CN100376773C - 用于内燃机的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的装置，其中在该内燃机中，每个气缸带有对应的活塞，并具有至少一个进气阀和至少一个排气阀(10)，这些气阀分别用于控制气缸的燃烧室与进气系统和排气系统之间的连接。一个带有凸轮(22)的可转动凸轮轴(18)被设计成与第一凸轮随动件(17)和第二凸轮随动件(20)相互作用，目的是可以在两种不同的工作方式下进行切换。凸轮随动件被安装在一个枢轴摇臂(13)上，第二凸轮随动件(20)可以通过位于液压缸上的一个活塞(21)而在两个位置之间进行调整。液压缸通过一个液压流体管道而连接到液压流体源上，而活塞可以由传送到液压缸中的一定量的液压流体的作用而从一个位置移动到另一个位置上。

Description

用于内燃机的装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的装置，其中在该内燃机中，每个气缸带有对应的活塞，并具有至少一个进气阀和至少一个排气阀，这些气阀分别用于控制气缸的燃烧室与进气系统和排气系统之间的连接，一个带有凸轮的可转动凸轮轴，该凸轮被设计成与第一凸轮随动件和第二凸轮随动件相互作用，以便可以在两种不同的工作方式下进行切换。
背景技术
人们需要能够调整内燃机的进气阀或排气阀的气门升程，这种需要有多个例子。这样的例子包括启动/关闭重型运输汽车的内燃机的压缩制动系统(在发动机制动中只有额外的气门运动可操作)；产生米勒循环型的不同宽度的气门升程曲线，例如，可用于发动机工作范围的不同工作点上；在部分载荷等工况隔离某个气缸时完全停止气门运动，以及构建通过排气阀或进气阀的内部废气循环。
当需要将一个摇臂部件相对于另一个部件固定的设备时，例如，需要一种执行器，在该摇臂部件相对于另一些的运动接近极限位置时，该执行器能够克服不同部件之间产生的力，而又不会产生冲击。
摇臂的运动受到一个凸轮的控制，该凸轮确定了该组成部件为了达到所需的升程运动而必须进行什么样的运动和加速度，这会在机构上产生力和扭矩。这些加速度必须与质量和质量惯性矩相乘，并加上任何作用在机构上的弹簧力，以获得系统总力。
用于产生气门附加开度的装置最好不要在发动机气门机构可利用的空间中的纵向方向过于延伸。例如，在现代柴油发动机中产生的高压缩比意味着气门机构必须为很高的接触压力的需要而设计。此外，这种发动机可以配置某些形式的压缩制动系统，这也需要为执行元件留出空间。因此，用于在两种气门工作方式下进行切换的装置不应在现有压缩制动系统中占据太多的空间。同样最好能够以一种简单的方式进行从一种模式到另一种模式的这种切换。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种装置，该装置在上述的功能约束之内，允许在内燃机中从一种气门工作方式切换到另一种气门工作方式。
为实现上述目的，本发明提供一种用于控制内燃机燃烧室的气阀工作的装置，包括：
连接于所述气阀的可枢转摇臂，所述摇臂包括
第一凸轮随动件，其与旋转凸轮的凸起在所述凸轮的第一旋转位置处相互作用，从而使所述摇臂枢转并因此打开所述气阀；
第二凸轮随动件，其选择性地与所述旋转凸轮的所述凸起在所述凸轮的第二旋转位置处相互作用，从而使所述摇臂枢转并因此打开所述气阀，所述第二凸轮随动件可调整地安装于所述摇臂并且通过液压活塞的选择动作可在两个工作位置之间移动，其中所述第二凸轮随动件关于所述摇臂在其第一工作位置处与所述凸起相互作用，且关于所述摇臂在其第二工作位置处与所述凸起没有相互作用。
附图说明
下面将结合如附图所描述的实施例而对本发明进行更加详细的说明，其中
图1显示了根据本发明的一个气门机构，该气门机构配有用于在两种气门工作方式之间切换的设备，以及
图2显示了用于驱动根据图1所描述的气门机构的一个液压回路的原理框图。
具体实施方式
如图1所示的气门机构位于气缸盖上，包含两个气门10，气门10具有气门弹簧11和一个公共轴叉12。该轴叉作用在一个摇臂13上，该摇臂被枢轴地支撑在一个摇臂轴14上。摇臂13在轴14的一侧上具有一个气门压力臂15，在另一侧上具有一个凸轮随动臂16，该凸轮随动臂16具有第一凸轮随动件，即摇臂辊子17，一般与一个凸轮轴18相互作用。凸轮随动臂16还配备有被枢轴地支撑于臂的外端16a上的第二臂19，以及第二凸轮随动件，即指状物20。
第二臂19可以通过一个液压活塞21在一个非工作位置和一个工作位置之间进行调整，所述的液压活塞21位于摇臂中，将会在下面结合图2而加以详细的说明。液压活塞21通过一个轴叉19a基本上没有间隙地连接到第二臂19上。
在非工作位置上(图1上没有指示)，摇臂13仅通过摇臂辊子17而被作用在凸轮轴18的盘形凸轮22上。在工作位置上(如图1所示)，摇臂13还通过指状物20而被作用在凸轮轴18的盘形凸轮22上。第二臂19的几何设计可以使得，在工作位置上摇臂可以在所需的相位角上由盘形凸轮22驱动，在本例子中，该相位角大约是凸轮轴18转动方向的后80-110度。
为了通过一个并相同的盘形凸轮22而产生两种单独的平缓抬升运动，需要在气门第一打开相位中与压力辊子17相互作用的第一上升斜面和在气门10的两个打开相位中与压力辊子17和指状物20相互作用的第二上升斜面。此外，该凸轮还可具有基本上对应于上述的上升斜面的第一下降斜面和第二下降斜面。
液压活塞21的控制元件如图2所示，从图中可以看出，活塞缸23分别作用两个入/出口24和25，这两个口与控制阀26连接。配有一个导向活塞28，通过一个螺旋弹簧27而被压向一个极限位置(由图2上的虚线所示)，并具有三个阀锥28a，28b，28c。控制阀26还配有一个入口26a和两个出口26b和26c。通过一个液压流体供给线29而提供一个可调的导向压力(1-4巴)，所述的液压流体可以是内燃机的润滑油，而内燃机在弹簧27的相对一侧30上与控制阀26连接。活塞缸23的供给压力是由管路29通过一个弹簧加载的单向阀31和控制阀26的入口26a而提供的。
在图2的实线所示的位置上，一个高导向压力通过管路29作用在控制阀26上，通过这种方式可以克服弹簧27的控制力，因此，导向活塞28移动到图2的左侧。活塞锥28a因而打开了活塞缸的入口24和控制阀的入口26a之间的连接。这样，液压流体就可以从管路29中通过该单向阀31被供应到活塞缸中。同时，控制阀的出口26c与活塞缸的出口25连接，用于将液压流体从活塞的另一端排出。若外力在如图2的箭头32所示的、与运动方向相反的方向上作用液压活塞21，由于单向阀阻挡了从活塞缸的回流，因而是不能够向后运动的。该力可以在活塞缸、控制阀和单向阀上产生一个大约几百巴的内压，但不使活塞21向后运动。
在图2的虚线所示的位置上，一个低导向压力通过管路29作用在控制阀26上，弹簧27的控制力迫使导向活塞28移动到图2的右侧。活塞锥28b因而打开了活塞缸的出口25和控制阀入口26a之间的连接。这样，液压流体就可以从管路29中通过单向阀31而流入到图2所示的活塞缸的右侧。同时，控制阀的出口26b可以与活塞缸的入口24连接，用于将液压流体从图2所示的活塞的左侧排出。液压活塞21就可以从图2上的右侧移动到左侧上，即从图中的实线位置移动到图中的虚线位置上。若外力此时作用液压活塞21，由于单向阀阻挡了从活塞缸的回流，因而液压活塞是不能够向后运动的。该力可以在活塞缸、控制阀和单向阀上产生一个大约几百巴的内压，但没有活塞21的任何运动。
上述的方法用于在一个气门机构中从一个工作方式切换到另一个工作方式，由于在一个凸轮轴循环中加速度和力的符号改变一次或多次，也就是说，在时间增量下当力为正时，液压活塞跟随，且液压流体流向内室，而在时间增量下当加速度为负时，单向阀阻挡液压流体的回流，而油压可以达到很高的水平。因此，通过这种方式，可以利用一个小的液压活塞和低的液压而使两个摇臂部件相互移动到机械确定的停止位置，不管所涉及的力是很大的力。
本发明不应被视为受上述的实施例限制，在专利权利要求所述的范围内，是可以有多种变化和改动的。例如，第二凸轮随动件20可以不是通过枢轴臂19而驱动，而是以其他方式驱动，例如，也可以通过一种平动运动来驱动。

Claims (5)

1.一种用于控制内燃机燃烧室的气阀工作的装置，其特征在于包括：
连接于所述气阀的可枢转摇臂，所述摇臂包括
第一凸轮随动件，其与旋转的凸轮的凸起在所述凸轮的第一旋转位置处相互作用，从而使所述摇臂枢转并因此打开所述气阀；
第二凸轮随动件，其选择性地与所述旋转的凸轮的所述凸起在所述凸轮的第二旋转位置处相互作用，从而使所述摇臂枢转并因此打开所述气阀，所述第二凸轮随动件可调整地安装于所述摇臂并且通过液压活塞的选择动作可在两个工作位置之间移动，其中所述第二凸轮随动件关于所述摇臂在其第一工作位置处与所述凸起相互作用，且关于所述摇臂在其第二工作位置处与所述凸起没有相互作用。
2.如权利要求1所述的装置，还包括：
一个控制阀和一个单向阀，该控制阀和单向阀被连接在液压流体源和与所述液压活塞成对的液压缸之间。
3.如权利要求2所述的装置，其中，
控制阀可以通过在与液压流体源连接的液压回路中在两个压力水平之间切换而被驱动。
4.如权利要求2所述的装置，其中，
液压活塞被装配在一个双作用活塞缸中。
5.如权利要求4所述的装置，还包括：
控制阀在一个控制位置上通过单向阀而将液压流体源连接到液压活塞的一侧上，且液压活塞的另一侧被连接到液压流体的排出口，以及
单向阀设计为阻止流体流向液压流体源。
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