CN103244225A - 凸轮轴调节器内的容积存储器的装填 - Google Patents

凸轮轴调节器内的容积存储器的装填 Download PDF

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Abstract

本发明涉及凸轮轴调节器内的容积存储器的装填，其中涉及一种用于控制液压油从压力联接部（34）经由凸轮轴调节器（4）的工作室到油箱联接部（58）的流动的换向阀（30）。换向阀（30）包括用于将从工作室流出的液压油的至少一部分在流出到油箱联接部（58）之前引导到容积存储器（54）内的存储器联接部（36），其中，存储器联接部（36）经由通道（60）与压力联接部（34）连接。

Description

凸轮轴调节器内的容积存储器的装填
技术领域
本发明涉及一种用于控制液压油从压力联接部经由凸轮轴调节器的工作室到油箱联接部的流动的换向阀、凸轮轴调节器、具有该凸轮轴调节器的内燃机、用于装填凸轮轴调节器内的容积存储器的方法以及用于执行该方法的控制设备。
背景技术
凸轮轴调节器是用于调节内燃机内的曲轴和凸轮轴之间的相位的技术组件。
从WO 2011 032 805 A1公知了在凸轮轴调节器内布置容积存储器，由该容积存储器能够在负压的情况下从压力室中抽吸液压液体。
发明内容
本发明的任务是改善公知的凸轮轴调节器。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明提出用液压液体直接经由凸轮轴调节器的压力联接部装填凸轮轴调节器的容积存储器。
该提议基于如下考虑，即，在容积存储器内的足够的液面高度由于离心力而在凸轮轴调节器的工作中通过容积存储器的径向限制来保证。如果容积存储器例如布置在转子的叶片中，则当在那里布置有到油箱的流出部时，这些径向限制是空心叶片的外直径和其内直径。然而由于离心力而使装填依赖于转速。
此外，该提议基于如下考虑，即，在包括凸轮轴调节器的内燃机停止之后通过减小转速和与此相关联地减小离心力而使凸轮轴调节器的容积存储器内的液面高度降低并且在内燃机的静止状态时相应地使容积存储器的角位置最小。
对此该提议基于如下认识，即，在内燃机的重新启动时容积存储器的液面高度由于泄漏容积流量而仅缓慢地升高，从而只有在确定的时间之后利用凸轮轴调节器进行整体调节才是有可能的，在该确定的时间内实现容积存储器的充分装填。
根据这种认识，该提议基于如下想法，即，首先不是用从凸轮轴调节器的压力室流出的液压液体装填容积存储器，而是用直接由压力联接部提供的液压液体装填容积存储器。以这种方式能够在容积存储器内在内燃机启动时立即提供充分的装填。
本发明因此提出一种用于控制液压油从压力联接部经由凸轮轴调节器的工作室到油箱联接部的流动的换向阀。所提出的换向阀包括用于将从工作室流出的液压油的至少一部分在流出到油箱联接部之前引导到容积存储器内的存储器联接部。根据本发明，存储器联接部经由通道与压力联接部连接。
换向阀能够通过通道在内燃机的启动时特别快速地装填凸轮轴调节器内的容积存储器，从而能够提早进行凸轮轴调节器的解锁以及在内燃机的凸轮轴和曲轴之间的调节。这尤其在特别是频繁地停止和又重新启动内燃机的情况下是有利的，例如具有启动/停止系统的车辆中的内燃机。另外，本发明减少了在凸轮轴调节器中的当容积存储器内没有足够的液压液体且因此空气被抽吸到凸轮轴调节器的压力室内时所发生的高动态负载和不期望的噪声。所抽吸的空气导致液压减压的损失并且会导致整个凸轮轴调节器的不稳定状态。
在本发明的改进方案中，在压力联接部和存储器联接部之间的通道构造为轴向槽。轴向槽能够以简单的工艺例如通过铣削引入所提出的换向阀的表面。
在本发明的附加改进方案中，所提出的中央阀包括套筒，该套筒至少部分地覆盖轴向槽。以这种方式轴向槽以及因此通道能够更好地与换向阀的其余联接部在液压上分开。
在本发明的特殊改进方案中，通道从工作室旁经过。
在本发明的另一改进方案中，所提出的换向阀包括控制活塞。该控制活塞使工作室与压力联接部或者与油箱联接部连接，其中，通道至少部分地导引通过控制活塞。
在本发明的另一改进方案中，所提出的控制活塞包括用于封闭通道的开关。通过开关能够使容积存储器在其用液压液体装填之后与压力联接部分开，从而存储在容积存储器内的液压液体在比构建于压力室内的压力更低的压力下存储，从而凸轮轴调节器的压力室以及因此转子能够动态地调节。
在本发明的特殊改进方案中，开关构造为能在控制活塞内运动的滑栓（Ventilschieber）。以这种方式不需要在凸轮轴调节器内的附加结构空间，以便集成开关。
本发明还提出一种凸轮轴调节器，其包括：用于从内燃机的曲轴接收旋转能量的定子；能转动地支承在定子内的用于将旋转能量输出到凸轮轴以便操控内燃机的转子；以及能轴向旋入凸轮轴的所提出的用于控制转子相对于定子的位置的换向阀。
本发明还提出一种内燃机，其包括燃烧室、由燃烧室驱动的曲轴、控制燃烧室的凸轮轴以及所提出的用于将旋转能量从曲轴传递到凸轮轴的凸轮轴调节器。
本发明还提出一种用于用液压液体装填凸轮轴调节器内的容积存储器的方法。所提出的方法包括以下步骤：将容积存储器与凸轮轴调节器的压力联接部连接；以及当容积存储器装满时中断连接。
该方法的改进方案可以是按意义地实现根据从属权利要求的所提出的换向阀的特征的方法步骤。
本发明还提出一种用于凸轮轴调节器的控制设备，其适合于实施所提出的方法。
在改进方案中，控制设备具有存储器和处理器。在此，该方法以计算机程序的形式储存在存储器内并且当计算机程序从存储器装载到处理器中时，设置有用于实施该方法的处理器。
附图说明
下面根据附图详细地阐述本发明的实施例，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的凸轮轴调节器的剖视图；
图3示出图2的凸轮轴调节器的剖视图；
图4示出图1的替代的凸轮轴调节器的剖视图；
图5示出图4的凸轮轴调节器的剖视图。
在附图中相同元件设有相同标号并且仅说明一次。
具体实施方式
参照图1，其示出具有凸轮轴调节器4的内燃机2的示意图。
内燃机2以自身公知的方式包括燃烧室6，该燃烧室能够由阀门8打开和关闭。阀门由相应的凸轮轴12上的凸轮10来操控。此外，在燃烧室6内还容纳有往复活塞14，该往复活塞驱动曲轴16。曲轴16的旋转能量在其轴向端部经由传动机构18传递到凸轮轴调节器4。在本例中，传动机构可以是链条或皮带。
凸轮轴调节器4各轴向地安置到其中一个凸轮轴12上，从传动机构18接收旋转能量并且将该旋转能量输出到凸轮轴12。在此，凸轮轴调节器4能够在时间上延迟或者加快凸轮轴12相对于曲轴14的转动，以便改变凸轮轴12相对于曲轴16的相位。
参照图2和图3，它们示出图1的其中一个凸轮轴调节器4的剖视图。
凸轮轴调节器4具有定子20和容纳在定子20内的转子22。
转子22同中心地容纳在定子20内并且具有从转子的轮毂24伸出的叶片26。转子22同中心地保持在中央阀30的旋入其中一个凸轮轴12内的中央螺杆28上，在该中央螺杆内能轴向运动地容纳有控制活塞32，该控制活塞能够通过中央磁体的未示出的挺杆轴向运动到中央螺杆28内并且能够通过未进一步示出的弹簧轴向地从中央螺杆28中压出。依赖于控制活塞32在中央螺杆28内的位置，凸轮轴调节器4的未进一步示出的压力室以自身公知方式与压力联接部34或者与容积存储器联接部36连接，经由所述压力联接部或者容积存储器联接部能够相应地将液压液体泵送到压力室内，也能够将液压液体从所述压力室释放。
定子20具有环状外部38，未进一步示出的分段从该环状外部径向向内地伸出。环状外部38用前盖40和后盖42轴向地封闭，其中，盖40、42经由螺杆44保持在环状外部38上。在环状外部38的径向圆周上构造有齿46，传动机构18能够嵌接到所述齿中。
中央螺杆36具有作为容积存储器联接部36的径向钻孔48，通过转子22的轴向通道50安放在径向钻孔48上。通道50径向地安置在转子22的指向中央螺杆28的径向内侧上的周向槽52上，从而中央阀30不必以预先确定的角位置旋入凸轮轴12内。
通道50引入容积存储器54内，该容积存储器由转子22和前盖40界定。容积存储器54经由止回阀56朝着凸轮轴调节器4的压力室打开，其中，液压液体能够仅从容积存储器54流向压力室，从而压力室能够在负压的情况下从容积存储器54抽吸所存储的液压液体。如果容积存储器54由于液压液体太多而溢出，则多余的液压液体经由油箱联接部58例如输出到未示出的油池。油箱联接部58比止回阀56更靠近旋转轴线，从而在凸轮轴调节器的工作期间液压液体在经由油箱联接部58溢出之前由于离心力而首先到达止回阀56。
此外，压力联接部34经由中央螺杆28内的轴向槽60与存储器联接部36直接连接。因此，中央螺杆28内的轴向槽60是旁路，压力联接部34的液压液体的流动利用该旁路绕行凸轮轴调节器的压力室。液压液体从压力联接部34直接到存储器联接部36的流动能够在本实施方案中通过示意性示出的2/2换向阀62来控制。
如果内燃机2进行工作，则2/2换向阀62相对于轴向槽60打开压力联接部34，从而液压液体通过压力联接部34直接压入容积存储器54。如果容积存储器54用液压液体完全地装满，2/2换向阀62则针对轴向槽60关闭压力联接部。凸轮轴调节器4的进一步工作以自身公知方式进行。
在本实施方案中，压力联接部34具有两个入口，这两个入口由同一个示意性表示的压力源供给液压液体，其中，两个入口中的一个由2/2换向阀62来控制。替代地，压力联接部34也可以包括3/2换向阀，当例如压力源能关断时，该3/2换向阀将液压液体经由轴向槽60引导到存储器联接部36或者以公知方式引导到凸轮轴调节器4的未进一步提到的工作联接部。如果压力源不能关断，则压力联接部34也可以包括3/3换向阀，该3/3换向阀以先前的方式工作并且也额外地完全抑制液压液体的供给。
轴向地在凸轮轴12上并且径向地在中央螺杆28内的轴向槽60上安置有套筒64，套筒64阻止液压液体从轴向槽60径向排出。
在图3中通过虚线的箭头66表示液压液体从压力联接部34流向存储器联接部36。
参照图4和图5，它们示出根据另一例子的图1的凸轮轴调节器4的剖视图。
在图4中，在控制活塞32内容纳有相对轴向移动的滑栓68。此外，轴向槽60通过导引通过中央螺杆28和控制活塞32的径向钻孔70向内打开。
滑栓68具有轴向超过控制活塞弹出的附件72。如果未示出的致动器例如中央磁体以自身公知的且在图5中由箭头74表示的方式作用在用于操纵换向阀30的控制活塞32上，则该控制活塞32首先经由附件72移动滑栓68并且以此封闭径向钻孔70。只有在此之后，控制活塞32才以自身公知的方式继续运动。
在致动器的以及具有滑栓68的控制活塞32的初始位置打开径向钻孔70并且允许液压液体直接从压力源经由轴向槽60流入控制活塞的内部。该液压液体随后经由存储器联接部36流入容积存储器54并且将其装满。
如果容积存储器被装满，则致动器如已经提到的那样以公知方式操纵控制活塞32，由此自动中断液压液体直接从压力源经由轴向槽60到控制活塞32内部的供给。
附图标记列表
2   内燃机
4   凸轮轴调节器
6   燃烧室
8   阀门
10  凸轮
12  凸轮轴
14  往复活塞
16  曲轴
18  传动机构
20  定子
22  转子
24  轮毂
26  叶片
28  中央螺杆
30  中央阀
32  控制活塞
34  压力联接部
36  存储器联接部
38  环状外部
40  前盖
42  后盖
44  螺杆
46  齿
48  径向钻孔
50  通道
52  周向槽
54  容积存储器
56  止回阀
58  油箱联接部
60  轴向槽
62  换向阀
64  套筒
66  箭头
68  滑栓
70  径向钻孔
72  附件

Claims (10)

1.用于控制液压油从压力联接部（34）经由凸轮轴调节器（4）的工作室到油箱联接部（58）的流动的换向阀（30），其包括用于将从工作室流出的液压油的至少一部分在流出到所述油箱联接部（58）之前引导到容积存储器（54）内的存储器联接部（36），其中，所述存储器联接部（36）经由通道（60）与所述压力联接部（34）连接。
2.根据权利要求1所述的换向阀（30），其中，在所述压力联接部（34）和所述存储器联接部（36）之间的所述通道（60）构造为轴向槽，其中，所述轴向槽优选至少部分地用套筒（64）来覆盖。
3.根据上述权利要求中任一项所述的换向阀（30），其中，所述通道（60）从所述工作室旁经过。
4.根据上述权利要求中任一项所述的换向阀（30），其包括用于使所述工作室与所述压力联接部（34）或者与所述油箱联接部（58）连接的控制活塞（32），其中，所述通道（60）至少部分地导引通过所述控制活塞（32）。
5.根据上述权利要求中任一项所述的换向阀（30），其包括用于封闭所述通道（60）的开关（62、72）。
6.根据权利要求5所述的换向阀（30），其中，所述开关（62、72）构造为能在所述控制活塞（32）内运动的滑栓（68）。
7.凸轮轴调节器（4），其包括：用于从内燃机（2）的曲轴（16）接收旋转能量的定子（20）；能转动地支承在所述定子（20）内的用于将所述旋转能量输出到凸轮轴（12）以便操控所述内燃机（2）的转子（22）；以及能轴向旋入所述凸轮轴（12）的根据上述权利要求中任一项所述的用于控制所述转子（22）相对于所述定子（20）的位置的换向阀（30）。
8.内燃机（2），其包括燃烧室（6）、由所述燃烧室（6）驱动的曲轴（16）、控制所述燃烧室（6）的凸轮轴（12）以及根据权利要求7所述的用于将旋转能量从所述曲轴（16）传递到所述凸轮轴（12）的凸轮轴调节器（4）。
9.用于用液压液体装填凸轮轴调节器（4）内的容积存储器（54）的方法，其包括如下步骤：将所述容积存储器（54）与所述凸轮轴调节器（4）的压力联接部（34）连接；以及当所述容积存储器（54）装满时中断所述连接（60）。
10.用于凸轮轴调节器（4）的控制设备，其适合于实施根据权利要求9所述的方法。
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