CN104160122A - 机动车配气机构调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车配气机构调节装置，具有至少一个凸轮轴(10a；10b)，该凸轮轴包括至少四个轴向可移动设置的凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)。在此提出，所述凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)中的分别相邻设置的两个构成为共同地待切换的凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)。

Description

机动车配气机构调节装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的机动车配气机构调节装置。
背景技术
由专利文献DE 10 2005 006 489 A1已知一种机动车配气机构调节装置，其具有至少一个凸轮轴，该凸轮轴包括至少四个轴向可移动设置的凸轮元件。
发明内容
本发明的任务尤其在于，提供一种特别有利并且可变的机动车配气机构调节装置。该任务按照本发明通过权利要求1的特征达到。其它的设计方案来自于从属权利要求。
本发明涉及一种机动车配气机构调节装置，其具有至少一个凸轮轴，该凸轮轴包括至少四个轴向可移动设置的凸轮元件。
在此提出，所述凸轮元件中的分别相邻设置的两个构成为共同地待切换的凸轮元件组。由此可以特别有利地切换凸轮元件，并且尤其是可以特别可变地构造机动车配气机构调节装置。在此特别是应该将“凸轮轴”理解为这样一个轴，该轴设计用于操作内燃机的多个气门并且为了操作一个气门分别具有至少一个凸轮型线。在此不仅可以考虑的是，将凸轮轴构成为进气凸轮轴并且设置用于操作进气气门，也可以考虑的是，将凸轮轴构成为排气凸轮轴并且设置用于操作排气气门。在此特别是应该将“凸轮元件”理解为这样一种元件，该元件以不能相对转动的方式地设置在凸轮轴上并且为了操作气门设置用于给相应的气门直接或间接地施加至少一个升程。特别是应该将“以不能相对转动的方式”理解为一种连接，该连接不变地传递扭矩和/或转动。特别是应该将“轴向”理解为关于凸轮元件的主旋转轴线。在此特别是应该将“轴向可移动”理解为，凸轮元件在凸轮轴上与凸轮元件的主旋转轴线平行地在至少两个切换位置之间是可移动的。在此特别是应该将“相邻地设置”理解为，凸轮元件沿轴向相互邻接并且特别是没有元件、特别是没有其他凸轮元件设置在相邻设置的凸轮元件之间。在此特别是应该将“凸轮元件组”理解为由两个凸轮元件组成的分组，所述两个凸轮元件可一起切换，其中两个凸轮元件构成为两个独立的、相互分离构成的构件。凸轮元件组的凸轮元件特别是在至少一个运行状态下沿凸轮轴的轴向相对彼此可相对移动。特别是应该将“共同切换”理解为，两个凸轮元件总是共同地借助于一个操作切换，其中凸轮元件的实际的轴向移动可以在时间上错开地实现。
此外提出，两个凸轮元件组能相互独立地切换。由此可以特别有利地切换凸轮元件，并且特别是可变地设计机动车配气机构调节装置。在此特别是应该将“能相互独立地切换”理解为，一个凸轮元件组保持不受另一凸轮元件组的切换的影响。
此外提出，机动车配气机构调节装置分别具有配设给凸轮元件组中之一的执行装置，该执行装置在切换过程期间将凸轮元件组的分别两个凸轮元件相互耦合。由此可以特别简单地相互独立地切换两个凸轮元件组。在此特别是应该将“执行装置”理解为这样一种装置，该装置提供用于切换凸轮元件的力，以便将凸轮元件从一个切换位置切换到另一切换位置并且为此优选地具有至少一个执行器。在此特别是应该将“耦合”理解为，凸轮元件组的两个凸轮元件在切换过程中通过执行装置的干预实施相互限定的运动，和/或执行装置的切换元件(特别是切换销)由凸轮元件之一的滑槽道直接引导到另一凸轮元件的滑槽道中。
此外提出，所述两个凸轮元件组设置用于操作直列四缸发动机或一系列V型八缸发动机的气门。由此直列四缸发动机的气门的操作可以特别有利地实现。
此外提出，机动车配气机构调节装置具有第三凸轮元件组，其中所述三个凸轮元件组设置用于操作直列六缸发动机或一系列V型十二缸发动机的气门。由此直列六缸发动机的气门的操作可以特别有利地实现。
此外提出，机动车配气机构调节装置具有控制和/或调节单元，其设置用于，在至少一个运行状态下在一个切换位置中运行凸轮元件组中之一的两个凸轮元件，该切换位置不同于凸轮元件组中另一的两个凸轮元件的切换位置。由此配设给一个凸轮元件组的凸轮元件的气缸可以有利地以不同于配设给另一凸轮元件组的凸轮元件的气缸的气门升程来运行。特别是应该将“控制和/或调节单元”理解为具有至少一个控制装置的单元。特别是应该将“控制装置”理解为具有处理器单元和存储单元以及具有在存储单元中存储的运行程序的单元。原则上控制和/或调节单元可以具有多个相互连接的控制装置，该控制装置优选设置用于，经由总线系统如特别是CAN总线系统相互通信。在此特别是应该将“设置”理解为特定地编程、设计和/或配备。在此特别是应该将“凸轮元件的切换位置”理解为凸轮元件的限定的位置，凸轮元件在完成切换之后占据该限定的位置，并且其中限定的凸轮型线与相应的气门接合。在此特别是应该将“在另一切换位置运行”理解为，一个凸轮元件组的凸轮元件以一个气门升程操作配设给它的气门，该气门升程不同于另一凸轮元件组的凸轮元件操作配设给它的气门时的气门升程。在此各个气门升程可以在其升程高度和/或升程走向中不同和/或在时间上错开地开始。
此外提出，控制和/或调节单元在至少一个运行状态下设置用于，首先切换其第一凸轮元件作为下一个到达其基圆阶段(Grundkreisphase)的所述凸轮元件组。由此凸轮元件的切换可以特别快速地实现。在此特别是应该将“凸轮元件组的第一凸轮元件”理解为两个组合为凸轮元件组的凸轮元件中的一个，该凸轮元件对应的气缸基于配设给凸轮元件的两个气缸的点火顺序看去具有这样一个点火时间点，该点火时间点在时间上位于配设给第二凸轮元件的气缸的点火时间点之前。
附图说明
其它的优点由以下的附图说明得出。在附图中示出了本发明的两个实施例。附图、说明书以及权利要求包含多个组合的特征。本领域内技术人员也可以有利地单独地看待各个特征并且将其总结为有意义的其它组合。
在此示出：
图1是第一实施例中的按照本发明的机动车配气机构调节装置；以及
图2是第二实施例中的按照本发明的机动车配气机构调节装置。
具体实施方式
图1示出了在第一实施例中的按照本发明的机动车配气机构调节装置。机动车配气机构调节装置是机动车的未进一步示出的内燃机的一部分。内燃机是未进一步示出的机动车的一部分并且具有四个未进一步示出的气缸。内燃机构成为直列四缸发动机。原则上可以考虑的是，内燃机具有其它的对于本领域内技术人员而言看起来有意义的数量的气缸。内燃机对于每个气缸都分别具有两个未进一步示出的构成为进气气门的气门,并且具有两个未进一步示出的构成为排气气门的气门。原则上也可以考虑的是，内燃机对于每个气缸分别都具有仅仅一个进气气门和排气气门，或者具有对于本领域内技术人员而言看起来有意义的其它数量的进气气门和/或排气气门。机动车配气机构调节装置具有构成为进气凸轮轴的凸轮轴10a，该凸轮轴用于操作构成为进气气门的气门；并且具有一个未进一步示出的构成为排气凸轮轴的凸轮轴，该凸轮轴用于操作构成为排气气门的气门。以下为清楚起见仅仅描述构成为进气凸轮轴的凸轮轴10a。构成为排气凸轮轴的凸轮轴可以原则上基本上与在下文中描述的构成为进气凸轮轴的凸轮轴10a相同地构成。在此，构成为进气凸轮轴的凸轮轴10a和构成为排气凸轮轴的凸轮轴给其操作的气门施加不同的升程，所述升程不仅可以在其最大升程上而且可以在其升程走向上不同。凸轮轴10a可旋转地支承在内燃机的气缸头中。
凸轮轴10a具有四个轴向可移动地设置的凸轮元件11a、12a、13a、14a。凸轮元件11a、12a、13a、14a通过未进一步示出的形锁合以不能相对转动的方式与凸轮轴10a连接。凸轮元件11a、12a、13a、14a沿轴向(其平行于凸轮轴10a的旋转轴线)在两个切换位置之间是可移动的。原则上也可以考虑的是，凸轮元件11a、12a、13a、14a以其他的对于本领域内技术人员而言看起来有意义的方式与凸轮轴10a连接。第一凸轮元件11a配设给第一气缸和相应的气门。第二凸轮元件12a配设给第二气缸和相应的气门。第三凸轮元件13a配设给第三气缸和相应的气门。第四凸轮元件14a配设给第四气缸和相应的气门。
轴向可移动的凸轮元件11a、12a、13a、14a设置用于操作和调节气缸的分别两个气门的气门升程。为此，凸轮元件11a、12a、13a、14a分别具有用于每个气门的各两个凸轮型线24a。凸轮元件11a、12a、13a、14a中的每个都具有两个第一凸轮型线24a和两个第二凸轮型线24a。第一凸轮型线24a和第二凸轮型线24a分别配设给气缸的相同气门并且具有不同的气门升程和升程走向。第一凸轮型线24a和第二凸轮型线24a(它们分别配设给相应气缸的相同的气门)在相应的凸轮元件11a、12a、13a、14a上分别相邻地设置。凸轮元件11a、12a、13a、14a的第一凸轮型线24a设置用于小的气门升程。凸轮元件11a、12a、13a、14a的第二凸轮型线24a设置用于大的气门升程。第一凸轮型线24a在凸轮元件11a、12a、13a、14a的第一切换位置操作相应的气门。第二凸轮型线24a在凸轮元件11a、12a、13a、14a的第二切换位置操作相应的气门。为了调节气缸的气门的气门升程，相应的凸轮元件11a、12a、13a、14a由一个切换位置切换到另一切换位置。
凸轮元件11a、12a、13a、14a中的分别相邻设置的两个构成为共同地待切换的凸轮元件组17a、18a。配设给第一气缸的第一凸轮元件11a和配设给第二气缸的第二凸轮元件12a构成第一共同地待切换的凸轮元件组17a。配设给第三气缸的第三凸轮元件13a和配设给第四气缸的第四凸轮元件14a构成第二共同地待切换的凸轮元件组18a。凸轮元件组17a、18a中之一的凸轮元件11a、12a、13a、14a分别相互分离地构成为独立的单个构件。凸轮元件组17a、18a的凸轮元件11a、12a、13a、14a分别在切换过程期间被共同切换。在此，首先分别切换凸轮元件组17a、18a的两个凸轮元件11a、12a、13a、14a中的第一凸轮元件。
两个凸轮元件组17a、18a能相互独立地切换。由第一凸轮元件11a和第二凸轮元件12a形成的第一凸轮元件组17a能独立于由第三凸轮元件13a和第四凸轮元件14a形成的第二凸轮元件组18a切换。构成第一凸轮元件组17a的第一凸轮元件11a和第二凸轮元件12a的切换位置可以改变，并且与构成第二凸轮元件组18a的第三凸轮元件13a和第四凸轮元件14a是否被切换无关。反之亦然。构成第二凸轮元件组18a的第三凸轮元件13a和第四凸轮元件14a的切换位置可以改变，并且与构成第一凸轮元件组17a的第一凸轮元件11a和第二凸轮元件12a是否被切换无关。在切换过程之后凸轮元件组17a、18a的凸轮元件11a、12a、13a、14a(也就是第一凸轮元件11a和第二凸轮元件12a以及第三凸轮元件13a和第四凸轮元件14a)分别总是具有相同的切换位置。
机动车配气机构调节装置具有两个执行装置20a、21a。执行装置20a、21a分别配设给凸轮元件组17a、18a中之一。执行装置20a、21a将为其配设的凸轮元件组17a、18a的凸轮元件11a、12a、13a、14a在切换过程期间相互耦合。第一执行装置20a配设给第一凸轮元件组17a并且设置用于切换第一凸轮元件11a和第二凸轮元件12a。第二执行装置21a配设给第二凸轮元件组18a并且设置用于切换第三凸轮元件13a和第四凸轮元件14a。
第一执行装置20a和第二执行装置21a结构相同地构成。第一执行装置20a具有示意地示出的滑槽道25a。在此滑槽道25a的第一部分与配设给第一气缸的第一凸轮元件11a一件式地构成。滑槽道25a的第二部分与配设给第二气缸的第二凸轮元件12a一件式地构成。滑槽道25a的第一和第二部分环绕地引入到第一凸轮元件11a或第二凸轮元件12a中。滑槽道25a的第一部分过渡到滑槽道25a的第二部分中。滑槽道2a的第二部分过渡到滑槽道25a的第一部分中。执行装置20a包括执行器。执行器包括切换元件，该切换元件构成为切换销。切换元件在切换过程期间接合到执行装置20a的滑槽道25a中。在此，切换元件在切换过程的开始时首先总是仅仅接合到滑槽道25a的第一部分中。由此执行装置20a首先将第一凸轮元件11a由一个切换位置切换到另一切换位置。如果切换元件到达滑槽道25a的第一部分的末端，那么第一凸轮元件11a切换到待切换的切换位置，并且切换元件到达滑槽道25a的第二部分并且现在把第二凸轮元件12a切换到待切换的切换位置。
第二执行装置21a同样具有示意地示出的滑槽道25a。在此，滑槽道25a的第一部分与配设给第三气缸的第三凸轮元件13a一件式地构成。滑槽道25a的第二部分与配设给第四气缸的第四凸轮元件14a一件式地构成。滑槽道25a的第一和第二部分环绕地引入到第三凸轮元件13a或第四凸轮元件14a中。滑槽道25a的第一部分过渡到滑槽道25a的第二部分中。滑槽道25a的第二部分过渡到滑槽道25a的第一部分中。执行装置21a包括执行器。执行器包括切换元件，该切换元件构成为切换销。切换元件在切换过程期间接合到执行装置21a的滑槽道25a中。在此切换元件在切换过程的开始时首先总是仅仅接合到滑槽道25a的第一部分中。由此执行装置21a首先将第三凸轮元件13a由一个切换位置切换到另一切换位置。如果切换元件到达滑槽道25a的第一部分的末端，那么第三凸轮元件13a切换到待切换的切换位置，并且切换元件到达滑槽道25a的第二部分并且现在第四凸轮元件14a切换到待切换的切换位置。
机动车配气机构调节装置具有控制和/或调节单元23a。控制和/或调节单元23a设置用于，切换第一执行装置20a以及第二执行装置21a。通过控制和/或调节单元23a的控制，可以切换第一凸轮元件组17a的凸轮元件11a、12a和第二凸轮元件组18a的凸轮元件13a、14a。控制和/或调节单元23a设置用于，在至少一个运行状态下在一个切换位置运行凸轮元件组17a、18a中之一的两个凸轮元件11a、12a、13a、14a，该切换位置不同于凸轮元件组17a、18a中另一的两个凸轮元件11a、12a、13a、14a的切换位置。为此，控制和/或调节单元23a基于一个运行状态(在该运行状态下所有凸轮元件11a、12a、13a、14a在相同的切换位置)借助于相应的执行装置20a、21a仅仅切换第一凸轮元件组17a的凸轮元件11a、12a或第二凸轮元件组18a的凸轮元件13a、14a。由此可以以不同的气门升程运行内燃机的各个气缸，由此它们可以产生不同功率。如此例如可以考虑，100kW的内燃机功率由两个不同的组组合而成，例如第一气缸和第二气缸的具有70kW的第一组(其配置的凸轮元件11a、12a在第一切换位置运行)和第三气缸和第四气缸的30kW的第二组(其配置的凸轮元件13a、14a在第二切换位置运行)。如此可以比所有气缸以相同的负荷运行时，也就是比所有凸轮元件11a、12a、13a、14a在相同的切换位置运行时，以更高的效率产生100kW。
控制和/或调节单元23a设置用于，首先切换凸轮元件组17a、18a，其第一凸轮元件11a、13a作为下一个到达其基圆阶段。如果相应的凸轮元件11a、12a、13a、14a没有操作为其配置的气门，则凸轮元件11a、12a、13a、14a位于在基圆阶段。根据凸轮元件需要切换过程的时刻，，如果第三凸轮元件13a在需要切换过程的时刻作为下一个到达其基圆阶段，则可以首先切换具有其两个凸轮元件13a、14a的第二凸轮元件组18a。如果第一凸轮元件11a在需要切换过程的时刻作为下一个到达其基圆阶段，那么首先切换第一凸轮元件组17a的凸轮元件11a、12a。
两个凸轮元件组17a、18a设置用于操作构成为直列四缸发动机的内燃机的气门。原则上也可以考虑，两个凸轮元件组17a、18a设置用于操作一系列V型八缸发动机的气门。用于系列V型八缸发动机的凸轮元件组17a、18a以及执行装置20a、21a的设计方案相应于在此描述的设计方案。为了构成用于整个V型八缸发动机的机动车配气机构调节装置，具有两个另外的凸轮元件组17a、18a和相应的执行装置20a、21a的另一凸轮轴10a是必要的。
在图2中示出本发明的另一实施例。以下的说明基本上局限于在各实施例之间的不同之处，其中关于相同的构件、特征和功能可以参照图1的实施例的描述。为了区分各个实施例，在图1中的实施例的附图标记中的字母a通过在图2的实施例的附图标记中的字母b代替。关于相同表示的构件、特别是关于具有相同附图标记的构件原则上也可以参照图1的实施例的附图和/或说明。
图2示出了在第二实施例中的按照本发明的机动车配气机构调节装置。机动车配气机构调节装置是用于机动车的未示出的内燃机的一部分。该内燃机是未详细示出的机动车的一部分并且与第一实施例不同地具有六个未详细示出的气缸。该内燃机构成为直列六缸发动机。
机动车配气机构调节装置包括凸轮轴10b，其与第一实施例不同地包括六个轴向可移动地设置的凸轮元件11b、12b、13b、14b、15b、16b。轴向可移动的凸轮元件11b、12b、13b、14b、15b、16b设置用于操作和调节一个气缸的分别两个气门的气门升程。凸轮元件11b、12b、13b、14b、15b、16b中的分别相邻设置的两个构成为共同地待切换的凸轮元件组17b、18b、19b。配设给第一气缸的第一凸轮元件11b和配设给第二气缸的第二凸轮元件12b构成第一共同地待切换的凸轮元件组17b。配设给第三气缸的第三凸轮元件13b和配设给第四气缸的第四凸轮元件14b构成第二共同地待切换的凸轮元件组18b。配设给第五气缸的第三凸轮元件15b和配设给第六气缸的第六凸轮元件16b构成第三共同地待切换的凸轮元件组19b。三个凸轮元件组17b、18b、19b能相互独立地切换。机动车配气机构调节装置具有三个执行装置20b、21b、22b。分别一个执行装置20b、21b、22b配设给凸轮元件组中之一。所有三个执行装置20b、21b、22b结构相同地构成并且相应于图1的描述。
三个凸轮元件组20b、21b、22b设置用于操作构成为直列六缸发动机的内燃机的气门。原则上也可以考虑，三个凸轮元件组20b、21b、22b设置用于操作一系列V型十二缸发动机的气门。用于系列V型十二缸发动机的凸轮元件组20b、21b、22b以及执行装置20b、21b、22b的设计方案相应于在此描述的设计方案。为了构成用于整个V型十二缸发动机的机动车配气机构调节装置，具有三个另外的凸轮元件组20b、21b、22b和相应的执行装置20b、21b、22b的另一凸轮轴10b是必要的。
附图标记：
10 凸轮轴
11 凸轮元件
12 凸轮元件
13 凸轮元件
14 凸轮元件
15 凸轮元件
16 凸轮元件
17 凸轮元件组
18 凸轮元件组
19 凸轮元件组
20 执行装置
21 执行装置
22 执行装置
23 控制和/或调节单元
24 凸轮型线
25 滑槽道

Claims (10)

1.一种机动车配气机构调节装置，具有至少一个凸轮轴(10a；10b)，该凸轮轴包括至少四个轴向能移动地设置的凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)，其特征在于，所述凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)中的、分别相邻设置的两个凸轮元件构成为共同待切换的凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)。
2.根据权利要求1所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于，两个凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)能相互独立地切换。
3.根据权利要求1或2所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于分别一个配设给所述凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)之一的执行装置(20a、21a；20b、21b、22b)，该执行装置在切换过程期间将凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)的分别两个凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)相互耦合。
4.根据上述权利要求之一所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于，所述两个凸轮元件组(17a、18a)设计用于操作直列四缸发动机或一系列V型八缸发动机的气门。
5.根据权利要求1至3之一所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于第三凸轮元件组(19b)，其中，三个凸轮元件组(17b、18b、19b)设置用于操作直列六缸发动机或一系列V型十二缸发动机的气门。
6.根据上述权利要求之一所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于控制和/或调节单元(23a；23b)，其设计成，在至少一个运行状态下在一个切换位置运行凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)中之一的两个凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)，该切换位置不同于凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)中另一凸轮元件组的两个凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)的切换位置。
7.根据权利要求6所述的机动车配气机构调节装置，其特征在于，控制和/或调节单元(23a；23b)在至少一个运行状态下设计为，首先切换其第一凸轮元件(11a、13a；11b、13b、15b)作为下一个到达其基圆阶段的所述凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)。
8.一种内燃机，其具有根据上述权利要求之一所述的机动车配气机构调节装置。
9.一种方法，用于运行根据权利要求1至7之一所述的机动车配气机构调节装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在至少一个运行状态中在一个切换位置运行凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)之一的两个凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)，该切换位置不同于凸轮元件组(17a、18a；17b、18b、19b)中的另一凸轮元件组的两个凸轮元件(11a、12a、13a、14a；11b、12b、13b、14b、15b、16b)的切换位置。
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