CN101223339A - 内燃机的阀门传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内燃机的阀门传动装置，其具有对于阀门(13)的可变冲程断面。依据本发明，杠杆(11)在一个可移动的支点上通过可切换的支承件(16)支承，由此形成用于影响冲程断面的第一种可能性。作为选择或者补充，使凸轮(17、23)轴向移动，从而在杠杆(11)上产生不同的凸轮工作面(25、26)。通过依据本发明的构成，可以扩展冲程断面变化的可能性；或者在变化可能性相同的情况下，支承件(16)可以具有降低的纵向延伸和减少的空冲程。

Description

内燃机的阀门传动装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的阀门传动装置，其中轴向移动的凸轮利用两个凸轮工作面作用于一个杠杆，该杠杆操作内燃机的阀门。
背景技术
DE 196 11 641 C1公开了一种凸轮轴，上面轴向在三个定位位置上可移动设置具有不同冲程断面的三个轴向并排的凸轮工作面。在三个定位位置上，阀门压杆分别与凸轮工作面为操作换阀门共同作用。凸轮工作面的变换并因此从一个定位位置向另一个定位位置的变换通过可径向操作的销子进行，其可以进入分布在凸轮切向上的槽内，其中，槽具有用于产生凸轮轴向运动的轴向部件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种阀门传动装置，其在考虑到结构空间要求的情况下可以更佳地影响冲程断面。
该目的依据本发明通过独立权利要求1的特征得以实现。本发明的其他构成与从属权利要求2-6的特征相应产生。
依据本发明，内燃机阀门的冲程运动，也就是其相位和/或作为旋转角功能的冲程通过一个杠杆，特别是一个(辊轮)阀门压杆或者阀门摇臂预先规定。本发明基于这种认识，即阀门在杠杆上的连接点的位置取决于杠杆的两个特征点的位置，即一方面杠杆在凸轮工作面上的接触点和另一方面在形成支承点的支点上的接触点。依据本发明不仅作用于上述的一个特征点，而且作用于两个特征点，即一方面杠杆的支点和另一方面作用的凸轮工作面，由此产生更佳改变冲程断面的可能性：
-依据第一种可能性，支点或者支承点基本位置固定设置，而杠杆随同凸轮进行回转。因为凸轮轴向移动，从而第一轴向位置上第一凸轮工作面作用和第二轴向位置上第二凸轮工作面作用，所以对第一种可能性来说已经可以有两个不同的冲程断面，其在冲程分布和/或相位角方面可以彼此不同。
-依据第二种可能性，可以取得两种运动的叠加，即，一方面随同通过凸轮产生的调整运动和另一方面随同支点的运动。通过适当影响支点，可以加大或者减小通过凸轮产生的冲程。在这种情况下，支点的同一运动(或者支点的不同运动)可以既与第一凸轮工作面也与第二凸轮工作面相结合使用。
对于支点的运动来说，可以是不同的离散和对凸轮轴的多个循环作用的位置之间的运动。作为选择或者附加，也可以是支点随着凸轮轴的循环变化的位置，其可以通过主动调整件或者通过被动部件产生。
依据本发明一种具有优点的构成，支点利用一个支承件形成，其可以以第一切换位置和第二切换位置切换，在第一切换位置中支点是固定的，在第二切换位置中支点可在凸轮轴旋转期间运动。在第一切换位置上，因此基本上在凸轮的第一轴向位置上预先规定杠杆的运动并因此阀门的冲程断面主要由第一凸轮工作面预先规定，而在第二轴向位置上，第二凸轮工作面确定冲程断面。与此相反，在第二切换位置上，冲程断面通过支点和各自作用的凸轮工作面的运动的叠加而产生。
作为对上述自由度和调整可能性的附加，依据本发明的另一种构成，支承件具有一个阀门间隙补偿件，其不是用于改变冲程断面，而是用于补偿不希望的间隙。
本发明的另一构成在与阀门去激活相联系，特别是在与汽缸关闭结合时具有重要意义。在这种情况下，阀门需要保持在其关闭位置上。依据本发明，为在尽管凸轮旋转的情况下仍使阀门这样静止，首先选取冲程最小的凸轮工作面。此外将支承件送入第二切换位置，在该位置上支点在凸轮轴转动期间可以运动。据此按照这种构成，支点与凸轮工作面的转动及其冲程相应适配，从而杠杆在这种情况下环绕阀门的连接点回转。支承件的这种所谓“空冲程”在此方面这样确定尺寸，使环绕所分配的凸轮工作面循环期间支点基本以空冲程向一个方向运动并然后重新返回，而阀门则至少尽可能保持不运动。
为使支承件的这种空冲程与具有不同冲程凸轮工作面可轴向位移的凸轮相连接，支承件的空冲程可以在与具有仅一个凸轮工作面轴向不可位移的凸轮连接下相对于具有空冲程的类似支承件减少。这一点造成减少支承件的纵向延伸，从而在汽缸盖区域内狭窄的安装状况下的优点意义重大。
依据本发明，此外具有较小冲程的凸轮工作面一方面利用在第一切换位置上的支承件，也就是利用基本固定的支点运行，这样例如适用于内燃机以小功率、小扭矩和/或低转速运行。利用同一凸轮工作面，但利用在第二切换位置上的支承件此外可以按照简单的方式使汽缸关闭。
阀门传动装置依据本发明的另一构成具有一个作用于适当促动器的控制装置(或调节装置)，促动器一方面可以影响并预先规定凸轮的轴向位置以及另一方面可以使支承件转移到各自的切换位置。控制装置以及促动器在这种情况下可以任意构成，例如电动、电磁、液压和/或通过适当的CPU控制。促动器的控制这样进行，使其在第一运行阶段固定支承件，在此期间凸轮上最好具有大冲程断面的凸轮工作面作用。在第二运行阶段同样固定支承件，而凸轮上其他凸轮工作面，例如具有较小冲程的凸轮工作面作用。为在作用的第二凸轮工作面上改变冲程，特别是零冲程，在第三运行阶段可以将支承件送入第二切换位置，从而除了杠杆与凸轮工作面之间的接触点运动外，杠杆在支承件上的支点也发生变化。
由此可以提供一种用于控制多个阀门的特别紧凑的装置，即两个凸轮利用各自两个凸轮工作面共同移动，例如通过两个凸轮相互刚性连接。通过凸轮的这种共同移动，一方面作用于所分配阀门的凸轮工作面可以特别可靠地相互制约。此外，可以降低用于影响凸轮轴向位置的促动器的开支，因为无需非得为每个凸轮设置一个单独的促动器。
依据现有技术，辊轮阀门压杆与具有仅一个凸轮工作面且不可轴向移动的凸轮共同作用，只有支点在6-12mm之间的范围内移动，才能实现汽缸关闭或者期望的小冲程。通过支承件的运动依据本发明的叠加以及不同的凸轮工作面，可以使用一种移动不足5mm，最好2-4mm和特别是2.5-3.5mm的支承件。
附图说明
本发明的其他特征来自下列说明和示意示出本发明实施例的附图。其中：
图1示出一个辊轮阀门压杆，其在一个端区内操作阀门，中心与凸轮工作面通过辊轮作用连接并在另一个端区通过支承件支承；
图2示出一个凸轮轴及可轴向移动的凸轮和通过支承件支承的辊轮阀门压杆的空间视图。
具体实施方式
图1示出一个阀门传动装置10，其中杠杆11在一个端区12内与阀门13作用连接，从而阀门13根据杠杆11的运动和回转程度进行打开和关闭运动。在与端区12相对的端区14内，杠杆11相对于支承件16支承在一个支点15上。在端区12、14之间，凸轮17在这里在辊轮18的中间连接下作用于杠杆11。端区12的位置并因此阀门13的位置可以通过改变凸轮工作面20的接触点19与所分配的凸轮轴22纵轴线21的距离和/或通过随同支承件16变化的支点15运动而发生变化。
图2示出一个凸轮轴22，通过其控制六个阀门13，其中特别是各自两个阀门作为进气门或者排气门分配给燃烧室。为每个阀门各自分配与图1相应的一个杠杆11和一个支承件16。
各自两个凸轮17、23通过一个连接区24相互刚性连接并轴向在纵轴线21-21的方向上可相对于凸轮轴22移动，但在切向上与其造型接合。每个凸轮17、23具有第一凸轮工作面25以及第二凸轮工作面26，它们在轴向上，也就是在纵轴线21-21的方向上彼此直接邻接并具有不同的冲程断面，特别是不同的冲程分布、不同的最大冲程和不同的相位角。
为轴向移动利用凸轮17、23和连接区24形成的可轴向移动的结构单元，在端区内两个促动器27、28作用于结构单元。促动器27、28具有与纵轴线21相交可内外移动的销子29、30，其在移出状态下可以进入设置在上述结构单元端区内的月牙板或者槽31、32内，其中，槽31、32不是完全在切向上定向，而是略微在轴向上倾斜，由此产生轴向冲程。
为提供凸轮的轴向移动性，可以使用任意的构成，包括利用随同凸轮、凸轮工作面或者凸轮轴本身的轴向移动通过同一杠杆的不同凸轮工作面。
仅举例凸轮轴向移动性的下列构成可能性：
-可与开头所提及的DE 196 11 641相应构成，具有一个用于固定轴向位置的定位装置、三个并排的凸轮工作面和利用四个径向操作的销子可以产生轴向冲程的两个对向槽。
-同样可以依据DE 199 45 340 A1使用一个具有零冲程凸轮的凸轮工作面。此外，依据该文献用于操作导向销的促动器可以利用导向销与凸轮组件一体化。
-依据DE 101 48 177 A1可以为不同的轴向冲程装置使用十字移动槽，里面为两个轴向的冲程仅装入唯一的销子。
-根据DE 101 48 179 A1，结构单元相对于其移动的凸轮轴的轴承结构可以通过结构单元的外壳面实现，其中，在这种情况下轴承结构作为轴向移动的纯径向轴承结构构成。最好充分利用在结构单元的两个凸轮之间的外壳面，其中，在该外壳面的区域内具有适当的移动行程。
-依据DE 101 48 243 A1的补充，在上述轴承的区域内，结构单元在轴承的区域内定位，其中，轴承将结构单元与汽缸盖相对支承。
-依据DE 103 30 871 A1，同样可与凸轮轴调节器组合使用轴向调整凸轮，借助该调节器可以改变凸轮轴的相位，特别是以单或者双内偏心轮传动装置、摆动轮、Wolfrom、行星齿轮、非线性传动、锥齿轮或者蜗轮副传动装置的结构形式。
在影响支点15的位置方面，可以使用任意的促动器或者支承件16。在这种情况下，支承件16除了移动支点15外还承担其他功能，例如包括阀门间隙补偿件。
仅举例本发明可以使用的支承件16的下列构成方式：
-依据DE 40 00 531 A1，液压加载的弹簧弹性活塞可以根据液压状态保证支点15不同的位置和/或运动。
-依据DE 199 30 573 A1，可以使用根据三个不同的冲程分布调整的支承件16。在这种情况下，杠杆最好两部分构成并具有两个销子。销子紧贴在支承件的不同段上，其中，各自作用的段可通过一个变速拨叉切换。依据DE 199 30 574 A1，销子可与不同的凸轮，即一个大冲程凸轮和一个小冲程凸轮共同作用，或者与本发明的不同凸轮工作面共同作用，从而在不通过同一杠杆进行轴向位移的情况下，根据变速拨叉的比例可以使用不同的凸轮工作面，其中，可以通过不同的销子选择与阀门不同的传递作用原理。
-依据DE 198 19 068 A1，支承件可以通过一个电磁执行机构通过扭转这样切换，使其或者固定支承件或者进行相对运动，从而不存在通过支承件作用的支承。
-依据DE 198 38 909 A1，可切换的支承件在一个切换位置上可以保证零冲程，其中，为避免错误连接而使用闭锁件，其根据换档杆的回转角而产生闭锁。
-DE 199 30 572 A1公开了一种可切换的支承件，其中使用一种可纵向移动和扭转的换档拨叉，其与一个具有产生支承件连接的连接段和分离段的套筒共同作用。据此只有在与杠杆共同作用的凸轮处于凸轮或凸轮工作面基圆区域内的情况下才进行连接。
-同样可以使用依据DE 100 55 014 A1的可切换支承件，其中一个外部和一个内部的扭转止动器作为组件构成。
-DE 101 22 373 A1公开了一种可切换的支承件，其降低了结构高度并可以向间隙补偿件简单输送液压油。
-例如DE 103 30 510 A1公开了一种改进液压加载可切换的支承件。
-DE 103 32 362 A1公开了将例如玻璃或者碳素纤维加固的塑料材料特别是用于压力活塞。
-DE 102 47 949 A1公开了另一种可切换的支承件。
依据本发明，可以将前面列举的为激活两个凸轮工作面而使凸轮轴向移动的构成方式与支承件所称的不同实施方式相组合。
附图标记
10阀门传动装置
11杠杆
12端区
13阀门
14端区
15支点
16支承件
17凸轮
18辊轮
19接触点
20凸轮工作面
21纵轴线
22凸轮轴
23凸轮
24连接区
25第一凸轮工作面
26第二凸轮工作面
27促动器
28促动器
29销子
30销子
31槽
32槽

Claims (7)

1.内燃机的阀门传动装置，具有一个打开和关闭阀门(13)的杠杆(11)，该杠杆能够从与凸轮轴(22)的凸轮(17、23)相对的支点(15)回转，其中
a)凸轮(17、23)
-移动到第一轴向位置内和第二轴向位置内，
-具有在第一轴向位置上作用的第一凸轮工作面(25)和在第二轴向位置上作用的第二凸轮工作面(26)，以及
b)支点(15)为改变阀门(13)的冲程运动而变化。
2.按权利要求1所述的阀门传动装置，其特征在于，支点(15)利用支承件(16)形成，该支承件能够以第一切换位置和第二切换位置切换，其中在第一切换位置中支点(15)固定，且在第二切换位置中支点(15)在凸轮轴旋转期间可运动。
3.按权利要求2所述的阀门传动装置，其特征在于，支承件(16)具有阀门间隙补偿件。
4.按权利要求2或3所述的阀门传动装置，其特征在于，第二凸轮工作面(26)的冲程小于第一凸轮工作面(25)的，且支承件(16)在第二切换位置上可能的空冲程被如下确定尺寸，使在环绕整个第二凸轮工作面(26)循环期间，支点(15)基本以空冲程向一个方向运动并然后重新返回，而阀门(13)则至少尽可能不运动。
5.按权利要求2-4之一所述的阀门传动装置，其特征在于，具有一个与促动器(27、28)连接的控制装置，促动器使凸轮(17、23)移动到第一和第二轴向位置内以及使支承件(16)转移到第一和第二切换位置内，其中，控制装置这样构成，
在第一工作阶段使支承件(16)设置在第一切换位置上且凸轮(17、23)设置在第一轴向位置上，
在第二工作阶段使支承件(16)设置在第一切换位置上且凸轮(17、23)设置在第二轴向位置上，
在第三工作阶段使支承件(16)设置在第二切换位置上且凸轮(17、23)设置在第二轴向位置上。
6.按前述权利要求之一所述的阀门传动装置，其特征在于，两个凸轮(17、23)利用各自两个凸轮工作面(25、26)共同移动。
7.按前述权利要求之一所述的阀门传动装置，其特征在于，支点(15)在第二切换位置上移动不足5毫米。
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