CN104454064B - 用于操纵受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于操纵受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置和方法，带有：由凸轮轴驱动的操纵元件，其中，在凸轮轴的凸轮与至少一个排出阀之间的能流中插入有优选经液压加载的第一活塞缸体单元，借助于其可在马达制动运行中利用排气背压将至少一个排出阀保持在未闭合的中间位置中；和第二活塞缸体单元，其构造为优选液压的阀间隙补偿元件。根据本发明，在凸轮与排出阀之间的能流中设置有至少一个固定装置以用于固定操纵元件，其中，固定装置如此构造和/或可如此操控，即，其在马达制动运行中在经过凸轮的凸轮基圆时被激活且相应地使操纵元件位置固定，且其在马达制动运行中在经过凸轮的凸轮区域时不活动且相应地取消操纵元件的位置固定。

Description

用于操纵受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置和方法

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的前序部分的、用于操纵机动车的受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置以及根据权利要求11的前序部分的、用于操纵受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的方法。

背景技术

例如由该类型的文献US 2010/319657 A1已知，在惯性运行(Schubbetrieb)中由此提高内燃机的制动效果，即，借助于在排气链中的挡板(Stauklappe)使降压效果(EVB或者Exhaust valve brake)与排气背压叠加，在其中使内燃机的每个缸体的至少一个排出阀在制动运行中在中间位置中保持打开。这在内燃机的阀传动部(Ventiltrieb)中借助于在凸轮轴的起驱动作用的凸轮与加载排出阀的操纵元件更确切地说摇杆之间的能流中的经液压加载的活塞缸体单元来实现。此外，在操纵元件中布置有第二活塞缸体单元，其设计为本身已知的液压的阀间隙补偿元件(HVA)。

在这样的装置中，HVA元件在马达制动运行中可能是有问题的，因为此处可由于随遇的运动过程且由于出现的阀跳动(由排气背压引起)可能发生HVA元件的“鼓起”，在其中并未在内燃机的利用燃料的运行中立即保证排出阀的可靠闭合。

发明内容

因此，本发明的目的在于利用结构简单的器具如此改进这种类型的装置和这种类型的方法，即，不仅在常规运行中而且在马达制动运行或者EVB中可获得功能可靠的且无干扰的阀传动部。

该目的的解决方案利用独立专利权利要求的特征来实现。本发明的有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的对象。

根据权利要求1，提出一种用于操纵机动车的受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置，带有由凸轮轴驱动的操纵元件，其优选通过由凸轮轴驱动的摇杆形成。此外，在凸轮轴的凸轮与至少一个排出阀之间的能流中插入有第一活塞缸体单元，优选经液压加载的活塞缸体单元，借助于其可将至少一个排出阀在马达制动运行中利用排气背压保持在未闭合的中间位置中。此外，设置有第二活塞缸体单元，其构造为阀间隙补偿元件(HVA)，优选构造为液压的阀间隙补偿元件(HVA)。根据本发明，在凸轮与排出阀之间的能流中设置有至少一个固定装置以用于固定(尤其无级地固定)操纵元件，其中，固定装置如此构造和/或例如可如此借助于控制装置来操控，即，其在马达制动运行中在经过凸轮的凸轮基圆时被激活且相应地使操纵元件位置固定，且其在马达制动运行中在经过凸轮的凸轮区域时不活动且相应地取消操纵元件的位置固定。

因此，根据本发明，固定仅在马达制动运行中实现，而操纵元件(例如作为操纵元件的摇杆的摇杆滚轮)处在凸轮的基圆处。固定就在凸轮升程之前被取消且此后立即再次将其激活。利用根据本发明的解决方案(即，操纵元件尤其摇杆的在时间上可控制的固定)实现可靠地防止补偿元件的不期望的鼓起且因此可靠地防止排出阀的不期望的保持敞开。尤其特别有利的是，固定装置如此设计使得借助于其可“无级地”或者与位置无关地固定例如由摇杆形成的操纵元件，因为在此于是可将操纵元件立即固定在任何任意的操纵元件位置中，而并未在固定时出现延迟，如例如在形状配合的接合连接中可能的情况那样。因此于是还可有利地以简单的方式实现固定位置与在阀传动部中的变化的条件的匹配。

要理解，至少一个固定装置在完全激活的状态中的作用那时是优选的，从而因此使得HVA元件的调整作用至少在马达制动运行中完全无效，也就是说，操纵元件刚性地或“冻结地”固定在其位置中，且因此至少一个固定装置将大于由HVA元件作用的调节力的保持力施加到操纵元件上。

而在带有两个集成的、液压地起作用的活塞缸体单元的阀传动部中尤其在EVB运行中可由于叠加动态的运动出现复杂的且随遇的运动过程，其并不确保在阀传动部中的期望的零间隙且可由此引起地影响EVB功能，该缺点通过根据本发明的解决方案来消除，然而在内燃机的常规运行中并未影响HVA的功能。

特别优选地，操纵元件可由带有在凸轮侧的凸轮杆和在排出阀侧的操纵杆的两件式的摇杆形成，其中，固定装置那时可与操纵杆和/或凸轮杆共同作用。

在本发明的有利的第一设计方案中，固定装置可通过至少一个电磁体形成，其经相应操控地在马达制动运行中且在经过操纵元件更确切地说摇杆的凸轮基圆时被激活。此类的尤其电子的控制部(其可是经修改的马达控制器)可精确地对内燃机的负荷状态和运行状态进行调节，例如马达转速、运行循环等等。由此还可实现特别有利的无级的固定。操纵元件可总地或还仅部分地由可用磁力吸引的材料制成或者利用这样的材料来涂覆。

在此，电磁体可以其磁力加载摇杆或者使之运动稳定以防HVA元件的调整作用，以便有效地反作用随遇的运动过程。优选地，为此电磁体例如在内燃机的壳体侧布置在构造为摇杆的操纵元件的运动区域中且布置在其摆动轴之外。在阀传动部侧的布置方案同样可行。要理解，为了无级的或者与位置无关的可调节性，该布置方案必须使得该情况得到保证，因此，于是例如电磁体布置在操纵元件更确切地说摇杆的侧部。

此处，概念电磁体可明确地广意地来理解且显然应包括所有对于实现电磁作用原理所需要的构件。

在本发明的一备选的设计方案中，固定装置可由与操纵元件共同起作用的至少一个摩擦制动器形成，尤其由围绕构造为摇杆的操纵元件的摇杆轴布置的摩擦制动器形成。由此提供一机械的实施变体方案，其可制动操纵元件更确切地说摇杆且由此使之运动稳定。

优选地，构造为摩擦制动器的固定装置可具有至少一个摩擦盘，其作用到操纵元件的所限定的制动面上，尤其作用到构造为摇杆的操纵元件的构造为制动面的毂端侧(Nabenstirnseite)上。

原则上，摩擦制动器的操纵可以不同的方式来实现，其中，摩擦制动器的液压的操纵是优选的。例如，为此可使用液压的控制阀，其例如依赖于凸轮轴转动在马达制动运行时相应地加载作用到摩擦盘上的活塞缸体单元。

优选地，在阀传动部中，内燃机的每个缸体设置有多个(例如两个)排出阀，其经由阀桥一起由操纵元件来操纵，其中，第一活塞缸体单元布置在阀桥中且作用到排出阀的至少一个部件上，尤其仅作用到排出阀中一个上。

最后，第一活塞缸体单元和HVA可优选一起由内燃机的压力循环润滑油系统供应压力油，其中，在至第一活塞缸体单元的供给管路中布置有止回阀，其中，此外，第一活塞缸体单元的压力腔具有在至少一个排出阀的闭合状态中通过位置固定的托架控制的排泄管路，且活塞缸体单元以及排出阀的阀弹簧如此协调使得在马达制动运行中在内燃机的排气系统中的排气门相应闭合时排出阀受限定地保持打开。

利用根据本发明的解决方案得出的优点类似地适用于根据本发明的方法实施方案和根据本发明的车辆。就此而言，参照上述实施方案。

附图说明

下面，以进一步的细节对本发明的实施例作详细说明。

参考标号列表

1 缸体头

2 排出阀

3 排出阀

4 凸轮

5 摇杆轴

6 摇杆

6a 凸轮杆

6b 操纵杆

6c 毂端面

7 阀桥

8 摆动轴

9 轴

10 滚轮

11 液压的阀间隙补偿元件(HVA元件)

12 调节螺栓

13 连接座

14 托架

15 活塞缸体单元

16 压力腔

17 活塞

18 供给通道

19 球型止回阀

20 供给通道

21 排泄通道

22 挺杆

23 电磁体

24 摩擦制动器

25 摩擦盘

26 压力加载。

具体实施方式

在唯一的附图(图1)中，仅以为了理解本发明所需要的程度示出了受阀控制的四冲程往复活塞内燃机(柴油马达)的缸体头1，在其中，除了不可见的进入阀之外，在此例如两个排出阀2、3(仅阀杆可见)可移动地来引导。以已知的方式闭合地保持阀2、3的阀弹簧未示出。

作用到排出阀2、3上的阀传动部包括内燃机1的凸轮轴的起驱动作用的凸轮4、支承在固定的摇杆轴5上的摇杆6和跨接两个排出阀2、3更确切地说其阀杆的阀桥7。

在功能上双臂的摇杆6此处示例地两件式地来实施，带有凸轮杆6a和作用到阀桥7上的操纵杆6b，它们从在摇杆轴5上的支承向两侧突出。

凸轮杆6a借助于分开的摆动轴8支承在操纵杆6b处且承载可转动地支承在轴9上的滚轮10，其在凸轮4处运行以用于驱动摇杆6。

在凸轮杆6a与操纵杆6b之间、在摆动轴8之外布置有液压的阀间隙补偿元件或HVA元件11，其可是已知的结构型式且因此不作进一步阐述。

摇杆6的操纵杆6b经由调节螺栓12(带有锁紧螺母)和球形地支承在其处的连接座13在定位在两个排出阀2、3之间的位置处加载阀桥7。

此外，在阀桥7之上设置有位置固定的托架14，其功能还将进行阐述。

在阀桥7内布置有活塞缸体单元15，带有可受限制地移动地在压力腔16中引导的活塞17，其作用到排出阀2上。压力腔16经由供给通道18与集成的球型止回阀19相联接且经由未进一步示出的一起以20表示的在连接座13、调节螺栓12、摇杆6中的供给通道且最后经由摇杆轴5联接到内燃机的压力循环润滑油系统处。要理解，在摇杆6中还设置有用于润滑阀传动部的可运动的零件的其他通道20。

此外，在阀桥7中设置有限定排泄通道21的截面，其通到活塞缸体单元15的压力腔16中且经由位置固定的托架14来控制。

借助于HVA 11可以已知的方式排除例如由于磨损出现的在凸轮4与排出阀2、3或阀桥7之间的传动链中的阀间隙，其中，HVA元件11的挺杆22相应地驶出或驶入且相应地改变在摇杆6的凸轮杆6a与操纵杆6b之间的间距s。

在内燃机没有马达制动的情况下的常规运行中，两个排出阀2、3经由摇杆6和阀桥7在凸轮经过时打开且在达到凸轮基圆时再次闭合。油可通过在凸轮经过时自由的排泄开口21从压力腔16中漏出，然而在经过基圆时立刻通过供给通道20和止回阀19再次代替。

该动态平衡在马达制动的情况下变化，在其中在内燃机的排气链中的排气门闭合且因此相当大的排气背压或者排气压力作用到排出阀的背对燃烧室的侧部上，在相应地协调排出阀2的阀弹簧和设计活塞缸体单元15的情况下，排气背压或排气压力将排出阀2在中间位置中保持打开。在此应保证在阀桥7(排泄通道21)与托架14之间的控制作用不被可能出现的太大的阀间隙干扰。

因此，在凸轮4与排出阀2、3之间的能流中设置有固定装置23和/或固定装置24，其在马达制动运行中在经过凸轮4的凸轮基圆时被激活且相应地使摇杆6位置固定，而使其(固定装置)在马达制动运行中在经过凸轮4的凸轮区域时不活动且相应地取消摇杆6的位置固定，这在下面还将示例地作详细阐述：

固定装置23例如是可操控的、固定在壳体处的电磁体23(仅用阴影线来显示)，其如此布置在操纵杆6b的运动区域中，即，电磁体23在激活的状态中(在凸轮基圆阶段期间)借助于磁力优选无级地使操纵杆6b位置固定。电磁体23在此仅出于可示出性的原因布置在摇杆6之上。为了转化且实现无级的可调节性，电磁体优选处在摇杆6的侧部，也就是说可如此设想电磁体23的具体位置，即，其以图1的原理图为出发点最终以90度转动到图平面中或从该图平面转动出来且布置在该处。

这引起避免HVA元件11的可能出现的“鼓起”(间距s的增大)且在结束马达制动运行时立刻再次存在带有可靠地闭合的排出阀2、3的无间隙的阀传动部。

在此，电磁体23优选以未示出的方式经由电子控制装置(例如经相应修改的马达控制器)如此来操控，即，电磁体作用到摇杆6上的固定作用仅在经过凸轮4的凸轮基圆时且仅在马达制动运行时存在，而电磁体23在凸轮升程的情况下或者在常规的利用燃料的马达运行中切换成未激活。

代替电磁体23，还可附加地或备选地将摩擦制动器24用作用于固定摇杆6的固定装置。在此，于是可围绕摇杆轴5布置有至少一个不可转动地支承的摩擦盘25，其在摇杆6的操纵杆6b的端面6c中的一个处运转。

经由摩擦制动器24可相应地制动和固定摇杆6的操纵杆6b。

摩擦制动器24例如可液压地如此来操纵，即，摩擦作用和因此最终固定作用仅在经过凸轮4的基圆时且在马达制动运行中出现，而其在经过凸轮区域时且在利用燃料的马达运行中并未激活。

为此，此处仅示意性地通过力箭头26示出的活塞缸体单元(其液压地经由控制阀进行压力加载)可作用到摩擦盘25上，其中，控制阀仅如上面提出的那样在经过凸轮基圆时且在马达制动运行中使活塞缸体单元与压力介质源(例如内燃机的压力循环润滑油系统)相连接。

必要时，还可代替两件式的摇杆6设置一件式的摇杆或摆动杆，其带有或不带有相对于凸轮4的滚动接触部且带有HVA元件11在凸轮4与排出阀2之间的能流中的相应的组件。

Claims (21)

1.一种用于操纵机动车的受阀控制的内燃机的至少一个排出阀的装置，带有：由凸轮轴驱动的操纵元件(6)，其中，在所述凸轮轴的凸轮(4)与至少一个排出阀(2,3)之间的能流中插入有第一活塞缸体单元(15)，借助于其可在马达制动运行中利用排气背压将至少一个排出阀(2,3)保持在未闭合的中间位置中；和第二活塞缸体单元(11)，其特征在于，在所述凸轮(4)与所述排出阀(2,3)之间的能流中设置有至少一个固定装置(23;24)以用于固定所述操纵元件(6)，其中，所述固定装置(23;24)如此构造，即，所述固定装置在马达制动运行中在经过所述凸轮(4)的凸轮基圆时被激活且相应地使所述操纵元件(6)位置固定，且所述固定装置在马达制动运行中在经过所述凸轮(4)的凸轮区域时不活动且相应地取消所述操纵元件(6)的位置固定。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操纵元件(6)为由凸轮轴驱动的作为操纵元件的摇杆。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一活塞缸体单元(15)为液压加载的。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二活塞缸体单元(11)构造为液压的阀间隙补偿元件。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个固定装置如此构造，即，所述操纵元件可借助于该固定装置无级地和/或与位置无关地来固定。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，操纵元件(6)通过带有在凸轮侧的凸轮杆(6a)和在排出阀侧的操纵杆(6b)的两件式的摇杆形成，其中，所述固定装置(23;24)那时与所述操纵杆(6b)和/或所述凸轮杆(6a)共同作用。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置(23)由至少一个电磁体形成。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，由所述电磁体形成的固定装置(23)布置在操纵元件(6)的运动区域中且布置在其摆动轴(8)之外。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，由所述电磁体形成的固定装置(23)在缸体头(1)的壳体侧布置操纵元件(6)的运动区域中。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置(24)通过至少一个摩擦制动器形成。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述固定装置(24)通过围绕构造为摇杆的操纵元件(6)的摇杆轴(5)布置的摩擦制动器形成。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，构造为摩擦制动器的固定装置(24)具有至少一个摩擦盘(25)，其作用到所述操纵元件(6)的所限定的制动面上。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个摩擦盘(25)作用到构造为摇杆的操纵元件(6)的构造为制动面的毂端侧(6c)上。

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述摩擦制动器(24)液压地来操纵。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，在阀传动部中，内燃机的每个缸体设置有多个排出阀(2,3)，其经由阀桥(7)一起由所述操纵元件(6)操纵，其中，所述第一活塞缸体单元(15)布置在所述阀桥(7)中且作用到所述排出阀(2,3)的至少一个部件上。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，内燃机的每个缸体设置有两个排出阀(2,3)。

17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一活塞缸体单元(15)仅作用到一个排出阀(2,3)上。

18.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，

所述第一活塞缸体单元(15)和所述第二活塞缸体单元(11)一起由内燃机的压力循环润滑油系统供应压力油，其中，在至所述第一活塞缸体单元(15)的供给管路(18)中布置有止回阀(19)，

此外，所述第一活塞缸体单元(15)的压力腔(16)具有在所述至少一个排出阀(2,3)的闭合状态中经由位置固定的托架(14)控制的排泄管路(21)，且

所述活塞缸体单元(15)和所述排出阀(2,3)的阀弹簧如此协调使得在马达制动运行中在内燃机的排气系统中的排气门相应闭合时所述排出阀(2,3)受限定地保持打开。

19.一种用于借助于根据权利要求1-18中任一项所述的装置操纵受阀控制的内燃机的至少一个排出阀(2,3)的方法，该装置带有：由凸轮轴驱动的操纵元件(6)，其中，在所述凸轮轴的凸轮(4)与至少一个排出阀(2,3)之间的能流中插入有第一活塞缸体单元(15)，借助于其在马达制动运行中利用排气背压将至少一个排出阀(2,3)保持在未闭合的中间位置中；和第二活塞缸体单元(11)，其特征在于，在所述凸轮(4)与所述排出阀(2,3)之间的能流中设置有至少一个固定装置(23;24)以用于固定所述操纵元件(6)，其中，所述固定装置(23;24)如此构造，即，所述固定装置在马达制动运行中在经过所述凸轮(4)的凸轮基圆时被激活且相应地使所述操纵元件(6)位置固定，且所述固定装置在马达制动运行中在经过所述凸轮(4)的凸轮区域时不活动且相应地取消所述操纵元件(6)的位置固定。

20.一种车辆，带有根据权利要求1至18中任一项所述的装置或用于执行根据权利要求19所述的方法。

21.根据权利要求20所述的车辆，其特征在于，所述车辆为商用车。