CN100460633C - 供具有可调气门间隙补偿装置的活塞内燃机用的全可变机械气门驱动机构 - Google Patents

供具有可调气门间隙补偿装置的活塞内燃机用的全可变机械气门驱动机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及供往复式活塞发动机上的至少一个设置有复原弹簧(2)的进/排气门(1)用的可变可调气门驱动机构，该气门驱动机构具有驱动装置(14)，该驱动装置(14)作用于冲程传递装置(4)，该冲程传递装置(4)克服复原弹簧(2)的力作用于进/排气门(1)，并由多个共同作用的分元件形成，该驱动装置(14)具有可调控制元件并与牵引杆(5)有效连接，该牵引杆(5)以其自由端支撑在进/排气门(1)的杆端(3)上，并以其另一端安置在形成回转轴承(6.1)的配置在气缸盖上的间隙补偿元件(6)上，该另一端与用于相对于冲程传递装置(4)调整回转轴承(9)的装置连接。

Description

供具有可调气门间隙补偿装置的活塞内燃机用的全可变机械气门驱动机构
技术领域
机械气门驱动机构具有凸轮轴，其中，由凸轮的几何形状所规定的冲程分别通过牵引杆被传递到要操纵的进/排气门。通过在凸轮和牵引杆之间配置可调冲程传递装置，可把机械气门驱动机构设计成全可变。
背景技术
活塞内燃机用的全可变机械气门驱动机构例如在DE 100 06 018A或WO 02/053881A中作了公开。在这种气门驱动机构中，在例如采用凸轮轴的凸轮形式的驱动装置和要操纵的进/排气门之间分别配置有由多个共同作用的分元件形成的冲程传递装置，该冲程传递装置可使由凸轮轮廓所规定的全冲程通过对应配置的可调控制元件在零冲程和全冲程之间按照操作相关规定变更。
冲程传递装置作用于牵引杆，该牵引杆以其自由端支撑在要操纵的进/排气门的杆上，并以其另一端安置在形成回转轴承的配置在气缸盖上的优选的是可液压操纵的间隙补偿元件上。
发明内容
本发明所基于的课题是，通过以下方式改善这种具有多个分元件的气门驱动机构，即：可使不会避免的对时序功能产生不利影响的制造公差得到补偿。
根据本发明，该课题是使用一种可变可调气门驱动机构来解决的，该气门驱动机构具有驱动装置，该驱动装置作用于冲程传递装置上，该冲程传递装置克服复原弹簧的力作用于进/排气门，并由多个共同作用的分元件形成，该驱动装置具有可调控制元件并与牵引杆有效连接，该牵引杆以其自由端支撑在进/排气门的杆端上，并以其另一端安置在形成回转轴承的配置在气缸盖上的间隙补偿元件上，该另一端与用于相对于冲程传递装置调整回转轴承的装置连接。通过使间隙补偿元件与调整装置连接，产生以下可能性是，通过使牵引杆的回转轴承位移，变更牵引杆相对于冲程传递装置的几何分配，从而实现极佳的运动学。
在本发明的有利布置中规定的是，用于通过与气缸盖连接的偏心套筒进行调整的装置形成为间隙补偿元件用的收容装置。在这种解决方案中，得到有利利用的是，间隙补偿元件通常插入在气缸盖中的对应活塞裙部内缘孔内。
用于对制造相关尺寸偏差进行补偿的调整现可根据本发明的实施方式这样来实现，即：使偏心套筒作为间隙补偿元件用的收纳装置具有不同的偏心率，以便按照所检测的尺寸偏差插入具有“合身”偏心率的偏心套筒。
在本发明的另一布置中规定的是，偏心套筒可扭转地配置。在此情况下，设置有具有一偏心率的偏心套筒，该偏心率与要预测的最大制造相关尺寸偏差对应。通过使偏心套筒在气缸盖内扭转，便可实现回转元件的回转轴线相对于导向元件的固定的旋转轴线的无级调整。
在两种情况下，设置有用于把偏心套筒固定在气缸盖上的装置。该装置可例如通过对应搭板形成在偏心套筒上，该偏心套筒在气缸盖内啮合。还可设置具有轴向移动槽的偏心套筒，在该槽内，在进行了调整后压入有钢球，这样在气缸盖的基础材料变形的情况下使偏心套筒固定。
附图说明
图1是机械气门驱动机构；
图2是间隙补偿元件的配置的局部断面图；
图3是根据图2的配置的俯视图；以及
图4是间隙补偿元件与偏心套筒的透视图。
具体实施方式
根据实施例的示意图对本发明进行更详细说明。
在图1示意性示出的气门驱动机构主要由进/排气门1组成，该进/排气门1通过气门弹簧2被保持在关闭位置。由多个共同作用的，在其位置相互部分可调的分元件所形成的冲程传递装置4被分配给进/排气门1的气门杆的自由端3，该冲程传递装置4作用于牵引杆5。
按照本发明的规定，所有在驱动装置14(凸轮轴的凸轮也就是说电动或液压致动器)和直接作用于进/排气门1的牵引杆5之间发生作用的并且相互处于有效连接的分元件都应视为“冲程传递装置”。通过使分元件相互调整，可变更其机械-几何共同作用，这样可在例如由凸轮固定规定的冲程的情况下，使实际的通过牵引杆5作用于进/排气门1的冲程在“零冲程”和“全冲程”之间可变调整。
在这里所示的实施例的情况下，作为冲程传递装置4的分元件，主要设置有具有控制曲线12的导向元件11以及回转元件8。
牵引杆5通过用于补偿气门间隙的间隙补偿元件6安置在气缸盖或发动机缸体上，并以其自由端7放置在进/排气门1的杆端3上。牵引杆5在间隙补偿元件6上的支撑同时形成了用于牵引杆5的回转轴承6.1。
在牵引杆5上，在回转轴承6.1和进/排气门1的杆端3上的垫板之间把回转元件8安置成可围绕回转轴线9往复回转。回转元件8在其避开回转轴线9的自由端具有导辊10。
此外，导辊10用的具有控制曲线12的导向元件11还被分配给回转元件8。导向元件11在气缸盖或发动机缸体上围绕固定的旋转轴线在双箭头13的方向借助调整驱动机构相对于进/排气门1可调，这样，如在下面更详细描述的那样，对于导辊10的滚动，可规定不同的滚动区域。
此外，回转元件8还在导辊10和回转轴线9之间设置有压辊8.1，采用凸轮轴的凸轮14形状的具有控制轮廓15的驱动装置作用于该压辊8.1。通过例如采用所示的卷绕弹簧或弯曲弹簧形式的复位弹簧16，使回转元件8压紧住凸轮14的控制轮廓15。
这种形式的复位弹簧的优点是，可在凸轮轴和进/排气门之间的区域内的非常有限的结构空间中节省空间地分配弹簧元件，这可在几乎恒定的复位弹簧力的情况下收纳回转元件8的按比例较大的冲程。
在图中示出处于关闭位置的进/排气门。在使凸轮朝箭头17的方向旋转的情况下，回转元件8围绕其旋转轴线9回转。由于导辊10在控制轮廓12上滚动，因而可在导向元件11的对应定位的情况下，使导辊10仅跟随控制轮廓12，这样，与此对应通过凸轮14和压辊8.1之间的力的作用使支撑在回转轴承6.1上的牵引杆5同样同向朝箭头17向下铰接，并在此情况下，使进/排气门1克服气门弹簧2的力打开。
导向元件11的控制轮廓12现具有第一轮廓区域I，该第一轮廓区域I形成为圆形轨道，其中点与导向元件11的旋转轴线和回转元件8的回转轴线在所关闭的进/排气门的情况下重合。因此实现的是，在凸轮14旋转的情况下，回转元件虽然可往复回转，但是没有发生对牵引杆5的力的作用，并因此没有发生气门1的开启冲程。只有在使导向元件11朝凸轮14的方向回转的情况下，导辊10才滚动通过控制轮廓的区域II，该区域II具有较小的曲率半径，并因此还具有另一轨道中点，这样，与此对应通过回转元件8把牵引杆5按压在开启位置。控制轮廓12的该区域II与对进/排气门1的冲程运动学的要求对应来形成。根据导向元件11的定位，现可从零冲程开始通过操作的任意所减少的冲程宽度调整到全冲程。
通过采用通常方式构成的液压间隙补偿元件6，使得在操作中由温度相关的长度变化和/或磨损所引起的冲程传递装置4的各部分之间的间隙得到补偿，这样，在气门弹簧2和回动弹簧16的共同作用下，使不仅压辊8.1而且导辊10分别无间隙地在其控制轮廓上滚动。
导向元件11的旋转轴线和回转元件8的回转轴线9必须在所关闭的进/排气门的情况下，在理想情况下重合。由于导向元件11的旋转轴线固定位于气缸盖上，因而回转元件8的回转轴线9的位置由于制造公差绞在一起而会与理想位置偏离，如图2所示，间隙补偿元件6设置有用于调整回转轴承6.1并因此用于相对于导向元件11的旋转轴线调整回转元件8的回转轴线9的装置。在这里所示的实施例的情况下，在气缸盖Z内设置有孔18，在该孔18内插入有具有偏心孔19的圆柱形套筒，即所谓的偏心套筒20。在偏心套筒20的偏心孔19内插入有间隙补偿元件6。
在图3中示出根据图2的配置的俯视图，并看出间隙补偿元件6的轴线6.2对偏心套筒20的轴线20.1的偏心率e。牵引杆5使其球冠状凹槽5.1设置在间隙补偿元件6的对应呈球状形成的、构成回转轴承6.1的端部。图2在与图1所示相同的图示平面上。
间隙补偿元件6以及因此还有偏心套筒20是出于有利的传力原因而在本实施中在回转轴承6.1内使其轴线6.2在一角度下朝进/排气门1的移动轴线1.1倾斜对准。如果现在，如图3所示，使偏心套筒20朝箭头21的方向从图3所示的初始位置扭转，则在间隙补偿元件6和牵引杆5之间的回转轴承6.1的由轴线6.2所定义的轴承中点6.3(图2)移动到对应倾斜对准的圆形轨道，使得轴承中点6.3针对图1中的图示，不仅在图1所示的坐标系的X方向是横的，而且在Y方向，即在进/排气门1的移动轴线1.1的方向也是横的。为了相对于导向元件11的旋转轴线调整回转轴线9，在此仅取决于以下，即：两条轴线实际上具有到进/排气门1的移动轴线1.1的相同横向距离。在Y方向的不同高度位置无关紧要。同样无关紧要的是，在扭转的情况下，轴承中点6.3也在Z方向(参见图3)位移。因此仅产生冲程传递装置4总体相对于进/排气门1和凸轮14以及导向元件11的平行位移。
图4示出偏心套筒20与所插入的间隙补偿元件6的透视图。从图中可以看出，偏心套筒20具有径向孔21，该径向孔21在外表面被分配有油分配槽22。
从图2中的断面图可以看出，通过活塞裙部内缘孔18把气缸盖中的压力油道23切开，这样，在孔21和油分配槽22的对应定位的情况下，产生与间隙补偿元件6的连接，并因此经过间隙补偿元件的可移动部分，通过对牵引杆5的对应加压，可使冲程传递装置4无间隙地保持。间隙补偿元件6和偏心套筒20在此分别被气密和液密插入。
取代仅偏心套筒的上述可扭转的配置，也能规定各种所分类的偏心套筒，该偏心套筒例如按类别具有0.02mm、0.04mm以及0.06mm的偏心率。根据所确定的尺寸偏差，插入对应所选择的偏心套筒。这可例如采用图3所示的形式进行，即把偏心率分等级插入到由间隙补偿元件6的轴线6.2和进/排气门1的移动轴线1.1所定义的平面内。中间级可例如通过插入该所分类的偏心套筒，在与上述平面成某一角度下进行调整。
不仅可扭转的实施，而且要固定插入的实施便分别固定在活塞裙部内缘孔18内，这是通过摩擦连接、夹紧作用、对应搭板或者通过所压入的止动球24来进行，如图3所示。

Claims (8)

1.一种供往复式活塞发动机上的至少一个设置有复原弹簧(2)的进/排气门(1)用的可变可调气门驱动机构，该气门驱动机构具有驱动装置(14)，该驱动装置(14)作用于冲程传递装置(4)上，该冲程传递装置(4)克服复原弹簧(2)的力作用于进/排气门(1)，并由多个共同作用的分元件形成，该驱动装置(14)具有可调控制元件并与牵引杆(5)有效连接，该牵引杆(5)以其自由端支撑在进/排气门(1)的杆端(3)上，并以其另一端安置在形成回转轴承(6.1)的配置在气缸盖上的间隙补偿元件(6)上，该另一端与用于相对于冲程传递装置(4)调整回转轴承(9)的装置连接。
2.根据权利要求1所述的气门驱动机构，其特征在于，间隙补偿元件(6)配置在气缸盖中的活塞裙部内缘孔(18)内。
3.根据权利要求1或2所述的气门驱动机构，其特征在于，形成有用于通过偏心套筒(20)进行调整的装置，所述偏心套筒(20)与气缸盖相连接并作为间隙补偿元件(6)用的收容装置。
4.根据权利要求3所述的气门驱动机构，其特征在于，具有一规定偏心率(e)的偏心套筒(20)构成为可用具有另一规定偏心率(e)的偏心套筒替换。
5.根据权利要求4所述的气门驱动机构，其特征在于，偏心套筒(20)可扭转地配置。
6.根据权利要求4或5所述的气门驱动机构，其特征在于，设置有用于把偏心套筒(20)固定在气缸盖上的装置(24)。
7.根据权利要求1或2所述的气门驱动机构，其特征在于，间隙补偿元件(6)的调整轴线(6.2)在牵引杆(5)的移动平面内相对于进/排气门(1)的移动轴线(1.1)倾斜配置。
8.根据权利要求3所述的气门驱动机构，其特征在于，偏心套筒(20)具有径向连接孔(21)，该径向连接孔(21)用于使压力油从气缸盖中的压力油道(23)贯通到间隙补偿元件(6)内。
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