CN102822456A - 改变内燃机凸轮轴相对曲轴的相对角度位置的装置的控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改变内燃机凸轮轴（3）相对曲轴的相对角度位置的装置（2）的控制阀（1），其中，控制阀（1）在靠近凸轮轴（3）的区域（4）中具有用于输送处在压力下的流体的流体通路（5），其中，控制阀（1）在轴向的中间区域（6）中具有两个用于将处在压力下的流体输送和排出至少两个液压腔的流体通路（7、8），其中，液压腔在驱动元件（9）与凸轮轴（3）之间起作用地布置，以便于调节出在驱动元件（9）与凸轮轴（3）之间的限定的相对转动位置，且其中，控制阀（1）在远离凸轮轴（3）的区域（10）中具有用于将流体引出至油箱的流体通路（11）。为了降低装置的磨损，本发明作如下设置，即，用于引出流体的流体通路（11）在控制阀（1）的优选地呈空心柱体状的截段（12）中构造成至少一个穿过优选地呈空心柱体状的截段（12）延伸至截段（12）的外侧（13）的凹空部。

Description

改变内燃机凸轮轴相对曲轴的相对角度位置的装置的控制阀

技术领域

本发明涉及一种用于改变内燃机凸轮轴相对曲轴的相对角度位置的装置的控制阀，其中，控制阀在靠近凸轮轴的区域中具有用于输送处在压力下的流体的流体通路，其中，控制阀在轴向的中间区域中具有两个用于将处在压力下的流体输送和排出至少两个液压腔的流体通路，其中，液压腔在驱动元件与凸轮轴之间起作用地布置，以便于调节出在驱动元件与凸轮轴之间的限定的相对转动位置，且其中，控制阀在远离凸轮轴的区域中具有用于将流体引出至油箱的流体通路。

背景技术

（尤其是这样的液压地工作的）凸轮轴调节器装置在现有技术中是充分已知的。在液压的凸轮轴调节器中存在着在其中成形有或布置有叶片的叶轮。叶片处在被加工在外转子（至少标称为定子）中的液压腔中。通过对液压腔的相应的侧面以液压流体进行的相应的施加，可进行内转子（与凸轮轴连接）相对于定子的在“提早止挡”与“延迟止挡”之间的调节。

在此，液压油的流动通过该类型的控制阀来控制，该控制阀构造成电气操控的方向阀。这样的控制阀在DE 102008004591A1中公开。

在这样的控制阀的情形中作如下设置，即，压力油从高压区域中通过由至少一个在控制阀中的钻孔构成的流体通路在阀的靠近凸轮轴的区域中被引导到阀的内部。阀具有控制元件，利用所述控制元件可受控制地将压力油馈入到在阀的轴向中间区域中的两个流体通路中，所述两个流体通路与凸轮轴调节器的液压腔处在流体的连接中。通过液压油到液压腔中的相应的流动可进行凸轮轴调节器的定子相对凸轮轴的相对的扭转，这是充分公知的。油于是在阀的远离凸轮轴的区域中又被引回到油箱中。

上述的DE 102008004591A1为此作如下设置，即，油在控制阀的内部受引导，且尤其受引导穿过控制活塞（阀活塞）的内部地，并且在控制活塞的轴向的端部区域中通过活塞空腔开口被同中心地从阀中导出。这也就是说，轴向通过实施成中心阀的控制阀进行到油箱的排油。

在该解决方案的情形中不利的是，在液压油排出的区域中布置有电磁的促动器（中心磁铁）的衔铁挺杆，其接触且以所需要的方式轴向移动控制活塞，以便于控制液压油在凸轮轴调节器中的流动。由此，油中的污染物（颗粒）使得如下成为可能，即，所述污染物到达衔铁挺杆与阀活塞之间的接触位置且在此处淤积并且因此该易磨损的位置被加载以磨粒。结果是在接触位置处的相应的不利的磨损。

此外不利的是，在内燃机的运行中部分较高的温度出现在中心磁铁的区域中的凸轮轴调节器中。

发明内容

本发明基于如下目的，即，如此地改进该类型的控制阀，使得如下成为可能，即，保护在中心磁铁的衔铁挺杆与阀活塞之间的接触位置免受污染物的侵入且因此降低在凸轮轴调节器中的磨损。此外应创造如下可能性，即，更好地冷却中心磁铁和必要时其他附件。

该目的通过本发明的解决方案的特征在于，用于引出流体的流体通路在控制阀的优选地呈空心柱体状的截段中构造成至少一个穿过优选地呈空心柱体状的截段延伸至截段的外侧的凹空部。

用于引出流体的流体通路优选地构造成至少一个钻孔。所述流体通路可由多个在优选地呈空心柱体状的截段的周缘周围分布的凹空部（尤其钻孔）构造。至少一个凹空部（尤其钻孔）根据本发明的一种实施方式径向地定向。

一种备选的设计方案作如下设置，即，至少一个凹空部、尤其钻孔与轴向的方向成角度地走向；该角度在此优选地为30°与60°之间。

在控制阀的优选地呈空心柱体状的截段中大多数布置有控制活塞，该控制活塞在其远离凸轮轴的轴向的端部处与促动器的衔铁挺杆接触。在此，促动器优选地构造成电磁铁。在此，凹空部（尤其钻孔）的纵轴线为了冷却可碰到促动器的端面。

控制阀优选地构造成中心螺钉且以螺纹截段布置在凸轮轴中的螺纹孔中。

根据本发明于是由凸轮轴调节器到来的且应被导出到油箱中的油不再如现有技术中那样轴向地在控制阀的端面处被排出，而是通过径向的或倾斜的钻孔在中心磁铁的衔铁挺杆与阀活塞之间的接触区域之外被排出。因此，油中存在的污染物被由衔铁挺杆-阀活塞的接触位置引开。

利用液压的凸轮轴调节器的控制阀的所提出的设计方案，如下是可能的，即，由控制阀到来的且被排出到油箱中的油被如此地引导，使得非常少的油到达中心磁铁的衔铁挺杆与阀活塞之间的接触区域中。由此，在该敏感的接触位置处的磨损被显著降低，因为油中很少有磨粒被输送到该处。接触位置以流出的液压油的直接的加载于是被阻止。

此外利用本发明的建议，如下是可能的，即，以被引导至油箱的油冷却中心磁铁。油尤其地可通过排油孔被偏转到中心磁铁的表面上，这用于中心磁铁的相应的冷却。

此外，通过倾斜的或径向的排油孔，如下是可能的，即，将由凸轮轴调节器到来的油有目的地输送到包围凸轮轴调节器系统的壳体的表面上和/或输送到相邻的构件的表面上且在该表面处被冷却，只要其冷于油。

此外如下是有利的，即，存在油从中心阀中的改善的引出，因为油由于离心力通过在控制阀中的流出流体通路（排出孔）被改善地输送出来。油于是可被加速地从中心阀中排出。通过在内燃机的运行中转动的凸轮轴和径向的或者倾斜的排油孔确保形成的离心力，即，油快于现有技术地从控制阀中排出。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例。其中：

图1示出穿过带有用于改变内燃机凸轮轴相对曲轴的相对角度位置的装置（即凸轮轴调节器）的内燃机的一部分的径向截面，

图2示出根据本发明的第一种实施方式的凸轮轴调节器的控制阀的径向截面，

图3以透视示图示出根据图2的控制阀，且

图4示出根据本发明的第二种实施方式的凸轮轴调节器的控制阀的径向截面。

具体实施方式

在图1中绘制了内燃机的一部分，其中显示了在其中支承有凸轮轴3的汽缸盖21。凸轮轴3的驱动经由凸轮轴调节器2的驱动元件9进行，其中，驱动元件9与发动机的（未示出的）曲轴处在（同样未示出的）转动连接中。在凸轮轴调节器2中存在液压的调节设备，该调节设备在驱动元件9与凸轮轴3之间可完成角度扭转，以便于以公知的方式影响内燃机的配气正时。为此，（不可详细辨认的）液压腔成对地在驱动元件9与凸轮轴3之间起作用地布置，所述液压腔可被加载以压力流体，以便于可调节上述扭转。在周缘上存在有多个这些液压腔对。凸轮轴调节器2于是用于改变内燃机凸轮轴3相对曲轴的相对角度位置。

液压油到液压腔中的控制通过控制阀1进行，该液压阀（构造成中心阀）在轴向的端部区域中具有如下螺纹截段19，该螺纹截段被拧入到在凸轮轴3中的螺纹孔20中。

控制阀1的操纵通过布置在控制阀1中的控制活塞14的轴向的加载进行，该控制活塞由电磁铁16且尤其地由其衔铁挺杆15在轴向A上被加载。

对于凸轮轴调节器2和尤其控制阀1的构造和工作方式的详细说明在申请人的上述的、就此而言明确地参照的DE 102008004591A1中进行描述。在该文献中的大多数实施方案同样适用于此处，其中，原则上存在控制阀的相同的构造和相同的工作方式。

对于本发明发明而言，同时下面的方面是重要的：

控制阀1在靠近凸轮轴3的区域4中（为此参见图2）具有用于从高压空间22输送处在压力下的流体的流体通路5。这里，流体通路5包括多个在径向的方向r上走向的钻孔，所述钻孔使得如下成为可能，即，液压油进入到控制阀1的内部。在轴向的中间区域6（参见图2）中，控制阀1具有两个用于将处在压力下的液压油输送和排出凸轮轴调节器2的液压腔的流体通路7和8。在远离凸轮轴3的区域10（参见图2）中，控制阀1具有用于将流体引出至油箱的流体通路11。

在图2中通过箭头显示了，油如何由高压空间22流到控制阀1中（“Zu”）。由该控制阀1，油被导入给腔体（“K”）或者由该腔体被导出。随后，油流动到油箱中（“Ab”）。

基于控制阀1的就此而言同样地在DE 102008004591A1中所描述的设计方案根据本发明作如下设置，即，用于将流体引出至油箱的流体通路11设置在控制阀1的优选地呈空心柱体状的截段12中，其中，该流体通路构造成至少一个穿过优选地呈空心柱体状的截段12延伸至截段12的外侧13的凹空部11。优选地，该凹空部是钻孔。

相应地，液压油在所提出的控制阀1的情形中不在轴线方向上从控制阀1并且向衔铁挺杆15与控制活塞14的接触的方向上流出，而是径向向外被从控制阀1中导出。如在图1至3中可见的那样，排泄流体通路（也就是说钻孔11）被如此地加工，即，其纵轴线17在相对轴线方向A呈角度α（该角度在该实施例中大约为45°）的情形下布置。

在根据图1至3的实施例中且尤其地在图3中同样可辨认出，截段12不构造成理想的呈空心柱体状的截段，而是呈空心柱体状的截段在外侧处具有六边形形状，其中，在六边形的六个外侧面13中的每个中加工有各一个钻孔11，所述钻孔在角度α的情形下向外延伸。

如在图1中可见的那样，因此流出的油的流可被引导到中心磁铁16的端面18上，该中心磁铁16以该方式被冷却。

根据图4的解决方案在很大程度上与根据图2的解决方案相符，其中，仅排油孔（也就是说凹空部11）此处在径向的方向r上而不在某一角度α的情形下走向。

在控制阀1的轴向的端部区域（头部区域）中或者在控制阀的未被转子或其它构件遮盖的截段中，于是根据本发明存在至少一个径向的或在成角度的情形下走向的倾斜的排油孔，由凸轮轴调节器到来的油经由该排油孔向油箱方向排出。

排油孔以有利的方式被如此地制造，即，控制阀壳体被由外部钻孔。

钻孔优选地如下地设计或者定向，即，其碰到中心磁铁的表面。钻孔同样可如下地设计或者定向，即，其碰到覆盖凸轮轴调节器系统的壳体的表面或碰到其它的构件。

附图标记列表

1     控制阀

2     装置（凸轮轴调节器）

3     凸轮轴

4     靠近的区域

5     流体通路

6     中间区域

7     流体通路

8     流体通路

9     驱动元件

10    远离的区域

11    流体通路

12    呈空心柱体状的截段

13    外侧

14    控制活塞

15    衔铁挺杆

16    促动器（电磁铁）

17    纵轴线

18    端面

19    螺纹截段

20    螺纹孔

21    汽缸盖

22    高压空间

α    角度

r     径向的方向

A     轴线方向

Zu    流入

Ab    至油箱的流出

K     到液压腔和来自液压腔的液压油流

Claims (10)

1.用于改变内燃机的凸轮轴（3）相对曲轴的相对角度位置的装置（2）的控制阀（1），其中，所述控制阀（1）在靠近所述凸轮轴（3）的区域（4）中具有用于输送处在压力下的流体的流体通路（5），其中，所述控制阀（1）在轴向的中间区域（6）中具有两个用于将处在压力下的流体输送和排出至少两个液压腔的流体通路（7、8），其中，所述液压腔在驱动元件（9）与所述凸轮轴（3）之间起作用地布置，以便于调节出在所述驱动元件（9）与所述凸轮轴（3）之间的限定的相对转动位置，且其中，所述控制阀（1）在远离所述凸轮轴（3）的区域（10）中具有用于将流体引出至油箱的流体通路（11），其特征在于，用于引出流体的流体通路（11）在所述控制阀（1）的优选地呈空心柱体状的截段（12）中构造成穿过所述优选地呈空心柱体状的截段（12）延伸至所述截段（12）的外侧（13）的至少一个凹空部。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述用于引出流体的流体通路（11）构造成至少一个钻孔。

3.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，所述流体通路（11）由多个在所述优选地呈空心柱体状的截段（12）的周缘周围分布的凹空部、尤其钻孔构造。

4.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，所述至少一个凹空部（11）、尤其钻孔径向地定向。

5.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，所述至少一个凹空部（11）、尤其钻孔与轴线方向（A）成角度（α）地走向。

6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述角度（α）为30°与60°之间。

7.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，在所述控制阀（1）的优选地呈空心柱体状的截段（12）中布置有控制活塞（14），所述控制活塞在其远离所述凸轮轴（3）的端部处与促动器（16）的衔铁挺杆（15）接触。

8.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于，所述促动器（16）构造成电磁铁。

9.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于，所述凹空部（11）的、尤其所述钻孔的纵轴线（17）碰到所述促动器（16）的端面（18）。

10.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀构造成中心螺钉且利用螺纹截段（19）布置在所述凸轮轴（2）中的螺纹孔（20）中。

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