CN101784759B - 内燃机气门机构变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有变换单元(36，36a)的内燃机气门机构变换装置。本发明提出变换单元(36，36a)具有执行单元(38，38a)，该执行单元设置成基于至少一个信号执行第一切换过程，然后与电子评价无关地执行第二切换过程。

Description

内燃机气门机构变换装置

技术领域

本发明涉及一种用于具有可轴向移位的分部件的凸轮轴的内燃机气门机构变换装置，其具有变换单元，所述变换单元具有执行单元，所述执行单元具有至少两个切换单元，所述至少两个切换单元设计成凸轮轴的可轴向移位的分部件，该凸轮轴具有多个凸轮，所述多个凸轮具有至少部分不同的轮廓，还具有至少一个控制轨道，所述控制轨道设计成，使得所述切换单元能通过设计成切换销的切换部件由于控制轨道的性质以规定的切换次序致动，其中，所述执行单元设置成基于至少一个信号执行第一切换过程，然后与电子评价无关地以机械的方式自动执行第二切换过程。 

背景技术

从DE 102005006489A1已知一种内燃机气门机构变换装置，其中同时执行彼此关联的切换过程。 

发明内容

本发明的目的是：开发一种气门机构变换装置，从而能在工作安全性高的情况下节省安装空间、重量以及成本。该目的由具有下述特征的气门机构变换装置来实现。 

本发明基于一种开头所述类型的的内燃机气门机构变换装置。 

本发明提出：所述控制轨道由设计成凸轮轴的可轴向移位的分部件的所述至少两个切换单元形成，所述至少两个切换单元在运动中在凸轮轴的主延伸方向上至少部分分离，其中，所述控制轨道允许切换部件在一变换过程期间从一个切换单元转换到另一切换单元。“变换单元”应特别是理 解为：设置成实现至少一个气门机构的变换过程的单元。“设置成”应特别是理解为：专门的配置和/或设计。在此“信号”应特别是理解为：一触发过程和/或标记，例如具有确定含义的电流脉冲、和/或从执行单元外引起的加载、和/或机械构件在切换位置中的定位、和/或机械式的相互作用。“触发过程”应特别是理解为：特别是可引起切换部件的确定定位的机械、电、量子力学(quantenmechanisch)和/或电子机械的过程。“执行单元”应特别是理解为：一基于信号将至少一个过程执行一次的单元，该单元特别是可由机械、量子力学、电和/或电磁的构件形成、特别是还可以由电子构件形成，其中这些对过程的影响至少是不重要的、特别优选不影响该过程。“切换过程”应特别是理解为：两个构件之间的相对运动、特别是轴向相对运动。一切换过程发生在另一切换过程“之后”应特别是理解为：(这两个)切换过程至少部分地在时间上相互错开和/或特别优选在时间上无重叠地发生。电子“评价”应特别是理解为：以电子方式对状态和/或信号和/或过程进行排序和/或评估。与电子评价“无关”地执行应特别是理解为：以机械、量子力学、电和/或电磁的方式自动执行。利用根据本发明的设计方案可实现结构简单的变换单元。 

在本发明的一种优选实施方式中，执行单元至少部分设计成机械单元。因此可节省结构成本。 

此外(本发明)提出：执行单元至少部分地设计成一传动装置。由此可实现结构简单的执行单元。该传动装置特别是可设计成凸轮传动装置。此外，也可设想本领域技术人员认为合适的其它传动装置，例如齿轮传动装置、杆传动装置、液压传动装置等。 

执行单元有利地设置成实现：变换气门机构、和/或转换至少一个气门升程曲线、和/或断开至少一个气门、和/或对内燃机工作方式的至少一个转换。由此可实现对气门机构的气门的简单、有效的操作。“气门机构”应特别是理解为：设置成在基于往复活塞式机器的内燃机中至少部分地实现换气的结构单元。气门机构的“变换”应特别是理解为：一种用于改变气门机构的至少一种特性和/或至少一种功能的改变过程和/或在不同操作形 式之间的转换。“气门升程曲线”应该理解为一种通过以下方式获得的函数曲线图/映射曲线图：在相对于气门所属的气缸来测量气门升程的情况下，在笛卡尔坐标系中、关于与气门机构相关联的驱动轴的转角来绘制该气门升程。“不同的操作形式”应特别是理解为：以不同的控制时间和/或气门升程曲线来操纵气门。“转换工作方式”在此应特别是理解为：(转换)内燃机以全负荷工作、以部分负荷工作、以自燃/压燃的方式工作、以灭缸/某气缸不工作(Zylinderabschaltung)的方式工作、以提前或延迟进 气结束点的方式工作或其它本领域技术人员认为合适的工作方式。 

在本发明一种较有利的设计方案中，执行单元包括至少一个切换部件和至少两个切换单元，执行单元设置成在至少一个操作模式中、至少根据切换单元相对于切换部件的位置以彼此无关的方式致动切换单元。由此可减少所需切换部件的数量。“切换部件”应特别是理解为：设置成特别是另外在与至少一个切换单元或另一单元共同作用的情况下实现一切换过程的部件。“切换单元”应特别是理解为：设置成特别是另外在与至少一个切换部件或另一单元共同作用的情况下实现一切换过程的单元。执行单元“致动”切换单元应特别是理解为：执行单元或执行单元的部件/部分与切换单元之间的一种可实现切换过程的共同作用和/或相互作用。执行单元“以彼此无关的方式”致动切换单元应特别是理解为：通过执行单元对切换单元的致动不影响通过该执行单元对另一切换单元的致动。“操作模式”应特别是理解为：操作的方式。 

在本发明的一种优选设置方案中，执行单元具有至少两个切换单元和至少一个切换部件，该切换部件设置成在至少一个操作模式中以至少部分在时间上错开的方式致动所述至少两个切换单元。因此可减少所需的切换部件的数量。 

此外(本发明)提出：执行单元具有至少两个切换单元和至少一个切换部件，该切换部件设置成根据切换单元中的至少一个相对于切换部件的至少一个位置变化来致动切换单元中的一个。因此可减少所需的切换单元的数量和所需的切换部件的数量。 

此外(本发明)提出：执行单元具有至少两个与不同的切换方向相关联的切换部件。从而能以节省构件的方式实现切换过程。“切换方向”应特别是理解为一种方向：在该方向上一构件在至少部分地通过切换部件实现的切换过程中相对于切换部件运动，特别是以平移方式运动。原则上，也可设想叠加的运动，例如平移和旋转运动。 

执行单元有利地包括至少一个切换部件和至少两个与所述切换部件相对应的切换单元，所述切换单元在运动中至少部分地(相互)脱离。由此 使切换单元能相对于切换部件沿不同的方向运动。特别是可以使一个切换单元相对于切换部件静止，而另一切换单元相对于切换部件运动。与切换部件“对应”的切换单元应特别是理解为以如下方式设计的切换单元：该切换单元能够在与切换部件共同作用的情况下实现一切换过程。在运动中至少部分地(相互)“脱离”的切换单元应特别是理解为如下的切换单元：在至少一个操作模式中，一个切换单元相对于另一个切换单元的至少一种运动与之无关地进行。 

(本发明)还提出：执行单元设置成在至少一个操作模式中同时致动至少两个切换单元。因此，可以以结构简单的方式实现：一个切换部件能以至少部分脱离的方式致动两个切换单元。 

在本发明的一种优选实施方式中，执行单元具有至少两个切换单元和至少两个控制结构，所述控制结构位于执行单元的至少两个切换单元的彼此面对的端部上。从而能特别是降低单个控制结构的尺寸。“控制结构”应特别是理解为：用于控制一过程、特别是用于控制一切换过程的结构。切换单元特别是可以与不同的气门相关联，该气门特别是可以与不同的气缸相关联。切换单元可以仅与一个气门相关联以进行特别灵活的切换。 

控制结构优选形成至少一个控制轨道(Steuerkulisse)。从而可以以简单的方式实现用于在切换单元与切换部件之间的切换过程的切换装置。控制轨道”应特别是理解为：设置成在至少一个切换过程中引导切换部件的至少一个成型部或多个成型部连同其边缘部，所述成型部连同其边缘部单独地或共同地在驱动轴或连接在驱动轴上的构件的周向方向上、在一确定的角度范围内延伸，该角度范围优选超过10°，更优选超过80°，特别是优选超过180°，所述成型部可在空间上彼此分离、而这种空间上的分离可通过切换过程消除。“成型部”应特别是理解为：隆起部或凹陷部，其可具有本领域技术人员认为合适的不同延伸形式，如特别是长形延伸形式。成型部可以特别是狭缝或凹槽。“狭缝”应特别是理解为：很窄的凹陷部。“隆起部”应特别是理解为：高于其周围平面的位置和/或凸出部。 

在本发明的一种优选设计方案中，内燃机气门机构变换装置包括至少 一个控制轨道，该控制轨道由执行单元的至少两个切换单元形成。从而可以以特别简单的方式实现用于由切换单元参加的切换过程的切换装置。 

控制轨道优选设计成使切换单元可被切换部件以规定的切换次序致动。由此可将控制轨道用于连续操作。“规定的切换次序”应特别是理解为：根据确定的流程发生的、至少部分地在时间上错开和/或分离的切换过程，其特别是也适合于其中出现至少两个规定的切换次序的持续操作。 

另外(本发明)提出：执行单元具有至少一个控制轨道和至少一个切换部件，该切换部件设置成通过相互作用实现气门机构的变换。因此可实现气门升程曲线的可靠转换。 

执行单元优选具有至少一个切换部件以及至少一个切换单元中，所述切换单元具有至少一个控制结构，其中控制结构和切换部件设置成基于彼此间的相互作用来改变切换单元和/或切换部件的至少一种功能。因此可实现紧凑的切换结构。“功能”应特别是理解为：一种作用方式、特别是在与另一结构单元相互作用时的作用方式，该另一结构单元例如可以是切换部件或切换单元。 

在这方面较有利的是，所述功能包括：使切换部件进入切换单元、和/或使切换部件移出切换单元、和/或通过切换部件致动切换单元、和/或使切换部件从一个切换单元转换到另一切换单元、和/或使切换单元停止运动。由此可实现有效的机械切换装置。使切换部件“进入”切换单元应特别是理解为：使设计成隆起部或销的切换部件进入切换单元的凹槽或狭缝中。使切换部件“移出”切换单元应特别是理解为：通过移动而使设计成隆起部或销的切换部件离开切换单元的凹槽或狭缝。使切换单元“停止”运动应该另外理解为在切换单元相对于切换部件运动后使切换单元相对于切换部件静止。 

至少一个切换部件优选设置成在至少一个径向方向上对至少一个控制轨道加载。由此可在切换部件与控制轨道之间实现结构简单的相互作用。“径向方向”应特别是理解为：一参照驱动轴位于径向的方向。由切换部件对控制轨道“加载”应特别是理解为：切换部件设置成当其在成型部上 运动时撞击控制轨道和/或对控制轨道施加力。 

此外(本发明)提出：执行单元具有一凸轮轴；至少在很大程度上是这样的切换单元：通过该切换单元能改变与该凸轮轴相关联的气门的气门升程曲线；以及至少一个设置成致动切换单元的切换部件。因此可实现相关的切换、进而防止单个凸轮的错误切换。“在很大程度上”应特别是理解为：总数量的至少50％，特别是至少70％，特别是有利地至少90％。特别是当通过凸轮轴直接或间接打开和/或关闭一气门时，认为该气门与该凸轮轴“相关联”。 

执行单元优选包括设计成切换销的切换部件。从而能经济地实施切换部件。 

执行单元有利地包括至少一个切换单元和至少一个切换部件，其设置成通过彼此间的相互作用实现切换单元相对于切换部件的轴向移动，进而实现对气门机构的变换。因此可以以结构简单的方式变换气门机构。切换单元的“轴向”移动应特别是理解为：切换单元沿驱动轴的主延伸方向的移动，该驱动轴可为凸轮轴。 

此外(本发明)提出：执行单元包括至少一个切换单元，所述至少一个切换单元设计成一凸轮轴的可轴向移位的分部件，该凸轮轴具有多个具有至少部分不同的轮廓/型线的凸轮。这样，切换单元可在凸轮上直接执行切换过程。“凸轮”应特别是理解为：在一可设计成凸轮轴的、以一个操作模式旋转的轴上的曲线状突出体。“至少部分不同地形成的轮廓”应特别是理解为：不同凸轮和/或一个凸轮的突出体的尺寸不同。 

在本发明的一种优选实施方式中，执行单元具有至少一个切换单元，该切换单元具有至少两个切换元件，该至少两个切换元件根据它们相对于彼此的位置实现至少一个变换过程。由此能以结构简单的方式、借助于切换部件来改变一个凸轮轴的所有气门升程曲线，从而避免：一个凸轮轴的各气门意外地以不同的气门升程曲线工作以及对内燃机废气排放产生不利影响。 

执行单元优选包括带至少一个蓄能元件的至少一个切换单元，该蓄能 元件设置成至少部分地存储在切换过程中释放的能量。这样可减少一个凸轮轴所需的切换部件的数量。在此蓄能元件可由不同的、本领域技术人员认为合适的机械、化学和/或电气蓄能元件形成。 

所述蓄能元件有利地利用所存储的能量来实现一变换过程，藉此可实现能量的有利利用，特别是能由此实现一种凸轮的轴向移动，所述移动与由切换部件对切换单元的致动相比在时间上延迟。 

在一种实施方式中，执行单元具有一切换部件，该切换部件设计成一传动杆(Schubstange)，藉此能以结构简单和节省空间的方式内置该切换部件，特别是以结构简单的方式对用于变换过程的、设计成弹簧的蓄能元件预加载。 

(本发明)还提出：执行单元具有至少一个切换部件、至少一个动子/衔铁(Anker)和至少一个丝杠，所述丝杠设置成在与动子共同作用的情况下使切换部件轴向移动。因此可实现有利的力流，特别是可以以结构简单的方式将旋转运动的机械能存储在蓄能元件中。 

附图说明

其它优点由下面对附图的描述得知。本发明的一个实施例在附图中示出。说明书和权利要求书包含组合的多个特征。本领域技术人员也可以有目的地单独考虑这些特征、以及将这些特征组合成合适的其它组合。 

在附图中， 

图1示出具有变换单元的内燃机气门机构变换装置的部分， 

图2示出控制轨道的展开图， 

图3示出两个控制轨道的展开的平面图， 

图4a和4b示出在向右的切换过程的第一步骤期间的中间状态， 

图5a和5b示出在向右的切换过程的第二步骤期间的中间状态， 

图6a和6b示出在向右的切换过程的第三步骤期间的中间状态， 

图7a和7b示出在向右的切换过程的第四步骤期间的中间状态， 

图8a和8b示出在向右的切换过程的第五步骤期间的中间状态， 

图9a和9b示出在向右的切换过程的第六步骤期间的中间状态， 

图10a和10b示出在向右的切换过程的第七步骤期间的中间状态， 

图11a和11b示出在向右的切换过程的第八步骤期间的中间状态， 

图12a和12b示出在向左的切换过程的第一步骤期间的中间状态， 

图13a和13b示出在向左的切换过程的第二步骤期间的中间状态， 

图14a和14b示出在向左的切换过程的第三步骤期间的中间状态， 

图15a和15b示出在向左的切换过程的第四步骤期间的中间状态， 

图16a和16b示出在向左的切换过程的第五步骤期间的中间状态， 

图17a和17b示出在向左的切换过程的第六步骤期间的中间状态， 

图18a和18b示出在向左的切换过程的第七步骤期间的中间状态， 

图19a和19b示出在向左的切换过程的第八步骤期间的中间状态。 

图20示出具有执行单元的内燃机气门机构变换装置的可选实施例的剖视图， 

图21示出切换单元的一部分， 

图22示出凸轮轴的一部分，以及 

图23示出执行单元的一部分。 

具体实施方式

图1示出一具有变换单元36的内燃机气门机构变换装置，该变换单元具有两个致动器(Aktor)64、65、一凸轮轴46和一执行单元38，该执行单元设置成基于信号执行第一切换过程，然后与电子评价无关地执行第二切换过程。执行单元38仅具有机械构件，因此形成一机械单元40。 

执行单元38还包括两个分别由一切换销形成的切换部件3、4，所述切换部件能被致动器64、65致动、也能脱离致动器64、65。执行单元38还包括切换单元1、2，所述切换单元是凸轮轴46的一部分。切换单元1、2具有共同的主延伸方向，该主延伸方向与凸轮轴46的主延伸方向对应。切换部件3、4也具有共同的主延伸方向，该主延伸方向位于凸轮轴46的径向、并位于切换单元1、2的径向。 

切换部件3、4分别用于致动两个切换单元1、2。当切换部件3、4在其主延伸方向上朝向切换单元1、2运行时，首先切换单元1、2被加载、然后在切换部件3、4与切换单元1、2之间出现相互作用，这种相互作用通过图4a至19b来描述，由于该相互作用使切换单元1、2沿着切换单元1、2的主延伸方向相对于切换部件3、4进行轴向移位。随着切换单元1、2的轴向移位使与切换单元1、2相关联凸轮7、8、48、50、26、27、28、29、30、31产生轴向移位。凸轮7、8和48、50具有不同类型的轮廓，即凸轮8、50的最大径向尺寸不同于凸轮48、7的最大径向尺寸。由于凸轮轴46仅包括凸轮7、8、48、50、26、27、28、29、30、31，所以切换部件3、4二者可分别致动相应的切换单元1、2，通过所述切换单元可改变与凸轮轴46相关联的气门的气门升程曲线。 

切换单元1具有一控制结构52，该控制结构由区段9、11、13、16、18(参见图3)形成，这些区段通过四个凹槽形成。切换单元2也具有一控制结构54，该控制结构由区段10、12、14、15、17(参见图3)形成，这些区段通过四段凹槽形成。控制结构52、54定位在切换单元1、2的端部区域中或其端部56、58上，所述端部在凸轮轴46的主延伸方向上彼此面对并直接相邻。控制结构52、54形成两个在凸轮轴46的主延伸方向上依次布置的控制轨道5、6。即控制轨道5、6分别由两个切换单元1、2形成。 

切换部件3、4布置成使它们能在切换过程中在径向方向上对控制轨道5、6加载。切换部件3、4以与控制轨道6、5相同的次序沿着凸轮轴46的主延伸方向依次布置。切换部件3可对控制轨道6加载，而切换部件4可对控制轨道5加载。 

图2示出控制轨道5或6中一个的展开图，该控制轨道绕凸轮轴延伸一圈以上，即延伸约540°。原则上也可设想本领域技术人员认为合适的其它角度范围。 

根据本发明，任一控制轨道5、6都允许切换部件3、4在变换过程期间从一个切换单元2转换到另一切换单元1以及相反的转换。 

图3示意性地示出设计成一传动装置42的控制轨道5和6的展开平面图，该传动机构设计成一凸轮传动装置。两个控制轨道5、6的展开图由切换单元1、2的展开图的两个L形部分形成，其在两个涉及不同的切换部件3、4的切换过程之间具有矩形形状。一个L形部分相应包括控制轨道5、6的两个半部，这两个半部与不同的控制轨道5、6相关联。控制轨道5、6具有区段9至18，这些区段在与切换部件3、4相互作用时实现切换部件3、4和/或切换单元1、2的不同功能，其中控制轨道5、6的不同区段9至18根据凸轮轴46(参见图1)的转角与切换部件3、4形成操作连接。 

上述区段9至18是指：进入区段9和10、致动区段11和12、移出区段13和14、转换区段15和16以及停止区段17和18。(相应的)上述功能是指：使切换部件3、4进入控制轨道5或6的进入区段9、10中；使切换部件3、4移出控制轨道5或6的移出区段13、14；借助位于致动区段11、12中的切换部件3、4来使切换单元1、2移动，从而致动切换单元1或2中至少一个；使切换部件3、4从其中一个切换单元1、2转换到另一个切换单元1、2；停止切换单元1、2之一的切换运动。切换部件3、4根据凸轮轴46的旋转方向以不同次序与区段9至18形成操作连接。 

图4a、4b至11a、11b和12a、12b至19a、19b借助单独的中间状态、通过两个切换单元1、2的轴向移动示出对气门机构的变换，该气门机构由凸轮轴46(参见图1)的凸轮7、8、48、50致动，其中向右的切换过程在图4a、4b至11a、11b中示出，而向左的切换过程在图12a、12b至19a、19b中示出。在向左的切换过程中，切换单元1、2以这样的方式运动：即端部56、58相对于切换部件3、4在凸轮轴46(参见图1)的主延伸方向62(参见图16a和16b)上朝向凸轮48、50运动。在向右的切换过程中，切换单元1、2在与之相反的主延伸方向60(参见图5a和5b)上运动。向右和向左的切换过程分别包括两个切换过程，其中分别使单个的切换单元1、2相对于切换部件3、4沿轴向方向运动。 

接下来，执行向右的切换过程。在根据图4a和4b的第一步骤中，右切换部件3基于由致动器65(参见图1)以磁场形式提供的信号、通过致 动器65进入控制轨道6的进入区段9中。在根据图5a和5b的第二步骤中，右切换部件3处于控制轨道6的致动区段12中，并开始使右切换单元2沿凸轮轴46(参见图1)的主延伸方向60、即轴向方向移动。在根据图6a和6b的第三步骤中，右切换单元2的移动被逐渐停止并最终结束。在使切换单元2进行相对于切换部件3、4改变位置的移动后，切换部件3致动切换单元1。在根据图7a和7b的第四步骤中，右切换部件3位于切换单元1的控制轨道6的致动区段11前不远处。在根据图8a和图8b的第五步骤中，右切换部件3处于左切换单元1的控制轨道6的致动区段11中，并开始使其在主延伸方向60上移动。在根据图9a和9b的第六步骤中，左切换单元1的移动结束。在根据图10a和10b的第七步骤中，右切换部件3处于右切换单元2的控制轨道6的移出区段14中，并沿一垂直轴线(Hochachse)19的方向返回初始位置，该垂直轴线相对于凸轮轴46(参见图1)沿径向方向延伸。在根据图11a和11b的第八步骤中，右切换部件3再次处于初始位置。因此，在致动器64或致动器65(参见图1)已发出信号后、在凸轮轴46旋转的情况下、使切换单元1、2相对于切换部件3、4向右移动的两个切换过程自动地进行，亦即无需其它的、来自执行单元38外的信号。这一点同样适用于使切换单元1、2依次向左移动的切换过程。尽管在向左或向右的切换过程的使其中一个切换单元1、2移动的前一半期间、凸轮轴46的旋转角速度可能改变，但该切换过程的使另一切换单元1、2沿相同方向轴向移动的后一半却自动地、与角速度的电子测量或其它电子评价无关地进行。 

下面描述向左的切换过程。在根据图12a和12b的第一步骤中，左切换部件4基于由致动器64(参见图1)提供的信号、通过该致动器64进入控制轨道5的进入区段10中。在根据图13a和13b的第二步骤中，左切换部件4位于左切换单元1中的控制轨道5的致动区段11的起点前不远处。在根据图14a和14b的第三步骤中，左切换部件4处于左切换单元1的控制轨道5的致动区段11中并开始使左切换单元1沿主延伸方向62、即一轴向方向移动。在根据图15a和15b的第四步骤中，左切换单元1的向左 移动结束。在根据16a和16b的第五步骤中，右切换单元2开始沿主延伸方向62向左移动。为使切换单元1、2向左移动，切换部件4必须以彼此无关的方式分别致动切换单元1、2。在根据图17a和17b的第六步骤中，右切换单元2的移动逐渐停止并最终结束。在根据图18a和18b的第七步骤中，左切换部件4处于左切换单元1的控制轨道5的移出区段13中，并沿一垂直轴线20的方向返回初始位置。在根据图19a和19b的第八步骤中，左切换部件4再次处于初始位置。在切换部件4从一个切换单元1、2转换到另一切换单元1、2时，切换单元1、2二者暂时/短时地被同时致动。向右的切换过程也是如此。在所述的所有切换过程中，切换部件3、4与切换单元1、2相对应。 

由于控制轨道5、6的性质，可以以规定的切换次序通过切换部件3、4致动两个切换单元1、2。因此向左和向右的切换过程在原则上可以以交替的次序、任意频繁地重复。在此通过控制轨道5、6使切换单元1、2总是处于不同切换状态以进行进入、致动、转换和停止。 

在向左或向右的切换过程中，使切换单元1、2单独地、沿相同的方向向左或向右移动。因此切换单元1、2在运动中、在凸轮轴46(参见图1)的主延伸方向上部分地分离。 

通过所述的切换过程可以理解，通过左切换部件4执行向左的切换过程，而通过右切换部件3执行向右的切换过程。因此为每个切换部件3、4设定一个切换方向。 

在以所述的方式变换气门机构时，转换了气门的气门升程曲线，所述气门由于凸轮轴46的旋转而以一个操作模式打开和关闭。另外，也可以通过所述切换断开气门并使其保持关闭。随着气门升程曲线的转换，内燃机的工作方式会发生转换。 

在图20至23中示出一可选实施例。为基本相同的构件、特征和功能使用基本上相同的附图标记。而为了区分该实施例，对图20至23的可选实施例的参考标记加上字母“a”。以下说明基本上限于与图1至19中的实施例的不同之处，其中相同的构件、特征和功能可以参照对图1至19 中的实施例的说明。 

图20示出具有变换单元36a的内燃机气门机构变换装置的一个可选实施例的剖视图。变换单元36a包括执行单元38a和凸轮轴80。执行单元38a包括三个气缸气门致动单元82、84、86，其共同致动包括多个气缸的气缸组的排气门和/或进气门。执行单元38a仅具有机械构件、因此形成一机械单元40a。由于气缸气门致动单元82、84、86的结构相同，所以下面仅对其中一个进行说明：气缸气门致动单元82包括凸轮段88，该凸轮段在周向方向上包围凸轮轴80的一轴部分，或者该凸轮段设计成套管状并以可沿轴向、在凸轮轴80的主延伸方向上移动的方式支承在凸轮轴80的一轴部上。凸轮段88借助于连接栓90、92与一切换件94相连接。切换件94被夹在螺旋弹簧96、98的两个端部之间。螺旋弹簧96、98等效于蓄能元件146、148。螺旋弹簧96、98的位移方向/偏移方向(Auslenkrichtung)与凸轮轴80的主延伸方向相同。螺旋弹簧96、98的背离切换件94的端部作用在弹簧挡板100、102上，所述弹簧挡板与一切换部件74固定连接。切换部件74设计成传动杆。该传动杆的主延伸方向与凸轮轴80的主延伸方向相同。切换部件74具有旋转对称性，其中对称轴线的方向与其主延伸方向相同。该对称轴线与凸轮轴80的旋转轴线重合。凸轮轴80设计成空心轴。切换部件74在凸轮轴80内延伸。螺旋弹簧96、98和切换件94同样位于凸轮轴80内。连接栓90、92相对于凸轮轴80沿径向方向延伸。凸轮段88具有凸轮108、110、112、114、116、118。凸轮108至112与第一气门126相关联，而凸轮114至118与第二气门128相关联。两个气门126、128与同一气缸相关联。在凸轮段88上设有切换元件120、122，所述切换元件相对于凸轮轴80、在周向方向上、在一小于360度的凸轮轴转角范围上延伸。切换元件120、122在不同的凸轮轴转角中接触切换元件124，该切换元件124相对于气门126、128关闭气缸的位置静止。切换元件120、122、124连同连接栓90、92、切换件94、弹簧挡板100、102和螺旋弹簧96、98形成一切换单元130。 

在切换部件74的一端部上通过形锁合的方式固定一丝杠76。在切换 部件74的另一端部上，在切换部件74与凸轮轴80之间设有一切换部件复位弹簧44，该切换部件复位弹簧可通过切换部件74的运动而在切换部件74的主延伸方向上被压缩。 

图21示出切换单元130的一部分以及切换部件74的一部分。在相反的方向上将两个连接栓90、92固定在切换件94上。两个螺旋弹簧96、98借助于弹簧挡板100、102在切换部件74的主延伸方向上相对预紧。切换件94处于螺旋弹簧96与98之间。切换件94可通过螺旋弹簧96或98的压缩而沿切换部件74的主延伸方向相对于切换部件74运动。 

图22示出凸轮轴80的在组装状态下被凸轮段88包围的轴部分。凸轮段88(参见图20)能接触该轴部分的接触面132具有纵向齿。从而使在其在组装状态下面对该轴部分的面上具有相应纵向齿的凸轮段88能沿轴向方向相对于该轴部分运动，而不能沿周向方向相对运动。连接栓90穿过一开口104伸出，该开口使连接栓90能沿轴向方向运动。为连接栓92设有类似的开口106(参见图20)。 

图23以一分解图示出磁性定子(Magnetstator)136和具有丝杠76的执行单元38a的一部分。下面对执行单元38a的这一部分在组装状态下的结构进行说明。丝杠76旋入一由凸轮轴80的一端部形成的螺母140中，并以形锁合的方式与切换部件74连接成：使得丝杠76不能相对于切换部件74在切换部件74的主延伸方向上运动。切换部件74在面对丝杠76的一侧上具有一推力轴承/轴向轴承142，该推力轴承以可围绕凸轮轴80的旋转轴线相对转动的方式支承丝杠76和切换部件74。丝杠76具有一立方形部分，该立方形部分以可沿切换部件74的主延伸方向移动的方式支承一动子78。丝杠76与动子78不能沿凸轮轴80的周向方向相对运动。丝杠76通过推力轴承142与切换部件74连接。由此使凸轮轴80的该轴部分和丝杠76沿周向方向相对于静止的磁性定子136的运动与切换部件74脱离。动子78沿凸轮轴80的周向方向的转动通过推力轴承138与动子复位弹簧134脱离。动子复位弹簧134在从磁性定子136指向螺母140的方向上推压动子78。磁性定子136具有一线圈，通过该线圈可吸引动子78。 

内燃机气门机构变换装置的可选实施例的变换过程可以以如下方式进行。磁性定子136将一信号传送给执行单元38a，其中该磁性定子借助于线圈来吸引动子78以使动子78贴靠在磁性定子136上并相对于磁性定子136静止。由此防止丝杠76绕切换部件74的对称轴线相对于磁性定子136转动。因为螺母140使凸轮轴80的该轴部分转动，所以螺母140相对于丝杠76转动。由于所述螺纹，丝杠76和切换部件74在切换部件74的主延伸方向上、背离磁性定子136进行相对于凸轮轴80的该轴部分的轴向移动，藉此压缩切换部件复位弹簧144。因此还压缩螺旋弹簧96，藉此连接栓90、92在切换部件74的主延伸方向上、背离磁性定子136对凸轮段88施加力。所述力最初由一切换元件124通过接触施加在切换元件122上的力来补偿。如果这时由于凸轮轴旋转而使切换元件124停止接触切换元件122，则所述力使凸轮段88在切换部件74的主延伸方向上、背离磁性定子136移动，直到切换元件124接触切换元件120为止。由于凸轮段88的轴向移动，在初始位置决定气门126、128的完整升程的凸轮112和118被停用，而实现部分升程的凸轮110、116被启用。在此，螺旋弹簧96与开始位置相比保持压缩，从而在切换部件74的主延伸方向上、背离磁性定子136对凸轮段88作用另外的力。所述力由于切换元件124与120的接触而得到补偿。如果切换元件124由于凸轮轴旋转而停止接触切换元件120，则由螺旋弹簧96作用在凸轮段88上的力使凸轮段88在切换部件74的主延伸方向上、背离磁性定子136进行进一步的轴向移动。从而使凸轮110、116被停用而凸轮108、114被启用，由此实现气门126、128从部分升程到零升程的变换。因此切换元件120、122、124形成用于两个切换过程的几何编码结构(geometrische Kodierung)。如果动子78既不贴靠在磁性定子136上、也不贴靠在凸轮轴80上，则被压缩的切换部件复位弹簧144可使切换部件74相对于凸轮轴80的该轴部分、在切换部件74的主延伸方向上、朝向磁性定子136运动。因此，气门126、128的气门升程曲线从零升程转变到完整升程。其它的气缸气门致动单元84、86也以类似方式变换。 

Claims (18)

1.一种用于具有可轴向移位的分部件的凸轮轴(46，80)的内燃机气门机构变换装置，

具有变换单元(36，36a)，所述变换单元(36，36a)具有执行单元，所述执行单元具有至少两个切换单元，所述至少两个切换单元设计成凸轮轴(46，80)的可轴向移位的分部件，该凸轮轴具有多个凸轮(7，8，26，27，28，29，30，31，48，50，108，110，112，114，116，118)，所述多个凸轮具有至少部分不同的轮廓，

还具有至少一个控制轨道(5，6)，所述控制轨道设计成，使得所述切换单元能通过设计成切换销的切换部件由于控制轨道(5，6)的性质以规定的切换次序致动，

其中，所述执行单元设置成基于至少一个信号执行第一切换过程，然后与电子评价无关地以机械的方式自动执行第二切换过程，

其特征在于，所述控制轨道(5，6)由设计成凸轮轴(46，80)的可轴向移位的分部件的所述至少两个切换单元形成，所述至少两个切换单元在运动中在凸轮轴(46，80)的主延伸方向上至少部分分离，其中，所述控制轨道(5，6)允许切换部件在一变换过程期间从一个切换单元转换到另一切换单元。

2.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括至少一个切换部件和至少两个切换单元，所述执行单元设置成在至少一个操作模式中、至少根据切换单元相对于切换部件的位置以彼此无关的方式致动切换单元。

3.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少两个切换单元和至少一个切换部件，所述至少一个切换部件设置成在至少一个操作模式中以至少部分地在时间上错开的方式致动所述至少两个切换单元。

4.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少两个切换单元和至少一个切换部件，所述至少一个切换部件设置成根据所述切换单元中的至少一个相对于切换部件的位置的至少一个变化来致动切换单元中的一个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少两个与不同切换方向相关联的切换部件。

6.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括至少一个切换部件和与所述切换部件相对应的至少两个切换单元，所述切换单元在运动中至少部分脱离。

7.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元设置成在至少一个操作模式中同时致动至少两个切换单元。

8.根据权利要求中1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少两个切换单元和至少两个控制结构(52，54)，所述控制结构位于执行单元的至少两个切换单元的彼此面对的端部(56，58)上。

9.根据权利要求中8所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述控制结构(52，54)形成至少一个控制轨道(5，6)。

10.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少一个控制轨道(5，6)和至少一个切换部件，所述至少一个控制轨道和至少一个切换部件设置成通过相互作用来实现对气门机构的变换。

11.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少一个切换部件，所述切换单元中的至少一个包括至少一个控制结构(52，54)，其中所述控制结构(52，54)和所述切换部件设置成基于彼此间的相互作用来改变所述切换单元和/或所述切换部件的至少一种功能。

12.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括至少一个切换部件，所述至少一个切换部件设置成在至少一个径向方向上对至少一个控制轨道(5，6)加载。

13.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括：凸轮轴(46，80)；至少在很大程度上是这样的切换单元：通过该切换单元能改变与凸轮轴(46，80)相关联的气门(126，128)的气门升程曲线；以及至少一个设置成致动切换单元的切换部件。

14.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有这样的至少一个切换单元和至少一个切换部件，所述至少一个切换单元和至少一个切换部件设置成通过彼此间的相互作用实现所述切换单元相对于所述切换部件的轴向移动、进而实现对气门机构的变换。

15.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括至少一个这样的切换单元，即该切换单元具有至少两个、根据其彼此间的相对位置来实现至少一个变换过程的切换元件(120，122，124)。

16.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有包括至少一个蓄能元件(146，148)的至少一个切换单元，所述蓄能元件设置成至少部分地存储在一切换过程中释放的能量以及所述蓄能元件(146，148)设置成利用所存储的能量来实现一变换过程。

17.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元包括一设计成传动杆的切换部件。

18.根据权利要求1所述的内燃机气门机构变换装置，其特征在于，

所述执行单元具有至少一个切换部件、至少一个动子(78)和至少一个丝杠(76)，所述至少一个丝杠设置成在与所述动子(78)共同作用的情况下沿轴向移动所述切换部件。

Images