CN104948247A - 内燃机的可变行程的配气机构 - Google Patents

Abstract

提出一种用于运行具有滑动凸轮式配气机构的内燃机的方法，所述滑动凸轮式配气机构具有带有不同隆起部(H，M，L)的三个相邻的凸轮的凸轮件(2)和具有两个轨道部段(S1，S2)的槽形的滑槽轨道，所述轨道部段在凸轮件的两个轴向方向上突出并且环周地完整地相继设置。执行器(10)将两个执行器销(7，8)选择性地耦联到滑槽轨道中，以便移动凸轮件。凸轮件应当在内燃机运行期间通过连续地将执行器销耦联到滑槽轨道中而基础调节到理论轴向位置中。

Description

内燃机的可变行程的配气机构

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有可变行程的气门配气机构的内燃机的方法。配气机构具有执行器和凸轮轴，所述凸轮轴具有承载轴和抗转动地固定在承载轴上且能在三个轴向位置之间移动地设置的凸轮件，所述凸轮件包括一组具有不同隆起部的三个相邻的凸轮和具有两个轨道部段的槽形的滑槽轨道，所述轨道部段在凸轮件的两个轴向方向上突出并且在凸轮件的环周之上完整地相继设置。执行器选择性地移出两个能耦联到滑槽轨道中的执行器销，以便分别将凸轮件移动轴向位置中的一个。

背景技术

在通常也称作为“滑动凸轮式配气机构”的这种气门配气机构中，对于无错的发动机运行原则上需要：瞬时传递到气门上的凸轮对应于作为全部瞬时设定的运行参数的一部分的理论值，进而凸轮件的瞬时的轴向位置与其理论位置一致。为了能够校正有错的实际轴向位置，至今提出的是进行凸轮件位置的识别，然后将所述凸轮件位置与发动机控制装置中的理论轴向位置进行比较。位置识别应当通过评估传感器信号来进行，所述传感器信号使得执行器销产生与滑槽轨道的配合。例如从DE 102010 035 185 A1和DE 10 2010 012 470 A中提出：凸轮件能够构成在滑槽轨道的区域中，使得每个轴向位置能够通过在那特征性的电流信号变化而被单义地验证。这也适用于DE 10 2011 004 912 A1，从中在开始提出类型的滑动凸轮时配气机构已知凸轮件的位置识别。

发明内容

本发明目的是，提出一种内燃机的运行方法，其中在没有用于其之前提出的位置识别的耗费的情况下能够限定地调节凸轮件的轴向位置。

所述目的通过根据本发明的一种用于运行具有可变行程的气门配气机构的内燃机的方法来实现，所述气门配气机构具有执行器和具有承载轴和抗转动地固定在其上且能在三个轴向位置之间移动地设置的凸轮件的凸轮轴，所述凸轮件包括一组具有不同隆起部的三个相邻的凸轮和具有两个轨道部段的槽形的滑槽轨道，所述轨道部段在所述凸轮件的两个轴向方向上突出并且在所述凸轮件的环周之上完整地相继设置，其中所述执行器选择性地移出两个能耦联到所述滑槽轨道中的执行器销，以便分别将所述凸轮件移动所述轴向位置中的一个。因此，凸轮件在内燃机运行期间应当通过如下操控执行器来基础调节到理论轴向位置中：a)将执行器销中的第一执行器销在下述环周轨道位置中移出，所述环周轨道位置位于轨道部段中的第一轨道部段之前并且位于第二轨道部段之后，

b)将第一执行器销在下述环周轨道角之内保持在移出位置中，所述环周轨道角至少一次性地包围两个轨道部段，

c)从下述环周轨道位置中移入第一执行器销，所述环周轨道位置位于第二轨道部段之后和第一轨道部段之前，

d)将第二执行器销在下述环周轨道位置上移出，所述环周轨道位置位于第一轨道部段之前和第二轨道部段之后，

e)将第二执行器销在下述环周轨道角之内保持在移出位置中，所述环周轨道角至少一次性地包围两个轨道部段，

f)从下述环周轨道位置中移入第二执行器销，所述环周轨道位置位于第二轨道部段之后和第一轨道部段之前，

在此，第二轨道部段的轴向隆起预设凸轮件基础调节的轴向方向，并且第二执行器销在凸轮件基础调节的轴向方向上与第一执行器销相邻。

本发明基于如下令人惊讶的效果：关于凸轮轴的瞬时的实际轴向位置的了解不是强制需要的，以便在理论实际偏差的情况下将凸轮轴移动到(限定的)理论轴向位置中。这更确切地说“自动地”进行，即在两个相继的阶段中通过下述方式进行，即这两个执行器销相继并且分别在这包围在这两个轨道部段之内的凸轮轴角区间之内移出或移入。在此，凸轮件与其原始的轴向位置无关地总是移动到相同的末端位置中，其中包括凸轮件已经位于该末端位置的情况。凸轮件基础调节的根据本发明的该方法尤其适合于内燃机的起动阶段中的转速提高，在所述起动阶段中对于发动机控制仪器由于缺乏与此相关的传感器装置而不知道凸轮件的实际轴向位置并且在多缸发动机的常见的情况下显然还不知道多个凸轮件的实际轴向位置。

在凸轮件的基础调节的末端位置方面，对如下两个情况进行区分：a)这两个轨道部段以相同的顺序由这两个执行器销经过。在该第一种情况下，将凸轮件基础调节到其靠外的轴向位置中的一个中。

b)这两个轨道部段以相反的顺序由这两个执行器销经过。在该第二种情况下，将凸轮件基础调节到其居中的轴向位置中。

附图说明

从下面的描述和附图中得到本发明的其他的特征，其中借助两个实施例示出根据本发明的方法。只要没有另作说明，在此相同的或功能相同的特征或构件就设有相同的附图标记。其示出：

图1示出已知的滑动凸轮式配气机构的一部分的侧视图；

图2以滑槽轨道的第一立体图示出适合于根据本发明的方法的轴向滑槽的由凸轮件隔离的视图；

图3以相对于第一视图旋转的第二视图示出根据图2的轴向滑槽；

图4以第一轨道部段的第一俯视图示出根据图2的轴向滑槽；

图5以旋转大约90°的俯视图示出根据图4的轴向滑槽；

图6以旋转大约180°的对于第二轨道部段的俯视图示出根据图4的轴向滑槽；

图7以旋转大约270°的俯视图示出根据图4的轴向滑槽；

图8示出处于初始位置的凸轮件与执行器，在所述初始位置中在右侧存在凸轮件；

图9示意地示出由于操作第一执行器销而凸轮件到居中的中间位置中的第一基础调节阶段；

图10示出在中间位置中的凸轮件与执行器；

图11示意地示出由于操作第二执行器销，凸轮件到基础调节的末端位置中的第二基础调节阶段；

图12示出在末端位置中的凸轮件与执行器，在所述末端位置中在左侧存在凸轮件；

图13示出在居中的初始位置中的凸轮件与执行器；

图14示意地示出由于操作第一执行器销，凸轮件到中间位置中的第一基础调节阶段；

图15示出在中间位置中的凸轮件与执行器；

图16示意地示出由于操作第二执行器销，凸轮件到基础调节的末端位置中的第二基础调节阶段；

图17示出在左侧的末端位置中的凸轮件与执行器；

图18示出处于初始位置的凸轮件与执行器，在所述初始位置中凸轮已经处于要基础调节的左侧的末端位置中；

图19示意地示出由于操作第一执行器销，凸轮件在没有其位置变化的情况下的第一基础调节阶段；

图20示出处于未变化的末端位置中的凸轮件与执行器；

图21示意地示出由于操作第二执行器销，凸轮件到基础调节的末端位置中的第二基础调节阶段；

图22示出在左侧的末端位置中的凸轮件与执行器；

图23示意地示出另一凸轮件从右侧的初始位置到居中的中间位置中的第一基础调节阶段，其中另一凸轮件具有相反定向的滑槽轨道，并且其中这两个执行器销以相反的顺序调节；

图24示意地示出另一凸轮件到基础调节的末端位置中的第二基础调节阶段，在所述末端位置在右侧存在凸轮件；

图25示意地示出在没有位置变化的情况下出自居中的初始位置的另一凸轮件的第一基础调节阶段；

图26示意地示出另一凸轮件到右侧末端位置中的第二基础调节阶段；

图27示意地示出另一凸轮件从左侧初始位置到中间位置中的第一基础调节阶段；

图28示意地示出另一凸轮件到右侧的末端位置中的第二基础调节阶段。

具体实施方式

基于图1阐述本发明，其中示出多缸内燃机的已知的可变行程的气门配气机构。配气机构的基础功能原理能够如下总结：常规刚性构成的凸轮轴通过外部具有齿部的承载轴1和借助于内齿部抗转动且可轴向移动地安装在承载轴上的凸轮件2替代。每个凸轮件都具有两组轴向直接彼此相邻的、具有两个不同大小的隆起部H和L的凸轮，所述隆起部借助于摇臂3选择性地传递到相应缸的两个入口或出口侧的气门4上。凸轮件在承载轴上的移动经由两个分开地在凸轮件上伸展的轴向滑槽实现，其中所述移动对于相应凸轮的依据工作点的激活而言是必要的，所述轴向滑槽具有槽形的滑槽轨道5和6，所述滑槽轨道对应于滑动方向在凸轮件的两个轴向方向上突出，并且执行器(未示出)的执行器销7或8根据凸轮件的瞬时位置移出到所述滑槽轨道中。

图2至7示出具有槽形的滑槽轨道的适合于根据本发明的方法的轴向滑槽9的分开的视图，其中这两个轨道部段不像图1那样是并排的，而是在凸轮件2的环周之上完整相继设置，使得其环周地相互过渡。在此，当凸轮件根据图2沿箭头方向旋转并且执行器销7(图1中的7或8)在所述第一轨道部段的环周区域中耦联在滑槽轨道中时，下面设有附图标记S1的第一轨道部段引起凸轮件向右移动一个轴向位置，所述第一轨道部段基本上在附图中沿凸轮件的向左的轴向方向以凸轮的宽度突出。相反，当执行器销在所述第二轨道部段的环周区域中耦联在滑槽轨道中时，下面设有附图标记S2的第二轨道部段引起凸轮件向左移动一个轴向位置，所述第二轨道部段在附图中沿凸轮件的向右的轴向方向突出。

执行器销从执行器中的移出和及时地耦联到滑槽轨道中通过移入槽E1和E2简化，所述移入槽分别轴向相对于滑槽轨道错开地伸展并且在这两个轨道部段S1和S2的区域中通到滑槽轨道中。第一移入槽E1——关于图2中绘制的旋转方向——大致始于第一轨道部段S1的端部(见图2和4)并且通到第二轨道部段S2中(见图3和6)。第二移入槽E2大致始于第二轨道部段S2的端部(见图3和6)并且通到第一轨道部段S1中(见图2和4)。轴向滑槽的另外的结构上的细节能够从非在先公开文献DE 10 2013 223 299中获知，在此完整参引其公开内容。

下面的附图示出凸轮件2从其三个可能的初始位置中到理论轴向位置中的根据本发明的基础调节方法。基础调节在内燃机发动机的转速提高期间自下述时间点起进行，在所述时间点要基础调节的凸轮轴的转速和角位置对于发动机控制仪器而言已知的。凸轮件包括两组各三个相邻的具有不同隆起部H、M和L的凸轮和设置在凸轮组之间的、根据之前阐述的附图2至7的轴向滑槽9。两个执行器销7和8选择性地从双执行器10主动地移出和移入，以便将凸轮件分别移动三个轴向位置中的一个。执行器10上的且在圆中绘制的编号“1”和“2”在下文中说明了时间顺序，以所述时间顺序操控执行器销，以便在两个相继紧随的基础调节阶段期间将凸轮件基础调节到理论轴向位置中。这也适用于轨道部段S1和S2，所述轨道部段的编号仅与顺序相关，这两个轨道部段或其环周的轨道角仅仅成对地并且至少一次性地首先由移出的第一执行器销并且随后由移出的第二执行器销经过。

第一基础调节阶段因此始于：执行器在下述环周轨道位置处移出第一执行器销，所述环周轨道位置位于第一轨道部段S1之前和第二轨道部段S2之后。执行器销保持在移出位置中，直至其一次性经过这两个轨道部段的环周角。第一基础调节阶段终止于执行器10将第一执行器销从下述环周轨道位置中移入，所述环周轨道位置位于第二轨道部段之后和第一轨道部段之前。第二基础调节阶段通过类似于此地操作第二执行器销来进行。

仅当第二轨道部段S2的轴向隆起部预设沿其基础调节凸轮件的轴向方向时，并且当第二执行器销在凸轮件基础调节的轴向方向上与第一执行器销相邻时，从三个可能的初始位置将凸轮件2基础调节到凸轮件的靠外的轴向位置中才成功。

要基础调节的理论轴向位置在第一实施例中在图8至22中总是为凸轮件2的左侧位置。因此，在该实例中，第二轨道部段是轨道部段S2，因为所述第二轨道部段向左移动沿在其上绘制的旋转方向旋转的凸轮件。在观察方向相同的情况下，相应地适用于执行器销的轴向布置，即第二执行器销在左侧与第一执行器销相邻，使得在该实例中第二执行器销对应于图1的执行器销8相对于执行器销7在左侧的相对位置。

在凸轮件2的左侧的末端位置中，具有大的隆起部H的右侧的凸轮对操作分别通过点划线表示的气门4(见图1)。在另一实施方式中，凸轮隆起部显然能够不同地设置在凸轮件上，使得然后气门对在基础调节的轴向位置中也由小的隆起部L或居中的隆起部M或者隆起部H、M和L的两者组合来操作。

图8至12：凸轮件2的初始位置是右侧轴向位置，在所述右侧轴向位置中根据图8借助凸轮隆起部L操作气门4。在第一基础调节阶段中，凸轮件向左移动一个轴向位置。移动过程在图9中示意地示出并且通过下述方式进行：即第一执行器销7移出并且耦联到移入槽E2中，以便随后沿着第二轨道部段S2向左移动凸轮件。在第一基础调节阶段的末端，凸轮件处于居中的中间位置中，在所述中间位置中根据图10凸轮隆起部M作用于气门。第一执行器销7现在位于第一移入槽E1的轴向高度上，并且第二执行器销8位于移入槽E2的轴向高度上。这在图9中在下方示出并且在图11中在上方示出。

在第二基础调节阶段中，凸轮件2向左移动另一轴向位置进入到理论轴向位置中，在所述理论轴向位置中根据图12凸轮隆起部L是有效的。移动过程在图11中阐述并且通过下述方式进行，即第二执行器销8移出并且同样耦联到移入槽E2中，以便重新沿着第二轨道部段S2向左将凸轮件移动到基础调节的末端位置中。

图13至17：凸轮件2的初始位置是居中的轴向位置，在所述轴向位置中气门4根据图13借助凸轮隆起部M操作。在第一基础调节阶段中，凸轮件首先向右移动一个轴向位置并且随后向左移回，使得轴向位置根据图15整体上保持不变。该双重转换的移动过程在图14中示出并且通过下述方式进行，即第一执行器销7移出并且耦联到移入槽E1中，以便首先沿着第一轨道部段S1向右移动凸轮件并且随后沿着第二轨道部段S2向左移回。

在第二基础调节阶段中，凸轮件2借助于第二执行器销8向左移动一个轴向位置移入到左侧的末端位置中。在图15至17中示出的移动过程与根据图10至12的第二基础调节阶段相同。

图18至22：凸轮件2的在图18中示出的初始位置已经是根据图22的要基础调节的左侧的末端位置。在第一基础调节阶段中，不移动凸轮件，使得所述凸轮件的轴向位置根据图20保持不变。如在图19中示出，在该情况下第一执行器销7轴向地移出在轴向滑槽9旁，使得由于缺乏与滑槽轨道接合而不能够进行凸轮件的移动。

在第二基础调节阶段中进行双重转换，使得也在此保持凸轮件2的轴向位置不变。在图21中示出的双重转换在该情况下由第二执行器销8触发。

当第一执行器销7以顺序S1-S2经过这两个轨道部段或者其环周角时，并且当相反第二执行器销8以顺序S2-S1经过这两个轨道部段或其环周角时，在根据图8至22的第一实施例中才出现关于基础调节的居中的末端位置的开始提出的替选情况b)。

在附图23至28中示出的第二实施例与之前阐述的第一实例的区别在于滑槽轨道在另一凸轮件2上的镜像相反的轴向取向。因为在该情况下第二轨道部段S2向左伸展并且与此相应地凸轮件向右移动，所以在第二实施例中，要基础调节的理论轴向位置总是为凸轮件2的右侧位置。因此，适用于执行器销7和8的轴向布置，即在操控顺序中的第二执行器销在右侧与第一执行器销相邻并且在该情况下是执行器销7。

图23和24：类似于图19和21，要基础调节的凸轮件2的初始位置已经是右侧的末端位置。因此，在这两个基础调节阶段中首先不进行转换并且随后产生离合器件的双重转换。

图25和26：类似于图14和16，要基础调节的凸轮件2的初始位置是居中的轴向位置。因此，在两个基础调节阶段中首先进行双重转换并且随后产生将凸轮件向右移动到末端位置中。

图27和28：类似于图9和11，要基础调节的凸轮件2的初始位置是左侧的末端位置。因此，在这两个基础调节阶段中分别产生将凸轮件向右移动到末端位置中。

当第一执行器销8以顺序S1-S2经过这两个轨道部段或者其环周角时并且当相反第二执行器销7以顺序S2-S1经过这两个轨道部段或其环周角时，在根据图23至28的第二实施例中才出现关于基础调节的居中的末端位置的上面提出的替选情况b)。

附图标记列表

1    承载轴

2    凸轮件

3    摇臂

4    气门

5    滑槽轨道

6    滑槽轨道

7    执行器销

8    执行器销

9    轴向滑槽

10   执行器

Claims (3)

1.一种用于运行具有可变行程的气门配气机构的内燃机的方法，所述气门配气机构具有执行器(10)和凸轮轴，所述凸轮轴具有承载轴(1)和抗转动地固定在承载轴上且能在三个轴向位置之间移动地设置的凸轮件(2)，所述凸轮件包括一组具有不同隆起部(H，M，L)的三个相邻的凸轮和具有两个轨道部段(S1，S2)的槽形的滑槽轨道，所述轨道部段在所述凸轮件(2)的两个轴向方向上突出并且在所述凸轮件(2)的环周之上完整地相继设置，其中所述执行器(10)选择性地移出两个能耦联到所述滑槽轨道中的执行器销(7，8)，以便分别将所述凸轮件(2)移动所述轴向位置中的一个，

其特征在于，在所述内燃机运行期间通过如下地操控所述执行器(10)来将所述凸轮件(2)基础调节到理论轴向位置中：

a)将所述执行器销(7，8)中的第一执行器销在下述环周轨道位置中移出，所述环周轨道位置位于所述轨道部段中的第一轨道部段(S1)之前并且位于第二轨道部段(S2)之后，

b)将第一执行器销(7，8)在下述环周轨道角之内保持在移出位置中，所述环周轨道角至少一次性地包围两个所述轨道部段(S1，S2)，

c)从下述环周轨道位置中移入所述第一执行器销(7，8)，所述环周轨道位置位于所述第二轨道部段(S2)之后和所述第一轨道部段(S1)之前，

d)将所述第二执行器销(8，7)在下述环周轨道位置上移出，所述环周轨道位置在所述第一轨道部段(S1)之前和所述第二轨道部段(S2)之后，

e)将第二执行器销(8，7)在下述环周轨道角之内保持在移出位置中，所述环周轨道角至少一次性地包围两个所述轨道部段(S1，S2)，

f)从下述环周轨道位置中移入所述第二执行器销(8，7)，所述环周轨道位置位于所述第二轨道部段(S2)之后和所述第一轨道部段(S1)之前，

其中所述第二轨道部段(S2)的轴向隆起部预设凸轮件基础调节的轴向方向，并且其中所述第二执行器销(8，7)在所述凸轮件基础调节的轴向方向上与所述第一执行器销(7，8)相邻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在起动的内燃机的转速提高期间执行所述凸轮件基础调节。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述凸轮件基础调节中，具有最大隆起部(L)的所述凸轮操作所述气门(4)。