CN101435353B - 具有液压可变的阀动装置的内燃机的气缸头的液压单元 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有液压可变的阀动装置(1)的内燃机的气缸头(2)的液压单元(5)。在该液压单元中构成有高压室(11)、中压室(12)、以及附加的用作压力介质储存装置的低压室(16)。所述低压室仅通过节流口(17)与所述中压室连通，其中，所述节流口贯通分布在所述低压室与所述中压室之间的分隔壁(18)。

Description

具有液压可变的阀动装置的内燃机的气缸头的液压单元
技术领域
本发明涉及一种具有液压可变的阀动装置的内燃机的气缸头的液压单元，该液压可变的阀动装置包括：
·至少一个驱动侧的探测器单元，
·至少一个操作换气阀门的、从动侧的接收器单元，
·至少一个中压室，
·至少一个高压室，其为传输而布置在所配属的探测器单元与所配属的接收器单元之间并可以通过所配属的液压阀与所配属的中压室连接，以及
·液压壳体，其具有壳体下部和壳体上部，
其中，至少探测器单元、接收器单元、高压室、液压阀和中压室连同液压壳体从属于可装配在气缸头上的液压单元。
背景技术
这类液压单元由视作同类构成的DE 10200608676A1在先公开。
在那里所提出的液压单元中，所有主要的、对于液压可变地将凸轮升程传递到换气阀门所需的组件都集中在共同的液压壳体中。该液压壳体由壳体下部和将壳体下部封闭的壳体上部组成，在壳体下部中容纳有开头所述的组件并分布有压力室。壳体下部非常构造紧凑地构成，另外，壳体上部是一个基本平的板件，从而总的来说每个中压室都被限制为相应小的容积。
然而，小容积的中压室会在内燃机启动过程中带来问题，尤其是当外界温度较低并且内燃机停机较久的时候。这归咎于，在启动过程期间内燃机的液压介质供给装置尚未将足够的压力介质流输送到中压室中，并且只是存留在中压室中的、并且此外在低温下收缩的液压介质体积对于充分地再度充满随之扩张的高压室而言是不够大的。这一问题对于以较短时间顺序重复的启动过程而言显得尤为强烈，因为在这种情况下中压室中液压介质消耗要大于由内燃机的液压介质供给装置后来输送的体积。这种多次的启动过程例如对于在出租车落车点的出租车而言是典型的。
从开头引用的出版文献出发，这一问题即使通过在配有相应的型腔的壳体上部的方向上扩大中压室的方式也只能被有限地弱化，因为即使在这种情况下仍不会可靠地避免在中压室中形成气泡以及避免气泡被吸入到扩张的高压室中。
发明内容
因此，本发明的任务在于，对开头所述类型的液压单元进行如此改进，从而以简单的手段排除所述的缺点。因此，在紧凑地构成具有容积受到相应界定的中压室的液压壳体的情况下，确保在内燃机启动过程中以液压介质持续可靠地并充足地再度充满进行扩张的高压室。
该任务的解决方案由一种具有液压可变的阀动装置的内燃机的气缸头的液压单元给出。该液压可变的阀动装置包括：至少一个驱动侧的探测器单元；至少一个操作换气阀门的、从动侧的接收器单元；至少一个中压室；至少一个高压室，其为传输而布置在所配属的探测器单元与所配属的接收器单元之间并可以通过所配属的液压阀与所配属的中压室连接；以及液压壳体，其具有壳体下部和壳体上部。至少探测器单元、接收器单元、高压室、液压阀和中压室连同液压壳体从属于可装配在气缸头上的液压单元。在壳体上部内构成有用作液压介质储存装置的低压室，其中该低压室只通过至少一个节流口与中压室连通，并且其中该节流口贯通分布在该低压室与该中压室之间的分隔壁。分隔壁为以三明治构成方式由壳体部件组装的液压壳体的壳体中间部分。
通过分布在壳体上部中的低压室一方面可以使得在内燃机启动期间所需的用于高压室的液压介质储存装置得到扩大，另一方面可以最大程度地排除开头所叙述的吸入气泡的风险。后者通过把低压室与高压室分隔开来的分隔壁实现，从而在内燃机停机期间并且在此对于冷却的并进而收缩的液压介质而言通过从低压室中再次吸入液压介质的方式阻止中压室中气泡的形成。
此外，在相对于重力倾斜地将液压单元安装在内燃机中和/或将液压单元与内燃机一起安装的情况下做出如下设置，即节流口分布在分隔壁的地形位置上较深的位置上。这样做保证，即使在低压室例如由于很低的外界温度和相应强烈收缩的液压介质的缘故而可能仅被少量填充的时候也能把液压介质从低压室出来再无气泡地吸入到中压室中。
在本发明的其它优选构造方案中，壳体上部应设有至少一个通到气缸头中的用于低压室的排气口。从而在内燃机工作期间从中压室通过节流口分离到低压室中的气泡持续地从液压单元散逸到气缸头的内部。
尤其鉴于在短时序内的多次的启动过程而言，高压室的整个再度充满过程的可靠性可以通过(VL+VM)/VH≥2的压力室容积关系得到提高，其中VL是低压室的容积，VM是中压室的容积，VH是高压室的容积。换句话说，用来再度填充高压室所用的压力介质储存装置至少应该是高压室的两倍大，这样做对于如下的阀动装置而言当然是重要的，在所述阀动装置中两个用于同时操作两个换气阀门的接收器单元与单独的探测器单元保持连接。
可选地当然也可以设置为在壳体上部由一个部件构成的分隔壁，那么这样的壳体上部便例如可以通过内高压变形的方式制成。
对于液压壳体的前面提到的三明治构造方式而言，壳体上部应当至少在与壳体中间部分的接触区域内涂覆有由弹性材料制成的密封机构。这种阻止低压室空转的密封机构可以是局部地压印或喷注在壳体上部的密封面上的弹性密封垫，或者是全面地涂覆在壳体上部上的弹性涂层。可选地，当然在壳体上部与壳体中间部分之间设置例如以纸质密封件为形式的独立密封垫也是可能的。
在本发明的其它构造方案中，壳体上部可以以深冲法由铝材或钢材制成，或者以注塑成型法由塑料制成。
最后，只要是可行的并且是适当的，本发明的前面所述的特征和构造方案应当也能够任意地相互组合。
附图说明
本发明的其它特征由下面的描述以及示有发明实施例的附图得出。如果未有其它说明，相同的或者功能等同的特征或组件标有相同的附图标记。其中：
图1示出液压可变的阀动装置的示意图；
图2以透视图示出根据本发明的液压单元；
图3示出图2所示液压单元的截面图。
具体实施方式
在图1中示意性地公开了液压可变的阀动装置1的原理结构和属于本发明的特征。为了便于理解发明而示出内燃机气缸头2的主要截取部分，包括凸轮轴的凸轮3和在关闭方向上被施以弹簧力的换气阀门4。阀动装置1的可变性借助布置在凸轮3与换气阀门4之间的液压单元5产生，液压单元5包括下述部件：
-驱动侧的探测器单元6，其在这里的形式是被凸轮3驱动的泵冲杆7；
-从动侧的接收器单元8，其在这里的形式是直接操作换气阀门4的接收器活塞9；
-可控液压阀10，其在这里的形式是电磁式2位2通的分配阀；
-在探测器单元6与接收器单元8之间分布的高压室11，当液压阀10打开时，液压介质可以从高压室11流出进入到中压室12；
-连接到中压室12的压力存贮器13，压力存贮器13具有被施以弹簧力的补偿活塞14；
-向着中压室12打开的逆止阀15，液压单元5通过逆止阀15连接到内燃机的液压介质循环中以及
-根据本发明，用作液压介质储存装置的低压室16，低压室16仅通过在分布在低压室16与中压室12之间的分隔壁18内的节流口17连接到中压室12上。
液压阀动装置1的众所周知的工作原理可以概括为，在探测器单元6与接收器单元8之间的高压室11起到液压导杆的作用，其中，在忽略泄漏的情况下，与凸轮3的冲程成比例的、被泵冲杆7挤压的液压容腔依赖于液压阀10的开启时间点和开启持续时间地分成加载接收器活塞9的第一分容腔和向中压室12连同向压力存贮器13中进行排流的第二分容腔。由此换气阀门4的控制时间和冲程高度都能够充分可变地调节。
正如在后面的图2和3中明确地示出的那样，液压单元5具有作为另一主要组件的共同的液压壳体19，从而液压单元5可以作为预先装配的并有可能已经充入液压介质的结构单元装配到内燃机的气缸头2中。由图2以整体视图示出为4缸直列发动机而实施的液压单元5。以三明治构造方式组装的液压壳体19由壳体下部20、作为壳体中间部分21构成的分隔壁18、和壳体上部22组成。壳体部件20、21、22在各不同的旋拧点23上液压密封地彼此旋紧，而壳体下部20则具有单独的旋拧点24以用于使得整个液压单元5固定在内燃机的气缸头2中。
四个探测器单元6分别包括容纳在壳体下部20内的支撑元件25、在支撑元件25上转动支承的牵引杆26(牵引杆26具有可枢转运动地支承的、用于实现低摩擦的凸轮接触的滚子27)、以及在这里被牵引杆26操作的并在回冲程方向上被施以弹簧力的泵冲杆7。从壳体中间部分21伸出的卡箍28用作当液压单元5未装配在气缸头2中时用于牵引杆26的防脱失元件。液压单元5另外还被如此构成，使得每个探测器单元6都与两个接收器单元8共同作用。换句话说，对于每对作用相同的内燃机气缸的换气阀门4，也就是进气阀或出气阀而言只需要一个凸轮3和一个探测器单元6，其中，被泵冲杆7挤压的液压容腔同时加载这两个接收器单元8。在液压单元5的与探测器单元6对置的侧面上可以看到分别配属于探测器单元6和所述两个接收器单元8的、具有电连接插头29的液压阀10，其中，在未通电情况下打开的液压阀10以已知的而并未在这里详细示出的方式固定在壳体下部20内的阀门容纳处中。
已在图2中以壳体上部22弯拱部而可被辨识的低压室16由在图3所示的液压单元5截面更为清晰地示出。在该截面中还示出连接到中压室12上的、具有被施以弹簧力的补偿活塞14的压力存贮器13。将低压室16与中压室12连接的节流口17被如此布置，使得节流口17分布在相对于重力g倾斜地安装在内燃机中的和/或与内燃机一起安装的液压单元5的壳体中间部分21的地形位置上较深的位置上。如开始所述的那样，由此可以确保仅无气泡的液压介质从低压室16出来再被吸入到中压室12中。尽管图3中只示出了一个节流口17，但是每个中压室12同样可以通过两个或多个节流口17与所述的低压室16连通。反过来也可以考虑，给每个中压室12配设两个或多个彼此独立的低压室16。
在内燃机运转期间通过节流口17从中压室12到达低压室16的气泡可以通过分布在壳体上部22内的、并通入气缸头2中的排气口30被分离到气缸头2的内部。
为了阻止低压室16中尤其在内燃机停机阶段期间的液压介质损失，壳体上部22涂覆有在这里未详细示出的由弹性材料制成的密封机构。在所示实施例中，该覆层并不只局限于与壳体中间部分21的接触区域，而是也位于在这里以深冲法由钢板制成的壳体上部22的整个表面上。
如最后借助结合图1的概述所说明的是，标有VL的低压室16容积一方面在考虑气缸头2中可用构造空间的情况下配置，另一方面鉴于始终充足的液压介质储存装置而尽可能大地配置。这意味着(VL+VM)与VH的容积比的值最小为2，VM表示由液压阀10、压力存贮器13、分隔壁18、和逆止阀15界定的中压室12的容积，以VH表示由探测器单元6、由一个或多个接收器单元8、以及由液压阀10界定的高压室11的容积。
附图标记
1阀动装置
2气缸头
3凸轮
4换气阀门
5液压单元
6探测器单元
7泵冲杆
8接收器单元
9接收器活塞
10液压阀
11高压室
12中压室
13压力存贮器
14补偿活塞
15逆止阀
16低压室
17节流口
18分隔壁
19液压壳体
20壳体下部
21壳体中间部分
22壳体上部
23旋拧点
24旋拧点
25支撑元件
26牵引杆
27滚子
28卡箍
29液压阀的连接插头
30排气口

Claims (7)

1.具有液压可变的阀动装置(1)的内燃机的气缸头(2)的液压
单元(5)，所述液压可变的阀动装置包括：
·至少一个驱动侧的探测器单元(6)，
·至少一个操作换气阀门(4)的、从动侧的接收器单元(8)，
·至少一个可控的液压阀(10)，
·至少一个中压室(12)，
·至少一个高压室(11)，所述高压室(11)为传输而设置在所配属的探测器单元(6)与所配属的接收器单元(8)之间并可以通过所配属的液压阀(10)与所配属的中压室(12)连接，
·液压壳体(19)，所述液压壳体(19)具有壳体下部(20)和壳体上部(22)，
其中，至少所述探测器单元(6)、所述接收器单元(8)、所述高压室(11)、所述液压阀(10)和所述中压室(12)连同所述液压壳体(19)从属于可装配在所述气缸头(2)上的所述液压单元(5)，其中，在所述壳体上部(22)中构成有用作液压介质储存装置的低压室(16)，所述低压室(16)仅通过至少一个节流口(17)与所述中压室(12)连通，所述节流口(17)贯通分布在所述低压室(16)与所述中压室(12)之间的分隔壁(18)，其特征在于，所述分隔壁(18)为以三明治构成方式由壳体部件(20，21，22)组装的所述液压壳体(19)的壳体中间部分(21)。
2.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，在所述液压单元(5)相对于重力倾斜地安装在内燃机中或者相对于重力倾斜地与内燃机一起安装的情况下，所述节流口(17)分布在所述分隔壁(18)的较深的位置上。
3.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，所述壳体上部(22)设有至少一个通到所述气缸头(2)中的、用于所述低压室(16)的排气口(30)。
4.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，所述低压室(16)具有容积VL，所述中压室(12)具有容积VM，以及所述高压室(11)具有满足容积关系(VL+VM)/VH≥2的容积VH。
5.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，所述壳体上部(22)至少在与所述壳体中间部分(21)的接触区域中涂覆有由弹性材料制成的密封件机构。
6.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，所述壳体上部(22)以深冲法由铝材或钢材制成。
7.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，所述壳体上部(22)以注塑成型法由塑料制成。
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