CN102373983A - 内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃发动机，这种内燃发动机具有：多个气缸、一个曲轴箱、一个气缸盖以及一个气缸盖罩，该气缸盖罩由一个气缸盖下部分和定位在气缸盖罩与气缸盖下部分之间的一个凸轮轴壳体形成，该内燃发动机还设置有至少一个凸轮轴和一个可以在该凸轮轴上被轴向移位并且具有一个开槽的引导区段的滑动凸轮，以便致动该内燃发动机的多个换气气门，为了引起该滑动凸轮的轴向移位，一个致动器设置有一个可致动的销。此外，该凸轮轴和滑动凸轮被定位在凸轮轴壳体内，为了气门致动而被可转动地设置的凸轮轴能够与轴向可移位的滑动凸轮一起被安排在凸轮轴壳体内，其方式为，使它们可以作为一个预组装单元被附接到该气缸盖下部分上。

Description

内燃发动机
技术领域
本发明一种具有多个气缸的内燃发动机。
背景技术
在现代内燃发动机中，可变气门正时机构被用来优化燃烧室内的充气运动，通过可变气门正时机构，可以对内燃发动机的多个换气气门设置不同的气门冲程。DE 19611541C1已经披露一种内燃发动机的气门正时机构，通过这种气门正时机构，使得有可能通过多个不同提升凸轮来致动一个换气气门。为此，将具有多个凸轮表面的一个滑动凸轮不相对扭转但可轴向移位地安装在凸轮轴上，该滑动凸轮具有一种提升轮廓，一个致动元件以一种销的形式接合在该提升轮廓中，用于产生凸轮的轴向移位。作为凸轮轴向移位的结果，对于各个换气气门设置了不同的气门冲程。
DE 102007027979A1已说明了一种气门正时机构，该气门正时机构用于具有凸轮轴隧道轴承(Nockenwellen-Tunnellager)的内燃发动机的一种换气气门，该气门正时机构包括多个凸轮件，这些凸轮件可以被放置在一个凸轮轴上，该凸轮轴的一个径向轴承被定位在两个滑动凸轮件之间，这些凸轮件被提供用于致动一个气缸的多个换气气门。具有一个滑动凸轮组件的气门正时机构的以往已知的安装是复杂的并且带来受限制的灵活性。
发明内容
本发明的目的是简化气门正时机构在内燃发动机的气缸盖中的安排，尤其在滑动凸轮系统在该气缸盖内的定位及安装方面。
如本发明所述，这个目的是通过一种装置实现的。
根据本发明，提出一种内燃发动机，具有：多个气缸、一个曲轴箱、一个气缸盖和一个气缸盖罩，该气缸盖由一个气缸盖下部分以及一个定位在该气缸盖罩与该气缸盖下部分之间的凸轮轴壳体形成，并且，该内燃发动机设置有至少一个凸轮轴和一个可在该凸轮轴上轴向移位并具有一开槽的引导区段的滑动凸轮，以便致动该内燃发动机的多个换气气门，其中，为了引起该滑动凸轮的轴向移位，设有一个带有可被致动的销的致动器，其中，所述凸轮轴和该滑动凸轮被定位在该凸轮轴壳体内，其中，为了气门致动而可转动地安装的凸轮轴能够与该轴向可移位的滑动凸轮一起组装在该凸轮轴壳体内，其方式为，使得所述凸轮轴、该滑动凸轮以及该凸轮轴壳体形成一个可以被附接到该气缸盖下部分上的预组装单元。
如本发明所述的内燃发动机的突出之处在于，事实上多个凸轮轴和多个滑动凸轮被定位在凸轮轴壳体内，这有可能使可转动地安装而用于气门致动的凸轮轴与轴向可移位的滑动凸轮一起组装在该凸轮轴壳体内，其方式为，使得凸轮轴、滑动凸轮和凸轮轴壳体一起形成一个可以被附接到气缸盖下部分上的预组装单元。因此，通过用于在一个凸轮轴壳体(在将该凸轮轴壳体附接到该气缸盖下部分上之前可以将该凸轮轴壳体预组装)内致动一个气缸的多个换气气门的一个紧凑的滑动凸轮装置，产生了一种气门正时机构的有利的容纳安排。这导致了内燃发动机简化的组装，并且，由于这种简化的处理以及由于该单元是预先进行检测并且预组装的，使的该内燃发动机的可靠的、具有质量保证的并且不昂贵的生产成为可能。
如本发明的一种改进所述，被提供用于产生该滑动凸轮的轴向移位的多个致动器被安排在该凸轮轴壳体的一个侧部区域内。为此，该凸轮轴壳体的一个侧壁方便地配备有被安排在其中的、用于接收这些致动器的多个开口。由于这些致动器的侧向安排，可以用比先前更少的费用将它们引入该凸轮轴壳体内，并且可以降低构造公差，其中，所述的多个致动器被容纳的方式则为，使得将气缸盖的总高度减至最小。因此这引起了该内燃发动机的一种特别紧凑并简化的安排，其中，通过这些为容纳致动器而设置的侧向开口，使致动器例如到内燃发动机控制单元的连接方案被简化。此外，尤其是气缸盖罩的设计可以具有简化的构型。
如本发明的一种优选的改进所述，每个气缸的每个滑动凸轮被分配了一个单独的致动器，用于致动进气侧的或者排气侧的换气气门。具体地讲，该滑动凸轮和该致动器在空间上在该凸轮轴的两个支承部位之间被定位在该凸轮轴壳体内。优选通过每个气缸的一个滑动凸轮可以致动至少两个或三个换气气门，在该滑动凸轮上安排的开槽的引导区段被定位在两个凸轮区段之间，这两个凸轮区段各自用于致动这些换气气门并且各自具有多个凸轮表面。其结果是，存在一种紧凑的滑动凸轮形式，通过该形式，被彼此紧靠定位的两个换气气门的致动能够以功能可靠的方式产生。
在本发明的另一种改进中，凸轮轴调节装置和驱动轮被连接到凸轮轴上、被安排在凸轮轴壳体内并且有利地形成了预组装单元的一部分。
附图说明
从以下说明中得出进一步的多个特征以及这些特征的多种组合。本发明的具体的示例性实施方案在附图中以简化的形式示出并且在以下的描述中进行了更详细地说明。在附图中：
图1示出了示意性展示的气缸对置型内燃发动机，
图2示出了来自图1的内燃发动机的汽缸盖的剖面图，
图3示出了来自图1的内燃发动机的汽缸盖的另一个剖面图，
图4示出了来自图1的内燃发动机的一个凸轮轴壳体根据第一实施方案的立体图，
图5示出了来自图1的内燃发动机的根据该第一实施方案的另一个立体图，
图6示出了如图1所述的内燃发动机的一个凸轮轴壳体根据第二实施方案的立体图，并且
图7示出了如图1所述的内燃发动机的该凸轮轴壳体的立体图，其中多个轴承装置被整体配置在该凸轮轴壳体上。
具体实施方式
图1示出了一种气缸对置型内燃发动机1，该内燃发动机是由被水平安排的两排气缸1a和1b形成的。内燃发动机1包括一个曲轴箱2以及在每排气缸1a和1b各一个气缸盖3，气缸盖3在外部被一个气缸盖罩4限界。气缸盖3是由一个气缸盖下部分5和一个凸轮轴壳体6组装的。
如图2所述，一个进气凸轮轴7和一个排气凸轮轴8被安装在凸轮轴壳体6内，用于控制内燃发动机1的多个换气气门。如本发明所述，凸轮轴壳体6作为一个预组装单元被附接到气缸盖下部分5上并且被螺纹固定到后者上。在将凸轮轴壳体6安装在气缸盖下部分5上之后，将气缸盖罩4附接到凸轮轴壳体6上。提供了多个螺栓12用于将气缸盖罩4紧固到凸轮轴壳体6上。
在此为每个气缸提供两个进气气门9和两个排气气门10，这些进气气门9是由进气凸轮轴7按照一种已知的方法以一种受控方式进行致动的。这些排气气门10是由排气凸轮轴8以一种受控方式进行致动的。为此，安装在凸轮轴壳体6内的进气凸轮轴7和排气凸轮轴8各具有多个滑动凸轮13。图3示出了通过进气凸轮轴7的剖面图，该进气凸轮轴借助滚轮拉杆21致动这两个进气气门9。如图3所述，滑动凸轮13是由一个被定位在中央的开槽的引导区段15以及两个外部凸轮区段14形成的。每个外部凸轮区段14包括三个凸轮表面17，通过每个凸轮表面设置了一个不同的气门冲程。作为一种替代方案，可以在每个外凸轮区段14上安排两个凸轮表面(而不是三个凸轮表面)。
如在图4或图5中可见，每个滑动凸轮13被分配了一个致动器16，该致动器具有与开槽的引导区段15相互作用的一个可移出的销(未示出)。其结果是，在两个凸轮轴轴承之间的一个区域内，滑动凸轮13发生轴向移位。由于滑动凸轮13的轴向移位，对应的气门通过一个确定的凸轮表面以一种有目的的方式被致动，其结果是产生了一种不同的气门冲程设置。可移位的凸轮13的功能可以例如是按照文献DE 19611641C1所述的情况来设计的。
在图3中示出的滑动凸轮13对于每个气门包括三个凸轮表面17，这些凸轮表面是轴向地可移位的。作为一种替代方案，可以为每个气门安排两个凸轮表面，而不是三个凸轮表面。如图4所述，在每个凸轮轴7，8的一端处各附接一个凸轮轴调节装置18和一个驱动轮19。凸轮轴调节装置18被液压地或电力地致动，通过该凸轮轴调节装置来调节凸轮轴角度，以便改变该内燃发动机的控制时间。驱动轮19被构形为一个链轮并且用于驱动对应的凸轮轴。为此，驱动轮19是通过一个驱动链(未示出)被连接到内燃发动机1的一个曲轴(未示出)上的。
为了安装这些凸轮轴7和8，分别提供了三个径向轴承装置20，这些轴承装置例如包括一个下轴承环本体23，该下轴承环本体与凸轮轴壳体6是一体式构成的。在带有8个气缸的V型设计的一种内燃发动机的情况下，提供了例如四个径向轴承装置20。此外，每个径向轴承装置20包括一个单独的轴承盖22，该轴承盖与该下轴承环本体是借助例如两个螺栓被一起紧固在凸轮轴壳体6上的。作为一种替代方案，如图7所述，各个轴承盖与凸轮轴壳体6是一体式构成的。在这种情况下，存在一种遂道状的径向轴承装置20a。在此，穿过一个相应开口28将对应的凸轮轴7或8推入，以便安装在凸轮轴壳体6上。滑动凸轮13在这些对应的径向轴承装置20a之间在相应点处被装入到位，其方式为，使得然后将对应的凸轮轴7或8推入其中。
如本发明所述，这些凸轮轴7和8被预组装在凸轮轴壳体6上并且被连接到对应的凸轮轴调节器18和驱动轮19上。在这之后，有了一个预装的凸轮轴壳体单元，该凸轮轴壳体单元在一个唯一的安装步骤中被附接到气缸盖下部分5上。
凸轮轴壳体6包括两个端部区段24和25，两个侧壁或边缘部分26和27在其间延伸。凸轮轴7和8平行于这些侧壁26和27在轴向方向上延伸并且在轴向方向上受这两个端部区段24和25限界。
图4示出了本发明的一个第一示例性实施方案。图4示出了带有多个凸轮轴7和8的预组装的凸轮轴壳体6。在图2中示出了被螺纹固定在一起的多个部分：气缸盖4、凸轮轴壳体6和气缸盖下部分5。在进气凸轮轴7上和在排气凸轮轴8上对每个气缸各设置了一个单个的滑动凸轮13，在该滑动凸轮13和对应的换气气门之间各安排了一个滚轮拉杆21。
被防扭转地连接到对应凸轮轴上的滑动凸轮13使得气门冲程的调节成为可能。可以由对应的凸轮轴调节装置改变该凸轮轴的角度。凸轮轴7和8是由驱动轮19驱动的。根据内燃发动机1的运行点，对气门冲程和/或凸轮轴角度进行有目的的调节，以便在对应的运行点上实现内燃发动机1的最佳可能的效率。
在图4和图5中所示出的示例性实施方案中，致动器16被侧向地定位在凸轮轴壳体6内，优选在对应的侧壁26和27内。为此，如图5所述，在凸轮轴壳体6的侧壁26和27上各提供了一个相应的开口29，将对应的致动器16穿过开口29推入。由于这些致动器16的侧向安排，凸轮轴壳体6的总高度被减至最小。这种类型的安排在气缸对置型发动机中是特别有利的，因为这些发动机具有在车辆内水平放置的多个气缸并且在宽度方向上要求例如比直列发动机或V型发动机的安装空间更多的安装空间。
图6示出了本发明的第二示例性实施方案，其中，致动器16被定位在凸轮轴壳体6中，在凸轮轴7和8的上方。这种类型的安排特别适合于具有V型设计或直列设计的内燃发动机。
在图7中示出的替代方案适合于本发明的这两个示例性实施方案。在此，如图7所述，多个单独的轴承盖与凸轮轴壳体6是一体式构成的，其结果是，对应的径向轴承装置具有遂道状构型。
通过本发明提供了用于内燃发动机1的一种三级滑动凸轮系统，其简化了组装，在该滑动凸轮系统中，在低的或者小的气门和气缸间距的情况下，凸轮轴7和8的多个径向轴承20可以具有充足的支承宽度。作为在凸轮轴壳体内6容纳了多个致动器16的结果，可以将多个滑动凸轮13的功能偏差保持在低水平，因为可以在一个部件内进行对这些凸轮轴轴承20的加工以及致动器系统接收部和凸轮轴调节装置18的加工。此外，在内燃发动机1的生产过程中，凸轮轴壳体6可以与预组装的多个凸轮轴7、8以及多个致动器16作为一个单元进行交货。

Claims (9)

1.一种内燃发动机(1)，具有：多个气缸、一个曲轴箱(2)、一个气缸盖(3)和一个气缸盖罩(4)，该气缸盖(3)由一个气缸盖下部分(5)以及一个定位在该气缸盖罩(4)与该气缸盖下部分(5)之间的凸轮轴壳体(6)形成，并且，该内燃发动机(1)设置有至少一个凸轮轴(7，8)和一个可在该凸轮轴(7，8)上轴向移位并具有一开槽的引导区段(15)的滑动凸轮(13)，以便致动该内燃发动机(1)的多个换气气门，其中，为了引起该滑动凸轮(13)的轴向移位，设有一个带有可被致动的销的致动器(16)，其特征在于，所述凸轮轴(7，8)和该滑动凸轮(13)被定位在该凸轮轴壳体(6)内，其中，为了气门致动而可转动地安装的凸轮轴(7，8)能够与该轴向可移位的滑动凸轮(13)一起组装在该凸轮轴壳体(6)内，其方式为，使得所述凸轮轴(7，8)、该滑动凸轮(13)以及该凸轮轴壳体(6)形成一个可以被附接到该气缸盖下部分(5)上的预组装单元。
2.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，为了引起该滑动凸轮的轴向移位而设置的所述致动器是安排在该凸轮轴壳体的一个侧部区域内的。
3.如权利要求1或2所述的内燃发动机，其特征在于，该凸轮轴壳体为了接收所述致动器而配备有多个侧向定位的开口。
4.如权利要求1至3之一所述的内燃发动机，其特征在于，为了致动每个气缸的进气侧的或排气侧的换气气门，每个滑动凸轮被分配了一个单独的致动器，该滑动凸轮与该致动器在空间上在该凸轮轴的两个支承部位之间被定位在该凸轮轴壳体内。
5.如权利要求1至4之一所述的内燃发动机，其特征在于，通过一个滑动凸轮能够致动至少两个换气气门，安排在该滑动凸轮上的该开槽的引导区段定位在两个凸轮区段之间，这两个凸轮区段分别用于致动这些换气气门并且分别具有多个凸轮表面。
6.如权利要求1至5之一所述的内燃发动机，其特征在于，在该凸轮轴的一端处安装有一个凸轮轴调节装置和/或至少一个驱动轮。
7.如权利要求6所述的内燃发动机，其特征在于，该凸轮轴调节装置和该驱动轮被连接到该凸轮轴上并且被安排在该凸轮轴壳体内以形成该预组装单元的一部分。
8.如权利要求6或7所述的内燃发动机，其特征在于，该凸轮轴调节装置是电驱动的。
9.如权利要求1至8之一所述的内燃发动机，其特征在于，该凸轮轴壳体具有多个轴承装置用于支承所述凸轮轴，这些轴承装置与该凸轮轴壳体是一件式构成的。
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