CN103291400A - 凸轮轴调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮轴调节器。用于带有气缸头的内燃机的凸轮轴调节器具有驱动元件（3）和从动元件（5），驱动元件（3）和从动元件（5）能够相对彼此绕共同的轴线（1a）扭转，驱动元件（3）和从动元件（5）构造相反作用的工作室，能够用液压介质压力加载工作室，以便实现驱动元件（3）与从动元件（5）之间的相对扭转，并且在从动元件（5）中布置有控制阀（21a），其中，控制阀（21a）具有阀壳体和布置在阀壳体中的控制活塞（21b），控制活塞用于控制液压介质，控制阀（21a）与共同的轴线（1a）同轴地布置，在工作室的轴向区域的外部设置有一体式地由从动元件（5）构造的用于支承在气缸头上的径向轴颈（13）。

Description

凸轮轴调节器

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴调节器。

背景技术

凸轮轴调节器在内燃机中用于改变燃烧室阀的控制时间，以便能够使调节曲轴与凸轮轴之间的相位关系在限定的角度范围中在最大提前位置与最大滞后位置之间可变。控制时间与当前负荷和转速的适配降低消耗和排放。为此目的，凸轮轴调节器集成在传动系中，经由凸轮轴调节器将转矩从曲轴传递给凸轮轴。这种传动系例如可以是皮带传动机构、链条传动机构或齿轮传动机构。

在液压凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件形成一对或多对彼此相对作用的工作室，它们可以用液压介质压力加载。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过填充和排空各个工作室而在驱动元件与从动元件之间产生相对运动。

液压凸轮轴调节器的可能的结构类型是叶片式调节器。叶片式调节器具有构造成定子的驱动元件、构造成转子的从动元件以及带有外齿部的驱动轮。从动元件通常构造为可以抗相对转动地与凸轮轴连接。驱动元件包含定子和驱动轮。驱动元件和驱动轮抗相对转动地相互连接或者对此可替选地相互一体式地构造。从动元件与驱动元件同轴地布置并且布置在驱动元件内。驱动元件和从动元件利用其径向延伸的叶片形成相反作用的油室，所述油室可以通过油压来加载并且能够实现驱动元件与从动元件之间的相对转动。叶片与从动元件或驱动元件一体式地构造，或者作为“插接的叶片”布置在从动元件或驱动元件的为此设置的凹槽中。此外，叶片式调节器具有各种密封盖。驱动元件和密封盖经由多个螺栓连接件相互紧固。

液压凸轮轴调节器的另一结构类型是轴向活塞调节器。在这种情况中，通过油压轴向地推移移动元件，移动元件通过斜齿部产生驱动元件与从动元件之间的相对转动。

DE102004026863A1公开了一种具有驱动元件和从动元件的凸轮轴调节器。凸轮轴借助力配合、形状配合或材料配合与从动元件连接。

在DE102008050134中说明一种凸轮轴调节器，其中，连接元件设置在从动件中。连接元件借助形状配合固定在从动件中。此外，连接元件固定在凸轮轴上。连接元件具有凹处，所述凹处用于输送油。油输送通过液压阀来控制，液压阀设置在连接元件中。

DE10334690B4中公开了具有驱动元件和从动元件的凸轮轴调节器。栓一体式地由从动元件构造。栓用于与凸轮轴的连接。此外，在从动元件中布置有多个供油通道。

DE102009052841A1公开了一种凸轮轴调节器，其中，凸轮轴附件用于将转子固定在凸轮轴上。凸轮轴附件借助螺母抗相对转动地与转子拧紧。在凸轮轴嵌件中设置有长孔，该长孔容纳中央阀。

在US6871621B2中说明了一种凸轮轴调节器，其中，转子借助螺栓与凸轮轴拧紧。中央阀由从动元件的端侧插入并且与其拧紧。

发明内容

本发明的任务在于提供一种可成本低廉地制造的凸轮轴调节器。

根据本发明，该任务通过用于带有气缸头的内燃机的凸轮轴调节器来解决，该凸轮轴调节器具有驱动元件和从动元件，其中，驱动元件和从动元件能相对彼此绕共同的轴线扭转，并且其中，驱动元件和从动元件构造相反作用的工作室，其中，可用液压介质压力加载工作室，以便实现驱动元件与从动元件之间的相对扭转，并且其中，在从动元件中布置有控制阀，其中，控制阀具有阀壳体和布置在阀壳体中的控制活塞，控制活塞用于控制液压介质，并且其中，控制阀与共同的轴线同轴地布置，其中，在工作室的轴向区域的外部设置有一体式地由从动元件构造的用于支承在气缸头处的径向轴颈。

通过将径向轴颈集成在从动元件上而实现紧凑的结构单元，其能够实现凸轮轴调节器作为结构单元插入敞开的气缸头的支承框架。此外，通过一体式的构造能够最小化回转误差。

在一个有利的扩展方案中，控制阀轴向地借助力配合固定在从动元件中。在力配合地紧固的情况下，部件通过外力例如摩擦力保持在它们的相对位置中。例如环可以用于力配合的紧固，该环借助纵向或横向过盈配合（Pressverband）与从动元件接合。

在一个优选的扩展方案中，控制阀轴向地借助形状配合固定在从动元件中。在形状配合中，力通过参与连接的部件的形状来传递。为此，应当在两个接触的作用面之间建立形状配合。紧固环或者卡紧环例如可以用作形状配合的紧固。

在本发明的一个扩展方案中，从动元件具有用于控制阀的防扭转件，使得预给定沿周向方向限定的安装位置。对在凸轮轴调节器的操作时控制阀和从动元件不会彼此扭转为此而言，防扭转件是必需的。在从动元件中例如设置有作为防扭转件的轴向分布的凹槽、刻槽、凹部等等。从动元件中的防扭转件优选通过挤压、烧结或校准来制造，由此可以避免由铣削带来的高成本。

控制阀嵌接到从动元件的防扭转件中。为了能够实现这而在控制阀上设置有突起的舌板、鼻形件或其它凸起。

在本发明的一个扩展方案中，阀壳体与从动元件一体式地构造，其中，从动元件构造用于引导控制阀的控制活塞的引导面。阀壳体例如可以由从动元件中的孔形成，其中，构造阀壳体的孔在此与轴线同轴地布置，驱动元件和从动元件可以绕该轴线相对彼此扭转。孔可以实施为通孔或盲孔。控制阀的其它构件如控制活塞和压力弹簧可以作为“插接件”插入孔中。

由于阀壳体集成在从动元件中因此通过从动元件来引导控制活塞。控制活塞可以沿轴向方向在从动元件中运动并且因此可以相对于从动元件定位在任意轴向位置中。这具有如下优点：可以降低在具有单独的阀壳体的控制阀的情况中产生的材料成本和制造成本以及安装开销。本发明的另一优点在于，控制活塞可以无张力和无变形地插入从动元件中。

在一个优选的构造方案中，可以借助在凸轮轴中形成的液压介质通道将液压介质输送到控制阀中。可替选地，液压介质进入控制阀的入口轴向地或径向地设置在径向轴颈中。为此，针对液压介质的流入和分配，根据实施方式而在凸轮轴中或在径向轴颈中设置有液压介质通道。此外，从动元件还具有其它液压介质通道，它们与控制阀的开口共同作用。这些液压介质通道可以在从动元件中沿径向方向或沿轴向方向朝着工作室走向并且能够通过开口如孔或者通过凹部例如沟槽、凹槽或其它凹入部构造。通过控制活塞的轴向定位，控制阀的不同开口和液压介质通道相互以液压方式连接或彼此分离。

在本发明的另一扩展方案中，从动元件具有用于与凸轮轴固定的径向突出的栓。栓例如可以由实心材料构成或者构造为套筒形或管形。借助形状锁配合的、力配合的或材料配合的连接，栓可以与凸轮轴抗相对转动地固定。根据连接方式，栓的外壳面能够相应地适配。在此，栓的外壳面可以是平滑的、粗糙的或者设有凸起。

在本发明的一个构造方案中，栓与从动元件一体式地构造。栓可以借助材料配合、形状配合或力配合与从动元件抗相对转动地连接。可替选地，也可能的是，栓构造为单独构件或多部分地构造。这样可能的是，栓由多个销构造。

在一个有利的构造方案中，从动元件具有轴向支承件，并且其中，轴向支承件的一部分与从动元件一体式地构造。可选地，轴向支承件也可以单独地构造并借助力配合、形状配合或材料配合与从动元件连接。轴向支承件的另一部分可以通过凸轮轴或气缸头构造。

附图说明

下面结合三个附图示出了本发明的实施例。其中：

图1示出了通过根据本发明的凸轮轴调节器的剖面图；

图2示出了通过根据本发明的凸轮轴调节器的从动元件的剖面图；

图3示出了根据本发明的凸轮轴调节器的侧视图。

具体实施方式

图1示出了凸轮轴调节器1，其具有部分地示出的、呈管形构建的凸轮轴2。凸轮轴调节器1具有构造成定子4的驱动元件3以及构造成转子6的从动元件5。定子4和转子6可以绕共同的轴线1a相对彼此扭转。此外，驱动轮4a一体式地构造在定子4上。另外，凸轮轴调节器1具有盖7，弹簧8挂到盖7上。盖7借助螺栓连接件9与定子4连接。

如进一步所看到的那样，凸轮轴调节器1具有呈环形构造的第一轴向轴颈10和第二轴向轴颈11。第一轴向轴颈10与转子的区段连接。第二轴向轴颈11设置在面对转子6的凸轮轴端部2a上。为了更好地理解转子6的结构，除了图1之外还参考图2。如从图2中所看出的那样，转子6阶梯形地构建，其形成三个转子区域6a、6b、6c。

第一转子区域6a具有叶片12。叶片12一体式地构造在转子6上。转子6的叶片12与定子4形成未示出的工作室，可以用液压介质压力加载工作室。

接着与叶片10一体式形成的转子区域6a的是形成径向轴颈13的第二转子区域6b。径向轴颈13一体式地构造在转子6上。如图2所示，径向轴颈的直径小于具有叶片12的转子区域6a的直径。径向轴颈13设置用于支承气缸头。

接着转子区域6b的是第三转子区域6c，第三转子区域借助栓（Zapfen）14来构造。栓14由实心材料构造，并且其直径小于构建径向轴颈13的转子区域6b的直径。栓14用于与凸轮轴2抗相对转动地固定。为此，栓14借助力配合接合到敞开的凸轮轴端部2a中。

转子6相对于轴线1a同轴地具有盲孔15。盲孔15在轴向方向上沿第一转子区域6a和第二转子区域6b延伸。如所看到的那样，在盲孔15中设置有多个孔16。孔16形成液压介质通道17。液压介质通道17沿径向方向延伸并且用于给未示出的工作室供应液压介质。在孔16的区域中还构造有环形通道18，所述环形通道将液压介质引入液压介质通道17。

此外如从图2看出的那样，转子6在栓14的区域中具有孔19。在该实施例中设置有两个这样的孔19。孔19沿径向方向分布并且实施为通孔。孔19在转子中用作入口20。该入口20与未示出的压力介质泵连接。借助入口20将液压介质朝控制阀21a的方向导引。

此外，盲孔15构建控制阀21a的阀壳体21。控制活塞21b和控制阀21a的未示出的压力弹簧作为插接件插入集成在转子6中的阀壳体21中。由盲孔15构造的阀壳体20形成用于未示出的控制活塞的引导面。控制活塞21b可以沿轴向方向在盲孔15中运动并且与转子6中的液压介质通道17共同作用。

转子6具有用于控制阀的防扭转件22。防扭转件22构造成转子6中的轴向凹槽23，控制阀21a能够嵌接到该凹槽23中。

图3示出控制阀21a沿轴向方向的紧固。控制阀21a的轴向紧固借助紧固环24形状配合地实现。

附图标记列表

1a         轴线

1          凸轮轴调节器

2          凸轮轴

2a         凸轮轴端部

3          驱动元件

4          定子

4a         驱动轮

5          从动元件

6          转子

6a         第一转子区域

6b         第二转子区域

6c         第三转子区域

7          盖

8          弹簧

9          螺栓连接件

10         第一轴向轴颈

11         第二轴向轴颈

12      叶片

13      径向轴颈

14      栓

15      盲孔

16      孔

17      液压介质通道

18      环形通道

19      孔

20      入口

21      阀壳体

21a     控制阀

21b     控制活塞

22      防扭转件

23      轴向凹槽

24      紧固环

Claims (9)

1.用于带有气缸头的内燃机的凸轮轴调节器，其具有驱动元件（3）和从动元件（5），其中，所述驱动元件（3）和所述从动元件（5）能够相对彼此绕共同的轴线（1a）扭转，其中，所述驱动元件（3）和所述从动元件（5）构造相反作用的工作室，其中，能够用液压介质压力加载所述工作室，以便实现所述驱动元件（3）与所述从动元件（5）之间的相对扭转，并且其中，在所述从动元件（5）中布置有控制阀（21a），其中，所述控制阀（21a）具有阀壳体和布置在所述阀壳体中的控制活塞（21b），所述控制活塞用于控制液压介质，其中，所述控制阀（21a）与所述共同的轴线（1a）同轴地布置，其特征在于，在所述工作室的轴向区域的外部设置有一体式地由所述从动元件（5）构造的用于支承在所述气缸头处的径向轴颈（13）。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其中，所述控制阀（21a）轴向地借助形状锁合固定在所述从动元件（5）中。

3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其中，所述控制阀（21a）轴向地借助力锁合固定在所述从动元件（5）中。

4.根据前述权利要求之一所述的凸轮轴调节器，其中，所述从动元件（5）具有用于所述控制阀（21a）的防扭转件（22），使得预给定沿周向方向限定的安装位置。

5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其中，所述阀壳体与所述从动元件（5）一体式地构造，其中，所述从动元件（5）形成用于引导所述控制阀（21a）的控制活塞（21b）的引导面。

6.根据前述权利要求之一所述的凸轮轴调节器，其中，能够借助在所述凸轮轴中形成的液压介质通道将液压介质输送到所述控制阀（21a）中。

7.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其中，所述从动元件（5）具有用于与所述凸轮轴（2）固定的径向突出的栓（14）。

8.根据权利要求7所述的凸轮轴调节器，其中，所述栓（14）与所述从动元件（5）一体式地构造。

9.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其中，所述从动元件（5）具有轴向支承件（10）的一部分，并且其中，所述轴向支承件（10）的所述部分与所述从动元件（5）一体式地构造。