CN102859129A - 用于凸轮轴移调系统的蓄压器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在用于内燃机凸轮轴移调系统的凸轮轴中的蓄压器系统，所述蓄压器系统具有至少一个蓄压器和至少一个控制阀，其特征在于，蓄压器和控制阀连接成一结构单元。

Description

用于凸轮轴移调系统的蓄压器系统
技术领域
本发明涉及一种在用于内燃机凸轮轴移调系统的凸轮轴中的蓄压器系统，其具有至少一个蓄压器和至少一个控制阀。
背景技术
在现代内燃机中，使用凸轮轴移调系统来可变地移调换气阀的配气相位，以便能够在限定的角度范围中可变地构造曲柄轴与凸轮轴之间的相位关系。常见的是，液压凸轮轴移调系统对于移调过程而言需要能量，能量通过压力介质系统提供给凸轮移调系统。在此，在压力介质系统中可供使用的能量由压力介质压力与压力介质体积流量之积形成。在移调内燃机的一个或多个凸轮轴时，借助接在凸轮轴移调器之前的至少一个控制阀使所需的压力介质流分支出来，该压力介质流流入凸轮轴移调器中。同时，大小相同的压力介质流从凸轮轴移调器返回至压力介质系统的压力介质贮存器，并且由此再次输送给压力介质系统。由于压力介质流从压力介质系统离开，结果是压力介质压力降低。由此，提供用于凸轮轴移调器移调的能量也减小。为了防止这一点，可以布置有蓄压器，该蓄压器在压力介质压力下降时为补偿压力能量而提供给凸轮轴移调系统所用。
与凸轮轴移调器连通的体积蓄积器在本申请人的案号为DE 102009049459.6的已提交申请的但尚未公开的专利申请中有所介绍。体积蓄积器构造在凸轮轴的空腔中，并且通过布置在凸轮轴中的压力介质通道与控制阀形成连接，该控制阀用于为凸轮轴移调器供给压力介质。在该构造方案中，不利地起作用的是，控制阀与体积蓄积器单独地构造。由此，这些部件必须各自分别装配在凸轮轴的一侧上并且通过凸轮轴中的压力介质通道彼此连接。此外，在压力介质通道中尤其是通过横截面缩窄部、附加的加构件或转向部而出现节流损耗，由此影响蓄压器的功能。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是：将上述类型的蓄压器系统在其结构方面加以简化并且成本低廉地构造。该任务通过权利要求1所述的特征来解决。
提出了如下蓄压器系统，其中，蓄压器和控制阀被连接成一结构单元。蓄压器装置可以作为一结构单元简单地制造并且能够以简单方式在凸轮轴中装配在一侧上。这种结构单元同时改进了蓄压器的功能，尤其是可以通过将蓄压器直接连接到控制阀上而避免了在控制阀与蓄压器之间的节流损耗。
当蓄压器和控制阀在其壳体的端部段上彼此插接嵌套并且形成压接结合体时，能够以特别简单的方式实现布置在凸轮轴中的由蓄压器和控制阀构成的结构单元。也可以考虑的是：壳体的其他力配合和/或形状配合和/或材料配合的连接。
有利的是，控制阀与蓄压器在其彼此插接嵌套的壳体端部段上实施有缩进的直径。以此方式，在结构单元装配好的状态中在凸轮轴的空腔中相对于凸轮轴的内壁形成径向环形间隙。在此，对结构单元的压力供给直接在壳体端部段上进行。为此优选的是，在壳体端部段上在环形间隙的区域中设置有多个沿径向对准的开口，这些开口通过环形间隙与凸轮轴上的压力介质出口连接部相连通。
优选的是，控制阀的壳体端部段沿轴向插入到蓄压器的壳体的端部段中并且以如下方式延长，即：该端部段同时在其端侧端部上在蓄压器的壳体中形成了在壳体中可轴向推移的活塞所用的端止挡。
附图说明
本发明的其他特征从以下的描述和附图中得到，在附图中简化地示出了本发明的实施例。其中：
图1示出了根据本发明的蓄压器系统在凸轮轴中的纵剖图，
图2示出了图1中细部Z的放大视图。
具体实施方式
图1示出了内燃机的未示出的液压凸轮轴移调系统所用的根据本发明的蓄压器系统的实施例。蓄压器系统布置在内燃机的凸轮轴中，并且由蓄压器和控制阀构成，蓄压器和控制阀构造为一结构单元。凸轮轴在两侧在轴向上敞开，例如实施为空心轴。凸轮轴在其内部为了容纳结构单元而具有圆柱形的空腔，该空腔分两个具有不同直径的两个部段地分别实施为轴向中心孔。在凸轮轴的朝着凸轮轴移调系统的端部区域上，在空腔的第一部段中布置有实施为中心阀的控制阀。控制阀接在凸轮轴移调系统之前并且由中心阀结构组件6构成，中心阀结构组件6具有基本上圆柱形的壳体。在环形梯级7处，相对于环形梯级实施为具有略微减小的直径的第二部段连接到空腔的第一部段上，在第二部段中布置有蓄压器，蓄压器由蓄压器结构组件8构成。蓄压器结构组件8包括基本上呈圆柱形的壳体、活塞5和压力弹簧9。活塞5在壳体的内部空间中，将沿轴向朝着控制阀且通过控制阀与凸轮轴移调系统保持压力介质连接的压力腔与无压力的互补腔分隔，在互补腔中容纳有压力弹簧9。活塞5呈碗状地构造，沿轴向可推移地布置在壳体中并且在壳体的内壁上引导。壳体还有活塞5能够以片材来实施并且可以无切削地尤其是通过深拉来制造。
控制阀和蓄压器共轴地布置在凸轮轴中，并且在其壳体上连接成一结构单元。为此，其壳体的沿轴向彼此相向的空心圆柱形的端部段1、2彼此插接嵌套并且形成压接结合体。也可以考虑的是其他力配合的和/或形状配合的和/或材料配合的连接，例如螺栓连接、粘接连接或通过卷边进行连接。以此方式，控制阀和蓄压器形成蓄压器-中心阀结构单元，蓄压器-中心阀结构单元作为一个部件为了装配在凸轮轴的朝着凸轮轴移调系统的敞开的端部上而被简单地推入空腔中。
在蓄压器的壳体中，活塞5在其朝着压力腔的闭合的轴向侧上通过端部段2被施加压力介质，并且同时在其背离压力腔的轴向侧上与实施为螺旋压力弹簧的压力弹簧9保持作用连接。在凸轮轴移调系统中的压力介质压力升高时，压力介质通过彼此插接嵌套的端部段1、2流入压力腔中，并且活塞5逆着螺旋压力弹簧的弹簧力沿轴向在蓄压器的壳体中推移。当压力介质压力下降时，被压缩的螺旋压力弹簧扩张并且在此提供所蓄积的弹簧能量并且蓄积在压力腔中的压力介质提供给凸轮轴移调系统。在此情况下，控制阀和蓄压器在它们的壳体的彼此插接嵌套的空心圆柱形的端部段1、2上形成直接的压力介质连接。
在蓄压器的壳体中在活塞5处的压力介质渗漏可以在凸轮轴的与凸轮轴移调系统背离的敞开的端部上通过排流连接导出至压力介质贮存器例如内燃机的发动机油箱，并且同时壳体在弹簧侧得到进气和排气。
螺旋压力弹簧共轴地布置在蓄压器的壳体中，并且以其朝着活塞5的弹簧端部段嵌接到其弹簧侧的敞开的端部中。在此，弹簧部段在内部靠置在活塞5的闭合的轴向侧上。在背离活塞5的弹簧部段上，螺旋压力弹簧沿轴向支撑在集成到壳体中的弹簧支撑部10上。螺旋压力弹簧在活塞5运动时在壳体的内壁上以及在活塞5的内壁上引导。为了在螺旋压力弹簧张紧状态中限制活塞5的运动，设置有集成到壳体中的轴向止挡11。图1示出了带有张紧的螺旋压力弹簧的在止挡11处的位置中的活塞。
在图2中以放大概要图（图1的细部Z）示出了在凸轮轴的朝着凸轮轴移调系统的端部区域上的蓄压器系统。在空腔的第一部段中容纳有中心阀结构组件6。该中心阀结构组件6包括壳体、中间套筒和容纳到其中的控制活塞以及集成到控制阀中的板式止回阀12。控制阀通过工作连接部A、B与凸轮轴移调系统连通。在壳体中沿轴向可推移地布置的控制活塞可以通过由虚线示意性表示的中心磁体来驱控。在控制活塞的朝着凸轮轴的敞开端部的端部段上构造有排流连接部T，压力介质通过该排流连接部T可以从凸轮轴移调系统流出到未示出的压力介质贮存器中。
板式止回阀12用于避免朝着压力介质进口连接部P回流，并且被集成到处于独立实施的壳体部件中的控制阀的朝着蓄压器的端部区域中。板式止回阀在控制阀的壳体的外侧上可以形状配合地插接在环形的径向槽中，并且在其朝向蓄压器的侧面通过以缩进的直径形成肩台（absetzen）的空心圆柱形的端部段1而轴向延长。为了与控制阀连接，蓄压器的壳体的朝着该控制阀的空心圆柱形的端部段2在直径上缩进并且以压配合方式沿轴向上压紧到端部段1上。在此，端部段1以如下方式轴向延长，即：端部段1在其端侧端部上在蓄压器的壳体中，大致在壳体上在通过缩进的端部段2形成的肩台的高度上，在螺旋压力弹簧的去负荷状态中形成用于活塞的端止挡。
在相应在壳体上以缩进的直径形成肩台的壳体部段1、2上，在凸轮轴的空腔中形成朝着凸轮轴内壁的径向环形间隙。在环形间隙的区域中，在凸轮轴上布置有压力介质进口连接部P，压力介质进口连接部P通过未示出的压力介质系统（例如内燃机的发动机油回路）与压力介质泵形成连接。压力介质进口连接部P具有多个在凸轮轴上分布于圆周上的径向穿通孔。径向穿通孔在径向内部通过环形间隙与多个为了给结构单元进行压力介质供给、分别在壳体的彼此插接嵌套的端部段1、2上分布于圆周之上地布置的开口3、4相对应，开口3、4实施为穿通孔。端部段1上的开口3和端部段2上的开口4分别在径向上对准地布置。
以缩进的直径形成肩台的端部段1在控制阀的壳体上形成环形肩台13，环形肩台13在装配好的状态中在空腔中靠置在凸轮轴的内壁上的环形梯级7上。为了装配，控制阀和蓄压器可以作为结构和装配单元在凸轮轴的朝着凸轮轴移调系统的敞开的端部上被插入，直至环形肩台13抵靠在环形梯级7上。由此，结构单元当在环形梯级7上已装配好的状态中在蓄压器侧沿轴向固定在凸轮轴中。在阀侧借助紧固环14对结构单元进行位置紧固，紧固环在壳体的在轴向上背离蓄压器的侧上布置在凸轮轴的第一空腔中的第一内部上的环形槽中。在此情况下，壳体在端侧沿轴向靠置在紧固环14上。
在凸轮轴的第一空腔中，控制阀的壳体和凸轮轴的内壁形成圆柱形的余隙配合部。以此方式，控制阀和蓄压器可以作为凸轮轴中的结构单元在控制阀的壳体处得到定中心。在此，蓄压器的壳体以相对于凸轮轴的内壁的径向环形间隙布置在空腔的第二部段中。由此，可以补偿在蓄压器的壳体的外径方面的制造公差，或降低对凸轮轴中的空腔的第二部段的制造公差的要求。为了壳体在空腔中的引导，在此壳体和凸轮轴的内壁可以分部段地形成余隙配合部。为此可以例如在壳体的背离控制阀的端部段上设置有略微的壳体扩宽部。
附图标记列表
1  端部段
2  端部段
3  开口
4  开口
5  活塞
6  中心阀结构组件
7  环形梯级
8  蓄压器结构组件
9  压力弹簧
10 弹簧支撑部
11 止挡
12 板式止回阀
13 环形肩台
14 紧固环
A  工作连接部
B  工作连接部
P  压力介质进口连接部

Claims (4)

1.在用于内燃机凸轮轴移调系统的凸轮轴中的蓄压器系统，所述蓄压器系统具有至少一个蓄压器和至少一个控制阀，其特征在于，蓄压器和控制阀连接成一个结构单元。
2.根据权利要求1所述的蓄压器系统，其特征在于，蓄压器和控制阀在其壳体的端部段（1、2）上彼此插接嵌套并且形成压接结合体。
3.根据权利要求1或2所述的蓄压器系统，其特征在于，控制阀和蓄压器在其壳体的彼此插接嵌套的端部段上分别实施有减小的直径，并且所述端部段（1、2）为对结构单元进行压力介质供给而分别具有多个在圆周上分布的在径向上对准的开口（3、4）。
4.根据权利要求1至3之一所述的蓄压器系统，其特征在于，所述控制阀的壳体的端部段（1）沿轴向插入所述蓄压器的壳体的端部段（2）中并且以如下方式延长地实施，即：所述控制阀的壳体的端部段（1）的端侧端部形成了对于在所述蓄压器的壳体中轴向可推移的活塞（5）的端止挡。
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