CN103244219B - 凸轮轴调节器的定子、凸轮轴调节器和内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于凸轮轴调节器（4）的定子（20）、凸轮轴调节器和内燃机。所提供的定子（20）包括用于同心容纳转子（22）的环形外部件（50），该转子具有在圆周上环绕转子（22）设置的轴向凸起的叶片（34），定子还包括从环形外部件（50）径向向内凸起的扇段（52），用于嵌接在转子（22）的两个叶片（34）之间，以便与两个叶片（22）共同构成凸轮轴调节器（4）的压力室（44）。在此方面，扇段（52）具有用于容纳来自压力室（44）的液压液的空腔（70）。

Description

凸轮轴调节器的定子、凸轮轴调节器和内燃机
技术领域
本发明涉及一种用于凸轮轴调节器的定子、凸轮轴调节器和具有凸轮轴调节器的内燃机。
背景技术
凸轮轴调节器是用于移调内燃机内的曲轴与凸轮轴之间相位的技术组件。
WO 2011 032 805 A1公开了在凸轮轴调节器内设置一个体积蓄能器，在真空的情况下可以将液压液从该体积蓄能器吸入压力室内。
发明内容
本发明的目的在于改进所公开的凸轮轴调节器。
本发明提供一种用于凸轮轴调节器的定子，其包括：用于同心容纳转子的环形外部件，该转子具有在圆周上环绕转子设置的轴向凸起的叶片；从环形外部件径向向内凸起的扇段，用于嵌接在转子的两个叶片之间，以与两个叶片共同构成凸轮轴调节器的压力室；以及通过止回阀向压力室打开的空腔。
在本发明的一种进一步构成中，空腔在扇段内构成，并且沿着和/或逆着环形外部件的切向向外通过止回阀打开。空腔在扇段内构成特别有利，因为扇段本来也是作为结构空间存在并这样可以有利于在定子内使用。
在一种特殊的进一步构成中，从空腔出发观察，止回阀设置在扇段的外侧上，从而止回阀直接在限制压力室空间的面上整体构成。止回阀这样具有通向压力作用的室区的通道，通过该室区发挥调节器功能。
在本发明的另一种进一步构成中，定子包括轴向安置在环形外部件上的盖，盖内构成空腔。盖内的空腔可与扇段内空腔共同或作为对其的选择实现体积蓄能器。两个空腔内部可以相互连接，或也可以每个本身向压力室打开。作为选择，空腔也可以在扇段内构成并通过盖向压力室打开；或相反，空腔在盖内构成并通过扇段向压力室打开。
本发明还提供一种凸轮轴调节器，用于调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位。所提供的凸轮轴调节器包括：双数个体积可变的提前和滞后压力室，用于通过支承在定子内的转子调节相位；和体积蓄能器，其具有用于容纳来自压力室的液压液的蓄能器接口和用于将液压液排到油箱的油箱接口。在此方面，一定数量的压力室各通过一条包括为相应压力室设置的止回阀的附加通道与体积蓄能器连接，其中，该数量小于所有压力室的总数。所提供的凸轮轴调节器从以下思考出发，即，体积蓄能器主要在周期性出现的相位内，通过压力室从体积蓄能器吸入液压液完成平衡真空的任务。按照这种方式，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动。所提供的凸轮轴调节器在此方面基于以下想法：并非所有压力室均需有助于通过从体积蓄能器吸入液压液而避免这种相反运动。这一点通过少量几个压力室进行足够，因为真空很容易通过这几个压力室截住。如果少量的压力蓄能器在真空的情况下从体积蓄能器吸入液压液，那么这些压力蓄能器因此也无需配备相当高的蓄能器容量，由此不仅可以节省结构空间，而且也可以减轻运行期间的重量。
所提供的凸轮轴调节器的定子在此方面特别优选是开头所提供的定子。
在本发明的一种进一步构成中，要么所有提前压力室，要么所有滞后压力室均各自通过附加的通道与体积蓄能器连接。
在本发明一种可选择的进一步构成中，一定数量的提前压力室或一定数量的滞后压力室通过各自的附加通道与体积蓄能器连接，其中，该数量小于相应所有提前压力室或所有滞后压力室的总数。
在本发明的另一种构成中，两个压力室的附加通道的截面不同。这一点对于减少节流来说特别具有优点。
在本发明一种特殊的进一步构成中，具有止回阀的至少一部分通道具有另一用于各自压力室的止回阀。止回阀在此方面可以彼此并联设置。这一点对于节流来说特别具有优点，如果这种节流不能通过更大的截面达到的话。作为选择，止回阀也可以彼此串联设置，为保证体积蓄能器的正常功能，止回阀应一次性销毁。
本发明还提供一种内燃机，包括燃烧室、通过燃烧室驱动的曲轴、控制燃烧室的凸轮轴和所提供的凸轮轴调节器，用于将旋转能量从曲轴传递到凸轮轴上。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明。其中：
图1示出具有凸轮轴调节器的内燃机的示意图；
图2示出图1具有定子的凸轮轴调节器的剖面图；
图3示出图2定子的立体视图；以及
图4示出图3定子另一透视图的立体图。
具体实施方式
附图中相同的部件具有相同的附图符号并只介绍一次。
参照图1，该图示出具有凸轮轴调节器4的内燃机2的示意图。
内燃机2以公知的方式包括可以通过气门8打开和关闭的燃烧室6。气门通过相应凸轮轴12上的凸轮10操控。燃烧室6内此外容纳驱动曲轴16的往复活塞14。曲轴16的旋转能量在其轴向末端上通过驱动件18传递到凸轮轴调节器4上。在本例中，驱动件可以是链条或皮带。
凸轮轴调节器4各自轴向套装在凸轮轴12之一上，吸收来自驱动件18的旋转能量并将其输出到凸轮轴12上。在此方面，凸轮轴调节器4能够按时减速或加速凸轮轴12相对于曲轴14的旋转，以改变凸轮轴12相对于曲轴16的相位。
参照图2，该图示出具有定子20的图1的凸轮轴调节器4的剖面图。
除了定子20外，凸轮轴调节器4还具有容纳在定子20内的转子22、相对于转子22预张紧定子20的螺旋弹簧24、覆盖螺旋弹簧的弹簧盖26、在中心容纳在凸轮轴调节器4内的中心阀28和操纵中心阀28的中心磁铁30。
转子22同心地容纳在定子20内并具有图3–5示出的从转子的轮毂32凸起的叶片34。转子22同心保持在中心阀28可以旋入凸轮轴12之一内的中心螺栓36上，控制活塞38可轴向运动地容纳在中心阀内，该控制活塞可以通过中心磁铁的挺杆40轴向运动到中心螺栓36内并可以通过弹簧42轴向从中心螺栓36压出。取决于控制活塞38在中心螺栓36内的位置，凸轮轴调节器4的在图3和4中示出的压力室44内以公知的方式与压力接口46或与体积蓄能器接口48连接，液压液通过这些接口可以泵入压力室44或从该压力室排出。
定子20具有从图3和4清楚看出的环形外部件50，四个扇段52从该外部件径向向内凸起。环形外部件50利用端盖54和后盖56轴向封闭，其中，盖54、56通过螺栓58保持在环形外部件50上。螺栓58之一具有作为螺旋弹簧24的悬挂使用的轴向加长60。此外，后盖56内在与环形外部件50相对的轴向面上构成环形槽62，槽内夹紧弹簧盖26。环形外部件50的径向圆周上构成其中可以嵌入驱动件18的齿64。
中心螺栓36具有径向孔66作为体积蓄能器接口48，上面形成通过端盖54的轴向通道68。通道68在沿切向引导的槽71上径向安装在端盖54的对着中心螺栓36的径向内侧上，以便可以使液压液在与转子22抗扭连接的中心螺栓36的任何位置上均向径向孔66与通道68之间的定子20流动。
通道68通入扇段52之一的空腔70内，其中，螺栓58之一也穿过该空腔70。空腔70通过止回阀72向凸轮轴调节器4的相邻的压力室44打开，其中，液压液只能从空腔70向压力室44流动，从而压力室44在真空的情况下可以吸入储存在空腔70内的液压液。如果空腔70同时溢流液压液，那么多余的液压液通过油箱接口74例如排到未示出的油底壳。扇段52内的空腔70因此作为体积蓄能器用于平衡凸轮轴调节器4的相应邻接压力室44内的真空。
参照图3和4，它们以两幅不同的透视图示出定子20连同容纳在里面的图2的转子22的立体图。
转子22在中心具有轴向通孔76，中心阀28可以旋入该通孔内。从轴向通孔76向外延伸的径向孔78可以将其与中心阀28的工作接口连接，以便压力室44注入或排空液压液。其他轴向贯通孔80从轴向通孔76径向外延以用于容纳未示出的销子，螺旋弹簧24在转子端可以悬挂在这些销子上。转子22此外包括从轴向通孔76径向外延的轴向的盲孔82，该盲孔内可以容纳用于相对于定子20锁紧转子22的未示出的自旋锁紧件。转子22的叶片的径向末端具有径向切口84，里面容纳用于相对彼此密封压力室44的各密封件86。
正如从图3和4所看到的那样，叶片34嵌入在环形外部件50的内侧上沿圆周通过扇段52限制的间隙内并这样构成压力室44。在定子20的切向上观察，在此方面叶片34的前面构成提前压力室44，而在叶片34的后面则构成滞后压力室44。在本实施方式中，仅提前压力室44之一为压力平衡通过止回阀72与空腔70连接。但所有提前压力室44或所有滞后压力室44为压力平衡而通过止回阀与相应在扇段52内构成的空腔70连接。
在图3和4中，孔88沿定子22的切向从空腔70引入相应相邻的压力室44，该孔将空腔70与压力室44连接。小薄片形式的止回阀72设置在压力室的面上，该薄片在液压液从压力室44流动到空腔70内时压向定子20并这样封闭孔88。在本实施方式中，压力室44和空腔70通过唯一的孔88相互连接。但两个室44、70也可以通过多个孔88并通过相应的多个止回阀72相互连接。唯一的孔88内也可以串联和/或并联设置多个止回阀72。
此外，通过扇段52引导各贯通的间隙90，螺栓58可以穿过这些间隙。
附图文字
2 内燃机
4 凸轮轴调节器
6 燃烧室
8 气门
10 凸轮
12 凸轮轴
14 往复活塞
16 曲轴
18 驱动件
20 定子
22 转子
24 螺旋弹簧
26 弹簧盖
28 中心阀
30 中心磁铁
32 轮毂
34 叶片
36 中心螺栓
38 控制活塞
40 挺杆
42 弹簧
44 压力室
46 压力接口
48 体积蓄能器接口
50 环形外部件
52 扇段
54 端盖
56 后盖
58 螺栓
60 轴向加长
62 槽
64 齿
66 径向孔
68 通道
70 空腔
71 圆周槽
72 止回阀
74 油箱接口
76 轴向通孔
78 径向孔
80 轴向贯通孔
82 轴向盲孔
84 径向切口
86 密封件
88 切向上的贯通孔
90 轴向间隙

Claims (10)

1.用于凸轮轴调节器(4)的定子(20)，包括：用于同心容纳转子(22)的环形外部件(50)，该转子具有在圆周上环绕所述转子(22)设置的轴向凸起的叶片(34)；从所述环形外部件(50)径向向内凸起的扇段(52)，用于嵌接在所述转子(22)的两个叶片(34)之间，以与所述两个叶片(34 )共同构成所述凸轮轴调节器(4)的压力室(44)；以及通过止回阀(72)向压力室(44)打开的空腔(70)，所述空腔(70)在扇段(52)内构成。
2.按权利要求1所述的定子(20)，其中，所述空腔(70)沿着和/或逆着环形外部件(50)的切向向外通过止回阀(72)打开。
3.按权利要求2所述的定子(20)，其中，从空腔(70)出发观察，止回阀(72)设置在扇段(52)的外侧上。
4.按前述权利要求之一所述的定子(20)，包括轴向安置在环形外部件(50)上的盖(54)，盖内构成空腔(70)。
5.凸轮轴调节器(4)，用于调节内燃机(2)内的凸轮轴(12)相对于曲轴(16)的相位，包括：双数个体积可变的提前和滞后压力室(44)，用于通过以可运动的方式支承在按前述权利要求之一所述的定子(20)内的转子(22)调节相位；和体积蓄能器，其具有用于容纳来自所述压力室(44)的液压液的蓄能器接口(48)和用于将所述液压液排到油箱的油箱接口(46)，其中，一定数量的压力室(44)各通过一条包括为相应压力室(44)设置的止回阀(72)的附加通道(88)与所述体积蓄能器连接，该数量小于所有压力室(44)的总数。
6.按权利要求5所述的凸轮轴调节器(4)，其中，所有提前压力室或所有滞后压力室各自通过附加通道(88)与体积蓄能器连接。
7.按权利要求5或6所述的凸轮轴调节器(4)，其中，一定数量的提前压力室和/或一定数量的滞后压力室通过各自的附加通道与体积蓄能器连接，该数量小于相应所有提前压力室和/或所有滞后压力室的总数。
8.按权利要求5所述的凸轮轴调节器(4)，其中，两个压力室的附加通道(88)的截面不同。
9.按权利要求8所述的凸轮轴调节器(4)，其中，具有止回阀(72)的至少一部分通道(88)具有另一用于相应压力室(44)的止回阀(72)。
10.内燃机(2)，包括燃烧室(6)、通过所述燃烧室(6)驱动的曲轴(16)、控制所述燃烧室(6)的凸轮轴(12)和按权利要求5–9之一所述的凸轮轴调节器(4)，用于将旋转能量从所述曲轴(16)传递到所述凸轮轴(12)上。
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