen 8a und 8B in den Zylinderköpfen 1 verbunden; die hinteren Enden sind miteinander und mit dem Katalysator 51 verbunden.
Der Auslaßkrümmer 53 ist vor der Verbrennungskraftmaschine 8 angeordnet, so daß er bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine dauernd dem Fahrtwind atisgesetzt ist. Der andere Auslaßkrümmer 54 ist hinter der Verbrennungskraftmaschine 8 angeordnet, so daß er kaum dem Fahrtwind ausgesetzt ist.
Im folgenden werden die Ventilbetätigungssystemstrukturen 10 ohne variablen Verstellmechanismus beschrieben. Wie in Fig. 6(A) gezeigt, bedient jedes Ventilbetätigungssystem 10 ein Paar Einlaß- oder Auslaßventile (im folgenden einfach als Ventile bezeichnet), und ist so konstruiert, daß es die Ventile 2 und 3 öffnet und schließt.
Der Ventilbetätigungsmechanismus 10 umfaßt ein Paar Nocken 12 und 13, die bei einer Drehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Verbrennungskraftmaschine 8 rotieren, und ein Paar Kipphebel 14 und 15, die von den Nocken 12 bzw. 13 bewegt werden.
Die Nocken 12 und 13 sind an einer Nockenwelle 11 angebracht, die sich bei Drehung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine 8 dreht. Der Nocken 12 dient als Niedrigdrehzahlnokken und hat ein Nockenprofil für eine Ventilsteuerung bei Drehung der Verbrennungskraftmaschine mit niedriger Drehzahl, während der Nocken 13 als Hochdrehzahlnocken dient und ein Nockenprofil für eine Ventilsteuerung bei Drehung der Verbrennungskraftmaschine mit hoher Drehzahl hat. Der Niedrigdrehzahlnocken 12 und der Hochdrehzahlnocken 13 weisen Nockenprofile 3a und 3b auf, wie sie in Fig. 23 dargestellt sind. Wie aus Fig. 23 zu ersehen ist, ist das Nockenprofil 3b des Hochdrehzahlnockens 13 so eingestellt, daß es das Nockenprofil 3a des Niedrigdrehzahlnockens 12 mit einschließt.
Die Kipphebel 14 und 15 haben beide die Form eines Kipphebels mit einer Rolle; der Kipphebel 14 dient als Hauptkipphebel, der so ausgebildet ist, daß er in direktem Kontakt mit den Ventilen 2 und 3 steht, um die Ventile 2 und 3 zu öffnen und zu schließen, während der Kipphebel 15 als Nebenkipphebel dient, der die Ventile 2 und 3 indirekt öffnet und schließt.
Wie in Fig. 7 dargestellt, weist der Hauptkipphebel 14 eine Kipphebelwelle 16 auf, die einteilig mit dem Kipphebel ausgebildet ist. Die Kipphebelwelle 16 ist parallel zur Achse der Nockenwelle 11 zwischen einer am oberen Ende des Zylinderkopfes 1 angeordneten Nockenhalterung 23 und einem Deckel 25 angeordnet, der so angeordnet ist, daß er die Nockenhalterung 23 abdeckt, wie in Fig. 3 gezeigt. Die rotierende Kipphebelwelle 16 wird von einem Lagerabschnitt 1A am Zylinderkopf 1 oder einem beliebigen gleichartigen Element der Verbrennungskraftmaschine 8 gehalten, so daß der Hauptkipphebel 14 um die Achse der Kipphebelwelle 16 schwenken kann.
Ein Paar Montageöffnungen 14B und 14C sind am kippenden Endabschnitt 14A des Hauptkipphebels 14 ausgebildet, und ein Paar hydraulische Anschlageinsteller 81 sind in den Montageöffnungen 14B und 14C angeordnet, so daß sie mit den Enden der Schäfte der Ventile 2 bzw. 3 in Verbindung stehen.
Wie in Fig. 6(A), 7, 11 und 13 dargestellt, ist eine Rolle 18 für niedrige Drehzahl am mittleren Abschnitt des Hauptkipphebels 14 angeordnet, um mit dem Niedrigdrehzahlnocken 12 in Eingriff zu gelangen. Die Rolle 18 für niedrige Drehzahl ist zum Zweck störungsfreien Rotierens mittels einer Rollenhalterung 18B an einer Welle 18A befestigt, die so an dem mittleren Abschnitt des Hauptkipphebels 14 befestigt ist, daß sie rotieren kann.
Wie in Fig. 7 und 14 dargestellt, ist der Nebenkipphebel 15 an seinem röhrenförmigen Basisabschnitt 158 an der Kipphebelwelle 16, d.h. am Hauptkipphebel 14, so angeordnet, daß er eine Schwenkbewegung ausführt; und eine Rolle 19 für hohe Drehzahl ist an dem kippenden Endabschnitt 15A des Nebenkipphebels 15 so angeordnet, daß er mit dem Hochdrehzahlnocken 13 in Verbindung steht. Auch die Rolle für hohe Drehzahl 19 ist mittels einer Rollenhalterung 19B (Fig. 8) an einer Welle 19A am kippenden Endabschnitt 15A des Nebenkipphebels 15 so angeordnet, daß sie rotieren kann.
Ein hydraulischer Kolbenmechanismus 17 ist zwischen dem Nebenkipphebel 15 und der Kipphebelwelle 16 angeordnet und dient dazu, den Betriebsmodus des Nebenkipphebels 15 zwischen einem Nichteingriffsmodus, in dem der Nebenkipphebel 15 bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar beweglich ist und nicht mit dem Hauptkipphebel 14 in Eingriff stehend wirkt, und einem Eingriffsmodus zu wechseln, bei dem der Nebenkipphebel 15 integral mit der Kipphebelwelle 16 schwenkt und mit dem Hauptkipphebel 14 in Eingriff stehend wirkt.
Wie in Fig. 8 dargestellt, weist der hydraulische Kolbenmechanismus 17, der zum Wechseln des Betriebsmodus dient, einen Kolben 17A auf, der so angeordnet ist, daß er sich diametral zur Kipphebelwelle 16 in einer Kolbenkammer bewegt, die in der Kipphebelwelle 16 ausgebildet ist. Der Kolben 17A weist eine Aussparung 17F auf, die in einem Axialabschnitt ausgebildet ist, der an dessen untere oder Basisstimseite angrenzt (Fig. 7 und 8), und eine hydraulische Kammer 17G ist zwischen der Aussparung 17F des Kolbens 17A und einer Innenumfangsfläche des röhrenförmigen Basisabschnitts 15B des Nebenkipphebels 15 ausgebildet.
Ein Flanschabschnitt 17H ist am Außenumfang des Basisendes des Kolbens 17A ausgebildet, während ein gestufter Abschnitt 171 an der Innenwand der Kolbenkammer ausgebildet ist, und eine Schraubenfeder 17B ist komprimiert zwischen dem Flanschabschnitt 17H und dem gestuften Abschnitt 171 eingepaßt Dementsprechend ist der Kolben 17A normalerweise durch die Feder 17B gegen dessen Basisabschnitt vorgespannt
Eine Öffnung 17C ist in einem Teil des röhrenförmigen Basisabschnitts 15B des Nebenkipphebels 15 so ausgebildet, daß das andere Ende des Kolbens 17A, d.h. das obere Ende in Fig. 7 und 8, hineinpaßt.
Betriebsöl wird durch eine in der Kipphebelwelle 16 entlang der Achse ausgebildete Ölleitung 16A in die hydraulische Kammer 17G geleitet. Wenn Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G zugeführt wird, wird der Kolben 17A in Richtung seiner oberen Stimseite gegen die Vorspannkraft der Feder 17B in Bewegung gesetzt, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, so daß sein Endabschnitt in die Öffnung 17C eingepaßt wird, wie in Fig. 9 gezeigt. Wenn die Zufuhr von Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G unterbrochen wird, wird der Kolben 17A durch die Vorspannkraft der Feder 17B in entgegengesetzter Richtung seiner Basisstimseite zu bewegt, so daß sein oberes Ende aus der Öffnung 17C entfernt wird, wie in Fig. 9 dargestellt.
Wenn Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G zugeführt wird, wird der obere Endabschnitt des Kolbens 17A in die Öffnung 17C eingepaßt, wie in Fig. 9 dargestellt, um den Nebenkipphebel 15 in Eingriffsmodus zu bringen, in dem der Nebenkipphebel 15 integral mit der Kipphebelwelle 16 rotiert und mit dem Hauptkipphebel 14 in Eingriff stehend wirkt. Wird die Betriebsölzufuhr in die hydraulische Kammer 17G jedoch unterbrochen, dann wird der obere Endabschnitt des Kolbens 17A aus der Öffnung 17C entfernt, wie in Fig. 9 dargestellt, um den Nebenkipphebel 15 zurück in den Nichteingriffsmodus zu versetzen, in dem der Nebenkipphebel 15 bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar ist und nicht mit dem Hauptkipphebel 14 in Eingriff stehend wirkt.
Eine Verschlußkugel 17J ist im Inneren der Aussparung 17F angeordnet, so daß der Öldruck in der hydraulischen Kammer 17G erhalten bleibt. Eine Schmierbohrung 17D ist in der Kipphebelwelle 16 und dem rohrförmigen Basisabschnitt 15B des Nebenkipphebels 15 ausgebildet, damit ein Teil des Betriebsöls in der hydraulischen Kammer 17G auslaufen kann, so daß der Druck des Betriebsöls innerhalb eines bestimmten Bereichs einstellbar ist.
Das Betriebsöl wird durch ein nicht gezeigtes Betriebsölzufuhrsystem in die hydraulische Kammer 17G geleitet. Das Betriebsölzufuhrsystem weist eine Motorpumpe in Form einer hydraulischen Pumpe (nicht gezeigt), die mit der Verbrennungskraftmaschine 8 oder einer ähnlichen Vorrichtung verbunden ist und durch diese betrieben wird, eine Druckreguliervorrichtung (nicht gezeigt), um einen vorher bestimmten hydraulischen Druck des Betriebsöls, das von der Motorpumpe unter Druck gesetzt wird, zu erreichen, sowie ein in Fig. 26(B) gezeigtes Absperrtellerventil 31 auf. Das Absperrtellerventil 31 dient zum Wechsel zwischen einem Zufuhrmodus, in dem Betriebsöl mit einem von der Druckreguliervorrichtung eingestellten Druck in die hydraulische Kammer 17G durch die Ölleitung 16A zugeführt wird, und einem Nichtzufuhrmodus, in dem das Betriebsöl nicht in die hydraulische Kammer 17G geleitet wird. Das Absperrtellerventil 31 in der gezeigten Anordnung besteht aus einem Elektromagnetventil, das durch eine unten beschriebene Steuerungsvorrichtung 34 elektronisch gesteuert wird. Der Nebenkipphebel 15 kann dadurch nach Bedarf zwischen Eingriffs- und Nichteingriffsmodus wechseln, wobei das Absperrtellerventil 31 entsprechend der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine oder einem anderen Parameter gesteuert wird.
Wie in Fig. 8 dargestellt, ist eine Federhalterung 5 angrenzend an ein oberes Ende des Ventilschafts 6 des Ventils 3 angeordnet, während eine weitere Federhalterung 7 am Zylinderkopf 1 angeordnet ist; und eine Ventilfeder 4 ist zwischen den beiden Federhalterungen 5 und 7 angeordnet, so daß das Ventil 3 normalerweise in Schließrichtung vorgespannt ist, d.h. in Richtung der oberen Stimseite des Ventilschafts 6. Dementsprechend ist auch der Hauptkipphebel 14 normalerweise durch die Ventilfeder 4 in Richtung des Nockens 12 vorgespannt, wobei die Vorspannkraft der Ventilfeder 4 als Rück stellkraft für den Hauptkipphebel 14 bei kippender Bewegung wirkt.
Der Nebenkipphebel 15 ist im Eingriffsmodus mit dem Hauptkipphebel 14 verbunden und der Vorspannkraft der Ventilfeder 4 unterworfen, wohingegen der Nebenkipphebel 15 im Nichteingriffsmodus dieser Vorspannkraft nicht unterworfen ist. Daher muß eine Vorrichtung vorhanden sein, durch die der Nebenkipphebel 15 in Richtung des Nockens 13 vorgespannt wird, so daß der Nebenkipphebel 15 dem Nocken 13 folgen kann. Zu diesem Zweck dient ein Totgangmechanismus 20 für den Nebenkipphebel 15.
Wie in Fig. 8 dargestellt, weist der Totgangmechanismus 20 einen Totganghalter 1B auf dem Zylinderkopf 1 oder ein ähnliches Element, ein Außengehäuse 20A, das an dem Totganghalter 1B befestigt ist, ein Innengehäuse 20B, daß so befestigt ist, daß es sich in dem Außengehäuse 20A hin- und herbewegen, aber nicht aus dem Außengehäuse 20A entfernt werden kann, eine Feder 20C, die zwischen dem Außengehäuse 20A und dem Innengehäuse 20B angeordnet ist, und einen Kontaktabschnitt 20D auf, der an einem Endabschnitt des Innengehäuses 20B ausgebildet ist. Ein Hebelabschnitt 15C ist an dem Nebenkipphebel 15 angeordnet und steht in Verbindung mit dem Kontaktabschnitt 20D des Totgangmechanismus 20, wobei der Nebenkipphebel 15 durch die Vorspannkraft der Feder 20C des Totgangmechanismus 20 elastisch gegen den Nocken 13 gedrückt wird, um einen vorher bestimmten Arbeitsgang ansprechend auf den Nocken 13 auszuführen.
Zu beachten ist, daß der Federdruck der Totgangfeder 20C so eingestellt ist, daß sie einer Trägheitskraft standhält, die auf den Nebenkipphebel 15 einwirkt. Wenn die auf den Nebenkipphebel 15 einwirkende Trägheitskraft so ist, wie in der Kurve a2 in Fig. 10 dargestellt, kann der Federdruck der Totgangfeder 20c entsprechend der Trägheitskraft auf eine so niedrige Höhe eingestellt werden, wie es beispielsweise in der Kurve b2 in Fig. 10 dargestellt ist.
In dem dargestellen Ventilbetätigungssystem 10 ist die Rolle 18 für niedrige Drehzahl aus einem Material hergestellt, das leichter als das Material der Rolle 19 für hohe Drehzahl ist. Während die Rolle 19 für hohe Drehzahl aus einem gängigen eisenartigen Metall besteht, ist die Rolle 18 für niedrige Drehzahl aus einem Material von leichterem Gewicht, das eine bestimmte Abreibungsresistenz aufweist, wie z.B. ein keramisches Material.
Das Ventilspiel zwischen dem Hauptkipphebel 14 und den Ventilen 2 und 3, d.h. das Ventuspiel zwischen dem Hauptkipphebel 14 und den Ventilen 2 und 3 bei einer Betätigung des Hauptkipphebels 14 durch den Niedrigdrehzahlnocken 12 und im Nichteingriffsmodus des Nebenkipphebels 15 wird automatisch durch die hydraulischen Anschlageinsteller 81 eingestellt. Da jedoch das Ventilspiel bei integraler Bewegung des Hauptkipphebels 14 mit dem Nebenkipphebel 15 im Eingriffsmodus des Nebenkipphebels 15 anders ist als im Nichteingriffsmodus, ist es wünschenswert, das Ventilspiel im Eingriffsmodus des Nebenkipphebels 15 (d.h. im Betrieb mit hoher Drehzahl) mittels einer Vorrichtung zu justieren. Dabei ist die Justierung des Ventilspiels in erster Linie eine Anfangsjustierung bei der Montage des Ventilbetätigungssystems.
Die vorliegende Ventilbetätigungssystemstruktur weist daher mehrere Rollen für die Rolle 19 für hohe Drehzahl auf, die unterschiedliche Außendurchmesser haben und von denen jeweils einer mit geeignetem Durchmesser ausgewählt und als Rolle 19 für hohe Drehzahl mit dem Nebenkipphebel 15 verbunden wird, wie in Fig. 8 gezeigt, so daß das Ventilspiel des Hauptkipphebels 14 geeignete Werte hat, wenn der Nebenkipphebel 15 im Eingriffsmodus arbeitet.
Wie in Fig. 24 dargestellt, weist jeder hydraulische Anschlageinsteller 81 einen Kolben 81B auf, der in einem Gehäuse 81A angeordnet ist. Eine Hochdruckkammer 81G ist zwischen dem Kolben 81B und dem Gehäuse 81A ausgebildet; eine Feder 81J ist in der Hochdruckkammer 81G angeordnet und spannt den Kolben 81B in eine Richtung vor (aufwärts in Fig. 24), die ihn von dem Gehäuse 81A entfernt.
Ein Kolbendeckel 81D steht in Kontakt mit einem Ende des Kolbens 81B, so daß die Länge der Achse des hydraulischen Anschlageinstellers 81 vom unteren Ende des Gehäuses 81A zum Ende des Kolbendeckels 81D durch die Vorspannkraft der Feder 81J verlängert werden kann. Dabei wird der Kolbendeckel 81D durch einen Kolbendeckelhalter 81E zurückgehalten, so daß er nicht von dem Gehäuse 81A entfernt werden kann.
Eine Vorratskammer 81F ist im Inneren des Stößelkolbens 81B ausgebildet; Betriebsöl, das als Arbeitsflüssigkeit dient, wird in die Vorratskammer 81F durch eine Ölleitung oder eine nicht gezeigte Arbeitsflüssigkeitszufuhrleitung zugeführt. An der Unterseite der Vorratskammer 81F, d.h. im unteren oder Basisende des Kolbens 81B, ist eine Öffnung 81L perforiert, so daß eine Verbindung mit der Hochdruckkammer 81G entsteht.
Die Öffnung 81L kann mittels eines Rückschlagventilmechanismus 81C geschlossen werden. Der Rückschlagventilmechanismus 81C weist einen Rückschlagventilhalter 81I und eine Rückschlagventilkugel 81H auf, die in dem Rückschlagventilhalter 81I angeordnet ist. Die Rückschlagventilkugel 81H wird von einer Rückschlagventilfeder 81K durch Vorspannkraft in Kontakt mit dem Rand der Öffnung 81L gebracht, so daß sie die Öffnung 81L schließt.
Wenn Betriebsöl in die Vorratskammer 81F zugeführt wird, um den inneren Druck zu erhöhen, wird in dem Rückschlagventilmechanismus 81C die Rückschlagventilkugel 81H gegen die Rückschlagventilfeder 81K bewegt, um die Öffnung 81L zu öffnen, so daß Betriebsöl in die Hochdruckkammer 81G zugeführt wird. Wenn die Achse des hydraulischen Anschlageinstellers 81 durch die Vorspannkraft der Feder 81J verlängert wird, erhöht sich entsprechend der Druck des Betriebsöls in der Vorratskammer 81F, so daß das Betriebsöl mittels des Rückschlagventilmechanismus 81C in die Hochdruckkammer 81G zugeführt wird, um den Öldruck in der Hochdruckkammer 81G zu erhalten.
Der hydraulische Anschlageinsteller 81 der oben beschriebenen Konstruktion ist auf einem von zwei Elementen angeordnet, deren Spiel so eingestellt werden kann, daß entweder die Seite des Gehäuses 81A fest montiert ist, während die Seite des Kolbendeckels 81D beweglich eingestellt ist, oder so, daß die Seite des Kolbendeckeis 81D fest montiert ist, während die Seite des Gehäuses 81A beweglich eingestellt ist, wobei entweder ein Endabschnitt des Kolbendeckels 81D oder ein Basisendabschnitt des Gehäuses 81A bewegliche Teile sind, die in Kontakt mit dem anderen Element stehen.
Wie in Fig. 8 dargestellt, wird in dem Ventilbetätigungssystem der vorliegenden Ausführungsform der hydraulische Anschlageinsteller 81 so angeordnet, daß die Seite des Kolbendeckels 81D fest in die Öffnung 14B oder 14C zur Montage des hydraulischen Anschlageinsteller des Hauptkipphebels 14 eingesetzt ist, während die Seite seines Gehäuses 81A beweglich bleibt. Die beiden hydraulischen Anschlageinsteller 81 sind also so in den Montageöffnungen 14B und 14C befestigt, daß an ihre Gehäuse 81A angrenzende Teile teilweise nach unten hervorstehen.
Wenn dementsprechend das Spiel zwischen dem Hauptkipphebel 14 und den Ventilen 2 und 3 vergrößert wird, werden die Gehäuse 81A des hydraulischen Anschlageinstellers 81 durch die Vorspannkraft der Federn 81J teilweise nach außen gedrückt, so daß sie vorstehen, um das Spiel zwischen dem Hauptkipphebel 14 und den Ventilen 2 und 3 einzustellen, wobei die Achsen des hydraulischen Anschlageinstellers 81 verlängert werden.
Dabei wird der Öldruck in der Hochdruckkammer 81G jedes hydraulischen Anschlageinstellers 81 mittels des Rückschlagventilmechanismus 81C konstant gehalten, wobei auch nach der Einstellung des Spiels die Enden der Schäfte 6 der Ventile 2 und 3 sowie der Hauptkipphebel 14 zueinander unter vorher bestimmten Druckbedingungen gehalten werden, so daß das Ventilspiel konstant bleibt.
Im folgenden werden die Ventilbetätigungssysteme 9 mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus und variablem Verstellmechanismus beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Ventilbetätigungssystem 9 für je zwei Paar Einlaß- und Auslaßventile vorgesehen (im folgenden als Ventile bezeichnet), wie in Fig. 15 beschrieben, und ist so konstruiert, daß es die Ventile 2 und 3 öffnet und schließt.
Das Ventilbetätigungssystem 9 ist eine dahingehend veränderte Form des oben beschriebenen Ventilbetätigungssystems 10, daß es eine variable Verstellfunktion und ein Paar Nocken 12 und 13 aufweist, die sich ansprechend auf die Drehung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine 8 rotierend bewegen, sowie ein Paar Kipphebel 26 und 15, die von den Nocken 12 bzw. 13 betätigt werden. Die Kipphebel 26 und 15 dienen als Nebenkipphebel, die nicht in direktem Kontakt mit den Ventilen 2 und 3 stehen, aber indirekt zum Öffnen und Schließen der Ventile 2 bzw. 3 beitragen. Das Ventilbetätigungssystem 9 umfaßt weiterhin zusätzlich zu den Nebenkipphebeln 26 und 15 einen Hauptkipphebel 24, der mit den Schaftenden der Ventile 2 und 3 in Kontakt steht und direkt zum Öffnen und Schließen der Ventile 2 und 3 beiträgt.
Die Nocken 12 und 13 sind, ähnlich wie in dem oben beschriebenen Ventilbetätigungssystem 10, auf einer weiteren Nockenwelle 11 angeordnet, die sich ansprechend auf die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine 8 rotierend bewegt. Der Nocken 12 dient als Niedrigdrehzahlnocken und weist ein Nockenprofil für eine Ventilsteuerzeit bei niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 8 auf, während der Nocken 13 als Hochdrehzahlnocken dient und ein anderes Nockenprofil für eine andere Ventilsteuerzeit bei hoher Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 8 aufweist.
Wie in Fig. 16 und 21 dargestellt, ist der Hauptkipphebel 24 einteilig mit einer anderen Kipphebelwelle 16 verbunden. Die Kipphebelwelle 16 ist parallel zur Achse der Nockenwelle 11 zwischen der im oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 1 angeordneten Nockenhalterung 23 und dem Nockendeckel 25 angeordnet, der die Nockenhalterung 23 abdeckt, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Kipphebelwelle 16 ist an einem an dem Zylinderkopf 1 oder einem ähnlichen Teil der Verbrennungskraftmaschine 8 angeordneten Lagerabschnitt 1A befestigt, so daß sie sich rotierend bewegen kann; der Hauptkipphebel 24 kann um die Achse der Kipphebelwelle 16 schwenken.
Der Hauptkipphebel 24 weist ein Paar Schraubenbefestigungsabschnitte 24B und 24C, die an seinem kippenden Ende 24A angeordnet sind, sowie ein Paar Einstellschrauben 21 und 22 auf, die auf die Schraubenbefestigungsabschnitte 24B und 24C aufgeschraubt werden, damit sie in Kontakt mit den Schaftenden der Ventile 2 und 3 stehen.
Jeder Nebenkipphebel 26 und 15 weist die Form eines Kipphebels mit einer Rolle auf, wobei der Nebenkipphebel 26 an einem röhrenförmigen Basisabschnitt 26B befestigt ist, so daß er bezüglich der Kipphebelwelle 16, und dadurch auch bezüglich des Hauptkipphebels 24, wie in Fig. 16 dargestellt, schwenkbar beweglich ist. Eine Rolle 18 für niedrige Drehzahl ist an einem kippenden Endabschnitt 26A des Nebenkipphebels 26 angeordnet, so daß er mit dem Niedrigdrehzahlnocken 12 in Verbindung steht, wie in Fig. 15, 16, 18 und 19 dargestellt. Die Rolle 18 für niedrige Drehzahl ist zum störungsfreien Rotieren mittels einer Rollenhalterung 18B an einer Welle 18A befestigt, die an dem kippenden Endabschnitt 26A drehbar gelagert ist.
Der Nebenkipphebel 15 ist ähnlich konstruiert wie derjenige des oben beschriebenen Ventilbetätigungssystems 9 und ist an einem röhrenförmigen Basisabschnitt 15B befestigt, so daß er sich bezüglich der Kipphebelwelle 16 und damit auch bezüglich des Hauptkipphebels 24 schwenkbar bewegen kann. Der Nebenkipphebel 15 weist eine Rolle 19 für hohe Drehzahl auf, die an seinem kippenden Endabschnitt ISA angeordnet ist und in Kontakt mit dem Hochdrehzahlnocken 13 steht. Auch die Rolle 19 für hohe Drehzahl ist für eine störungsfreie Drehung mittels einer Rollenhalterung 198 an einer Welle 19A befestigt, die an dem kippenden Endabschnitt 15A des Nebenkipphebels 15 drehen kann, wie in Fig. 15 bis 17, 19 und 20 dargestellt.
Ein Paar hydraulischer Kolbenmechanismen 27 und 17 ist zwischen den Nebenkipphebeln 26 und 15 sowie der Kipphebelwelle 16 angeordnet und dient zum Wechsel der Betriebsarten der Nebenkipphebel 26 und 15 zwischen einem Nichteingriffsmodus, in dem die Nebenkipphebel bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff stehend wirken, sowie einem Eingriffsmodus, in dem die Nebenkipphebel 26 und 15 integral mit der Kipphebelwelle 16 schwenken bzw. mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff stehend arbeiten.
Der hydraulische Kolbenmechanismus 17 für den Nebenkipphebel 15 ist im wesentlichen ähnlich wie derjenige in dem oben beschriebenen Ventilbetätigungsmechanismus 9. Wie insbesondere in Fig. 16 und 17 dargestellt, umfaßt der hydraulische Kolbenmechanismus 17 einen Kolben 17A, der sich in diametraler Richtung zur Kipphebelwelle 16 in einer Kolbenkammer bewegen kann, die in der Kipphebelwelle 16 ausgebildet ist. Der Kolben 17A weist eine Aussparung 17F auf, die an einem Axialabschnitt ausgebildet ist, der an dessen unteren oder Basisabschnitt angrenzt (Fig. 16 und 17), wobei eine hydraulische Kammer 17G zwischen der Aussparung 17F des Kolbens 17A und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Basisabschnitts 15B des Nebenkipphebels 15 angeordnet ist.
Ein Flanschabschnitt 17H ist am Außenumfang des Basisendes des Kolbens 17A ausgebildet, während ein gestufter Abschnitt 17I
an der inneren Wand der Kolbenkammer ausgebildet ist; eine Schraubenfeder 17B ist komprimiert zwischen dem Flanschabschnitt 17H und dem gestuften Abschnitt 17I eingesetzt. Entsprechend wird der Kolben 17A mittels der Feder 17B senkrecht gegen den Basisendabschnitt vorgespannt.
Eine Öffnung 17C ist an einem Abschnitt des röhrenförmigen Basisabschnitts 15B des Nebenkipphebels 15 ausgebildet, so daß das andere Ende des Kolbens 17A, d.h. das obere Ende in Fig. 16 und 17, eingesetzt werden kann.
Betriebsöl wird mittels einer in der Kipphebelwelle 16 entlang der Achse ausgebildeten Ölleitung 16A in die hydraulische Kammer 17G zugeführt. Wenn Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G zugeführt wird, wird der Kolben 17A gegen die Vorspannkraft der Feder 17B in Richtung seines oberen Endes bewegt (Fig. 16 und 17), so daß sein Endabschnitt in die Öffnung 17C eingesetzt wird, wie in Fig. 22 dargestellt. Wird die Zufuhr von Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G unterbrochen, wird der Kolben 17A durch die Vorspannkraft der Feder 17B in umgekehrter Richtung in Richtung seiner Basisstimseite zu bewegt, so daß sein oberes Ende aus der Öffnung 17C entfernt wird (Fig. 16).
Wenn also Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G zugeführt wird, wird der obere Endabschnitt des Kolbens 17A, wie in Fig. 22 dargestellt, in die Öffnung 17C eingesetzt, um den Nebenkipphebel 15 in den Eingriffsmodus zu bringen, in dem der Nebenkipphebel 15 integral mit der Kipphebelwelle 16 schwenkt und mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff steht; wenn jedoch die Betriebsölzufuhr in die hydraulische Kammer 17G unterbrochen wird, wird der obere Endabschnitt des Kolbens 17A, wie in Fig. 16 gezeigt, aus der Öffnung 17C entfernt, um den Nebenkipphebel 15 in den Nichteingriffsmodus zu bringen, bei dem der Nebenkipphebel 15 bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar ist und nicht mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff steht.
Eine Verschlußkugel 17J ist innerhalb der Aussparung 17F angeordnet, so daß der Öldruck in der hydraulischen Kammer 17G konstant gehalten werden kann. Eine Schmierbohrung 17D ist in der Kipphebelwelle 16 und in dem röhrenförmigen Basisabschnitt 15B des Nebenkipphebels 15 ausgebildet, damit ein Teil des Betriebsöls in der hydraulischen Kammer 17G nach außen entweichen kann, um den Betriebsöldruck innerhalb eines vorher bestimmten Bereichs zu halten.
Wie in Fig. 16 und 18 dargestellt, weist der hydraulische Kolbenmechanismus 27 für den Nebenkipphebel 26 einen Kolben 27A auf, der so angeordnet ist, daß er sich diametral zu der Kipphebelwelle 16 in einer weiteren in der Kipphebelwelle ausgebildeten Kolbenkammer bewegt. Eine Aussparung 27F ist in einem axialen Abschnitt eines in Fig. 16 und 18 dargestellten unteren Endes, d.h. eines Basisendes des Kolbens 27A ausgebildet, wobei eine Schraubenfeder 27B komprimiert zwischen der Aussparung 27F und einer Innenumfangsfläche des röhrenförmigen Basisabschnitts 26B des Nebenkipphebels 26 eingepaßt ist. Entsprechend wird der Kolben 27A mittels der Feder 27B senkrecht gegen den anderen oder oberen Endabschnitt vorgespannt, wie in Fig. 16 und 18 gezeigt ist.
Eine Öffnung 27C ist in der Wand des röhrenförmigen Basisabschnitts 26B des Nebenkipphebels 26 angrenzend an das obere Ende des Kolbens 27A ausgebildet, wie in Fig. 16 und 18 dargestellt, wobei eine hydraulische Kammer 27G zwischen der Innenwand der Öffnung 27C und dem oberen Ende des Kolbens 27A ausgebildet ist, wie in Fig. 16 und 18 gezeigt.
Betriebsöl wird durch die in einem Abschnitt der Kipphebelwelle 16 entlang der Achse ausgebildete Ölleitung 16A in die hydraulische Kammer 27G geleitet. Wenn Betriebsöl in die hydraulische Kammer 27G zugeführt wird, wird der Kolben 27A gegen die Vorspannkraft der Feder 27B in Richtung seines unteren oder Basisendes hin bewegt, wie in Fig. 16 und 17 dargestellt, so daß sein oberer Endabschnitt, wie in Fig. 22 dargestellt, aus der Öffnung 27C entfernt wird. Wenn dagegen die Zufuhr von Betriebsöl in die hydraulische Kammer 27G unterbrochen wird, wird der Kolben 27A durch die Vorspannkraft der Feder 27B in entgegengesetzter Richtung seines oberen Endes zu bewegt, wie in Fig. 16 dargestellt, so daß sein oberes Ende in die Öffnung 27C eingeführt wird.
Wenn also Betriebsöl in die hydraulische Kammer 27G zugeführt wird, wird der obere Endabschnitt des Kolbens 27A, wie in Fig. 16 dargestellt, aus der Öffnung 27C entfernt, um den Nebenkipphebel 26 in den Nichteingriffsmodus zu versetzen, in dem der Nebenkipphebel bezüglich der Kipphebelwelle schwenkbar beweglich ist und nicht mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff steht; wenn aber die Zufuhr von Betriebsöl in die hydraulische Kammer 27G unterbrochen wird, wird das obere Ende des Kolbens 27A, wie in Fig. 22 dargestellt, in die Öffnung 27C gedrückt und versetzt damit den Nebenkipphebel 26 in den Eingriffsmodus, bei dem der Nebenkipphebel 26 integral mit der Kipphebelwelle 16 rotiert und mit dem Hauptkipphebel 24 in Eingriff steht.
Eine Verschlußkugel 27J ist im Inneren der Aussparung 27F angeordnet, so daß der Öldruck in der hydraulischen Kammer 27G konstant bleibt. Eine weitere Schmierbohrung 27D ist in der Kipphebelwelle 16 und dem röhrenförmigen Basisabschnitt 26B des Nebenkipphebels 26 aüsgebildet, damit ein Teil des Betriebsöls in der hydraulischen Kammer 27G nach außen entweichen kann, um den Druck des Betriebsöls innerhalb eines vorher bestimmten Bereichs einzustellen.
Betriebsöl wird mittels eines nicht gezeigten Betriebsölzufuhrsystems in die hydraulische Kammer 17G geleitet, ähnlich dem Betriebsölzufuhrsystem für die hydraulische Kammer 17G jedes Zylinders ohne variablen Verstellmechanismus. Das Betriebsölzufuhrsystem weist eine Motorpumpe, eine Druckreguliervorrichtung, die das Betriebsöl, das durch die Motorpumpe unter Druck gesetzt wird, in einem vorher bestimmten hydraulischen Druckbereich hält, und ein Absperrtellerventil oder Steuerventil 31 auf. Das Absperrtellerventil 31 wechselt zwischen einer Zufuhrbetriebsart, bei der Betriebsöl mit einem Druck, der durch die Druckreguliervorrichtung geregelt wird, durch die Ölleitung 16A in die hydraulische Kammer 17G geleitet wird, und einem Zufuhrstopp, bei dem kein Betriebsöl in die hydraulische Kammer 17G geleitet wird. In der dargestellten Anordnung ist das Absperrtellerventil 31 ein Magnetventil, das elektronisch durch eine Steuerung 34 gesteuert wird, die weiter unten beschrieben ist. Der Nebenkipphebel 15 kann dadurch nach Bedarf zwischen Eingriffsmodus und Nichteingriffsmodus wechseln, wobei das Absperrtellerventil 31 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine oder eines anderen Parameters gesteuert wird.
Während Betriebsöl nur durch einen hydraulischen Kanal, der nur das Absperrtellerventil 31 aufweist, in die Ölleitung 16A geleitet wird, wie in Fig. 25 und 26(A) dargestellt, wird Betriebsöl durch einen hydraulischen Hilfskreislauf 30 in die andere Ölleitung 16B geleitet.
Der Grund dafür ist, daß der Kolben 27A des hydraulischen Kolbenmechanismus 27 in Betrieb genommen wird, wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 bei relativ niedriger Drehzahl arbeitet, wobei die oben beschriebene hydraulische Pumpe eventuell keine ausreichende Leistung erbringt, so daß kein ausreichender hydraulischer Druck erreicht wird. Um dem entgegenzuwirken, weist das System für die Betriebsölzufuhr in die hydraulische Kammer 27G des hydraulischen Kolbenmechanismus 27 einen hydraulischen Hilfskreislauf 30 auf, wie er in Fig. 25 und 26(A)dargestellt ist, so daß ein ausreichender hydraulischer Druck des Betriebsöls auch bei niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 8 sichergestellt werden kann.
Wie in Fig. 25 und 26(A) dargestellt, ist das Betriebsölzufuhrsystem 30 zwischen einer Motorpumpe, einer nicht gezeigten Druckreguliervorrichtung und dem Absperrtellerventil 31 angeordnet, und weist eine hydraulische Hilfspumpe 32, die durch einen Ölpumpennocken 32A betrieben wird, und einen Aufnehmer 33 zum Speichern des Betriebsöls auf, das von der hydraulischen Hilfspumpe 32 unter Druck gesetzt wird. Betriebsöl, dessen Druck durch den Aufnehmer 33 geregelt wird, wird durch die oben beschriebene Ölleitung 168 in die hydraulische Kammer 27G zugeführt. Das Absperrtellerventil 31 wechselt, ähnlich wie oben beschrieben, zwischen Zufuhr und Nichtzufuhr des Betriebsöls. Das Absperrtellerventil ist ein Magnetventil, das durch eine Steuerung 34 elektronisch gesteuert wird.
Die hydraulische Pumpe 32 weist einen Zylinder 32F auf, der unmittelbar vor der Ölleitung 30A angeordnet ist, und einen Kolben 32G, der sich in dem Zylinder 32F hin- und herbewegt. Ein Abschnitt des Zylinders 32F, der mit der Ölleitung 30A in Verbindung steht, dient als Ölkammer 32D. Die Ölkammer 32D ist von der Ölleitung 30A durch ein Paar Rückschlagventile 35A und 35B getrennt.
Die Rückschlagventile 35A und 35B lassen das Betriebsöl nur in einer Richtung von der nicht gezeigten Motorpumpe zum Steuerventil 31 fließen. Wenn die Ölkammer 32D während der Hin- und Herbewegung des Kolbens 32G vergrößert wird, wird das Rückschlagventil 35A geöffnet, während das andere Rückschlagventil 35B geschlossen wird, so daß Betriebsöl von der Motorpumpe in die Ölkammer 32D gelangt und dort gespeichert wird. Wird die Ölkammer 32D verkleinert, schließt sich das Rückschlagventil 35A, während das andere Rückschlagventil 35B sich öffnet, so daß das Betriebsöl in der Ölkammer 32D zu dem Aufnehmer 33 geleitet wird.
Der Kolben 32G wird auf einer Seite durch eine Rückstellfeder 32E in eine Richtung vorgespannt, so daß er die Ölkammer 32G komprimiert, und auf der anderen Seite durch einen Antriebskolben 32B und eine Feder 32C daran gehindert, die Ölkammer 32D zu vergrößern. Dementsprechend wird bei Rotation des Ölpumpennockens 32A der Antriebskolben 32B hin- und herbewegt, so daß der Kolben 32G durch den Antriebskolben 32B und die Feder 32C bewegt wird.
Der Aufnehmer 33 weist ein Überdruckventil 36 auf, das als Druckreguliervorrichtung dient, um den Innendruck im Aufnehmer 33 innerhalb eines festgesetzten Bereichs zu halten.
Dementsprechend kann auch bei niedriger Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 8 ein ausreichender hydraulischer Druck des Betriebsöls gesichert werden; daher können die oben beschriebenen Nebenkipphebel 15 und 26 nach Bedarf zwischen Eingriffsmodus und Nichteingriffsmodus wechseln, während sie die Absperrtellerventile 31 je nach Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 8 oder nach einem anderen Parameter steuern.
Fig. 27 beschreibt den Anstieg eines hydraulischen Drucks durch die hydraulische Hilfspumpe 32 für eine unterschiedliche Anzahl Hochpunkte des Nockens 32A, wobei auf der Abszissen achse die Öltemperatur in einer Ölwanne dargestellt ist, während auf der Ordinatenachse der für den Betrieb eines variablen Variationsmechanismus notwendige hydraulische Druck dargestellt ist. Aus Fig. 27 ist zu ersehen, daß bei steigender Öltemperatur die Leistung der hydraulischen Hilfspumpe 32 wegen der sinkenden Viskosität des Öls absinkt; entsprechend wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Nocken mit zwei Hochpunkten als Ölpumpennocken 32A benutzt, der für ein breites Öltemperaturspektrum Verwendung finden kann.
Es ist zu beachten, daß, wie in Fig. 17 dargestellt, eine Federhalterung 5 angrenzend an ein oberes Ende des Ventilschafts 6 des Ventils 3 angeordnet ist, während eine weitere Federhalterung 7 an dem Zylinderkopf 1 angeordnet ist; eine Ventilfeder 4 ist zwischen den beiden Federhalterungen 5 und 7 angeordnet, so daß das Ventil 3 senkrecht in Schließrichtung vorgespannt wird, d.h. in Richtung des oberen Endes des Ventilschafts 6. Entsprechend wird auch der Hauptkipphebel 14 durch die Ventilfeder 4 in Richtung des Nockens 12 vorgespannt, wobei die Druckkraft der Ventilfeder 4 als Rückstell kraft auf den Hauptkipphebel 14 bei kippender Bewegung dient.
Damit die Nebenkipphebel 26 und 15 dem Nocken 12 bzw. 13 folgen, ist ein Paar Totgangmechanismen 20, ähnlich den oben beschriebenen, vorhanden. Hier sind die Totgangmechanismen 20 für den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl und den Nebenkipphebel 15 für hohe Drehzahl identisch. Dies wird nachfolgend genauer beschrieben.
Das Ventilspiel zwischen dem Hauptkipphebel 24 und den Ventilen 2 und 3 - d.h. das Ventilspiel zwischen dem Hauptkipphebel 24 und den Ventilen 2 und 3, wenn der Hauptkipphebel 24 mit dem Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl in Eingriff steht und von diesem betätigt wird - kann durch ein Paar Einstellschrauben 21 und 22 reguliert werden. Wenn der Hauptkipphebel sich integral mit dem Nebenkipphebel 15 in dem Eingriffsmodus bewegt, in dem der Hauptkipphebel 24 mit dem Nebenkipphebel 15 für hohe Drehzahl in Eingriff stehend wirkt, ist das Ventilspiel jedoch anders als im Nichteingriffsmodus, in dem der Hauptkipphebel 24 mit dem Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl in Eingriff stehend wirkt.
Deshalb stehen für die Rolle 19 für hohe Drehzahl mehrere Rollen mit unterschiedlichem Außendurchmesser zur Verfügung, ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Hauptkipphebel 14, wobei eine der Rollen mit geeignetem Durchmesser ausgewählt und als Rolle 19 für hohe Drehzahl mit dem Nebenkipphebel 15 verbunden wird, wie in Fig. 12 gezeigt, so daß das Ventilspiel des Hauptkipphebels 24 geeignete Werte aufweist, wenn sich der Nebenkipphebel 15 im Eingriffsmodus befindet.
Auch in diesem Ventilbetätigungssystem 9 ist die Rolle 18 für niedrige Drehzahl aus einem Material hergestellt, das leichter ist als das Material der Rolle 19 für hohe Drehzahl. Während die Rolle 19 für hohe Drehzahl aus einem gängigen eisenartigen Metall hergestellt ist, besteht die Rolle 18 für niedrige Drehzahl aus einem Material von geringerem Gewicht und bestimmter Abreibungsresistenz, z.B. einem keramischen Material.
Jeder Zylinder der linken Zylinderreihe 8A der Verbrennungskraftmaschine 8 mit V-Anordnung weist ein oben beschriebenes Ventilbetätigungssystem 9 mit variablem Ventilsteuerzeitmechanismus und variablem Verstellmechanismus auf.
Der Grund, weshalb die Totgangmechanismen 20 für den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl und den Nebenkipphebel 15 für hohe Drehzahl identisch sind, wird im folgenden beschrieben.
Während die Totgang-Wirkung des Totgangmechanismus 20 für den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl in einem hohem Drehzahlbereich zum Tragen kommen soll, nachdem der Ventilbetätigungsmodus auf einen Hochdrehzahlbereich eingestellt worden ist, erhöht sich die Trägheitskraft, die auf den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl einwirkt, ansprechend auf die Drehzahl, und erhöht sich auch ausgehend vom Nockenprofil des Niedrigdrehzahlnockens 12, der einen kleinen Ventilöffnungswinkel schafft. Daher muß im allgemeinen auch die Kraft der der Totgangfeder 20C des Totgangmechanismus 20 notwendigerweise so hoch eingestellt werden, daß sie die Trägheitskraft kompensiert.
Im allgemeinen ist die Trägheitskraft des Nebenkipphebels 26 für niedrige Drehzahl (dargestellt in der Kurve al in Fig. 10) größer als die Trägheitskraft des Nebenkipphebels 15 für hohe Drehzahl (dargestellt in der Kurve a2 in Fig. 10); auch die für niedrige Drehzahl erforderliche Mindesttotgangfederkraft (dargestellt in der Kurve bl in Fig. 10) muß größer sein als die für hohe Drehzahl erforderliche Kraft (dargestellt in der Kurve b2 in Fig. 10).
Da jedoch die für den Nebenkipphebel 26 vorgesehene Rolle 18 für niedrige Drehzahl aus einem Material von leichterem Gewicht besteht als die für den Nebenkipphebel 15 vorgesehene Rolle 19 für hohe Drehzahl, ist das Gewicht des Nebenkipphebels 26 geringer, was zu einer Verringerung der Trägheitskraft des Nebenkipphebels 26 führt. D.h., daß beim Nebenkipphebel 26 die Trägheitskraft entsprechend dem geringeren Gewicht der Rolle 18 für niedrige Drehzahl reduziert wird, wodurch sich eine Trägheitskraftkennlinie ergibt, wie sie in der Kurve a3 in Fig. 10 dargestellt ist.
Dementsprechend verändert sich die für den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl nötige Mindesttotgangfederkraft, wie durch die gerade Linie b3 in Fig. 10 dargestellt, wird niedriger als in einer herkömmlichen Anordnung (dargestellt durch die gerade Linie b1 in Fig. 10), und zwar in solchem Maß wie diejenige für eine hohe Drehzahl (dargestellt durch die gerade Linie b2 in Fig. 10).
Selbst wenn eine Totgangfederkraft für den Nebenkipphebel 15 für hohe Drehzahl verwendet wird, die eine Kennlinie hat, wie sie durch die gerade Linie b3 dargestellt ist, ist die überschüssige Totgangfederkraft, die auf die Hochdrehzahlseite einwirkt, sehr gering. Selbst wenn also dieselben Totgangmechanismen 20 für den Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl und für den Nebenkipphebel 15 für hohe Drehzahl vorgesehen ist, führt dies nicht zu einem nennenswerten Verlust.
Im Gegenteil: Wenn dieselben Totgangmechanismen 20 für beide Kipphebel 15 und 26 vorgesehen sind, führt das zu Vorteilen wie einer Verringerung der Kosten durch mehrfache Verwendung des gleichen Bauteils und einer Vermeidung von Fehlern bei der Montage der Totgangmechanismen 20.
Da die Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug der ersten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform so wie oben beschrieben konstruiert ist, arbeitet sie beispielsweise folgendermaßen:
Wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 zunächst mit niedriger Drehzahl arbeitet, werden die variablen Verstellmechanismen der Ventilbetätigungssysteme 9 in der vorderen Zylinderreihe 8A so betätigt, daß die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 8 in Ruhestellung sind oder nicht betätigt werden, wogegen die Ventilbetätigungssysteme 10 der hinteren Zylinderreihe 8B der niedrigen Drehzahl entsprechend betätigt werden.
Insbesondere, wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit niedriger Drehzahl arbeitet, werden die hydraulischen Kolbenmechanismen 17 der in Fig. 16 gezeigten hydraulischen Kolbenmechanismen 17 und 27 in der vorderen Zylinderreihe 8A in einen Zustand versetzt, bei dem kein Betriebsöl in die hydraulischen Kammern 17G geleitet wird; entsprechend werden die Kolben 17A aus den Öffnungen 17C entfernt. Daher werden die Nebenkipphebel 15 in den Nichtbetriebsmodus versetzt, in dem sie bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit den entsprechenden Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend wirken. Bei den anderen hydraulischen Kolbenmechanismen 27 wird währenddessen Betriebsöl in die hydraulischen Kammern 27F geleitet, so daß die Kolben 27A aus den Öffnungen 27C entfernt werden. Dementsprechend werden die Nebenkipphebel 26 in den Nichteingriffsmodus versetzt, in dem sie bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit den Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend wirken. Daher werden die Hauptkipphebel 24 nicht betätigt; dadurch bleiben die Zylinder der vorderen Zylinderreihe 8A in Ruhestellung, und die Ventile 2 und 3 werden nicht betätigt, so daß sie sich nicht öffnen und schließen.
In der hinteren Zylinderreihe 8B wird währenddessen kein Betriebsöl in die in Fig. 7 gezeigten hydraulischen Kolbenmechanismen 17 geleitet; daher werden die Kolben 17A durch die Vorspannkraft der Federn 17B zu ihren Basisstimseiten bewegt. Dadurch werden die Kolben 17A aus den Öffnungen 17C zurückgezogen, so daß die Nebenkipphebel 15 in den Nichteingriffsmodus versetzt werden, in dem sie bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit den Hauptkipphebeln 14 in Eingriff stehend wirken. Dadurch werden in der hinteren Zylinderreihe 8B die Hauptkipphebel 14 entsprechend den Nockenprofilen der Nocken 12 für niedrige Drehzahl betätigt; die Ventile 2 und 3 werden mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl betätigt, so daß sie sich öffnen und schließen.
Wenn also die Verbrennungskraftmaschine 8 mit niedriger Drehzahl arbeitet, sind die Zylinder der vorderen Zylinderreihe 8A in Ruhestellung, während die Zylinder der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl bewegt werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch bedeutend gesenkt wird
Wenn daraufhin die Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl arbeitet, werden die Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 sowohl in der vorderen Zylinderreihe 8A als auch in der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl betätigt. Insbesondere werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl arbeitet, die hydraulischen Kolbenmechanismen 17 der hydraulischen Kolbenmechanismen 17 und 27 in der vorderen Zylinderreihe 8A in einen Zustand versetzt, in dem kein Betriebsöl in die hydraulischen Kammern 17G geleitet wird, ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Niedrigdrehzahlbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 8. Dadurch werden die Nebenkipphebel 15 in den Nichteingriffsmodus versetzt, in dem sie im bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit den Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend wirken. In den anderen hydraulischen Kolbenmechanismen 27 wird währenddessen ebenfalls kein Betriebsöl in die hydraulischen Kammern 27F zugeführt, wodurch die Kolben 27A durch die Vorspannkraft der Rückstellfedern 27B in die Öffnungen 27C eingeführt werden. Dadurch werden die Nebenkipphebel 26 in den Eingriffsmodus versetzt, in dem sie mit der Kipphebelwelle 16 in Verbindung stehen und mit den Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend wirken. Entsprechend werden in der vorderen Zylinderreihe 8A die Nebenkipphebel 26 und die Hauptkipphebel 24 durch die Nockenprofile der Niedrigdrehzahlnocken 12 miteinander in Eingriff stehend betätigt, während die Ventile 2 und 3 mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl geöffnet und geschlossen werden.
In der hinteren Zylinderreihe 8B wird währenddessen kein Betriebsöl in die hydraulischen Kolbenmechanismen 17 zugeführt, ähnlich wie bei Niedrigdrehzahlbetrieb der Verbrennungskraftmaschine; dadurch werden die Hauptkipphebel 14 entsprechend den Nockenprofilen der Nocken 12 für niedrige Drehzahl betätigt; die Ventile 2 und 3 werden mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl geöffnet und geschlossen.
Wenn also die Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl arbeitet, werden die Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 sowohl in der vorderen Zylinderreihe 8A als auch in der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl betrieben, wodurch eine ausreichende Verbrennungskraftmaschinenleistung bei niedrigem Kraftstoffverbrauch erreicht wird.
Wenn dagegen die Verbrennungskraftmaschine 8 mit hoher Drehzahl arbeitet, werden die Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 sowohl in der vorderen Zylinderreihe 8A als auch in der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für hohe Drehzahl betätigt. Insbesondere werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit hoher Drehzahl arbeitet, die hydraulischen Kolbenmechanismen 17 der hydraulischen Kolbenmechanismen 17 und 27 in der vorderen Zylinderreihe 8A in einen Zustand versetzt, in dem Betriebsöl in die hydraulischen Kammern 17G zugeführt wird, so daß die Kolben 17A in die Öffnungen 17C eingeführt werden. Dadurch werden die Nebenkipphebel 15 in den Eingriffsmodus versetzt, in dem sie mit der Kipphebelwelle 16 verbunden sind und mit den entsprechenden Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend arbeiten. Währenddessen werden in den anderen hydraulischen Kolbenmechanismen 27 die Nebenkipphebel 26 für niedrige Drehzahl in den Nichteingriffsmodus versetzt, in dem sie bezüglich der Kipphebelwelle 16 schwenkbar sind und nicht mit den Hauptkipphebeln 24 in Eingriff stehend wirken.
Entsprechend arbeiten in der vorderen Zylinderreihe 8A die Nebenkipphebel 15 und die Hauptkipphebel 24 miteinander in Eingriff stehend durch die Nockenprofile der Hochdrehzahlnocken 13; die Ventile 2 und 3 werden mit Ventilsteuerzeiten für hohe Drehzahl geöffnet und geschlossen.
Währenddessen wird auch in der hinteren Zylinderreihe 8B Betriebsöl in die hydraulischen Kolbenmechanismen 17 zugeführt, so daß die Kolben 17A in die Öffnungen 17C eingeführt werden. Dadurch werden die Nebenkipphebel 15 in den Eingriffsmodus versetzt, in dem sie mit der Kipphebelwelle 16 verbunden werden und mit den Hauptkipphebeln 14 in Eingriff stehend wirken. Entsprechend werden auch in der hinteren Zylinderreihe 8B die Nebenkipphebel 15 und die Hauptkipphebel 14 entsprechend den Nockenprofilen der Nocken 13 für hohe Drehzahl miteinander in Eingriff stehend betätigt; die Ventile 2 und 3 werden mit Ventilsteuerzeiten für hohe Drehzahl betätigt und geöffnet und geschlossen.
Wenn also die Verbrennungskraftmaschine 8 mit hoher Drehzahl arbeitet, werden die Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 sowohl in der vorderen Zylinderreihe 8A als auch in der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für hohe Drehzahl betätigt, wodurch eine höhere Motorleistung erzielt werden kann.
Bei der Anordnung der vorliegenden Ausführungsform können dementsprechend die Ventilsteuerzeiten in den Zylinderreihen 8A und 8B entsprechend der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine 8 variiert werden, wodurch eine hohe Motorleistung bei niedrigem Kraftstoffverbrauch entsprechend der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine erreicht werden kann.
Wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit niedriger Drehzahl arbeitet, entweicht kein Abgas von den Zylindern der Zylinderreihe 8A, da die Zylinder der vorderen Zylinderreihe 8A in Ruhestellung sind und die Zylinder der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl arbeiten, und die Temperatur in dem Auslaßkrümmer 53 sinkt.
Währenddessen treffen auf der Seite der hinteren Zylinderreihe 8B ein geringer Fahrtwind und ein geringer von dem Kühlergebläse verursachter Kühlwind auf den Auslaßkrümmer 54, wodurch Abgas in dem Auslaßkrümmer 54 in den Katalysator 51 strömt, wobei es seine hohe Temperatur beibehält; demzufolge ist auch die Temperatur im Katalysator hoch, so daß seine Reinigungsleistung erhalten bleibt.
Das bedeutet, daß ein Temperaturabfall des Abgases, das in den Katalysator 51 strömt, durch die hohe Temperatur des Abgases verhindert wird, das aus den Zylindern auf der Seite der Zylinderreihe 8B ausströmt; daher wird das Abgas ausreichend gereinigt, ohne daß die Reinigungskraft des Katalysators 51 verringert wird.
Wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl arbeitet, strömt Abgas, das aus den Zylindern der Zylinderreihen 8A und 8B ausströmt, durch die Auslaßkrümmer 53 und 54 in den Katalysator 51, da die Zylinder in der vorderen Zylinderreihe 8A und in der hinteren Zylinderreihe 8B mit Ventilsteuerzeiten für niedrige Drehzahl arbeiten, wobei das Abgas seine hohe Temperatur beibehält. Dadurch ist auch die Temperatur im Katalysator 51 gleichbleibend hoch, wodurch die Reinigungsleistung des Katalysators 51 beibehalten wird. Das bedeutet, daß Abgas durch den Katalysator 51 effizient gereinigt wird.
Wenn dagegen die Verbrennungskraftmaschine 8 mit hoher Drehzahl arbeitet, strömt Abgas, das aus den Zylindern der Zylinderreihen 8A und 8B ausströmt, durch die Auslaßkrümmer 53 und 54 in den Katalysator 51, wobei es seine hohe Temperatur beibehält. Entsprechend wird, ähnlich wie bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl, die Temperatur im Katalysator 51 hoch gehalten, wodurch die Reinigungsleistung des Katalysators 51 beibehalten wird. Das bedeutet, daß Abgas durch den Katalysator 51 effizient gereinigt wird.
Daher findet bei einer Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug, die einen erfindungsgemäßen variablen Verstellmechanismus aufweist, kein Temperaturabfall statt, selbst wenn sich einige der Zylinder in Ruhestellung befinden, da die anderen Zylinder, die sich nicht in Ruhestellung befinden, durch den Fahrtwind oder durch einen durch das Kühlergebläse verursachten Kühlwind nur wenig angeblasen werden; hierdurch kann der Reinigungs-Wirkungsgrad des Katalysators 51 aufrechterhalten werden.
Dadurch wird eine ausreichende Reinigung des Abgases unabhängig von der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet.
Während bei einer Verbrennungskraftmaschine 8 mit V-Anordnung, wie sie oben beschrieben ist, die Zylinderreihe 8A, die die variablen Verstellmechanismen aufweist, komplizierter in ihrem Aufbau ist als die Zylinderreihe 8B, die keinen variablen Verstellmechanismus aufweist, und daher häufiger gewartet werden muß, ist in der oben beschriebenen Ausführungsform eine leich te Wartung der Ventilbetätigungssysteme 9 gewährleistet, die die variablen Verstellmechanismen aufweisen, da der Ausgleichsbehälter 37A über der Zylinderreihe 8B der Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung angeordnet ist, die keinen variablen Verstellmechanismus aufweist.
Insbesondere, da ein Bauteil des Einlaßsystems wie der Ausgleichsbehälter 37A nicht oberhalb der Ventilbetätigungssysteme 9 angeordnet ist, die den variablen Verstellmechanismus aufweisen, können die Ventilbetätigungssysteme 9 überprüft und gewartet werden, wenn der Zylinderkopfdeckel 9A vom Zylinderkopf 1 entfernt wird. Daher sind die Ventilbetätigungssysteme 9, die die variablen Verstellmechanismen aufweisen, leicht zu warten.
Da der Ausgleichsbehälter 37A über der Zylinderreihe 8B liegend angeordnet ist, die keinen variablen Verstellmechanismus aufweist, und da die Ansaugleitung 37B, die mit den Einlaßöffnungen 37C der Zylinderreihen 8A und 8B verbunden ist, über der Verbrennungskraftmaschine 8 eine zur Rückseite des Fahrzeugs hin gebogene Form aufweist und mit dem Ausgleichsbehälter 37A in Verbindung steht, kann die Ansaugleitung 37B eine ausreichende Länge aufweisen.
Auch bei den Ventilbetätigungssystemen 10, die keinen variablen Verstellmechanismus aufweisen, muß das Ventilspiel genau eingestellt sein, besonders bei den variablen Ventilsteuerzeitmechanismen. Während ein Teil des Einlaßsystems 37 über den Ventilbetätigungssystemen 10 angeordnet ist, wird das jeweilige Ventilspiel automatisch durch die hydraulischen Anschlageinsteller 81 eingestellt, die in die Hauptkipphebel 14 der Ventilbetätigungssysteme 10 integriert sind. Daher ist eine überprüfung und Wartung des Ventilspiels bei den Ventilbetätigungssystemen 10 nicht notwendig; Wartungsprobleme, die durch die über den Ventilbetätigungssystemen 10 angeordneten Teile des Einlaßsystems entstehen, können minimiert werden.
Außerdem können die für die Entwicklung der Verbrennungskraftmaschine nötigen Kosten und die Arbeitszeit verringert werden, wenn die hydraulischen Anschlageinsteller 81 nur für die Ventilbetätigungssysteme 10 verwendet werden, und wenn die relativ kostengünstigen Einstellschrauben 21 und 22 für die Ventilbetätigungssysteme 9 verwendet werden, die leichter zu warten sind.
Da die Ansaugleitung 37B, die mit den Einlaßöffnungen 37C der Zylinderreihen 8A und 8B verbunden ist, über der Verbrennungskraftmaschine 8 eine zur Rückseite des Fahrzeugs hin gebogene Form aufweist und mit dem Ausgleichbehälter 37A in Verbindung steht, kann gewährleistet werden, daß die Ansaugleitung 37B eine ausreichende Länge aufweist.
Die Ventilbetätigungssysteme 9 und 10, die für die linke Zylinderreihe 8A und für die rechte Zylinderreihe 8B vorgesehen sind, sind bei der vorliegenden Ausführungsform zwar unterschiedlich, aber da die Zylinder jeder Zylinderreihe 8A und 8B die gleichen Ventilbetätigungssysteme aufweisen, können Komponenten der Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 der Zylinderköpfe 1 innerhalb jeder Zylinderreihe 8A oder 8B beliebig verwendet werden. Wenn daher Komponenten der Ventilbetätigungssysteme 9 oder 10 an dem Zylinderkopf 1 montiert werden sollen, ist es nicht nötig, für unterschiedliche Zylinder unterschiedliche Bauteile zu verwenden, wodurch Montagefehlern vorgebeugt wird.
Besonders bei einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen, wie sie oben beschrieben ist, kann bei der Montage der Verbrennungskraftmaschine 8 der Zylinderkopf 1 als einheitliche Baugruppe für jede Zylinderreihe behandelt werden. Im einzelnen werden die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen mit den variablen Verstellmechanismen in die Ventilbetätigungssysteme 9 des Zylinderkopfs 1 der linken Zylinderreihe 8A eingebaut, so daß sie eine Baugruppe bilden; entsprechend werden die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen ohne variablen Verstellmechanismus in die Ventilbetätigungssysteme 10 des Zylinderkopfs 1 der hinteren Zylinderreihe 8B eingebaut, so daß sie eine weitere Baugruppe bilden; danach werden beide Zylinderkopfbaugruppen am Zylinderblock montiert.
Bei der Montage jeder Zylinderkopfbaugruppe können Komponenten der Ventilbetätigungssysteme 9 und 10 der Zylinderköpfe 1 innerhalb der Zylinder der Zylinderreihen 8A und 8B austauschbar verwendet werden.
Wenn die Zylinderköpfe 1 als Baugruppen am Zylinderblock montiert werden, werden Montage und Betrieb der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschine 8 mit mehreren variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 9 und 10 erleichtert. Auch die Lagerkontrolle wird erleichtert, wenn Teile der Zylinderköpfe 1, die die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 9 und 10 umfassen, für einzelne Baugruppen verwendet werden.
Auch dadurch, daß die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 9 mit variablem Verstellmechanismus, die verglichen mit den variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10 ohne variablen Verstellmechanismus eine kompliziertere Struktur aufweisen, in der Zylinderreihe 8A (links in Fig. 2) an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind, ist die Wartung der Zylinderreihe 8A, die die variablen Verstellmechanismen aufweist, vergleichsweise einfach, so daß die Wartung der Verbrennungskraftmaschine 8 nach Einbau in das Fahrzeug erleichtert wird.
Es ist zu beachten, daß bei der ersten Ausführungsform zwei Ventilbetätigungsmechanismen beschrieben werden, die für zwei einzelne variable Ventilsteuerzeitmechanismen vorgesehen sind, d.h. für einen Ventilsteuerzeitmechanismus ohne variablen Verstellmechanismus und einen weiteren variablen Ventilsteuerzeitmechanismus mit variablem Verstellmechanismus; jedoch ist die Zahl der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsmechanismen für eine Verbrennungskraftmaschine nicht auf diese zwei Arten beschränkt; wobei einzige Anforderung an die Ventilbetätigungsmechanismen ist, daß sie für jede Zylinderreihe der Verbrennungskraftmaschine jeweils unterschiedlich, aber innerhalb jeder Zylinderreihe gleichartig sind.
Während bei der ersten Ausführungsform die hydraulischen Anschlageinsteller 81 an den kippenden Enden 14A der Hauptkipphebel 14 in der Zylinderreihe 8B angeordnet sind, um eine leichte Wartung zu ermöglichen, können die Einstellschrauben 21 und 22, die den Kontakt mit den Enden der Ventilschäfte 6 der Ventile 2 und 3 herstellen, wahlweise auf die Montageabschnitte 14B und 14C an den kippenden Enden 14A der Hauptkipphebel 14 in der Zylinderreihe 8B aufgeschraubt werden.
Bei einer weiteren, unten beschriebenen Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, weist eine Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug eine andere Kombination auf als die oben beschriebene Kombination eines variablen Ventilsteuerzeitmechanismus ohne variablen Verstellmechanismus mit einem variablen Ventilsteuerzeitmechanismus mit variablem Verstellmechanismus.
In Fig. 28(A) und 28(B) ist die Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die gezeigte Verbrennungskraftmaschine ist eine Modifizierung der Verbrennungskraftmaschine der oben beschriebenen ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform; sie wird hier nur so weit beschrieben, wie sie von der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform abweicht. Auch die Verbrennungskraftmaschine der genannten zweiten Ausführungsform wird insgesamt mit 8 bezeichnet und weist variable Ventilsteuerzeitmechanismen 10 und 10' ohne variablen Verstellmechanismus in den Zylinderreihen 8A bzw. 8B auf. Die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10 und 10' unterscheiden sich voneinander.
Jeder variable Ventilsteuerzeitmechanismus 10' wird im wesentlichen ähnlich wie die oben beschriebenen variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10 ohne variablen Verstellmechanismus konstruiert; z.B. unterscheidet sich das Nockenprofil eines Nockens 12 für niedrige Drehzahl oder eines anderen Nockens 13 für hohe Drehzahl von dem Nockenprofil bei den variablen Ventil steuerzeitmechanismen 10. Dementsprechend werden die Ventile 2 und 3 mit unterschiedlichen Ventilsteuerzeiten zwischen den Zylinderreihen 8A und 8B betätigt.
Weiterhin ist eine Ansaugleitung 37B (Fig. 2) über den variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10' liegend angeordnet; ein Paar Montageöffnungen 14B und 14C ist am kippenden Ende 24A eines Hauptkipphebels 14 jedes variablen Ventilsteuerzeitmechanismus 10' ausgebildet; ein Paar hydraulischer Anschlageinsteller 81, die mit den Enden der Schäfte der Ventile 2 und 3 in Verbindung stehen, sind in den Montageöffnungen 14B und 14C ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform montiert.
Wie in Fig. 29 dargestellt, dienen ein Paar Einstellschrauben 21 und 22 zur Einstellung des Ventilspiels für den Hauptkipphebel 24 jedes der variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10, über denen die Ansaugleitung 378 nicht hängend angeordnet ist, ähnlich wie bei der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Da die Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug gemäß genannter zweiter Ausführungsform so wie oben beschrieben konstruiert ist, können Komponenten der Ventilbetätigungssysteme 10 und 10' der Zylinderköpfe 1 innerhalb der Zylinder jeder Zylinderreihe 8A und 8B austauschbar verwendet werden, ähnlich wie bei der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform
Bei einer weiteren, ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung können die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10 ohne variablen Verstellmechanismus für eine der Zylinderreihen verwendet werden, z.B. für die Zylinderreihe 8A, wobei die andere Zylinderreihe 8B übliche Ventilbetätigungsmechanismen aufweist, deren Ventilsteuerzeiten festgelegt sind. Hierbei werden bei niedriger Betriebsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine 8 die Ventile 2 und 3 in der Zylinderreihe 8A von den Nocken 12 für niedrige Drehzahl betätigt, bei hoher Betriebsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine 8 werden die Ventile 2 und 3 von den Nocken 13 für hohe Drehzahl betätigt, wogegen in der Zylinderreihe 8B die Ventile 2 und 3 unabhängig von der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine 8 mit festgelegten Ventilsteuerzeiten betätigt werden.
Ähnlich können bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform die variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 9 mit variablem Verstellmechanismus für eine Zylinderreihe vorgesehen sein, z.B. für die Zylinderreihe 8A, während die andere Zylinderreihe 8B herkömmliche Ventilbetätigungsmechanismen aufweist. Dabei sind z.B. die Zylinder der Zylinderreihe 8A in Ruhestellung, wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit niedriger Drehzahl arbeitet; wenn jedoch die Verbrennungskraftmaschine 8 mit mittlerer Drehzahl arbeitet, werden die Ventile 2 und 3 von den Nocken 12 für niedrige Drehzahl betätigt, und wenn die Verbrennungskraftmaschine 8 mit hoher Drehzahl arbeitet, werden die Ventile 2 und 3 von den Nocken 13 für hohe Drehzahl betätigt. Währenddessen werden in der anderen Zylinderreihe 8B die Ventile 2 und 3 mit festgelegten Ventilsteuerzeiten betätigt, unabhängig von der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine 8.
Bei einer weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform können herkömmliche Ventilbetätigungsmechanismen für beide Zylinderreihen 8A und 8B verwendet werden. Dabei unterscheiden sich die Ventilbetätigungsmechanismen in den Zylinderreihen 8A und 8B. Beispielsweise werden für die Zylinderreihen 8A und 8B unterschiedliche Nockenprofile verwendet, so daß die Ventile 2 und 3 in den Zylinderreihen 8A und 8B jeweils unterschiedlichen Ventilsteuerzeiten unterliegen.
Bei einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform können auch für die Zylinderreihe 8B, über der die Ansaugleitung 37B überhängend angeordnet ist, variable Ventilsteuerzeitmechanismen mit variablem Verstellmechanismus verwendet werden. Dabei dient ein Paar hydraulische Anschlageinsteller 81 zum Einstellen des Ventilspiels an einem Hauptkipphebel 24 jedes Ventilbetätigungssystems, wie in Fig. 30 gezeigt. Es ist zu beachten, daß der Querschnitt entlang der Linie Q - Q von Fig. 30 dem in Fig. 6(B) ähnlich ist.
Die hydraulischen Anschlageinsteller 81 sind in einem Paar Befestigungsöffnungen 24'B und 24'C für die hydraulischen Anschlageinsteller des Hauptkipphebels 24 angebracht, so da ihre dem Kolbendeckel 81D zugewandten Seiten fest eingesetzt sind, während die dem Gehäuse 81A zugewandten Seiten beweglich montiert sind, ähnlich wie in der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung. Die hydraulischen Anschlageinsteller 81 sind in den Befestigungsöffnungen 24'B und 24'C so angeordnet, daß sie teilweise von den dem Gehäuse 81A zugewandten Seiten nach unten vorstehen.
Daher ist bei dieser Ausführungsform eine Ventilspieleinstellung beim Ventilbetätigungssystem nicht nötig, und die einfache Wartung der Ventilbetätigungssysteme mit variablem Verstellmechanismus ist gewährleistet.
Die Ventilbetätigungsmechismen in den Zylinderreihen 8A und 8B bei der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt; einzige Anforderung ist, daß die Ventilbetätigungsmechanismen in den Zylinderreihen 8A und 8B sich voneinander unterscheiden, und daß die Eigenschaften der Ventilbetätigungsmechanismen in den Zylindem in jeder Zylinderreihe 8A bzw. 8B jeweils gleich sind.
Wenn also Bauteile des Ventilbetätigungssystems 10 oder 10' im Zylinderkopf 1 angeordnet werden sollen, ist es nicht notwendig, unterschiedliche Teile für die Zylinder in jeder Zylinderreihe 8A und 8B einzubauen, daher kann es nicht zu einem Montage fehler kommen.
Besonders bei einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylinderreihen, wie sie oben beschrieben ist, kann der Zylinderkopf 1 beim Zusammenbau der Verbrennungskraftmaschine 8 für jede Zylinderreihe als Baugruppe behandelt werden. Insbesondere wird, wenn die Zylinderköpfe als Baugruppe in den Zylinderblock eingebaut werden, der Zusammenbau der Verbrennungskraftmaschine 8 mit mehreren Ventilbetätigungsmechanismen erleichtert und der Betrieb vereinfacht. Auch die Lagerkontrolle wird vereinfacht, wenn Bauteile des Zylinderkopfs 1 mit variablen Ventilsteuerzeitmechanismen 10 und 10' als Baugruppen eingebaut werden.
Obwohl sich die obenstehende Beschreibung auf eine Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung bezieht, kann die vorliegende Erfindung auch vielseitig bei anderen, unterschiedlichen Verbrennungskraftmaschinen für ein Fahrzeug Anwendung finden, die mindestens zwei Zylinderreihen haben, wie z.B. bei einem Boxermotor oder eine Verbrennungskraftmaschine mit drei oder mehr Zylinderreihen.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug nicht auf Verbrennungskraftmaschinen mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilen für jeden Zylinder beschränkt, es kann vielmehr ein breites Spektrum von Verbrennungskraftmaschinen Verwendung finden, die ein Ventil oder drei oder mehr Ventile aufweisen.

Claims

1.Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug mit

- einer ersten Zylinderreihe (8B) und einer zweiten Zylinderreihe (8A), die jeweils wenigstens einen Zylinder enthalten,

- einem ersten Ventilbetätigungsmechanismus, der für jeden Zylinder der ersten Zylinderreihe (8B) zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils (2, 3) des Zylinders vorgesehen ist, und

- einem zweiten Ventilmechanismus (9), dessen Ventilbetätigungseigenschaft anders ist als die des ersten Ventilbetätigungsmechanismus (10), und der für jeden Zylinder der zweiten Zylinderreihe (8A) zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils und eines Auslaßventils (2, 3) des Zylinders vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch

- einen Reinigungskatalysator (51) zur Reinigung von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (8) und

- einen veränderbaren Verschiebemechanismus, der für jeden Zylinder des zweiten Zylinders (8A) vorgesehen ist, um den Zylinder außer Betrieb zu setzen,

wobei

- die Verbrennungskraftmaschine (8) horizontal an einem Frontabschnitt des Fahrzeugs so angeordnet ist, daß die erste und die zweite Zylinderreihe (8B, 8A) quer zum Fahrzeug ausgerichtet sind,

- die Zylinder der zweiten Zylinderreihe (8A) an der Frontseite des Fahrzeugs angeordnet sind, damit sie von Kühlwind angeblasen werden, wenn das Fahrzeug fährt, so daß der Temperaturabfall des in den Reinigungskatalysator (51) strömenden Abgases kontrolliert wird, wenn die Zylinder der zweiten Zylinderreihe (8A) durch den variablen Verschiebemechanismus außer Kraft gesetzt wurden, um den Reinigungsvorgang des Reinigungskatalysators (51) aufrechtzuerhalten.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilbetätigungsmechanismus (10) und der zweite Ventilbetätigungsmechanismus (9) von der Art mit variablen Ventilsteuerzeiten sind.

3. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zylinderreihe (8A, 8B) so kombiniert sind, daß sie relativ zueinander geneigt sind, damit die Verbrennunsgkraftmaschine (8) als Verbrennungskraftmaschine mit V-Anordnung gebaut ist.

4. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Einlaßsystem (37), das in einem teilweise überhängenden Zustand oberhalb der ersten Zylinderreihe (8B) angeordnet ist, um eine erforderliche Länge eines Ansaugkanals des Einlaßsystems (37) sicherzustellen.

5. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Anschlageinsteller (81), der für jeden Ventilbetätigungsmechanismus der Zylinder der ersten Zylinderreihe (8B) vorgesehen ist, um automatisch das Ventilspiel des Ventilbetätigungssystems (81) von dem Ventil (2, 3) des entsprechenden Zylinders einzustellen.