CN101300408A - 用于可变调整内燃机换气阀控制时间的装置的控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可变调整内燃机(100)换气阀(110、111)控制时间的装置(1)的控制阀(20)，具有一个空心构成的阀门外壳(22)，其具有至少一个输送接口(P)、至少一个排放接口(T)和至少两个工作接口(A、B)，以及具有一个控制活塞(35)。为在构成控制阀组件(22、35)时产生高度的灵活性并简化控制阀(20)与周围结构(3)的连接，提出在阀门外壳(22)的内部设置一个空心构成的压力油导向件(27)和构成至少一个基本上分布在轴向上的压力油通道(34)，其中，压力油通道(34)至少部分由压力油导向件(27)环绕，其中，压力油通道(34)与至少一个接口(A、B、P、T)连通并通过径向开口(33b－d)与压力油导向件(27)的内部连通以及其中控制活塞(35)设置在压力油导向件(27)的内部。

Description

用于可变调整内燃机换气阀控制时间的装置的控制阀
技术领域
本发明涉及一种控制阀，其用于可变调整内燃机换气阀的控制时间的装置，该控制阀具有空心构成的阀门外壳以及控制活塞，该阀门外壳具有至少一个输送接口、至少一个排放接口和至少两个工作接口。
背景技术
内燃机上为操作换气阀使用凸轮轴。凸轮轴这样安装在内燃机上，使安装在其上面的凸轮紧贴在例如杯形挺杆、气门压杆或者平衡杆这种凸轮随动件上。如果凸轮轴进行转动，那么凸轮在凸轮随动件上滚动，这些随动件再操作换气阀。通过凸轮的位置和形状因此既确定换气阀的打开持续时间也确定打开幅度，但还确定换气阀的打开和关闭时间点。
现代化的发动机方案在于可变设计气门传动装置。一方面，气门行程和气门打开持续时间应可变构成，直至整体关闭单个气缸。为此具有如可连接的凸轮随动件或者电子液压的或者电控的气门操作装置等方案。此外证明具有优点的是，在内燃机工作期间可以对换气阀的打开和关闭时间施加影响。在此方面特别值得追求的是可以对进气门或排气门的打开或关闭时间点分开施加影响，以便例如有针对性地调整确定的气门重叠。通过换气阀打开或关闭时间点的调整取决于发动机的实际特性曲线范围，例如取决于实际转速或实际载荷，可以降低单位燃料消耗、对废气状况产生积极影响、提高发动机效率、最大转矩和最大功率。
换气阀时间控制方面所介绍的可变性通过改变凸轮轴与曲轴的相对相位实现。在此方面，凸轮轴大多通过链轮、皮带轮、齿轮传动装置或者同等作用的传动方案与曲轴传动连接。在由曲轴传动的链轮、皮带轮或者齿轮传动装置与凸轮轴之间安装一个用于可变调整内燃机控制时间、下面也称为凸轮轴调节器的装置，其将转矩从曲轴传递到凸轮轴上。在此方面该装置这样构成，使内燃机工作期间可靠保持曲轴与凸轮轴之间的相位，并在需要时凸轮轴可以一定的角度范围相对于曲轴扭转。
在具有进气门和排气门各一个凸轮轴的内燃机上，这些凸轮轴可以各自装备一个凸轮轴调节器。由此可以彼此相对移动进气和排气换气阀的打开和关闭时间点并有针对性地调整气门重叠。
现代化凸轮轴调节器的底座大多处于凸轮轴的传动侧末端上。但凸轮轴调节器也可以设置在中间轴、不旋转的部件或者曲轴上。该底座由一个由曲轴传动、与其保持固定相位关系的传动轮、一个与凸轮轴传动连接的从动件和一个将传动轮的转矩传递到从动件上的调整装置组成。传动轮在凸轮轴调节器不设置在曲轴上的情况下可以作为链轮、皮带轮或者齿轮构成并借助一个链轮、皮带轮或者齿轮传动装置由曲轴传动。调整机构可以电动、液压或者气动操作。
可液压调整的凸轮轴调节器两种优选的实施方式是所谓的轴向活塞调节器和旋转活塞调节器。
在轴向活塞调节器上，传动轮与一个活塞和该活塞与从动件各自通过斜齿啮合连接。活塞将一个通过从动件和传动轮形成的空腔分成两个彼此轴向设置的压力腔。如果供给一个压力腔压力油，而另一个压力腔与油箱连接，那么活塞在轴向上移动。活塞的轴向移动通过斜齿啮合转换成传动轮与从动件并因此凸轮轴与曲轴的相对扭转。
液压凸轮轴调节器的第二实施方式是所谓的旋转活塞调节器。在该调节器上，传动轮与一个定子抗扭连接。定子和转子或从动件彼此同心设置，其中，转子例如借助压配合、旋接或者焊接与凸轮轴、凸轮轴的加长段或者中间轴力量、造型或者材料接合地连接。定子上构成多个圆周方向上相距的空腔，其从转子出发径向向外延伸。空腔在轴向上通过侧盖压力密封限制。在每个这种空腔内，延伸与转子连接、将每个空腔分成两个压力腔的叶片。通过单个压力腔与压力油泵或油箱有针对性地连接，凸轮轴的相位可以相对于凸轮轴调整或保持。
为控制凸轮轴调节器，传感器测定发动机的特性数据，例如像载荷状态和转速。这些数据被输送到一个电子控制单元，该单元在将这些数据与内燃机的特性数据范围比较后控制压力油向不同压力腔的输送和排放。
为相对于曲轴调整凸轮轴的相位，在液压凸轮轴调节器上，空腔两个彼此相对作用的压力腔的一个与压力油泵连接和另一个与油箱连接。向一个压力腔的压力油输送在与从另一个压力腔的压力油排放使分离压力腔的活塞轴向上移动，由此在轴向活塞调节器上通过斜齿啮合凸轮轴相对于曲轴扭转。在旋转活塞调节器上，通过一个压力腔的加压和另一个压力腔的卸压使叶片移动并因此直接使凸轮轴向曲轴扭转。为保持相位，两个压力腔或者与压力油泵连接或者既与压力油泵也与油箱分离。
压力油流向或从压力腔的控制借助大多为4/3比例阀的控制阀进行。这种控制阀具有一个阀门外壳，其具有压力腔的各自一个接口(工作接口)和至少两个供油接口。至少一个供油接口作为输送接口使用，通过其由压力油泵向控制阀输送压力油。此外，另一供油接口作为排放接口使用，通过其排出从压力腔流出的压力油。在此方面，例如排放接口可与油箱连通。
基本上空心圆柱体构成的阀门外壳内部设置一个可轴向移动的控制活塞。控制活塞借助一个电磁气动或者液压的调节单元可逆弹簧件的弹簧力轴向进入两个确定的终端位置之间的任何位置。控制活塞此外具有包括控制棱边的控制段和环形槽，由此接口可以相互连接或者彼此相对关闭。通过工作接口有针对性地与供油接口连接，因此单个压力腔或者压力腔组有选择地与压力油泵或者油箱连接。同样可以具有控制活塞的位置，压力油室在该位置上既与压力油泵也与压力油箱分离。
DE 19944535C1公开了这样一种控制阀。该控制阀由一个基本上空心圆柱体构成的阀门外壳和一个可轴向移动设置在里面的控制活塞组成。阀门外壳上构成两个工作接口、一个径向输送接口和一个轴向排放接口。两个工作接口和输送接口作为彼此轴向相距的开口在阀门外壳圆柱体的外壳面内构成。在此方面，输送接口轴向上处于两个工作接口之间。
阀门外壳的内部具有一个控制活塞，其借助一个电磁调节单元可以在轴向上相对于阀门外壳移动。控制活塞的外壳面上构成一个环形槽，通过其取决于控制活塞与阀门外壳的位置可以选择或者第一或者第二工作接口与输送接口连接。排放接口可以取决于控制活塞在阀门外壳内部的相对位置通过其他环形槽和控制活塞内部的轴向孔或者第一或者与第二工作接口连接。
控制阀作为中心阀构成，也就是说，控制阀径向设置在凸轮轴调节器的从动件内部。在此方面，阀门外壳与中心螺栓整体构成，凸轮轴调节器的从动件借助其与凸轮轴抗扭连接。
输送接口在工作接口之间的位置需要复杂构成用于向控制阀的输送接口输送压力油的供油管。该供油管借助多个在阀门外壳内构成、交错通入的孔实现，这些孔与中心螺栓的螺栓杆上的孔连通，其中，该孔再通入空心构成的凸轮轴内。凸轮轴的内部通过凸轮轴轴承由压力油泵供给压力油。
这些孔在阀门外壳壁上构成的成本很高并容易损坏。除了薄壁阀门外壳内部薄壁孔的高制造开支导致增加生产成本外，在这种实施方式中由于孔出现误差或者不同心使废品增加。此外有损于过程安全性，因为细钻头在孔的构成期间易于折断，从而导致废品率的进一步提高并进一步增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的因此在于，避免所述的这些缺陷并因此提供一种液压控制阀，其中，可以在不明显增加开支的情况下实现不同接口之间极其不同的压力油供给。特别是达到与压力油接口在阀门外壳上的轴向设置无关，可以使中心阀和所属的供油管简单和低成本构成。在此方面，达到控制阀压力油供给的构成方面最大限度的自由度，而不明显增加结构空间需求、制造开支或者制造成本。
该目的依据本发明由此得以实现，即阀门外壳的内部设置一个空心构成的压力油导向件并构成至少一个基本上分布在轴向上的压力油通道，其中，压力油通道由压力油导向件至少部分环绕，其中，压力油通道与至少一个接口并通过径向开口与压力油导向件的内部连通，以及其中控制活塞设置在压力油导向件的内部。
在一种具有优点的进一步构成中，压力油导向件的外部尺寸与阀门外壳的内部尺寸相配合以及压力油通道在阀门外壳与压力油导向件之间的分界面上构成。
在本发明的进一步细化中，装置借助一个中心螺栓固定在凸轮轴上和阀门外壳与中心螺栓整体构成。
在第一实施方式中，至少一个压力油通道作为凹陷处在阀门外壳内表面上构成，其中，压力油导向件的外表面径向向内限制压力油通道和压力油导向件的内部通过一个在其上面构成的径向开口与压力油通道连通。
在另一种实施方式中，至少一个压力油通道作为凹陷处在压力油导向件的外表面上构成，其中，阀门外壳的内表面径向向外限制压力油通道，且压力油通道通过一个在压力油导向件上面构成的径向开口与其内部连通。
在此方面，可以设想压力油导向件整体并由钢或者塑料构成。
在另一种实施方式中，压力油导向件包括至少一个内部和外部套筒形部件以及至少一个压力油通道作为长孔在压力油导向件外部套筒形部件的壁上构成，其中，阀门外壳的内表面径向向外限制压力油通道和压力油导向件的内部套筒形部件径向向内限制压力油通道以及压力油通道通过一个在内部套筒形部件上构成的径向开口与压力油导向件的内部连通。
在此方面，内部套筒形部件可与外部套筒形部件分开制造并借助力量或者造型接合的连接或者粘接连接与其连接。
可以选择外部套筒形部件作为压力注塑件制造和内部套筒形部件作为内装件构成，其在外部套筒形部件的压力注塑过程期间由其压力注塑包封。
在本发明的细化中，压力油通道将输送接口与压力油导向件的内部连接。在此方面，依据本发明一种具有优点的进一步构成，控制阀的内部与压力油通道逆流设置一个单向阀和/或一个过滤件。
此外，过滤件和/或单向阀的部件力量接合地与压力油导向件连接。
作为选择或者补充，单向阀可以具有一个由弹簧件施加力的闭合体，其中，弹簧件支承在一个与压力油导向件整体构成的弹簧支承件上。在一种可选择的实施方式中，单向阀具有一个由弹簧件施加力的闭合体、一个弹簧支承件和一个阀座，其中，至少弹簧支承件或者阀座作为与压力油导向件分开的部件构成。
同样可以具有一个活塞压力弹簧件，其在轴向上向控制活塞施加力，其中，该活塞压力弹簧件支承在与压力油导向件整体构成的活塞弹簧支承件上。或者与压力油导向件分开构成的活塞弹簧支承件上。
在本发明的细化中，既有活塞弹簧支承件也有与其整体构成的弹簧支承件。
在本发明的进一步构成中，压力油导向件与阀门外壳位置固定设置在阀门外壳的内部，其中，为此目的压力油导向件上和阀门外壳上具有造型接合的部件，用于压力油导向件与阀门外壳的轴向定位和/或其在圆周方向上位置固定的定位。
依据本发明的控制阀的特征在于，控制阀不是直接处于阀门外壳的内表面上，而是压力油导向件设置在这些部件之间。阀门外壳在这种实施方式中此外用作控制阀与周围结构的连接件。控制阀产生与例如在凸轮轴调节器的从动件中构成的压力油管的连接，该压力油管通向液压消耗器(压力腔)。此外，通过阀门外壳产生与至少一个供油管如输油管或者排油管的连接，该供油管例如可以在凸轮轴或者连接件上构成。
压力油导向件一方面的功能是，其内部通过至少一个基本上轴向分布的压力油通道与至少一个接口同时连接。此外，压力油导向件与控制活塞共同满足控制阀门内部压力油流的功能。为此目的，控制活塞可轴向移动设置在压力油导向件的内部，其中，控制活塞上构成控制段，其外部尺寸与压力油导向件的内部尺寸相配合。通过控制活塞相对于压力油导向件的轴向移动，与单个接口连通的不同径向开口可以连接或者彼此分离。
通过在控制活塞的内部构成基本上轴向分布的压力油通道，可以实现控制阀内部极其不同的压力油供给，其中，无论是对结构空间需求还是对制造成本或者制造开支均无不利影响。按照这种方式，不再需要周围结构与阀门外壳相配合。与此相反，仅少量增加开支便可以使阀门外壳上接口的位置与周围结构相配合。从动件内部复杂的压力油管或者现有技术中提出的复杂和极易损坏的孔通过简单制造的结构取代，其在压力油导向件上或在压力油导向件和阀门外壳上构成。
在径向设置在从动件内部的中心阀情况下，通过依据本发明的控制阀例如可以明显简化压力油输送管。在此方面，压力油导向件承担的作用是：在轴向处于两个工作接口之间的部位上将向输送接口输送的压力油输送到控制活塞的作用区。取代从动件或者阀门外壳内部高成本和加工复杂的孔，压力油的管道可以通过压力油导向件简单制造的结构而产生。
这些压力油通道例如可以在压力油导向件与阀门外壳之间的分界面上构成。为此目的，在压力油导向件或者阀门外壳上具有凹陷处或者轴向槽，其一方面与接口之一和另一方面通过适当的径向开口与压力油导向件的内部连通。在压力油导向件上构成的凹陷处可以成本适中地在压力油导向件的制造过程期间在其内部加工。这一点例如可以在压力油导向件的塑料结构中例如由此实现，即压力油通道在压力注塑成型时就予以考虑。同样可以设想压力油导向件由钢或者其他材料例如铝组成。在这种相互联系上可以设想，切削成型或者以适当的冶金注塑法制造。同样可以设想，压力油导向件借助无切削变形法例如像深冲方法由钢板构成，其中，在这种情况下压力油通道也可以成本适中地在成型过程期间构成。
除了输送接口通过压力油通道与压力油导向件的内部连通的实施方式外，也可以实现其他供油，例如像压力油导向件的内部与排放接口或者一个或者多个工作接口连接。在这种相互联系上重要的仅在于，确保压力油通道仅与所具有的接口连通，其中，压力油从处于压力油通道轴向区域内的其他接口旁边导过，而与这些接口不存在直接连接。
除了压力油导向件整体构成外，也可以设想多部分的实施方式。例如可以具有一个内部件和一个外部件，其中，内部件设置在外部件的内部。压力油通道在外部件内构成，而内部件相对于压力油导向件的内部限制这些压力油通道并携带用于将压力油导入压力油导向件内部的径向开口。在这种情况下，内部件可以例如是无切削制造的钢套且外部件由塑料借助压力注塑法制成。在此方面，钢套作为内装件构成，其在外部件的制造过程期间与外部件压力注塑包封。同样可以设想其他的材料配合以及力量、造型或者材料接合的连接或者粘接连接。
控制阀的内部可以设置过滤件或者单向阀。它们可与控制阀分开构成并与一个或者多个部件材料接合地连接，或者作为装入件设计。同样可以设想的实施方式是，至少部分单向阀或者过滤件与控制阀的部件整体构成。例如在压力油导向件或者内部件由钢板构成的情况下，单向阀的弹簧支承件可与各自的部件整体构成，由此可以达到进一步降低成本的目的。
因为在控制阀的圆周方向上交替设置压力油通道和径向开口，在其之间不存在直接连接，所以压力油导向件在阀门外壳内的安装必须以部件彼此的确定定向进行。为使定向安装变得容易和避免安装错误，提出在压力油导向件和阀门外壳上具有槽-弹簧连接意义上的造型接合的部件，由此压力油导向件只能定向装入阀门外壳内。这种槽-弹簧连接在内燃机工作期间附加起到防扭转的作用。
附图说明
本发明的其他特征来自下列说明和其中示意示出本发明实施例的附图。其中：
图1示出内燃机的大体示意图；
图2a示出用于可变调整内燃机控制时间的装置的纵剖面，该装置具有依据本发明的控制阀；
图2b示出图2a的装置无控制阀沿线段IIB-IIB的横截面；
图3示出依据本发明的控制阀沿图2b线段III-III第一实施方式的纵剖面；
图3a示出图3压力油导向件的透视图；
图4示出依据本发明的控制阀第二实施方式的纵剖面；
图5示出依据本发明的控制阀第三实施方式的纵剖面；
图5a示出图5压力油导向件的纵剖面。
具体实施方式
图1示意示出一个内燃机100，其中，与曲轴101配合的活塞102处于气缸103内。曲轴101在所示的实施方式中通过各一个牵引工具传动装置104或105与进气凸轮轴106或排气凸轮轴107连接，其中，第一和第二装置1可以使曲轴101与凸轮轴106、107之间相对扭转。凸轮轴106、107的凸轮108、109操作进气换气阀110或排气换气阀111。同样可以仅一个凸轮轴106、107装备装置1，或者仅具有一个具有装置1的凸轮轴106、107。
图2a、2b示出用于可变调整内燃机100换气阀110、111控制时间的装置1的第一实施方式。
调整装置1a基本上由一个传动轮5、一个定子2和一个与其同心设置的从动件3组成。从动件3由一个轮毂4组成，其外圆周上构成径向向外延伸的五个叶片6。此外，调整装置1a具有一个中心孔4b，里面在装置1的安装状态下从图2a所示左侧嵌入凸轮轴3a。在装置1的安装状态下，该装置例如可以借助力量、摩擦、造型或者材料接合的连接或者借助固定件与凸轮轴3a抗扭连接。在所示的实施方式中，装置1借助中心螺栓17与凸轮轴3a抗扭连接。
定子2作为薄壁板材件构成，其中，该定子由内部圆周壁7和外部圆周壁8组成，内部圆周壁和外部圆周壁通过侧壁9相互连接。内部和外部圆周壁7、8基本在圆周方向上延伸。通过紧贴在从动件3的圆柱体圆周壁上的内部圆周壁7，定子2可转动支承在从动件3上。从内部圆周壁7出发，侧壁9基本上在径向上向外延伸并过渡到外部圆周壁8内。通过这种结构，构成多个压力室10，在所示的实施方式中构成五个压力室10，其轴向上由传动轮5和密封垫12压密封闭。
叶片6这样设置在从动件3的外壳面上，使每个压力室10内恰好延伸一个叶片6。在此方面，叶片6在径向上紧贴在定子2的外部圆周壁8上。叶片6的宽度这样构成，使其在轴向上紧贴在传动轮5和密封垫12上。由此每个叶片6将一个压力室10分成两个彼此相对作用的压力腔14、15。
定子2和从动件3设置在罐状外壳11的内部，其将这些部件通过与传动轮5的共同作用压力油密封封闭。为此目的，外壳11的敞开末端油密封与传动轮5连接。传动轮5与外壳11之间的连接可以借助一种密封的接合方法或者通过使用密封件实现。在所示的实施方式中，具有圆周方向上连续的焊接连接16a。
外壳11的底面13上具有一个与中心孔4b同心设置的开口16。中心螺栓17穿过开口16和中心孔4b，其中，中心螺栓17具有螺纹的部分与凸轮轴3a具有内螺纹的的容纳处18啮合。中心螺栓17此外在装置1远离凸轮轴的面上具有一个阶梯区域19a，在该阶梯区域上，中心螺栓17在安装状态下通过分开加工的轮缘19或者直接或者间接支承在从动件3上并因此将该从动件与凸轮轴3a抗扭连接。分开加工轮缘19的优点在于较低的制造开支和较低的制造成本。同时构造为控制阀20阀门外壳22的中心螺栓17通常通过车削过程制造。出于加工原因，轮缘必须以确定的最小外径构成。通过使用分开的轮缘19，阶梯区域19a的最小外径可以明显更小构成，由此可以大大降低制造开支并因此制造成本。
中心螺栓17设置在从动件3内部的区域作为控制阀20构成。中心螺栓17的该区域在起到阀座4a作用的中心孔4b内部延伸。
图3以放大的方式示出中心螺栓17。该中心螺栓具有盲孔式的容纳处21，其开口设置在中心螺栓17远离凸轮轴的轴向末端上。控制阀20由此形成的圆柱体外壳面满足阀门外壳22的功能。在此方面，阀门外壳22的外径与从动件3的内径相配合。
控制阀20具有四个接口A、B、P、T，其中，三个接口A、B、P构成为在阀门外壳22的圆柱体外壳面上的径向开口。输送接口P这样在阀门外壳22上构成，使其在控制阀20的安装状态下设置在凸轮轴3a容纳处18的内部。凸轮轴3a的容纳处18这样构成，使中心螺栓17与容纳处18内表面之间构成一个环形通道24，其在凸轮轴端面由中心螺栓17封闭。环形通道24一方面与输送接口P连通，另一方通过在凸轮轴3a上在凸轮轴轴承26的区域内构成的径向孔25与一个未示出的压力油泵连通。
输送接口P和工作接口A、B彼此轴向偏移设置，其中，输送接口P设置在工作接口A、B远离凸轮轴的面上。由此产生的优点是，可以取消像现有技术中公开的那样，从动件3或者阀门外壳22内部复杂的压力油管，这些压力油管将压力油轴向上从工作接口A、B之一的旁边导过，而不与其直接连通。正如还要介绍的那样，压力油的导向借助控制阀20内部的压力油导向件27进行。
工作接口A、B如图2a所示与环形通道3b连通，其在从动件3的中心孔4b上构成并通过压力油管3c与压力腔14、15连通。
阀门外壳22的内部设置一个基本上空心圆柱体构成的压力油导向件27，其中，压力油导向件27的外径与阀门外壳22的内径相配合。压力油导向件27一方面紧贴在一个在阀门外壳22上构成的凸肩28上，另一方面借助安全环29轴向在阀门外壳22内部定位。压力油导向件27的凸轮轴侧轴向开口与输送接口P直接连接，其中如图3所示，在输送接口P与压力油导向件27之间可以设置一个过滤件27a(在这种情况下为环形过滤件)和/或一个单向阀27b。借助过滤件27a防止污物随同进入控制阀20的压力油进入控制阀20，由此无论是控制阀20还是装置1均有效地防止功能故障。单向阀27b的设置明显提高装置1在内燃机100不同工作点上的作用。装置1的反应能力和调整速度得到提高并可以避免装置1在内燃机100工作间断期间空运行。
压力油导向件27的内部设置一个弹簧支承件30，其在轴向上压力密封压力油导向件27的轴向孔并支承在一个向单向阀27b的闭合体32施加轴向力的弹簧件31上。
在压力油导向件27靠近凸轮轴3a的末端与弹簧支承件30之间的轴向上，压力油导向件27的圆柱体外壳面上具有第一径向开口33a。每个第一径向开口33a均通入压力油通道34内，其作为在压力油导向件27的外壳面上构成、在轴向上延伸的凹陷处构成。每个压力油通道34在弹簧支承件30远离凸轮轴3a的面上，通过各一个第二径向开口33b通入压力油导向件27的内部。
此外，在压力油导向件27上构成各自与一个工作接口A、B连通的第三和第四径向开口33c、33d。在此方面，第三和第四径向开口33c、33d相对于第一径向开口33a、第二径向开口33b和压力油通道34在圆周方向上彼此偏移设置(图3a)。第三和第四径向开口33c、33d可以或者直接或者通过其他在压力油导向件27上构成的基本上轴向分布的第二压力油通道34而与工作接口A、B连通。由此可以使工作接口A、B与第三和第四径向开口33c、33d偏移设置，其中，在阀门外壳22的设计方面存在其他自由度。
压力油导向件27的内部可轴向移动设置一个基本上空心圆柱体构成的控制活塞35。控制活塞35在凸轮轴侧借助一个活塞压力弹簧件36施加轴向力，其中，活塞压力弹簧件36支承在一个与弹簧支承件30整体构成的活塞弹簧支承件30和控制活塞35上。
如在图2a中所看到的那样，在控制阀20远离凸轮轴3a的面上构成一个电动调节单元37，其可以通过推杆38将控制活塞35逆活塞压力弹簧件36的力在轴向上移动。
控制活塞35作为基本上空心圆柱体的部件构成，其中，在其外壳面上构成两个通过环形槽40彼此分开的较大直径的控制段39。在此方面，第二径向开口33b在环形槽40的区域内通入压力油导向件27的内部。控制段39的外径与压力油导向件27的内径相配合，由此通过第二径向开口33b导入环形槽40内的压力油，取决于控制活塞35与压力油导向件27的相对位置，可以导向第三或者第四径向开口33c、33d并因此导向工作接口A、B。
控制活塞35的内部在凸轮轴侧通过一个轴向开口41与压力油导向件27的内部连通并另一方面通过径向开口41与中心螺栓17的外部连通。
下面详细介绍依据本发明的控制阀20的工作原理。
通过凸轮轴轴承26和径向孔25，由一个未示出的压力油泵输送的压力油可以进入环形通道24内。压力油从那里通过输送接口P进入阀门外壳22的内部，流经过滤件27a并在闭合体32的回压下进入压力油导向件27的轴向孔内。压力油随后通过第一径向开口33a、压力油通道34和第二径向开口33b导入控制活塞35的环形槽40内。取决于控制活塞35的位置，压力油现在通过第三或者第四径向开口33c、33d，流向第一或者第二工作接口A、B并从那里流向装置1的各自压力腔14、15。
从压力腔14、15回流的压力油通过各自的工作接口A、B和对应的径向开口33c、33d进入压力油导向件27的内部。通过工作接口A进入的压力油通过控制活塞35的内部和径向开口41导向未示出的内燃机100的压力油箱。通过工作接口B进入的压力油直接在远离凸轮轴3a的控制段39旁边导向压力油箱。
压力油导向件27可以如在图3所示的实施方式中那样，例如由钢、铝或者塑料整体制造。在此方面，例如压力油导向件27可以借助无切削的成型方法或者借助压力注塑法制造。
在所示的实施方式中，弹簧支承件30作为分开的部件构成，其事后固定在压力油导向件27的孔内。在此方面，例如可以设想弹簧支承件30作为无切削的变形件构成力量或者材料接合地与压力油导向件27连接。作为对此的选择，弹簧支承件30可以在压力注塑过程期间注塑到压力油导向件27内。同样可以设想弹簧支承件30与压力油导向件27整体构成。
因为无论是压力油导向件27还是阀门外壳22均相对于控制阀20的纵轴线旋转对称，所以具有优点的是具有用于防止两个部件彼此相对扭转的部件。这一点例如可以借助弹簧-槽连接43实现。弹簧-槽连接43同时用作安装辅助件，并确保压力油导向件27只能以正确的定向在阀门外壳22内部安装。
单向阀27b或过滤件27a可与压力油导向件27分开或者与其整体构成。在分开构成的情况下，提出过滤件27a和单向阀27b借助材料接合的连接，例如超声波焊接与压力油导向件27连接。
图4示出控制阀20依据本发明的另一实施方式，其中，该实施方式其他部分与图3所示的实施方式相同。与第一实施方式的区别在于，在该实施方式中压力油通道34作为凹陷处或者长槽在阀门外壳22的内表面上构成。压力油导向件27上仅构成径向开口33a-33d。
图5示出控制阀20依据本发明的另一实施方式，其中，压力油导向件27在这种情况下以一个内部和一个外部套筒形部件44、45的方式两部分构成。无论是内部还是外部套筒形部件44、45，均具有彼此定向的第三径向开口33c。第四径向开口33d仅在内部套筒形部件44内构成并通入在外部套筒形部件45上构成的第二压力油通道34内。第一径向开口33a仅在外部套筒形部件45内和第二径向开口33b仅在内部套筒形部件44内构成。无论是第一还是第二径向开口33b均通入压力油通道34内。这些压力油通道在这种情况下作为长孔46构成，其在外部套筒形部件45的外壳面上构成。压力油通道34径向向外通过阀门外壳22的内表面和径向向内通过内部套筒形部件44限制。
图5a以放大剖面图示出控制阀20图5所示实施方式的压力油导向件27，其中，剖平面与图5不同。弹簧支承件30在该实施方式中既作为分开的部件，如图5所示，或者如图5a所示与内部套筒形部件44整体构成。整体的实施方式例如可以借助无切削成型法由适当的钢板坯料制造。
在压力油导向件27图5a所示的实施方式中，过滤件27a与其分开构成，其中，过滤件27a的框架47借助材料接合的连接与压力油导向件27连接。在所示的实施方式中，过滤件27a的框架47起到未示出的闭合体32的阀座的作用。
在一种优选的实施方式中，外部套筒形部件45作为塑料压力注塑件制造，其中，由钢板加工的内部套筒形部件44在外部套筒形部件45的压力注塑过程期间由其压力注塑包封。
同样可以设想各种不同的材料配合，其中，可以考虑两个套筒形部件44、45之间力量、材料或者造型接合的连接。
通过在控制阀20的阀门外壳22与控制活塞35之间使用所提出的压力油导向件27和利用压力油导向件27在控制阀20的内部构成基本上轴向分布的压力油通道34，实际上可以实现接口A、B、P、T之间任意的供油，而没有明显增加控制阀20的轴向结构空间需求、制造开支和制造成本。所需的压力油通道34可以在压力油导向件27的成型过程期间成本适中地在其里面加工。除了实施例中所示的实施方式外，例如同样可以设想压力油通道34将排放接口T与压力油导向件27的内部连接，而压力油通过轴向输送接口P在控制活塞35内部可以或者导向工作接口A或者工作接口B。
作为对工作接口P通过第一压力油通道34与压力油导向件27连接的附加，同样可以例如像图3和3a所示，工作接口A、B通过第二压力油通道34和第三或第四径向开口33c、33d与压力油导向件27的内部连通。
通过压力油通道34在压力油导向件27与阀门外壳22之间的分界面上构成，可以进一步降低压力油导向件27的制造开支。此外，为加工压力油导向件27也可以使用其他材料例如像钢板。
在压力油导向件27与阀门外壳22之间的分界面上使用简单构成和便于制造的压力油通道34，可以产生极其不同的供油。同时明显提高设计控制阀20的单个部件例如像阀门外壳22时的自由度。
取代控制阀20的周围结构或者控制阀20本身上平时常见的复杂措施，以便将一般情况下设置在两个工作接口A、B之间的输送接口P与压力油泵连接，在该实施例中，体积流量借助低成本制造的压力油导向件27导入控制阀20内部。
特别是在中心阀的情况下，这样做的优点是，可以保留控制阀20内部得到证明的实施方式，其中，可以取消装置1的从动件3或者凸轮轴3a或者控制阀20的阀门外壳22的内部复杂和高成本的压力油输送。
压力油导向件27内构成的压力油通道34可以使接口A、B、P、T几乎任意设置在阀门外壳22上。阀门外壳22因此可与周围结构相配合而不是相反。
此外，通过其他功能与压力油导向件27一体化，例如像过滤件27a或者单向阀27b，可以提高控制阀20并因此通过控制阀20控制的装置1的应用。在此方面，成本和安装开支几乎没有由于附加功能的一体化而增加。
在相应设计压力油导向件27和阀座4a的情况下，同样可以设想无阀门外壳22的实施方式。在这种情况下，压力油通道34可以在压力油导向件27与周围结构，例如从动件3、嵌入从动件3内的凸轮轴3a或者在气缸盖或者气缸盖罩上构成的阀座之间的分界面上构成。在中心阀的情况下，必须确保控制阀20与所有压力腔的所有压力油管3c连通。这一点例如可以由此实现，即，每个压力油管3c在压力油导向件27上构成或者第三或者第四径向开口33c、33d，其中，这些径向开口33c、33d在压力油管3c的开口上定向。另一种可能性在于，仅构成一个压力油通道34，其将输送接口P与压力油导向件27的内部连接。在这种情况下，在压力油导向件27的其余圆周面上可以具有两个轴向彼此偏移设置的圆周槽，其各自一方面与第三或者第四径向开口33c、33d连通另一方面与第一或者第二压力腔14、15的压力油管3c连通。
附图标记
1     装置
1a    调整装置
1     定子
2     从动件
3a    凸轮轴
3b    环形通道
3c    压力油管
3     轮毂
4a    阀座
4b    中心孔
4     传动轮
5     叶片
6     内圆周壁
7     外圆周壁
8     侧壁
9     压力室
10    外壳
11    密封垫
12    底部
13    第一压力腔
14    第二压力腔
15    开口
16a   焊接连接
16    中心螺栓
17    容纳处
18    轮缘
19a   阶梯区域
19    控制阀
20    容纳处
21    阀门外壳
24    环形通道
25    径向孔
26    凸轮轴轴承
27    压力油导向件
27a   过滤件
27b   单向阀
28    凸肩
29    安全环
30    弹簧支承件
31    弹簧件
32    闭合体
33a   第一径向开口
33b   第二径向开口
33c   第三径向开口
33d   第四径向开口
34    压力油通道
35    控制活塞
36    活塞压力弹簧件
37    调节单元
38    推杆
39    控制段
40    环形槽
41    开口
43    弹簧-槽连接
44    内部套筒形部件
45    外部套筒形部件
46    长孔
47    框架
100   内燃机
101   曲轴
102   活塞
103   气缸
104   牵引工具传动装置
105   牵引工具传动装置
106   进气凸轮轴
107   排气凸轮轴
108   凸轮
109   凸轮
110   进气换气阀
111   排气换气阀
A     工作接口
B     工作接口
P     输送接口
T     排放接口

Claims (21)

1.控制阀(20)，用于可变调整内燃机(100)换气阀(110、111)控制时间的装置(1)，具有
-空心构成的阀门外壳(22)，其具有至少一个输送接口(P)、至少一个排放接口(T)和至少两个工作接口(A、B)，以及
-控制活塞(35)，
其特征在于，
-在所述阀门外壳(22)的内部设置空心构成的压力油导向件(27)并构成至少一个基本上在轴向上分布的压力油通道(34)，
-其中，所述压力油通道(34)被所述压力油导向件(27)至少部分环绕，
-其中，所述压力油通道(34)与至少一个所述接口(A、B、P、T)连通并通过径向开口(33b-d)与所述压力油导向件(27)的内部连通，以及
-其中，所述控制活塞(35)设置在所述压力油导向件(27)的内部。
2.按权利要求1所述的的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)的外部尺寸与阀门外壳(22)的内部尺寸相配合以及压力油通道(34)在阀门外壳(22)与压力油导向件(27)之间的分界面上构成。
3.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，装置(1)借助一个中心螺栓(17)固定在凸轮轴(3a)上且阀门外壳(22)与中心螺栓(17)整体构成。
4.按权利要求2所述的控制阀(20)，其中，至少一个压力油通道(34)作为凹陷处在阀门外壳(22)内表面上构成，其中，压力油导向件(27)的外表面径向向内限制压力油通道(34)，且压力油导向件(27)的内部通过一个在其上面构成的径向开口(33b-d)与压力油通道(34)连通。
5.按权利要求2所述的控制阀(20)，其中，至少一个压力油通道(34)作为凹陷处在压力油导向件(27)外表面上构成，其中，阀门外壳(22)的内表面径向向外限制压力油通道(34)，且压力油通道(34)通过一个在压力油导向件(27)上面构成的径向开口(33b-d)与其内部连通。
6.按权利要求2所述的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)包括至少一个内部和外部套筒形部件(44、45)以及至少一个压力油通道(34)作为长孔在压力油导向件(27)外部套筒形部件(45)的壁上构成，其中，阀门外壳(22)的内表面径向向外限制压力油通道(34)且压力油导向件(27)的内部套筒形部件(44)径向向内限制压力油通道(34)以及压力油通道(34)通过一个在内部套筒形部件(44)上构成的径向开口(33b-d)与压力油导向件(27)的内部连通。
7.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)整体并由钢构成。
8.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)整体并由塑料构成。
9.按权利要求6所述的控制阀(20)，其中，内部套筒形部件(44)与外部套筒形部件(45)分开制造并借助力量或者造型接合的连接或者粘接连接与其连接。
10.按权利要求6所述的控制阀(20)，其中，外部套筒形部件(45)作为压力注塑件制造和内部套筒形部件(44)作为内装件构成，其在外部套筒形部件(45)的压力注塑过程期间由其压力注塑包封。
11.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，压力油通道(34)将输送接口(P)与压力油导向件(27)的内部连接。
12.按权利要求11所述的控制阀(20)，其中，控制阀(20)的内部与压力油通道(34)逆流设置一个单向阀(27b)。
13.按权利要求11所述的控制阀(20)，其中，控制阀(20)的内部与压力油通道(34)逆流设置一个过滤件(27a)。
14.按权利要求12所述的控制阀(20)，其中，单向阀(27b)具有一个由弹簧件(31)施加力的闭合体(32)，其中，弹簧件(31)支承在一个与压力油导向件(27)整体构成的弹簧支承件(30)上。
15.按权利要求12所述的控制阀(20)，其中，单向阀(27b)具有一个由弹簧件(31)施加力的闭合体(32)、一个弹簧支承件(30)和一个阀座，其中，至少弹簧支承件(30)或者阀座作为与压力油导向件分开的部件构成。
16.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，具有活塞压力弹簧件(36)，其在轴向上向控制活塞(35)施加力，其中，该活塞压力弹簧件支承在与压力油导向件(27)整体构成的活塞弹簧支承件(30)上。
17.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，具有一个活塞压力弹簧件(36)，其在轴向上向控制活塞(35)施加力，其中，该活塞压力弹簧件支承在与压力油导向件(27)分开构成的活塞弹簧支承件(30)上。
18.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，既有活塞弹簧支承件(30)也有与其整体构成的弹簧支承件(30)。
19.按权利要求12或13所述的控制阀(20)，其中，过滤件(27a)和/或单向阀(27b)的部件材料接合地与压力油导向件(27)连接。
20.按权利要求1所述的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)与阀门外壳(22)位置固定地设置在阀门外壳(22)的内部。
21.按权利要求20所述的控制阀(20)，其中，压力油导向件(27)上和阀门外壳(22)上具有造型接合的部件(43)，用于压力油导向件(27)与阀门外壳(22)的轴向定位和/或其在圆周方向上位置固定的定位。
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