CN101415912B - 换气门致动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将驱动运动传递给至少一个换气门(10a)的换气门致动装置，该换气门致动装置包括内燃机制动单元(11a；11b；11c；11d；11e)，该制动单元包括至少一个执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)。本发明提出：该换气门致动装置包括锁止单元(13a；13b；13c；13d；13e)，该锁止单元用于从执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)的一特定位置起克服反作用力(14a；14b；14c；14d；14e)锁止执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)。

Description

换气门致动装置

技术领域

本发明涉及一种用于将驱动运动传递给至少一个换气门的换气门/换气阀致动装置。 

背景技术

由DE 693 29 064 T2已知一种这一类型的用于将驱动运动传递给换气门并具有一内燃机制动单元的换气门致动装置，该装置具有一液压执行机构。为了避免不希望的很大的力，内燃机制动单元具有一过压阀。 

发明内容

本发明的目的特别是，提供一种换气门致动装置，该换气门致动装置设计成在运行时对冲击/脉冲不敏感，其中仍然能够有利地避免不希望的很大的力。所述目的通过具有如下特征的换气门致动装置来实现：该换气门致动装置包括内燃机制动单元，该内燃机制动单元包括至少一个执行机构，该换气门致动装置包括锁止单元，该锁止单元设置成用于从执行机构的一特定位置起克服反作用力锁止执行机构；其中，所述执行机构由可液压致动的执行活塞构成；其中，所述锁止单元设计成液压式的；其中，压力介质能经由输入通道流入位于执行机构下方的压力腔；其中，所述锁止单元具有至少一个旁路，经由所述旁路压力介质能够从压力腔一直流动到执行机构的所述特定位置；在锁止单元锁止的状态下所述旁路连接输入通道与压力腔；或者所述执行机构封闭所述旁路。其中本发明的其它实施形式可以由以下所述内容得到。 

本发明涉及一种用于将驱动运动传递给至少一个换气门并具有含至少 一个执行机构的内燃机制动单元的换气门致动装置。 

(本发明)提出，换气门致动装置具有锁止单元，该锁止单元设置成用于从执行机构的一特定位置起克服反作用力/反力锁止执行机构。在锁止前，借助于锁止单元能够允许调整执行机构，并可以避免：执行机构紧接在内燃机活塞的上止点之前完全移出以及由于气缸压力高而导致不希望的很大的力。此外当执行机构被锁止时，可以可靠地避免执行机构在出现冲击时的不希望的移动/调整，因此特别是即使在高转速时也可以达到有利的制动效果。这里“设置”应该特别是理解为专门设计和/或构造。 

如果执行机构由可液压致动的执行活塞(执行器活塞)构成和/或如果 锁止单元设计成液压式的，则对于通常出现的很大的力，该锁止单元可以构造成特别是结构简单和经济的。“设计成液压式的锁止单元”应该特别是理解为利用液压流体进行锁止的单元。 

为了在锁止之前将力限制成希望的大小，可以设想本领域技术人员认为合适的各种不同的机构，例如限压阀或特别有利地至少一个旁路，经由所述旁路压力介质能够一直流到执行机构的特定位置，从而可以以结构简单的方式避免不希望的很大的力以及以结构简单的方式实现锁止单元。特别是能够借助于相应的实施形式省去特别精确地构造的限压阀和受此限制的成本。 

如果在所述旁路内设置至少一个限压阀，则可以有利地通过所述旁路至少是减小损失。 

在本发明另一种实施形式中提出，旁路至少部分地设置在执行机构内，由此可以以特别是节省空间的方式内置所述旁路。 

此外提出，换气门致动装置具有至少一个蓄能单元，所述蓄能单元设置成用于在执行机构的补偿运动期间存储能量。通过相应的构型，可以在多个工作循环期间(特别是在超过720°曲轴(角)期间)实现执行机构的移出，特别是总体上能够在第一补偿运动后使执行机构能够特别迅速地移出。总体上可以减小内燃机制动单元的起动时间。 

优选地，蓄能单元由一液压式蓄压单元构成，由此所述蓄能单元可以以结构简单的方式实现，也就是说特别地，如果执行机构由一可液压致动的执行活塞构成和/或锁止单元设计成液压式的。联系上下文，“液压式蓄压单元”应该特别是理解为其中可存储特别是处于压力下的液压压力介质的存储单元。 

如果蓄能单元具有至少一个机械式弹性元件，则所述蓄能单元可以以结构简单和可变通的方式构造。 

如果弹性元件至少部分地设置在执行机构内，则又能够另外地节省结构空间。

附图说明

其它优点由以下对附图的说明得到。附图中示出本发明的实施例，说明书和权利要求书包含大量特征组合。本领域的技术人员适合于单独考虑这些特征以及将所述特征组合成适当的其它组合。 

附图中： 

图1示出换气门致动装置的各个零件， 

图2示出换气门致动装置的内燃机制动单元的处于无效(不起作用)位置的执行单元， 

图3示出图2中的执行单元，其中执行机构部分移出， 

图4示出图2中的执行单元，其中执行机构完全移出， 

图5示出一可选的执行单元，该执行单元带有部分内置在执行机构中的旁路， 

图6示出一可选的执行单元，该执行单元带有蓄能单元， 

图7示出一可选的执行单元，该执行单元带有内置在执行机构内的蓄能单元，和 

图8示出一可选的执行单元，该执行单元带有内置在执行机构内的蓄能单元。 

具体实施方式

图1示出一内燃机换气门致动装置的各个零件，该换气门致动装置用于将驱动运动传递给换气门10a，其中仅示出一个换气门10a。换气门致动装置包括带有排气凸轮20a和内燃机制动单元11a的制动凸轮21a的凸轮轴19a。排气凸轮20a作用在排气门摇臂22a的第一端部上，该排气门摇臂可枢转地支承在摇臂轴23a上并以第二端部作用在用作排气门的换气门10a上。 

制动凸轮21a在内燃机制动单元11a的制动摇臂24a区域内安装在凸轮轴19a上。制动摇臂24a同样可枢转地支承在摇臂轴23a上，并在制动器不工作时可相对于制动摇臂24a枢转。

制动摇臂24a在其朝向换气门10a的端部上具有一横杆25a，该横杆横向于制动摇臂24a或平行于摇臂轴23a朝向制动摇臂24a的方向安装在该制动摇臂的下方。在横杆25a和制动摇臂24a之间设置一带有执行机构12a的执行单元(图1和2)，该执行机构12a由可液压致动的执行活塞构成。执行机构12a安装在执行单元的壳体26a内。 

根据本发明，执行单元具有设计成液压式的锁止单元13a，该锁止单元用于从执行机构12a的一特定位置起克服反作用力14a锁止执行机构12a。锁止单元13a具有由在壳体26a中形成的通道构成的旁路15a，经由该旁路15a压力介质可流出到执行机构12a的特定位置。 

在起动制动操作之前，执行机构12a由于作用在执行机构12a上的重力或由于弹簧(未示出)的力而处于下部位置。与制动凸轮21a无关地，换气门10a由排气凸轮20a经由排气门摇臂22a打开，并由朝向换气门10a的关闭方向作用的阀弹簧(未详细示出)关闭。 

如果起动制动操作，便通过增加压力来切换二位二通换向阀45a，压力介质经由二位二通换向阀45a的止回阀30a和一输入通道27a流入执行机构12a下方的压力腔28a中，使执行机构12a从壳体26a中移出(图3)。 

如果在执行机构12a几乎完全移出之前经由执行单元连接摇臂22a、24a，使得由制动凸轮21a带来的力经由制动摇臂24a作用在执行单元上，结果反作用力14a作用在执行机构12a上，压力介质便可以经由输入通道27a和旁路15a从压力腔28a排出，使得执行机构12a可沿反作用力14a的作用方向进行补偿运动，由此避免在换气门致动装置内(出现)不希望的很大的力。为了经由旁路15a避免在执行机构12a于连接摇臂22a、24a之前移出时的不希望的损失，在旁路15a内设置有一限压阀16a。在执行机构12a移出时，限压阀16a在没有反作用力或没有显著的反作用力的情况下关闭，该限压阀16a在执行机构12a移出时在略高于内燃机输入通道27a内的最大系统压力的压力下打开，或者在执行机构12a移出期间摇臂22a、24a被连接时打开。但是原则上也可以考虑，不设置相应的限压阀16a的旁路。

如果在经由执行单元连接摇臂22a、24a以及由制动凸轮21a引起的力经由制动摇臂24a作用在执行单元上并由此使反作用力14a作用在执行机构12a上之前，执行机构12a便完全移出，则借助于锁止单元13a锁止执行机构12a，也就是说，通过使旁路15a在两端与压力腔28a连接或者旁路15a将压力腔28a与输入通道27a连接，从而防止了压力介质经由旁路15a流出(图4)。在完全移出的状态下，执行机构12a以其导向凸缘29a贴靠在一止挡部31a上。 

如果由制动凸轮21a引起的开启力经由制动摇杆24a作用在执行单元上，则止回阀30a关闭，开启力可以经由执行单元和横杆25a传递到排气门摇臂22a上，并经由排气门摇臂22a传递给换气门10a，换气门10a可以在由制动凸轮21a预定的曲轴转角处开启。 

如果停止制动功能，则二位二通换向阀45a上游的压力下降，二位二通换向阀45a在弹性元件46a的弹性力的驱动下退回到起始位置，使得压力介质能够经由输入通道27a和二位二通换向阀45a从压力腔28a流出。 

以这样的方法设定输入通道27a和旁路15a的尺寸，使得对于在运行时可能出现的压力介质温度或油温以及在运行时可能出现的内燃机转速，执行机构12a都能够在一个工作循环内(减去换气门10a的开启时间)完全移出。 

在图5至8中示出可选实施例。基本上保持相同的构件、特征和功能原则上以相同的附图标记表示。然而，为了区分各实施例，在各实施例的附图标记中加上字母a至e，下面的说明主要限于与图1至4中的实施例的不同之处，其中对于保持相同的构件、特征和功能可以参见对图1至4中的实施例的说明。 

图5中示出一带有锁止单元13b的可选执行单元，该锁止单元13b具有部分地设置在执行机构12b内的旁路15b。在执行机构12b完全移出之前，压力介质可经由旁路15b从压力腔28b中流出。如果执行机构12b完全移出，那么旁路15b的位于执行单元壳体26b内的通道段15b’经由执行机构12b的导向凸缘29b对外界封闭，旁路15b的通道段15b”通过一止 挡部31b对外界封闭，执行机构12b被锁止。 

图6中示出一带有锁止单元13c的可选执行单元，该锁止单元13c具有部分地设置在执行机构12c内的旁路15c。另外，执行单元还具有由液压式蓄压单元构成的蓄能单元17c，该蓄能单元用于在执行机构12c的补偿运动期间存储能量。蓄能单元17c在执行单元壳体26c的环形腔32c内具有由螺旋压缩弹簧构成的机械式弹性元件18c，该弹性元件以第一端部支承在构成止挡部31c的构件上，以第二端部支承在弹簧挡板33c上。弹簧挡板33c在背离弹性元件18c的方向上通过一夹紧盘34c固定，并可在环形腔32c内克服弹性元件18c的弹性力朝向弹性元件18c的方向移动。在这种情况下，在止挡部31c内的止挡面(未详细示出)防止弹性元件18c被完全压缩。 

在起动制动操作之前，执行机构12c由于作用在执行机构12c上的重力或由于弹簧(未示出)的力而处于其下部位置。 

如果起动制动操作，则压力介质经由输入通道27c流入执行机构12c下方的压力腔28c内，使执行机构12c从壳体26c中移出(图6)。 

如果在执行机构12c几乎完全移出之前经由执行单元连接对应于图1至4中的实施例的摇臂，使得由制动凸轮引起的力经由制动摇臂作用在执行单元上，结果反作用力14c作用在执行机构12c上，使压力介质能够经由旁路15c从压力腔28c流入形成蓄压腔的环形腔32c中。在这种情况下，弹簧挡板33c克服弹性元件18c的弹性力移动，执行机构12c在反作用力的作用方向上进行补偿运动，由此避免了不希望的很大的力。如果反作用力14c又消失，则弹性元件18c松弛并将压力介质从环形腔32c推回到压力腔28c内，由此使执行机构12c特别迅速地再次移出到其在连接摇臂之前所处的位置。执行机构12c可以继续移出直到下一次连接摇臂为止。特别是可以在多个工作循环期间，实现执行机构12c的反复移出。 

如果执行机构12c完全移出，则执行机构12c被锁止单元13c锁止，也就是说，通过借助于执行机构12c的导向凸缘29c关闭旁路15c的通道段15c’以及借助于止挡部31c关闭旁路15c的通道段15c”，从而阻止压力 介质经由旁路15c从压力腔28c流入环形腔32c。为了避免由于泄漏而在弹性元件18c的区域内增加压力，环形腔32c经由通道35c与邻接执行单元的空腔相连接。 

图7示出带有锁止单元13d的可选执行单元，该锁止单元13d具有部分地设置在执行机构12d内的旁路15d。另外，执行单元还具有由液压式蓄压单元构成的蓄能单元17d，该蓄能单元用于在执行机构12d的补偿运动期间存储能量。在执行机构12d内，在弹簧腔36d中，蓄能单元17d具有由螺旋压缩弹簧构成的机械式弹性元件18d，该弹性元件以第一端部支承在执行机构的底面上，以第二端部支承在一弹簧挡板33d上。弹簧挡板33d在背离弹性元件18d的方向上通过一夹紧盘34d固定，并可在环形腔32d内克服弹性元件18d的弹性力朝向弹性元件18d的方向移动。在这种情况下，在执行机构12d内的止挡部(未详细示出)防止弹性元件18d被完全压缩。 

在起动制动操作之前，执行机构12d由于作用在执行机构12d上的重力或由于弹簧(未示出)的力而处于其下部位置。 

如果起动制动操作，压力介质便通过输入通道27d流入执行机构12下方或弹簧挡板33d下方的压力腔内，使执行机构12d从壳体26d中移出(图7)。 

如果在执行机构12d几乎完全移出之前经由执行单元连接对应于图1至4中的实施例的摇臂，使得由制动凸轮引起的力经由制动摇臂作用在执行单元上，结果反作用力14d作用在执行机构12d上，弹性元件18d被压缩，压力介质可以经由旁路15d从弹簧腔36d流出，也就是说，经过在执行机构12d内的通道段15d’、经过在执行机构12d与壳体26d之间的环形腔15d”，经过在壳体26d内的通道段15d”’。在此过程中，弹簧挡板33d克服弹性元件18d的弹性力移动，执行机构12d在反作用力的作用方向上进行补偿运动，由此避免了不希望的很大的力。如果反作用力14d又消失，则弹性元件18d松弛，并将执行机构12d再次推动到其在连接摇臂之前的位置。在这种情况下，能够特别是经由旁路15d抽吸空气。执行机构12d 可以继续移出直到下一次连接摇臂为止。 

如果执行机构12d完全移出，则执行机构12d被锁止单元13d锁止，也就是说，通过借助于执行机构12d的导向凸缘29关闭旁路15d或通道段15d”’，从而阻止压力介质经由旁路15d从弹簧腔36d流出。另外，当执行机构12d完全移出时，弹簧腔36d经由通道37d与输入通道27d相连接，从而在运行时通过泵效应将在残留的空气排出弹簧腔36d，弹簧腔36d完全充满来自输入通道27d的液压压力介质，可通过液压压力介质锁止执行机构12d。 

图8示出带有锁止单元13e的可选执行单元，该锁止单元13e具有旁路15e。另外，执行单元还具有由液压式蓄压单元构成的蓄能单元17e，该蓄能单元用于在执行机构12e的补偿运动期间存储能量。在执行机构12e内，在弹簧腔36e中，蓄能单元17e具有由螺旋压缩弹簧构成的机械式弹性元件18e，弹性元件以朝向执行机构12e的摇臂支承面的第一端部支承在弹簧挡板33e上，该弹簧挡板支承于执行机构12e内，弹性元件以第二端部支承在固定于执行机构12e内的盖板38e上。弹簧挡板33e通过执行机构12e的台肩39e在背离弹性元件18e的方向上固定，并可在执行机构12e内克服弹性元件18e的弹性力朝向弹性元件18e的方向移动。在这种情况下，在盖板38e内止挡部(未详细示出)防止弹性元件18e被完全压缩。 

在起动制动操作之前，执行机构12e由于作用在执行机构12e上的重力或由于弹簧(未示出)的力而处于其下部位置。 

如果起动制动操作，压力介质便通过输入通道27e流入执行机构12下方或盖板38e下方的压力腔内，使执行机构12e从壳体26e中移出(图8)。 

如果在执行机构12e几乎完全移出之前经由执行单元连接对应于图1至4中的实施例的摇臂，使得由制动凸轮引起的力经由制动摇臂作用在执行单元上，结果反作用力14e作用在执行机构12e上，弹性元件18e被压缩，压力介质可以经由输入通道27e和旁路15e从压力腔28e流入执行机构12e内的压力腔40e内。在此过程中，弹簧挡板33e克服弹性元件18e的弹性力移动，执行机构12e在反作用力的作用方向上进行补偿运动，由 此避免了不希望的很大的力。如果反作用力14e又消失，则弹性元件18e松弛，压力介质经由旁路15e和输入通道27e从压力腔40e进入压力腔28e，并将执行机构12e再次推动到其在连接摇臂之前的位置。执行机构12e可以继续移出直到下一次连接摇臂为止。为了避免由于泄漏而在弹簧腔36e内增加压力，弹簧腔36e经由通道41e、环形腔42e和通道43e与邻接于执行单元的空腔相连接。 

如果执行机构12e完全移出，则执行机构12e被锁止单元13e锁止，也就是说，通过借助于执行机构12e的导向凸缘29e关闭旁路15e，从而阻止压力介质经由旁路15e从压力腔28e流入执行机构12e内的压力腔40e。另外通过执行机构12e的导向凸缘44e关闭通道43e。 

附图标记列表 

10     换气门 

11     内燃机制动单元 

12     执行机构 

13     锁止单元 

14     反作用力 

15     旁路 

16     限压阀 

17     蓄能单元 

18     弹性元件 

19     凸轮轴 

20     排气凸轮 

21     制动凸轮 

22     排气门摇臂 

23     摇臂轴 

24     制动摇臂 

25     横杆

26     壳体 

27     输入通道 

28     压力腔 

29     导向凸缘 

30     止回阀 

31     止挡部 

32     环形腔 

33     弹簧挡板 

34     夹紧盘 

35     通道 

36     弹簧腔 

37     通道 

38     盖板 

39     台肩 

40     压力腔 

41     通道 

42     环形腔 

43     通道 

44     导向凸缘 

45     二位二通换向阀 

46     弹性元件

Claims (7)

1.一种用于将驱动运动传递给至少一个换气门(10a)的换气门致动装置，该换气门致动装置包括内燃机制动单元(11a；11b；11c；11d；11e)，该内燃机制动单元包括至少一个执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)，

该换气门致动装置包括锁止单元(13a；13b；13c；13d；13e)，该锁止单元设置成用于从执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)的一特定位置起克服反作用力(14a；14b；14c；14d；14e)锁止执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)；

其中，所述执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)由可液压致动的执行活塞构成；

其中，所述锁止单元(13a；13b；13c；13d；13e)设计成液压式的；

其中，压力介质能经由输入通道(27a；27b；27c；27d；27e)流入位于执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)下方的压力腔(28a；28b；28c；28d；28e)；

其特征在于，

所述锁止单元(13a；13b；13c；13d；13e)具有至少一个旁路(15a；15b；15c；15d；15e)，经由所述旁路(15a；15b；15c；15d；15e)压力介质能够从压力腔(28a；28b；28c；28d；28e)一直流动到执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)的所述特定位置；

在锁止单元(13a；13b；13c；13d；13e)锁止的状态下所述旁路(15a)连接输入通道(27a)与压力腔(28a)；或者所述执行机构(12a；12b；12c；12d；12e)封闭所述旁路(15b；15c；15d；15e)。

2.根据权利要求1所述的换气门致动装置，

其特征为：

在所述旁路(15a；15b)内设置至少一个限压阀(16a；16b)。

3.根据权利要求1或2所述的换气门致动装置，

其特征为：

所述旁路(15b；15c；15d)至少部分地设置在执行机构(12b；12c；12d)内。

4.根据权利要求1所述的换气门致动装置，

其特征为：

至少一个蓄能单元(17c；17d；17e)，所述蓄能单元设置成用于在执行机构(12c；12d；12e)的补偿运动期间存储能量。

5.根据权利要求4所述的换气门致动装置，

其特征为：

所述蓄能单元(17c；17d；17e)由液压式蓄压单元构成。

6.根据权利要求4或5所述的换气门致动装置，

其特征为：

所述蓄能单元(17c；17d；17e)具有机械式弹性元件(18c；18d；18e)。

7.根据权利要求6所述的换气门致动装置，

其特征为：

所述弹性元件(18d；18e)至少部分地设置在执行机构(12d；12e)内。

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