CN103422927B - 用于气门控制式内燃发动机的正时传动件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气门控制式内燃发动机的正时传动件，该内燃发动机的至少一个凸轮轴安装在内燃发动机的气缸盖中并且经由直齿轮驱动，其中，驱动直齿轮设置在安装在内燃发动机的发动机缸体中的曲轴上，从动直齿轮设置在凸轮轴上，并且设置至少一个安装在轴颈上的可变位置中间齿轮。为了获得在制造技术和装配方面有利的稳固正时传动件，提出用于中间齿轮(6)的轴颈(13)可被固定在内燃发动机的端部(9a)上的至少两个位置，所述位置对应于内燃发动机的新状态和带有曲轴(10)与凸轮轴(3)之间的有意修改的中心距的内燃发动机的限定修理状态。

Description

用于气门控制式内燃发动机的正时传动件

技术领域

本发明涉及用于气门控制式内燃发动机的正时传动件，所述内燃发动机的至少一个凸轮轴安装在所述内燃发动机的气缸盖中并且经由直齿轮驱动，其中，驱动直齿轮设置在安装在所述内燃发动机的发动机缸体中的曲轴上，从动直齿轮设置在所述凸轮轴上，并且设置至少一个安装在轴颈上的可变位置中间齿轮，其中，用于所述中间齿轮的所述轴颈能被固定在所述内燃发动机的端部上的至少两个位置，所述位置对应于所述内燃发动机的新状态和带有所述曲轴与所述凸轮轴之间的有意修改的中心距的所述内燃发动机的限定修理状态。

背景技术

为了确保平滑的正时传动，即使在存在交变扭矩和内燃发动机上的换气气门的精确气门正时时，也必须确保互相啮合的直齿轮之间的限定的齿接合状态和中心距，这在内燃发动机的新状态下不是问题。该情况在可为必要的任何修理之后的状态下或在发动机已进行大修的情况下为不同的，其中，例如，气缸盖的密封表面或发动机缸体上的对应平坦表面必须重新加工，从而导致曲轴与凸轮轴之间的中心距的不利变化以及与其相关的直齿轮处的齿接合状态的变化。

AT 001 616 U1已公开正时传动件，其中，曲轴上的直齿轮和顶置凸轮轴通过安装在可变位置轴颈上的中间齿轮连接。在该情况下，轴颈借助于两个摇臂保持，该两个摇臂可绕着凸轮轴的旋转轴线以及曲轴的旋转轴线枢转，并且形成相对于彼此的角度。如果曲轴和凸轮轴的旋转轴线之间的距离例如由于气缸盖的密封表面的表面重修而变化，则中间齿轮的轴颈相应地变化，从而维持所需的齿接合。

本发明的目的是提出讨论中的类型的正时传动件，其在具有稳固结构的同时允许在修理状态下出现的任何中心距的精确补偿，并且如果需要，允许通过简单的器件重新调节气门正时。

发明内容

借助于本发明的技术方案实现该目的，该技术方案保护一种用于气门控制式内燃发动机的正时传动件，所述内燃发动机的至少一个凸轮轴安装在所述内燃发动机的气缸盖中并且经由直齿轮驱动，其中，驱动直齿轮设置在安装在所述内燃发动机的发动机缸体中的曲轴上，从动直齿轮设置在所述凸轮轴上，并且设置至少一个安装在轴颈上的可变位置中间齿轮，其中，用于所述中间齿轮的所述轴颈能被固定在所述内燃发动机的端部上的至少两个位置，所述位置对应于所述内燃发动机的新状态和带有所述曲轴与所述凸轮轴之间的有意修改的中心距的所述内燃发动机的限定修理状态，其特征在于，润滑油管道设置在所述内燃发动机的端部处，所述管道朝向所述端部开放，并且在中间齿轮位置中的每一个与所述中间齿轮的轴颈中的润滑油管道对齐，其中，对齐所述润滑油管道，使得在所述位置中的每一个，所述轴颈封闭所述润滑油管道中的一个。本发明还给出了进一步有利且特别适宜的改进方案。

根据本发明，提议为，用于中间齿轮的轴颈可被固定在内燃发动机的端部上的至少两个位置。这些位置优选地对应于内燃发动机的新状态和带有曲轴与凸轮轴之间的修改的中心距的内燃发动机的限定修理状态。本发明的基本构思为，在发动机大修并需要对发动机缸体和/或气缸盖进行表面重修的情况下，作为第一步骤指定限定的加工公差(例如，0.5mm)，并且在正时传动件上提供用于轴颈的第二紧固位置作为设计计算的一部分，进而导致用于直齿轮的修改的中心距的最佳齿接合状态。在两个位置确保具有始终稳定的中间齿轮轴颈的正时传动件的稳固结构。

轴颈可优选为借助于多个紧固元件，特别是紧固螺钉固定在内燃发动机的端部上，其中，例如螺纹孔的单独的配合元件加工到端部中用于位置中的每一个。在新状态或修理状态下，用于中间齿轮的轴颈接着借助于对应的螺纹孔和紧固螺钉以简单的方式转移并固定在适当位置。

为了确保润滑油供应的简单性，两个润滑油管道可设置在内燃发动机的端部处，所述管道朝向端部开放，并且在位置中的每一个与中间齿轮的轴颈中的润滑油管道对齐。在该情况下，在位置中的每一个，轴颈可封闭润滑油管道中的一个。然而，如果合适，还可以借助于平头螺钉封闭一个或另一个润滑油管道。此外，可转移的定心套管能够插入到润滑油管道的出口中，所述套管连同轴颈中的对应凹部形成用于将轴颈精确定位在相应位置的器件。

可由于修改的中心距而出现的气门正时的变化可通过以如下方式实施直齿轮使得其能够沿相对于凸轮轴的周向方向在凸轮轴上调节而补偿。作为可选方案，在内燃发动机的修理状态下，可以在凸轮轴上以具有对应于气门正时的变化的相位移动啮合的、生产用于修理状态的直齿轮替换直齿轮。

然而，作为本发明的有利发展，可设置实施为调节齿轮的中间齿轮，其借助于又一个固定位置的轴颈安装在内燃发动机的端部上，并且可借助于其执行内燃发动机的气门正时的精确调节。

特别地，调节齿轮可由两个齿轮形成，该两个齿轮可沿周向方向相对于彼此调节，其中一个齿轮与直齿轮中的一个啮合，而另一个齿轮与中间齿轮啮合，后者能够在两个位置之间转移。然而，该提议假设使用双轨正时传动件，其中，对应的轴向偏置位于与调节齿轮接合的齿轮之间。为了精确调节气门正时，调节齿轮的两个齿轮相对于彼此松开，此后，曲轴和凸轮轴调节至例如内燃发动机的第一气缸的活塞的限定TDC位置，并且接着，调节齿轮的齿轮相对于彼此固定在该位置。可既在内燃发动机的新状态下又在修理状态下执行该简单的调节可能性。然而，还可有利的是仅针对修理状态使用在制造技术方面更复杂的调节齿轮，而在新状态下使用对应宽度的简单直齿轮。

在调节齿轮上，接合在轴颈上的周向凹槽中并保持在齿轮之间的止动垫圈此外可插入在所述调节齿轮的两个齿轮之间，由此使调节齿轮和轴颈能够形成预装配单元和/或可以免除用于轴颈上的轴向引导的支承环。

在本发明的另一个有利实施例中，提出曲轴上的直齿轮与阶梯齿轮中的较大齿轮啮合，该阶梯齿轮中的较小的轴向偏置齿轮与中间齿轮接合，并且此外，中间齿轮与调节齿轮中的一个齿轮啮合，并且调节齿轮中的第二齿轮与凸轮轴上的直齿轮啮合。以该方式，可以形成空间上有利的正时传动件，其除了在四冲程发动机上设定的传动比之外还允许有利的齿轮直径，从而例如使内燃发动机的较小总高度成为可能。在此作为优选选择，曲轴和凸轮轴上的直齿轮、阶梯齿轮中的较大齿轮和调节齿轮中的一个齿轮可布置在单一齿轮平面中，而阶梯齿轮上的较小齿轮和调节齿轮中的第二齿轮可布置在位于第一齿轮平面后面的第二齿轮平面中。

最后，可在两个位置之间转移的中间齿轮和如果合适，阶梯齿轮可布置在内燃发动机的曲轴箱的端部上，而调节齿轮可布置在气缸盖的对应端部上。

附图说明

在下面参考所附示意图更详细地说明本发明的说明性实施例，在该示意图中：

图1是驱动气门控制式内燃发动机上的顶置凸轮轴的正时传动件的平面图，该正时传动件具有三个中间齿轮，其中的一个实施为阶梯齿轮，一个实施为可在两个位置之间转移的中间齿轮，并且一个实施为调节齿轮；

图2是穿过正时传动件的沿图1的线II-II的纵向截面图；

图3示出了可在两个位置实施的中间齿轮的轴颈的紧固位置的视图，其中，润滑油管道的两个出口和互相偏置的螺纹孔位于可在图1中看见的内燃发动机的发动机缸体的端部中；以及

图4以三维视图示出了包括根据图1和图2的正时传动件的调节齿轮和轴颈的预装配单元。

部件列表

1正时传动件

2气缸盖

2a端部

2b气门盖

3凸轮轴

4直齿轮

5阶梯齿轮

5a齿轮

5b齿轮

6中间齿轮

7调节齿轮

7a齿轮

7b齿轮

7c环形凹部

8直齿轮

9发动机缸体

9a端面

10曲轴

11密封表面

12轴颈

13轴颈

14紧固螺钉

15轴颈

15a环形凹槽

16润滑油管道的出口

17定心套管

18润滑油管道的出口

19螺纹孔

20螺钉

21开槽孔口

22螺纹孔

23止动垫圈。

具体实施方式

图1和图2示出了用于具有顶置凸轮轴3的气门控制式四冲程内燃发动机的正时传动件1，顶置凸轮轴3可旋转地安装在气缸盖2中并且以已知的方式作用在换气气门上，所述正时传动件具有从动直齿轮4，从动直齿轮4由可旋转地安装在内燃发动机的发动机缸体9中的曲轴10上的直齿轮8经由三个中间齿轮5、6、7驱动。在描绘的密封平面11中，气缸盖2在插置了气缸盖垫圈(未示出)的情况下固定在发动机缸体9上，并且具有覆盖气门装置(未示出)的气门盖2b。正时传动件1仅在理解本发明所需的程度上被示出。

中间齿轮5实施为包括较大的齿轮5a和轴向相邻的、较小的齿轮5b的阶梯齿轮，曲轴10上的直齿轮8驱动较大的齿轮5a，而较小的齿轮5b驱动位于其后面的齿轮轨道中的中间齿轮6(比较图2)。阶梯齿轮5和中间齿轮6可旋转地安装在均由四个紧固螺钉14固定在发动机缸体9的端部9a上的轴颈12、13(图1)上。

中间齿轮6与另一个中间齿轮7接合，中间齿轮7还与凸轮轴3上的直齿轮4啮合，并且借助于轴颈15可旋转地安装。轴颈15借助于例如三个紧固螺钉14固定在气缸盖2的端部2a上。

如果气缸盖2和/或发动机缸体9在内燃发动机的大修期间在密封平面11中以例如0.5mm的规定量加工，以便重新建立平坦的密封表面，则曲轴10与凸轮轴3之间的中心距相应地改变，如从图1容易显而易见的。

为了重新建立发动机缸体9上的中间齿轮6与气缸盖2上的中间齿轮7之间的正常齿接合状态，中间齿轮6(或同样可能为中间齿轮7)或其轴颈13转移到在设计中指定的第二位置(在图1中以虚线指示)。

此外，图3以示出安装的轴颈13的轮廓的发动机缸体9的端部9a的图形表示示出了这一点。在此处，实线指示在内燃发动机的生产状态或新状态下的轴颈13的位置，而虚线指示在气缸盖2和/或发动机缸体9的密封表面的表面重修之后的位置。

集成到曲轴箱9中的润滑油管道的出口16关于轴颈13居中地设置在端部9a中，并且定心套管17插入到所述出口中，所述套管优选为同心地位于轴颈13中。此外，定心套管17利用到轴颈13中的对应凹部中的精确配合而突出，加工到轴颈13中的润滑油管道(未示出)连接于该凹部用于润滑中间齿轮6。轴颈13借助于旋拧到曲轴箱9中呈对应的孔图案的螺纹端部孔中的四个紧固螺钉14紧固。

轴颈13(以虚线指示)可连同中间齿轮6转移到对应于修理状态的第二位置，以补偿已执行的0.5mm的表面重修和中心距的对应变化，以对应方式侧向偏置并旋转(如果需要)的润滑油管道的第二出口18和螺纹孔19的第二孔图案设置在端部9a中。

为了转移轴颈13，定心套筒17从出口16移除并且插入到出口18中。如可从图3看见的，未使用的出口16或18在所有情况下直接由轴颈13封闭(虽然它还可由例如平头螺钉等封闭)。

已通过轴颈13及其中间齿轮6的偏置(如果合适)实现的凸轮轴3处的气门正时的变化可通过以如下方式实施凸轮轴3上的直齿轮4使得其能够相对于凸轮轴3调节而补偿，并且因此以本身已知的方式对气门正时重新调节为所需的一切。

作为可选方案，修改形式的直齿轮4可被生产并且在修理的情况下装配，所述修改的齿轮的啮合发生相位移动，以与气门正时的预定变化匹配。接着，正时传动件5可实质上如在内燃发动机的新状态下地重新安装，而不需要附加的调节工作。

然而，在说明性实施例中，中间齿轮7实施为由两个齿轮7a、7b组成的调节齿轮(图4)，两个齿轮7a、7b结合地且可旋转地安装在轴颈15上，并且借助于螺钉20互相紧固。螺钉20(仅经由实例，在该情况下存在螺钉20中的四个)穿过一个齿轮7a中的开槽孔口21，并且与第二齿轮7b中的对应螺纹孔22互相作用。通过松开螺钉20，可在周向方向上相对于彼此调节两个齿轮7a、7b。

U形止动垫圈23插入在直接轴向相邻的两个齿轮7a、7b之间，所述垫圈径向地接合在轴颈15中的周向槽15a的内侧，并且径向地保持在一个齿轮7a中的环形凹部7c的外侧。

借助于止动垫圈23，两个齿轮7a、7b以捕获方式在轴颈15上被调节，并且一旦两个齿轮7a、7b借助于螺钉20松弛地互相紧固，则形成预装配单元。然而，止动垫圈23不损害调节齿轮7在轴颈15上的自由旋转。在内燃发动机的新状态下，正时传动件1可实施有适当宽度的标准中间齿轮7(等于两个齿轮7a、7b)，其中，通过装配所有齿轮5至8而简单地在结构上预先确定气门正时，直齿轮4和8借助于例如键式接头(keyed joint)关于凸轮轴3和曲轴10被精确地固定。

作为可选方案，正时传动件1可具有作为中间齿轮7(或者如果需要，作为中间齿轮6)的调节齿轮7。在该情况下，所有齿轮4至8在螺钉20松开的情况下安装在调节齿轮7上，并且曲轴10和凸轮轴3接着通过齿轮4和8上的应用标记或利用定位量规相对于彼此固定在限定角位置(例如，在活塞和气缸1的TDC位置)，并且最后拧紧调节齿轮7的螺钉20。

在内燃发动机的大修之后，例如在气缸盖2已进行表面重修之后，但仅在中间齿轮6转移至规定的第二位置(螺纹孔19)之后，在修理状态下执行相同程序。

本发明不受限于正时传动件1的描绘的说明性实施例。在对应于AT 001 616 U1的最简单的实施例中，还将可以提供具有仅一个中间齿轮6或如果需要具有两个中间齿轮6和7的单轨齿轮传动件。

Claims (15)

1.一种用于气门控制式内燃发动机的正时传动件，所述内燃发动机的至少一个凸轮轴安装在所述内燃发动机的气缸盖中并且经由直齿轮驱动，其中，驱动直齿轮设置在安装在所述内燃发动机的发动机缸体中的曲轴上，从动直齿轮设置在所述凸轮轴上，并且设置至少一个安装在轴颈上的可变位置中间齿轮，其中，用于所述中间齿轮(6)的所述轴颈(13)能被固定在所述内燃发动机的端部(9a)上的至少两个位置，所述位置对应于所述内燃发动机的新状态和带有所述曲轴(10)与所述凸轮轴(3)之间的有意修改的中心距的所述内燃发动机的限定修理状态，其特征在于，润滑油管道设置在所述内燃发动机的端部(9a)处，所述管道朝向所述端部(9a)开放，并且在中间齿轮位置中的每一个与所述中间齿轮(6)的轴颈(13)中的润滑油管道对齐，其中，对齐所述润滑油管道，使得在所述位置中的每一个，所述轴颈(13)封闭所述润滑油管道中的一个。

2.根据权利要求1所述的正时传动件，其特征在于，所述轴颈(13)能借助于多个紧固元件固定在所述端部(9a)上，其中，单独的配合元件加工到所述端部(9a)中用于所述位置中的每一个。

3.根据权利要求2所述的正时传动件，其特征在于，所述紧固元件是紧固螺钉(14)并且所述配合元件是螺纹孔(19)。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的正时传动件，其特征在于，定心套管(17)能插入到所述润滑油管道的出口(16，18)中，所述套管连同所述轴颈(13)中的对应凹部形成用于将所述轴颈(13)精确定位在相应位置的器件。

5.根据权利要求1至3中的一项所述的正时传动件，其特征在于，所述直齿轮(4)能够沿相对于所述凸轮轴(3)的周向方向在所述凸轮轴(3)上调节。

6.根据权利要求1至3中的一项所述的正时传动件，其特征在于，所述直齿轮(4)能在所述内燃发动机的修理状态下在所述凸轮轴(3)上以具有对应于气门正时的变化的相位移动啮合的直齿轮替换。

7.根据权利要求1至3中的一项所述的正时传动件，其特征在于，设置了实施为调节齿轮(7)的又一个中间齿轮，其借助于又一个固定位置轴颈(15)安装在所述内燃发动机的端部(2a)上，并且能借助于其执行所述内燃发动机的气门正时的精确调节。

8.根据权利要求7所述的正时传动件，其特征在于，所述调节齿轮(7)由能沿周向方向相对于彼此调节的两个齿轮(7a，7b)形成，其中一个齿轮(7a)与所述直齿轮中的一个(4)啮合，而另一个齿轮(7b)与所述中间齿轮(6)啮合，后者能够在两个位置之间转移，并且所述两个齿轮(7a，7b)借助于螺纹接头(20，22)互相紧固。

9.根据权利要求8所述的正时传动件，其特征在于，接合在所述轴颈(15)上的周向凹槽(15a)中并保持在所述齿轮(7a，7b)之间的止动垫圈(23)插入在所述调节齿轮(7)的两个齿轮(7a，7b)之间。

10.根据权利要求7所述的正时传动件，其特征在于，所述曲轴(10)上的所述直齿轮(8)与阶梯齿轮(5)中的较大齿轮(5a)啮合，所述阶梯齿轮(5)中的较小的轴向偏置齿轮(5b)与所述中间齿轮(6)接合，并且此外，所述中间齿轮(6)与所述调节齿轮(7)中的一个齿轮(7b)啮合，而所述调节齿轮(7)中的第二齿轮(7a)与所述凸轮轴(3)上的所述直齿轮(4)啮合。

11.根据权利要求10所述的正时传动件，其特征在于，所述曲轴(10)和所述凸轮轴(3)上的所述直齿轮(8，4)、所述阶梯齿轮(5)中的较大齿轮(5a)和所述调节齿轮(7)中的一个齿轮(7a)布置在单一齿轮平面中，而所述阶梯齿轮(5)上的所述较小齿轮(5b)和所述调节齿轮(7)中的所述第二齿轮(7b)布置在位于第一齿轮平面后面的第二齿轮平面中。

12.根据权利要求10所述的正时传动件，其特征在于，所述中间齿轮(6)布置在所述内燃发动机的曲轴箱(9)的端部(9a)上，而所述调节齿轮(7)布置在所述气缸盖(2)的对应端部(2a)上。

13.根据权利要求10所述的正时传动件，其特征在于，所述中间齿轮(6)和所述阶梯齿轮(5)布置在所述内燃发动机的曲轴箱(9)的端部(9a)上，而所述调节齿轮(7)布置在所述气缸盖(2)的对应端部(2a)上。

14.根据权利要求1至3中的一项所述的正时传动件，其特征在于，所述轴颈(13)借助于能够旋拧到所述曲轴箱(9)中呈对应的孔图案的螺纹端部孔中的紧固螺钉(14)能够固定并且以对应方式侧向偏置的螺纹孔(19)的第二孔图案设置在所述端部(9a)中。

15.根据权利要求14所述的正时传动件，其特征在于，所述第二孔图案侧向并旋转地偏置。