CN104061032A - 内燃机的支承架或气缸盖罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机（1）的支承架（2）或气缸盖罩（4），包括至少一个安装在其中的凸轮轴（3）。本发明的实质在于，所述凸轮轴（3）通道式地安装在沿着支承通道设置的至少两个支承开口（5）中，其中所述支承开口（5）完全包围凸轮轴（3），至少一个轴向支承盘（6）设置在所述凸轮轴（3）上，所述支承架（2）或所述气缸盖罩（4）具有至少一个凹部（7），所述凹部朝凸轮轴（3）打开，并且其中所述轴向支承盘（6）在圆周方向至少在一定区段中被引导，使得所述轴向支承盘（6），至少以其两个相对的轴向支承端面（8、8'）的端面区域，与所述凹部（7）的相应侧壁的相应侧壁区域相互作用，并形成所述凸轮轴（3）的轴向支承。

Description

内燃机的支承架或气缸盖罩

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有至少一个凸轮轴的内燃机的支承架或气缸盖罩。本发明还涉及一种内燃机和用于安装上述凸轮轴的方法。

背景技术

需要凸轮轴来驱动在内燃机中的进气阀和排气阀，其中由于现代凸轮轴的复杂性，它们的组装和安装变得越来越困难。

从DE10331089A1中得知，用于内燃机的的通用气缸盖罩至少具有一个凸轮轴，该凸轮轴沿着在所述气缸盖罩中的用于凸轮轴的支承通道穿过至少一个轴承桥突出，其中所述轴承桥具有完全包围所述凸轮轴的开口或孔。

从DE102007014544A1中得知，一内燃机具有至少一个凸轮轴的，为了形成轴向支承，该凸轮轴具有至少一个止动元件，所述止动元件与用于轴向安装的轴向支承的支承架进行相互作用。止动元件由所述凸轮轴的凸轮形成，并且支承架也提供了用于凸轮的凸轮形状的自由空间。由此，能够实现通过凸轮的轴向安装。

从DE102009031455A1中得知另一个内燃机，其具有凸轮轴系统，该凸轮轴系统带有第一凸轮轴用于控制所述内燃机的气体交换阀。齿轮以旋转固定的方式设置在所述凸轮轴上。为了能够以尽可能简单的方式实现凸轮轴的轴向安装，所述内燃机的壳体部分具有内部壳体凹部，齿轮在至少在某些区段中在所述内部壳体凹部中沿圆周方向被引导，使得齿轮，至少以它的两个相对的齿轮端面的端面区域分别于凹部的相应一个侧壁的侧壁区域相互作用。因此，该齿轮具有两种功能，即，一方面，作为驱动元件，并且，另一方面，作为凸轮轴的轴向支承。

从DE102009049218A1中得知具有至少一个单件式压盘的内燃机的凸轮轴，该压盘设置在固定连接于凸轮轴的驱动元件和同样固定地连接于凸轮轴的功能元件之间，而且，能够可靠地固定在它们之间。

所有上述解决方案中用于轴向安装在内燃机的中凸轮轴的共同点在于，将整个凸轮轴放置到剖分式轴承结构中，例如，轴承座或剖分式气缸盖。这在凸轮轴组装在气缸盖罩或支承架的情况下不能够进行，因此，在这种情况下，轴向支承通常是由球轴承（参见DE10331089A1）来实现。然而，这种球轴承需要在气缸盖罩或支承架中足够的径向安装空间，这是违背了气缸盖罩的有点，即提供一种轻型和紧凑的设计。另外，常规的轴向安装借助于滑动轴承，例如，通过将两个带凸缘的凸轮附连到壳体中的两个滑动表面往往被证明是有问题的，因为在用于这种凸轮的气缸盖中仅仅存在小的可用空间。然而，在组装过程中保持所述凸轮被证明是一个特殊的问题，因为通常只具有两个凸轮中的一个可以在轴的插入方向上以适当的支持方式保持在平表面上。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种通用支承架或气缸盖罩的改进的具体方法，其特别的特征在于改进了凸轮轴的轴向安装。

这个问题根据本发明独立权利要求的主题来解决。优选的具体体现是从属权利要求的主题。

本发明基于如下总的思想，将凸轮轴安装在支承架或气缸盖罩的通道轴承中，并且同时仅仅在该气缸盖罩或支承架处进行轴向安装。为此，根据本发明，上述支承架或气缸盖罩具有至少两个支承开口，其中所述凸轮轴通道式安装在所述开口中。这些支承开口完全包围凸轮轴。此外，至少一个轴向支承盘设置在凸轮轴上，通过该轴向支承盘实现凸轮轴的轴向安装。支承架或气缸盖罩具有至少一个凹部，所述凹部朝凸轮轴打开并在其中轴向支承盘在圆周方向上至少在一些区段中被引导，使得该轴向支承盘，至少以它的两个相对的轴向支承盘端面的端面区域与相应的凹部的侧壁的相应侧壁区域相互作用，从而形成所需的用于凸轮轴的轴向支承。由此，装配的凸轮轴可以同时沿轴向方向安装在气缸盖罩或支承架的通道轴承中，而不需要昂贵的且需要足够大径向安装空间的滚珠轴承。此外，当将已组装的凸轮轴装配在气缸盖或支承架中时，利用轴向支承盘的轴向安装不需要任何改变，由于轴向支承盘象其他功能元件一样简单地滑动到凸轮轴上，例如凸轮。此外，根据本发明的轴向安装的一个特别的优点在于，所述安装在凸轮轴的轴向方向上也要求相对小的安装空间，这被证明特别与带有目前为止用于此目的的滑动面的带凸缘的凸轮相比是极大的优点。通过使用部分地与支承架或气缸盖罩接合的轴向支承盘，可以实现简单的和同时节省空间的轴向安装，其与前面提到的径向滚针轴承或滑动轴承组合能够使凸轮轴低摩擦地安装在气缸盖罩或支承架中。此外，根据本发明的凸轮轴可以以相对简单的方式安装。

优选地，所述凸轮轴在径向方向上经由至少一个另外的抗摩擦轴承，特别是经由滚针轴承或经由滑动轴承安装。这个分项已经表明，本发明的具有轴向支承盘的轴向支承可以与所有已知的径向轴承组合，特别与这样的允许凸轮轴的通道式安装的轴承组合，即不需剖分轴承座。

优选地，所述轴向支承盘具有油孔，经由该油孔油能够被供给通过支承架，凸轮轴或气缸盖罩。这样的油孔通常在轴向支承盘的径向方向上延伸，从而使润滑油供应或油供给到轴向支承，例如，经由支承架或气缸盖罩。当然，同样可以设想，经由凸轮轴进行用于润滑轴向支承盘的供油，其中在这种情况下，在所述凸轮轴上的油孔具有比在所述轴向支承中的油孔更大的直径。由此，在接合时，特别是在将所述轴向支承盘热接合在凸轮轴的轴管上时特别可以补偿潜在的接合误差。利用在凸轮轴和轴向支承盘中设置的互相对准的油孔，也可以作为替代前段所述的解决方案来经由凸轮轴润滑轴向支承。

在根据本发明的解决方案的另一个优选的体现中，所述轴向支承盘可以设计为一个传感器轮。轴向支承盘的作为传感器轮的这种结构具有很大的优点，即在轴向支承盘可以实现另外的功能，即，在这种情况下，检测所述凸轮轴的旋转角度。当然，将轴向支承盘设计为不同的功能元件也是可能的。

在根据本发明的解决方案的另一个优选的体现中，盖被装配在所述轴向支承盘上，其中盖至少部分地包围轴向支承盘，从而减少油的损失。该盖被拧到支承架或气缸盖上。为了使盖与支承架或气缸盖精确对准，可以设置定位孔与定位销。所述盖可以吸收额外的轴向力或者简单地用作防止溅油的护罩。

此外，本发明基于如下总的思想，由于借助于根据本发明的轴向支承盘的轴向支承的构造，提供用于将凸轮轴安装在支承架或气缸盖罩中的简化的安装方法。在根据本发明的方法中，首先，将轴向支承盘和至少一个另外的功能元件，例如凸轮或传感器轮设置成彼此对准并以限定的角位置设置在装配装置中，特别是在装配装置的保持装置中。接着，将轴向支承盘和至少一个功能元件加热到接合温度，或者冷却凸轮轴的轴，即，所述凸轮轴的轴管。当然，也可以在开始时，加热所述轴向支承盘或功能元件，或者冷却所述凸轮轴的轴管。

在下面的方法步骤中，沿着支承通道推动所述凸轮轴的轴通过在支承架或气缸盖罩中设置支承开口，并在这一过程中，同时轴向支承盘和至少一个功能元件滑动上。在温度均衡后，凸轮轴被固定在支承空间或在气缸盖罩中，并且与后者一起可从装配装置中移除。这使得根据本发明的凸轮轴在气缸盖罩或者支承架中的封闭通道中的安装特别简单。

本发明的其他重要的特征和优点，从从属权利要求，从附图以及借助于附图的相关附图描述中获得。

但是应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，上述的或者下面将解释的特征不仅能够用在相应说明的组合中，而且也能够用在其他组合中或者单独使用。

附图说明

在附图中示出本发明的优选示例性实施例，并在下面的描述中更详细地解释本发明的优选示例性实施例，其中相同的附图标记指代相同或类似的或功能相同的部件。

分别示意地示出，

图1为内燃机中两个凸轮轴的区域的示意图，包括安装有凸轮轴的支承架，包括详细视图X，

图2为图1的详细剖面，

图3为具有配置为传感器轮的轴向支承盘的支承架或气缸盖罩，

图4为在根据本发明的支承架上视图，并且通过所述通过轴向支承的轴向支承盘区域两个剖面图，

图5为通道式安装的凸轮轴与径向滑动轴承，

图6为通过轴向支承的轴向支承盘区域局部剖面图，

图7示出用于将根据本发明的凸轮轴安装在支承架中或在气缸盖罩中的装配装置，

图8示出在轴向支承盘的区域中通过轴向支承具有用于覆盖轴向支承盘的盖的局部剖面图。

具体实施方式

根据图1和图2，根据本发明的内燃机1具有支承架2，其中安装有至少一个凸轮轴3。根据图1，两个凸轮轴3安装在内燃机1的支承架2中。在附图的下面的描述和在整个申请中，术语“支承架2”一般还可以理解为气缸盖罩4，使得凸轮轴3也可以相同的方式安装在气缸盖罩4中。根据本发明，凸轮轴3在至少两个支承开口5以通道式地安装在支承架2或在气缸盖罩4中，至少两个支承开口沿支承通道设置，其中所述支承孔5完全包围凸轮轴3。为了轴向地安装凸轮轴3，至少一个轴向支承盘6设置在凸轮轴3上。此外，支承架3或气缸盖罩4具有凹部7（参照图2），所述凹部朝凸轮轴3打开，并且其中所述轴向支承盘6至少在某些部分中沿圆周方向被引导，使得轴向支承盘6，至少以它的两个相对的轴向支承盘端面8、8’的端面区域（参见图2），分别与凹部7的相应的侧壁的侧壁区域相互作用，并形成用于凸轮轴3的轴向支承。因此，轴向支承盘6不必在整个圆周上由在支承架2或在气缸盖罩4中的凹部7包围，而是在圆周限定区域就是足够的，如根据图3（上图）和图4同样示出的。

当例如观察图3，很明显，凸轮轴3在径向方向上经由至少一个另外的抗摩擦轴承9，例如滚针轴承10安装。根据截面图A-A，它也可以看出，在根据图3所示的实施例中的轴向支承盘6设计为传感器轮11，由此凸轮轴3的旋转角可通过所述传感器轮11检测。另外，在图3中的剖面图A-A中，可以看出，该传感器轮11，即，相应地轴向支承盘6仅仅部分地即沿部分圆周接合在支承架2或气缸盖罩4的凹部7中，然而其对于轴向安装来说是足够的。当然，除了轴向支承盘6之外的其他的功能元件，比如凸轮12也可以设置在凸轮轴3上（参见图1至图8）。

在根据图4的图示中，再次示出支承架2或气缸盖罩4，其中以通道的方式安装有两个凸轮轴3。两个凸轮轴3中的每个在所述轴向上通过单独的轴向支承盘6安装在支承架2或气缸盖罩4的相关联的凹部7中。在支承架2或气缸盖罩4中，凸轮轴3再次在径向方向上通过抗摩擦轴承9，尤其通过滚针轴承10安装。例如根据图5示出不同于其的实施例，其中，所述凸轮轴3在径向方向上经由至少一个滑动轴承13安装。

为了能够确保沿轴向安装，其中凸轮轴3运行尽可能平稳，轴向支承盘6可以包括油孔14（参见图3，4，5，6和8），通过该油孔油可以被供给通过支承架2或气缸盖罩4。替代地，当然也可以经由凸轮轴3来供给用于润滑轴向支承盘6的油，由于这个原因的油孔14'设置在凸轮轴3中。在凸轮轴3中的油孔14'通常具有比在轴向支承盘6中的油孔14更大的直径，由此在将轴向支承盘6接合到凸轮轴3上时可以补偿接合的不准确性。这特别是在图6中的剖视图C-C中示出。

如果例如经由支承架2或气缸盖罩4进行供油，那么其中设有供油通道19，如根据图3至图8所示。

当观察图7，可以看出用于将凸轮轴3安装在支承架2或气缸盖罩4中的装配装置15。在根据本发明的安装方法中，首先，将至少一个轴向支承盘6和至少一个另外的功能部件，例如凸轮12或传感器轮11，设置成成彼此对准并以预定的角度位置相对于彼此设置在装配装置15中，例如在合适的夹具16上。用于将凸轮轴3的轴管17与轴向支承盘6或凸轮12或传感器轮11热接合，所述轴向支承盘6或所述至少一个另外的功能部件被加热到接合温度，其中，附加地或替代地，可以冷却所述凸轮轴3的轴17。接着，借助于可动的导向滑架18推动轴17通过轴向支承盘6和至少一个另外的功能部件，例如凸轮12，并且同时，推动其通过支承架2或气缸盖罩4的所有支承开口5。接着，进行等待期间，在等待期间温度均衡将轴向支承盘6和凸轮12固定在凸轮轴3上，于是随后凸轮轴3与支承架2或气缸盖罩4一起可以从装配装置15中移除。

在根据图8的视图中，示出轴向支承盘6，其在轴向方向上安装在支承架2或气缸盖罩4的相关联的凹部7中。为了最大限度地减少油的损失，在根据本发明的该实施例中，盖20放置在整个轴向支承盘6上。盖20借助于螺钉21连接到支承架2或气缸盖罩4。为了使盖20的精确对准，利用定位销22。

利用根据本发明的轴向支承盘6，能够以相当简单的方式来产生凸轮轴3支承架2安装或气缸盖罩4中的通道式安装，所述轴向支承盘在特别优选的实施方式中另外还满足其他功能，即传感器轮11的功能。

Claims (10)

1.一种内燃机（1）的支承架（2）或气缸盖罩（4），包括至少一个安装在其中的凸轮轴（3），

其特征在于，

-所述凸轮轴（3）通道式地安装在沿着支承通道设置的至少两个支承开口（5）中，其中所述支承开口（5）完全包围凸轮轴（3），

-至少一个轴向支承盘（6）设置在所述凸轮轴（3）上，

-所述支承架（2）或所述气缸盖罩（4）具有至少一个凹部（7），所述凹部朝凸轮轴（3）打开，并且其中所述轴向支承盘（6）在圆周方向至少在一定区段中被引导，使得所述轴向支承盘（6），至少以其两个相对的轴向支承端面（8、8’）的端面区域，与所述凹部（7）的相应侧壁的相应侧壁区域相互作用，并形成所述凸轮轴（3）的轴向支承。

2.根据权利要求1所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

所述凸轮轴（3）在径向方向上经由至少一个附加的抗摩擦轴承（9），特别是经由滚针轴承（10）安装。

3.根据权利要求1或2所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

所述凸轮轴（3）在径向方向上经由至少一个附加的滑动轴承（13）安装。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

所述轴向支承盘（6）具有油孔（14），经由所述油孔油能够被供给通过所述支承架（2），所述凸轮轴（3）或所述气缸盖罩（4）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

经由所述凸轮轴（3）进行用于润滑轴向支承盘（6）的供油，其中在所述凸轮轴（3）中的油孔（14'）具有比在所述轴向支承盘（6）上的油孔（14）更大的直径。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

所述轴向支承盘（6）设计为传感器轮（11）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的支承架或气缸盖罩，

其特征在于，

所述轴向支承盘（6）通过盖（20）覆盖，所述盖装配在所述支承架（2）或所述气缸盖罩（4）上。

8.一种具有根据权利要求1至7中任一项所述的支承架（2）或气缸盖罩（4）的内燃机。

9.一种将凸轮轴（3）安装在根据权利要求1至7中任一项所述的内燃机（1）的支承架（2）或气缸盖罩（4）中的方法，

其中

-将所述轴向支承盘（6）和至少一个另外的功能部件，例如凸轮（12）或传感器轮（11），设置成彼此对准并以预定的角度位置相对于彼此设置在装配装置（15）的相关的夹具（16），

-将所述轴向支承盘（6）和所述至少一个功能部件加热到接合温度，和/或冷却所述凸轮轴（3）的轴（17），

-通过所述轴向支承盘（6），所述支承架（2）或所述气缸盖罩（4）的所述支承孔（5），和所述至少一个功能部件（12）推动所述轴（17），，

-在温度均衡后，将所述凸轮轴（3）与所述气缸盖罩（4）一起或与所述支承架（2）一起从所述装配装置（15）中移除。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

将所述轴向支承盘（6）与所述功能元件（12）保持在装配装置（15）相联的夹具（16）中并加热。