CN103168154A

CN103168154A - 可机械控制的气门机构和可机械控制的气门机构配置

Info

Publication number: CN103168154A
Application number: CN2011800504402A
Authority: CN
Inventors: R.弗莱尔
Original assignee: Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
Current assignee: Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: JP2013540234A; EP2630345A1; DE102010048709B4; DE102010048709A1; US20130199472A1; KR20130084662A; US8807104B2; JP5882342B2; CN103168154B; KR101617070B1; WO2012052216A1

Abstract

本发明涉及一种可机械控制的气门机构（54）以及涉及一种气门机构配置，所述气门机构包括换气门（26），传动装置（35）用端面作用在换气门（26）上，其中，传动装置（35）借助支承装置（36、38）可运动地安装在气缸盖内，以及其中，传动装置（35）与气门升程调节器（41）以及与凸轮轴（40）作用连接，其中，气门升程调节器（41）具有可旋转的调整机构（49），所述调整机构包括偏心机构（62），偏心机构（62）有两个最下点（64、70）和一个顶部轮廓（61），以及偏心机构（62）克服弹簧机构（55）的预紧力地作用在传动装置（35）上，使得能调整为不同的气门升程位置，其中，调整机构沿周向另有至少一个偏心机构（60），它提供至少两个顶部轮廓（61、63），从而可以根据调整机构（49）的转角α，使不同的偏心机构（60、62）与传动装置（35）接合。

Description

可机械控制的气门机构和可机械控制的气门机构配置

本发明涉及一种可机械控制的气门机构，包括换气门，传动装置用端面作用在换气门上，其中，传动装置借助支承装置可运动地安装在气缸盖内，以及其中，传动装置与气门升程调节器以及与凸轮轴作用连接，其中，气门升程调节器有可旋转的调整机构，它包括偏心机构，偏心机构有两个最下点和一个顶部轮廓，以及偏心机构克服弹簧机构的预紧力地作用在传动装置上，使得能调整为不同的气门升程位置。此外，本发明涉及一种可机械控制的气门机构配置，包括多个排列成行的换气门，它们配属于至少两个排列成行的气缸，其中，为换气门配设传动装置，其中，每个传动装置借助支承装置可运动地安装在气缸盖内，以及其中，每个传动装置分别与气门升程调节器以及与凸轮轴作用连接，其中，每个气门升程调节器有可旋转的调整机构，它包括偏心机构，偏心机构有两个最下点和一个顶部轮廓，以及偏心机构克服弹簧机构的预紧力地作用在传动装置上，使得能调整为不同的气门升程位置，例如零升程，部分升程和全升程，其中，多个调整机构可通过一个驱动机构驱动。

例如由EP638706A1已知一种此类气门机构和一种此类气门机构配置。在那里，为了控制或调整气门机构，采用安装在气缸盖内可旋转的偏心轴，它作用在传动装置上，使得能以简单的方式在零与最大值之间调整气门升程。采取这种措施，使燃烧过程能良好地适应内燃机当时的工作状态。此外，由DE102004003324A1已知，在气门机构配置中设一些调整机构，它们能彼此独立调整，要达到的目的是，在规定的工作状态使个别气缸关闭。此外由EP1760278A2还已知一种气门机构，它有偏心机构，偏心机构尤其针对部分升程和全升程有不同的曲线径迹。在这里通过调整机构同样可以提供零升程的曲线径迹。

然而这些已知的气门机构/气门机构配置有缺点，气门升程的调整必须借助偏心机构曲线非常准确地实行。此外，在已知的气门机构配置中，当部分气缸关闭时，气门升程调整的可变性非常有限，这又导致提高燃油消耗量并由此也导致废气高的排放值。

因此本发明所要解决的技术问题是，创造一种气门机构和一种气门机构配置，它们能克服上述缺点。

解决上述技术问题一种可行的方案是，调整机构沿周向另有至少一个偏心机构，因此提供至少两个顶部轮廓，从而根据调整机构的转角α，可以使不同的偏心机构与传动装置接合。以此方式首先实现在至少三个气门升程状态之间简单和非常迅速地来回接通，而与调整机构沿什么方向旋转无关。此外创造了一种经济的解决办法，通过提高换气门的可变性，降低内燃机的燃油消耗量和废气排放值。

一种特别有利的实施形式在于，各自偏心机构的最下点通过至少一条零升程曲线彼此间隔。由此在调整机构的圆周上造成多个零升程曲线径迹，借此能够可变性很大地设计有目的地关闭气缸。此外也可以有利的是，偏心机构有不同的形状，并因而有各自的气门升程系列（Ventilhubscharen）不同的设计。还可以将至少一个偏心机构设计为相对于各自顶点非对称。在这方面按特别有利的实施形式，传动装置有至少一个摆杆和至少一个摇臂，其中，摆杆用工作曲线作用在换气门上，以及摇臂与气门升程调节器和凸轮轴作用连接，并通过工作曲线作用在摆杆上。

此外，通过一种可机械控制的气门机构配置解决上述技术问题，其中，至少一个调整机构沿周向另有至少一个偏心机构，因此提供至少两个顶部轮廓，从而根据调整机构的转角α，可以使不同的偏心机构与传动装置接合。通过这种配置，创造了在规定的工作状态关闭内燃机个别气门并因而提供了气缸的一种非常便宜和在生产技术上易于实现的可能性。若将气门机构配置设计为，在所述至少一个调整机构中，各自偏心机构的最下点通过至少一条零升程曲线彼此间隔，则可以可变性很大地设计发动机关闭。尽管如此，仍为工作中的气缸提供用于不同负荷状态的大的气门升程系列。这种可变性还可以增大，只要偏心机构有不同的形状，和/或至少一个偏心机构设计为相对于各自的顶点非对称。一种特别经济的实施形式在于，多个调整机构可以通过一个驱动机构驱动。

一种特别有利而能经济地生产的实施形式在于，将多个调整机构设置在偏心轴上。

此外，一种特别有利的可机械控制的气门机构配置还在于，每个传动装置有至少一个摆杆和至少一个摇臂，其中，摆杆用端面作用在换气门上，以及摇臂与气门升程调节器和凸轮轴作用连接，并通过工作曲线作用在摆杆上。对于最佳燃烧有利的是，设偶数的气缸，其中，一半气缸有换气门，然后为这些换气门比另一半换气门更多地分别配设一个偏心机构。此外，所述一半气缸在排气侧可以有与气门升程调节器作用连接的换气门，而另一半气缸可按常规工作。

下面借助附图详细说明本发明，其中：

图1表示本发明的气门机构配置透视图；

图2表示偏心轴和两个调整机构的剖视图；以及

图3示意表示进气门开启特性曲线与调整机构位置的关系。

图1表示本发明的气门机构配置10一种实施形式透视图，包括多个排列成行的换气门12、14、16、18、20、22、24和26。在本例中，为内燃机的一个气缸分别配设两个进气换气门。可机械控制的气门机构配置10在本例中有四个传动装置28、29、30、31、32、33和34、35，它们分别配属于两个换气门12、14；16、18；20、22；24、26。在这里，传动装置28、29、30、31、32、33和34、35按已知的方式借助支承装置安装在气缸盖内。在图1中仅举例表示用于支承传动装置35的摆杆56的支承装置36、38。此外，传动装置28、29、30、31、32、33和34、35按已知的方式与凸轮轴40作用连接。此外，每个传动装置28、29、30、31、32、33和34、35可通过气门升程调节器41的调整机构42、43、44、45、46、47和48、49控制为，可将进气门12、14；16、18；20、22；24、26调整为较小或较大的气门升程。在本实施例中，调整机构42、43、44、45、46、47和48、49分别配属于两个进气门12、14；16、18；20、22；24、26并设计为偏心机构60、62，它们设置在偏心轴50上。在本实施例中，偏心轴50可通过驱动机构52以已知的方式驱动。当然也可以为每组更多个换气门配设一个传动装置。作为驱动机构52可以使用不仅向前而且向后运行的旋转驱动器。因此偏心轴50可被驱动为，能根据当前所处的位置，通过使用相应的偏心机构60、62，快速而精确地选择与下一个工作状态相应的气门升程。由此也能实现转角＞360o。

在本实施例中，可机械控制的气门机构54有传动装置35和换气门26。传动装置35由摆杆56和摇臂58组成，其中摆杆56用端面作用在换气门26上，以及摇臂58与气门升程调节器41和凸轮轴40作用连接。气门升程调节器41的调整机构48克服弹簧55的预紧力地作用在没有进一步表示的摇臂58作用机构（例如滚轮）上。摇臂58以图中没有详细表示的工作曲线作用在摆杆56上。在相对置侧设导向轮，摇臂58通过它们在滑槽内导引移动。导向轮则安装在互相连接两个相邻摇臂的轴上，其中，在导向轮之间在轴上再设一个滚轮，它又与凸轮轴作用连接。因此凸轮轴的凸轮与两个传动装置作用连接。关于这种传动装置的功能和工作方式，显然可以参见德国公开文件DE10140635A1。

现在本发明规定，个别调整机构，在本实施例中为调整机构42、43和48、49，有另一个偏心机构（见图2）。图2表示通过偏心轴50剖开示出的两个剖视图；其一幅图是通过调整机构42剖开示出的剖视图和另一幅图是通过调整机构47剖开示出的剖视图。因此在本实施例中换气门12的调整机构42分别有两个偏心机构60、62，它们可以影响换气门12的升程高度。偏心机构60、62分别有两个顶部轮廓61、63，其中顶部轮廓63设计为单个顶点。顶部轮廓在这种情况下定义为顶点最终接连排列，也称为单点。然而在这里重要的是，通过这种顶部轮廓，借助传动装置与调整机构各自的偏心机构作用连接，触发换气门当时的全升程高度。偏心机构60、62在高度和曲线径迹方面不同设计，其中偏心机构62相对于其顶点63对称设计，偏心机构60则为非对称设计，在这种情况下导致相关的气门升程系列较平缓地上升。相关的顶点63或顶部轮廓61触发各自偏心机构60、62不同的全升程高度。

此外在本实施例中设两个最下点64和70，其中称为最下点的是零升程曲线过渡为部分升程曲线的点。因此在本实施例中，在各自的最下点64和70之间设计有零升程曲线72。此外，设怠速点66和68，怠速升程曲线在这里过渡为部分升程曲线。与此相应，在怠速点66和68之间的区域称为怠速升程曲线74，在偏心轴上它比零升程曲线提高约0.2mm。所述怠速升程曲线带来的优点是，在此区域内控制时或在通过此区域时不完全关闭气缸，以及与之相应不冷却。图中表示的第二调整机构47仅有一个偏心机构76，它在形状和高度方面与偏心机构62设计一致。此外设零升程曲线78和怠速升程曲线80，它们在调整机构42的顶部轮廓61的区域内互相过渡，以及它们通过最下点82、84和怠速点85确定。

显然，可以使用所有能想到的看起来对于偏心机构合理的形状。当然一个调整机构也可以有两个以上偏心机构。在本实施例中，用于换气门16、18、20和22气门升程调整的调整机构44和46只有一个偏心机构62，并因而与由先有技术已知的调整机构一致。

现在图3示意表示本实施例的不同气门升程调整。图中表示四个气缸86、88、90、92，它们有由图1已知的进气门12、14、16、18、20、22、24和26。在这里，配属于换气门12、14和24、26的调整机构42和48分别有两个偏心机构60、62。配属于换气门16、18和20、22的调整机构44、46只分别有一个偏心机构60。若现在偏心轴50调整为，使偏心机构62与各自的摇臂58接合，则对于进气门12、14和24、26而言可调整为图3中用I表示的气门升程。进气门16、18和20、22关闭。为了在内燃机工作时能打开全部进气门12、14、16、18、20、22、24和26，偏心轴50旋转一个角度α，使偏心机构62与各自的摇臂58接合。因此对于进气门12、14、16、18、20、22、24和26可以实现用II示意表示的气门升程。在这里，调整机构的旋转方向可以选择为，能迅速而精确地控制期望的气门升程系列。

然而，为了能采用简单的方式关闭气缸，特别有利的是，在偶数的气缸中，一半气缸比另一半气缸在分配的调整机构中有分别多一个偏心机构。当然也可以通过这种配置以相同的方式控制排气门，以便在进气门关闭时规定相应地关闭排气门。

Claims

1.一种可机械控制的气门机构（54），包括换气门（26），传动装置（35）用端面作用在换气门（26）上，其中，传动装置（35）借助支承装置（36、38）可运动地安装在气缸盖内，以及其中，传动装置（35）与气门升程调节器（41）以及与凸轮轴（40）作用连接，其中，气门升程调节器（41）有可旋转的调整机构（49），所述调整机构包括偏心机构（62），偏心机构（62）有两个最下点（64、70）和一个顶部轮廓（61），以及偏心机构（62）克服弹簧机构（55）的预紧力地作用在传动装置（35）上，使得能调整为不同的气门升程位置，其特征为：调整机构（49）沿周向另有至少一个偏心机构（60），因此提供至少两个顶部轮廓（61、63），从而根据调整机构（49）的转角α，可以使不同的偏心机构（60、62）与传动装置（35）接合。

2.按照权利要求1所述的可机械控制的气门机构（54），其特征为，各自偏心机构（60、62）的最下点（64、70）通过至少一条零升程曲线（72）彼此间隔。

3.按照权利要求1或2所述的可机械控制的气门机构（54），其特征为，偏心机构（60；62）有不同的形状。

4.按照前列诸权利要求之一所述的可机械控制的气门机构（54），其特征为，至少一个偏心机构（60；62）设计为相对于顶点非对称的。

5.按照前列诸权利要求之一所述的可机械控制的气门机构（54），其特征为，传动装置（35）有至少一个摆杆（56）和至少一个摇臂（58），其中，摆杆（56）用端面作用在换气门（26）上，以及摇臂（58）与气门升程调节器（41）和凸轮轴（40）作用连接，并通过工作曲线作用在摆杆（56）上。

6.一种可机械控制的气门机构配置（10），包括多个排列成行的换气门（12、14、16、18、20、22、24、26），它们配属于至少两个排列成行的气缸（86、88、90、92），其中，为至少一个换气门（12、14、16、18、20、22、24、26）配设传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35），其中，每个传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35）借助支承装置（36、38）可运动地安装在气缸盖内，以及其中，每个传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35）分别与气门升程调节器（41）以及与凸轮轴（40）作用连接，其中，每个气门升程调节器（41）有可旋转的调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49），所述调整机构包括偏心机构（62；76），所述偏心机构（62；76）具有两个最下点（64、70；82、84）和一个顶部轮廓（63），以及偏心机构（62；76）克服弹簧机构（55）的预紧力地作用在传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35）上，使得能调整为不同的气门升程位置，其特征为：至少一个调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49）沿周向另有至少一个偏心机构（60），因此提供至少两个顶部轮廓（61、63），从而根据调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49）的转角α，可以使不同的偏心机构（60；62；76）与传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35）接合。

7.按照权利要求6所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，在所述至少一个调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49）中，各自偏心机构（60；62）的最下点（64、70）通过至少一条零升程曲线（72）彼此间隔。

8.按照权利要求6或7所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，所述偏心机构（60；62）具有不同的形状。

9.按照权利要求6-8之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，至少一个偏心机构（60；62）设计为相对于顶点非对称的。

10.按照权利要求6-9之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，多个调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49）可通过一个驱动机构（52）驱动。

11.按照权利要求6-10之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，将多个调整机构（42、43、44、45、46、47、48、49）设置在偏心轴（50）上。

12.按照权利要求6-11之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，每个传动装置（28、29、30、31、32、33、34、35）具有至少一个摆杆（56）和至少一个摇臂（58），其中，摆杆（56）用端面作用在换气门（12、14、16、18、20、22、24、26）上，以及摇臂（58）与气门升程调节器（41）和凸轮轴（40）作用连接，并通过工作曲线作用在摆杆（56）上。

13.按照权利要求6-12之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，设有偶数的气缸（86、88、90、92），其中一半气缸（86、88、90、92）具有换气门（12、14、16、18、20、22、24、26），分别为它们比另一半换气门（12、14、16、18、20、22、24、26）多配设一个偏心机构（60；62；76）。

14.按照权利要求6-13之一所述的可机械控制的气门机构配置（10），其特征为，所述一半气缸（86、88、90、92）在排气侧具有与气门升程调节器作用连接的换气门（12、14、16、18、20、22、24、26），而另一半气缸（86、88、90、92）可按常规工作。