CN105209727B - 用于促动内燃机的气门的可变气门机构 - Google Patents

Abstract

一种用于促动内燃机的气门（70）的可变气门机构（2），包括用于周期性地打开和关闭气门（70）的促动系统；以及控制系统（90、100）。所述控制系统包括：气体位置操作元件（92、102），依赖于气体命令，其位置是可变的；可移动调整元件（95、105），其被如此耦接到所述支撑体（80），即：使得通过移动所述调整元件，改变第一旋转轴线（14）的位置，并且由此，调整所述气门升程；以及压配合元件（94、104），其将所述气体位置操作元件（92、102）以压配合方式连接到所述调整元件（95、105）。

Description

用于促动内燃机的气门的可变气门机构

技术领域

本发明涉及一种内燃机，特别是一种具有气门机构的内燃机。此外，本发明涉及一种用于操作内燃机的气门的可变气门机构。

背景技术

可变气门机构在本领域中是已知的。这样的可变气门机构允许调整（改变）气门升程，即表征气门升程行为的量，例如升程高度（气门在发动机循环期间打开的最大高度）、持续时间和/或气门相对于所述发动机循环打开的阶段。可变气门机构允许根据例如若干驱动参数（例如，旋转速度）和气体命令（例如，气体杆或油门踏板的位置）来调整所述升程高度。

特别有利的可变气门机构从DE 10 2005 057 127 A1（在下文中简称为DE'127）是已知的，其中还引用了其他气门机构。DE'127特别是公开了本申请的图1-3中所示的气门机构。其中，气门曲柄轴线14的位置能够通过使枢转框架80枢转来调整，以便调整气门升程。这借助于图2和图3中所示的枢转驱动器84/84a-84d完成。

发明内容

本发明的目的在于提供具有DE'127中所示的解决方案的优点中的至少一些的内燃机的气门机构，其此外还具有特别有利的用于调整气门升程的控制系统。特别地，目标在于有助于内燃机的高效率的控制，尤其是在混合操作下，即，具有频繁地交替的内燃机的部分负载和满负载。

所述目的通过根据权利要求1所述的气门机构和通过根据权利要求9所述的内燃机来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种可变气门机构，用于促动内燃机的（即，至少一个）气门。

所述气门机构用于周期性地打开和关闭所述气门的促动系统包括以如下方式围绕第一旋转轴线可旋转地安装在支撑体中的第一驱动装置，即：所述第一旋转轴线的位置是可变的，以便例如通过移动所述支撑体来调整气门升程，例如，所述气门的升程高度。

所述气门机构的控制系统包括：气体位置操作元件，依赖于气体命令，其位置是可变的（和可能依赖于其他输入量）；可移动调整元件，其被如此耦接到所述支撑体，即使得通过移动所述调整元件，改变所述第一旋转轴线的位置，并且由此，调整气门升程（特别是，升程高度和/或气门提升行为的相位）；以及压配合元件，其将所述气体位置操作元件以压配合方式连接到所述调整元件。

例如，此气门机构的实施例可以具有下述优点中的一个或多个：突然转变来自部分负载和满负载操作能够被避免，由于所述压配合元件（非刚性连接元件），尤其是在混合操作在，即内燃机的部分负载（或“气门部分开启”）和满负载（或“全油门”）之间的频繁交替，或在突然加速下。因此，驾驶员在加速阶段期间立即换挡至“全油门”模式的普遍的倾向被适当地补偿。这确保了驾驶员的命令在适当的时候被实施，但其时机和/或强度被调整；这种适应性是通过压配合元件（例如中间弹簧）和调整元件可实现的。所述压配合元件将气体命令间接地传递到所述调整元件和/或传递到所述支撑体，如下：所述气体位置操作元件的运动首先导致偏置，所述偏置随着所述气体位置操作元件的运动增加而增加和/或被抑制。（只有）那时，在第二步骤中并且具有特定的延迟和/或阻尼，所述压配合元件的偏置驱动所述调整元件，其中，能够使源于此偏置所述调整元件的运动和/或延迟/阻尼取决于若干其他结构地或器械地可指明的约束，例如约束力等。以这种方式，可以根据需要实现所述期望的优化和/或所述驾驶员的操作错误的纠正，借助于所述气体位置操作元件和所述调整元件的压配合耦接以及借助于其他结构条件的设计。

此外，驾驶舒适性能够被改进和/或磨损能够降低，因为降低了气门和其他发动机操作的运动所引起的气体操作元件的振动。除了别的之外，通过所述气体位置操作元件到所述调整元件和/或所述支撑体借助于所述压配合元件（例如中间弹簧）的间接耦接，使得能够实现这些优点。此外，所述气门机构的实施例允许机械上简单的、廉价的、可靠的和/或耐久的根据本发明的气门机构设计。

此外，根据实施例，不管作用在其上的力，可以以稳定的方式以充分固定的位置相对于所述汽缸盖保持所述第一驱动装置的轴承。此外，能够至少部分地实现DE'127中提到的其他益处。

所述气门机构根据本发明能够以特别有利的方式被用于具有高发动机速度的设备或车辆的内燃机中，例如摩托车中。此外，它还能被用于例如汽车、卡车、飞机或水运工具中。

附图说明

通过从属权利要求、说明书和附图，能够看到本发明的另外的优点、特征、方面、细节、本发明的优选实施例以及具体方面。

本发明的实施例被图示在附图中，并且在下文中更详细地描述。在附图中，

图1-3示出了在DE'127中公开的气门机构的视图，所述气门机构附加地设置有根据本发明的控制系统（未示出）；

图4示出了根据本发明的另一实施例的气门机构的透视图；

图5示出了图4的气门机构的剖视图；

图6a示出了根据本发明的另一实施例的气门机构的透视图；

图6b示出了图6a的气门机构的多个部分的剖视图；

图7示出了图6a中示出的气门机构的一部分的透视图；

图8a是根据本发明的另一实施例的气门机构的剖视图；

图8b示出了图8a的放大细节图；以及

图9a和图9b分别示出了图8a中所示的气门机构的透视图。

具体实施方式

下文中，将参照图1-3来描述根据本发明的气门机构2。图1-3同样地被包含在DE'127中，并且在那里也描述了所示部分。此外，气门机构2配有根据本发明的控制系统（未示出）。

图1-3中所示的气门机构2包括驱动系统10和传递单元或齿轮单元4。驱动系统10提供旋转运动。所述旋转运动优选地与燃烧发动机的马达循环同步，使得一次完整的旋转对应于一个完整的马达循环，并且特别优选的是，所述旋转运动通过燃烧发动机1的曲柄轴来驱动。传递单元4将驱动系统的旋转运动传递成用于促动气门70的提升运动。气门的促动在本文中被理解成是气门70的提升运动，所述提升运动优选地与所述马达循环同步地打开和/或关闭气门70。

驱动系统10包括驱动齿轮22、气门曲柄齿轮12和气门曲柄16（也称为第一驱动装置）。驱动齿轮22被固定地安装在汽缸盖3b中，并且围绕驱动轴线24可旋转地安装。气门曲柄齿轮12被固定地连接到气门曲柄16。气门曲柄16和气门曲柄齿轮12围绕气门曲柄轴线14（也称为第一旋转轴线）可旋转地安装。此处以及在下文中，术语“轴线”意指几何轴线和/或旋转轴线。气门曲柄16的轴承在图1中未示出。

驱动齿轮22通过燃烧发动机1的曲柄轴来驱动。所述驱动与所述马达循环同步，即，驱动齿轮22的完整旋转对应于马达循环。在四冲程发动机中，如果曲柄轴和驱动齿轮之间的传动是2:1，就是这种情况。

驱动齿轮22与气门曲柄齿轮12啮合连接。驱动齿轮22和气门曲柄齿轮12之间的传动比是1:1。由此，气门曲柄齿轮也与马达循环同步地被驱动。

根据本发明，在图1中所示的气门机构中，能够调整气门曲柄14的位置。用于此的详细机构在图2-3中示出。其中，除图1中所示的元件之外，枢转框架80（也称为支撑体）是可见的。枢转框架80是刚性的，在此示例中包括彼此正连接的若干部分。它围绕枢转轴线枢转地安装在汽缸盖3上，其中，所述枢转轴线与图1中所示的驱动轴线24相同。此外，气门曲柄16被安装在枢转框架80中，使得枢转框架80的枢转引起气门曲柄轴线14的枢转，即，气门曲柄轴线14的位置沿围绕枢转轴线24的圆形路径的改变。

因为枢转轴线24和驱动轴线是相同的，所以保证了在枢转框架80的每个枢转位置，气门曲柄轴线14的位置保持在围绕驱动轴线24的圆形段（circular segment）上。结果，确保了绕气门曲柄轴线14可旋转地安装的气门曲柄齿轮12和驱动齿轮22保持啮合连接，而不管枢转框架80的枢转位置。

借助于枢转驱动器84，枢转框架80能够被保持在固定的位置或被枢转。枢转驱动器84包括齿轮段84a，其与枢转框架80固定连接并且与齿轮84b啮合连接。通过借助转动齿轮84b使齿轮段84a上下移动，能够使枢转框架80枢转。对应于此功能，齿轮段84a沿绕枢转轴线24的圆形段弯向。

枢转驱动器84的另一细节在图3中示出：在此变体中，蜗轮84c与齿轮84b啮合连接，并且用于使后者旋转。作为对蜗轮84c的替代方案，齿轮84b还能通过例如齿轮、链轮驱动器、一对锥齿轮或以任何其他方式来驱动。

不管这样的细节如何，齿轮84b（也称为调整元件）最终以图1-3中未示出的方式耦接到气体位置操作元件，所述气体位置操作元件的位置依赖于气体命令是可变的。根据本发明，此耦接通过中间弹簧实现，所述中间弹簧作为压配合元件将所述气体位置操作元件以压配合的方式连接到齿轮84b。

枢转驱动器84和用作枢转驱动器84的促动器的部件在本文中也称为控制系统。更一般而言，控制系统被理解为用来调整和保持第一气门曲柄轴线14的位置（并且因此，在此实施例中，枢转框架80的位置）的所有部分。此外，用于周期性地打开和关闭气门的气门机构的其他部分被称为促动系统。

在下文中，描述在图1-3中图示并且通过这些附图的附图标记来解释的本发明的一些一般的（但非强制的）方面。但是，这些方面也能结合本发明的任何其他方面独立于图1-3的实施例来实现。

根据一个方面，所述气门机构被布置在燃烧发动机的汽缸盖部分中。根据另一方面，所述气门机构（特别是，所述促动系统）还包括：具有第一连接杆接头34和第二连接杆接头36的连接杆30；以及用于引导所述连接杆的引导构件60，所述引导构件是绕引导构件轴线66可枢转的。根据另一方面，连接杆30利用其第一连接杆接头34联接到第一驱动构件16。根据另一方面，连接杆30利用其第二连接杆接头36联接到引导构件60。

根据另一方面，所述气门机构的第二驱动构件22被提供用于驱动第一驱动构件16。第二驱动构件22是绕第二旋转轴线24可旋转的。

根据另一方面，第二驱动构件22是第二驱动齿轮。所述气门机构包括用于驱动第一驱动构件16的第一驱动齿轮12，其中，所述第一驱动齿轮12是绕第一旋转轴线14可旋转的。

根据另一方面，推动构件40被紧固到引导构件60。根据另一方面，推动构件40是辊子。根据另一方面，气门机构1包括与推动构件40可释放地机械接触的传动构件50。根据另一方面，压力构件58使传动构件50朝向气门70偏置。根据另一方面，燃烧发动机1包括用于限定传动构件50的最大位移的固定止动件57。

根据另一方面，传动构件50是杠杆，其是绕杠杆轴线52可枢转的。根据另一方面，杠杆50是单臂杠杆。根据另一方面，推动构件40朝向杠杆轴线52的运动使气门打开。

根据另一方面，气门70是进气门。根据另一方面，所述燃烧发动机还包括第二进气门70'，其优选地也通过所述气门机构来促动。

根据另一方面，气门升程（表征气门提升行为的量）是通过调整第一旋转轴线14的位置可调整的。根据另一方面，表征气门提升行为的所述量90是气门打开的升程高度、持续时间或二者。根据另一方面，第一驱动构件16的旋转角和发动机循环之间的相位关系是通过调整第一旋转轴线14的位置可调整的。

根据另一方面，推动构件40被引导成依循引导路径68，并且推动构件40的引导路径68是通过调整第一旋转轴线14的位置可调整的。

根据另一方面，第一旋转轴线14的位置调整是第一旋转轴线14绕枢转轴线24的枢转。根据另一方面，所述燃烧发动机包括：用于使第一旋转轴线14枢转的枢转驱动器84，所述枢转驱动器包括枢转驱动器齿轮84b和枢转驱动器齿轮段84a，所述枢转驱动器齿轮84b是绕第三旋转轴线86可旋转的，所述枢转驱动器齿轮段84a与枢转驱动器齿轮84b啮合连接。

根据另一方面，第三旋转轴线86也是杠杆50的杠杆轴线52。

根据另一方面，所述气门机构和/或所述控制系统还包括用于驱动枢转驱动器齿轮84b的蜗轮84c，所述蜗轮与枢转驱动器齿轮84b啮合连接。

根据另一方面，连接杆30和引导构件60是固定住的平面联接装置的构件。

根据另一方面，气门70是进气门，并且所述第二驱动构件还促动排气门78。

根据另一方面，气门70的最大升程高度为至少5 mm。

本发明的一个一般方面在于，气门机构2包括具有四个联接的平面联接装置，和/或四个联接的固定住的联接装置。本文中，所述接头优选地包括驱动轴线24、引导轴线66、第一连接杆接头34以及第二连接杆接头36。本文所述的联接装置的所有元件以形状配合的方式被连接到彼此。

本发明的一个一般方面在于，气门机构2被设置在所述燃烧发动机的汽缸盖部分中，如图1中所例示。所述汽缸盖部分中的布置应被理解为如下：气门曲柄16大致（即，在旋转轴线14的至少一个可能位置和/或在枢转框架80的至少一个枢轴位置，如例如图3中所示）相对于马达座（motor block）和汽缸盖之间的分界表面安装在汽缸盖侧上。即使汽缸盖和马达座在所述燃烧发动机中彼此未清楚地区分，也能限定这样的分界表面，例如，通过活塞头所限定的表面，其中，活塞处于上止点位置。根据此特性描述，气门机构2对应于顶置凸轮轴气门机构，其中，气门曲柄16对应于凸轮轴。

通过这种布置，使得能够实现所述气门机构的封装设置，其中，所述气门机构的各部分被布置在封装内。

根据一个方面，气门机构2能够被细分成主动子系统和被动子系统。所述主动子系统能够被表征如下：所述主动子系统的运动状态基本上通过气门曲柄16的运动状态（即，通过气门曲柄16的旋转角度以及通过气门曲柄轴线14的位置）来确定，和/或所述主动子系统以形状配合的方式连接到气门曲柄16。特别是借助于气门弹簧72，所述被动子系统以压配合的方式连接到所述主动子系统。

对于关于图1-3的更多细节，我们参考DE'127，其全部内容在此通过引用结合到本说明书中。特别地，参考[0144]-[0159]段以及其中引用的DE'127的其他段落，这些段落在此通过引用结合。特别地，DE'127中描述的气门机构或发动机的所有方面被认为是属于本发明，只要这些方面附加地配有本文所述的控制系统。

下文中，参照图4-5根据本发明的另一实施例来描述气门机构。其中，尽管一些几何细节可能被改变，但相对应的部分被给予与图1-3中相同的附图标记。只要不在附图中或下文中以不同的方式示出，图1-3的描述以及DE'127中给出的描述也适用于此实施例。对促动系统而言尤其是这样。

替代用于使枢转框架（支撑体）80枢转的图1-3中所示的枢转驱动器84或84a-84d（及其促动器），图4-5中所示的气门机构包括下面描述的控制系统90。

该控制系统90包括控制缆绳92a，其在引导套91中沿纵向方向（沿引导套91的轴线96）可移位地被引导。控制缆绳92a被机械耦接到气体控制设备（例如，油门踏板或手柄），使得响应于给予所述气体控制设备的气体命令，控制缆绳92a的位置与下面描述的缆绳接收部分92一起改变。

控制缆绳92a还被耦接到缆绳接收部分（气体位置操作元件）92，其被设计为布置成在引导套91中纵向可移位的插塞。具体而言，控制缆绳92a的自由端通过加厚部分以如下方式钩接到缆绳接收部分92中，即：控制缆绳的牵拉（在图5中向右）被传递到缆绳接收部分92。一旦对控制缆绳92a的牵拉再次减小，缆绳接收部分92就通过下面更详细描述的复位弹簧96朝向其空载位置（在图5中向左）返回。因此，控制缆绳92a的操作（牵拉或释放）导致控制缆绳92a连同缆绳接收部分92一起的纵向移位。

在缆绳接收部分92的左边，图5还示出了止动螺钉（更一般而言，用于气体位置操作元件92的止动元件），其限制缆绳接收部分92向左边（朝向减小的升程高度）的运动。止动件是可调整的：在此示例中，通过转动所述止动螺钉。该止动件防止运动被其他的更具机械应力和/或较不稳定的子系统中的止动件限制，并且因此，有助于保护机械系统。

缆绳接收部分92经由中间弹簧94以压配合的方式连接到从动件95。中间弹簧94靠着缆绳接收部分92的止动件92b推从动件95。从动件95也被纵向可移位地安装，即，沿引导套91的调整轨91b纵向可移位地被引导。通过压配合的耦接，在具有通过中间弹簧94的硬度可调整的延迟的情况下，从动件95依循缆绳接收部分92的运动，只要从动件95的运动的边界条件允许。

从动件95还经由带槽引导件85正（positively）耦接到支撑体（枢转框架）80。具体而言，从动件95包括具有控制槽85b的带槽元件，所述控制槽85b相对于纵向方向是倾斜的。连接到枢转框架80的控制凸轮85a被接合在控制槽85b中。

图4中的控制槽被设计为直槽。在图5中，示出了一个变体，其中，控制槽是弯曲的，使得从动件95和支撑体80之间的传动比是不恒定的。特别地，对于较大的气门升程（最大升程高度），所述传动比减小，使得从动件95的给定运动与支撑体80的较小运动相关联。

从动件95耦接到支撑体80使得支撑体80通过从动件95的运动绕轴线24枢转。由此，第一旋转轴线14的位置被改变，并且因此，调整了气门升程。

因此，从动件95也称为调整元件。更一般而言，在本文中调整元件表示从中间弹簧94起的用于枢转框架80（不包括前者）的共同可移动的驱动部件。只要所述调整元件的个别部分一起移动，它们就不需要被正连接到彼此。气体位置操作元件被限定为直到中间弹簧94的共同可移动的驱动部件（不包括前者）。在目前情况下，这至少包括缆绳接收部分92并且可选地包括控制缆绳92a。

复位弹簧96经由从动件95间接地耦接到缆绳接收部分92。复位弹簧96在图5中促使从动件95向左，即，沿减小气门的升程高度的方向。如果控制缆绳92a因此被释放（相对于引导套91沿释放方向、向左的运动被释放），则复位弹簧96和中间弹簧94对缆绳接收部分92施加的相对于引导套91的偏压使缆绳接收部分92和控制缆绳92a实际沿释放方向移动。

在从动件95上，还固定地附接有最大止动元件124和最小止动元件126，如图4中所示，并且所述最大止动元件124和所述最小止动元件126可与它一起共同移动。连同不与从动件95一起移动的止动销122一起，这些止动元件124和126相应地限定了限制从动件95的运动（纵向运动的范围）的最大止动件或最小止动件。因此，能够限制第一旋转轴线14的位置的可能范围，并且因此，能够限制气门升程的可能范围。

在本文中，所述最大止动件（通过最大止动元件124与止动销122的相互作用所产生的止动件）沿增加气门的升程高度的方向（在图4中向右）限制调整元件95的运动。因此，所述最大止动件限制气门升程的最大升程高度。

相对应地，所述最小止动件（通过最小止动元件126与止动销122的相互作用所产生的止动件）沿减小气门升程的升程高度的方向（在图4中向左）限制调整元件95的运动。因此，所述最小止动件限制气门升程的最小升程高度。

止动销122的位置是通过定位促动器122a可调整的，由此，止动销122通过定位促动器122a延长和缩回。通过调整止动销122的位置，所述最大止动件和/或调整元件95在所述最大止动件处的位置被改变。因此，最大升程高度是通过调整止动销122的位置可调整的。对于所述最小止动件和/或最小升程高度也是同样。通过适当地构型止动元件124、126和止动销122的邻接表面的轮廓，并且通过适合地对准止动销122，对止动销122的任何位置而言，为气门升程的升程高度能够设置任何期望的最大值和最小值。

定位促动器122a能够例如响应于内燃机的发动机速度（并且可选地，响应于附加的参数）来控制。因此，所述最大止动件可允许排除不适宜的气体命令，例如过急地增加气门升程的气体命令。此外，所述最小止动件可允许限定适于相应的发动机速度（和/或适于其他参数）的空载的气门升程。

定位促动器122a的控制根据一般方面来执行，使得止动销122的位置依赖于发动机速度来控制。这种控制能够被设置成使得第一位置被设置用于低于预定的限制速度的发动机速度，并且第二位置被设置用于高于限制速度的速度。然而，一般而言，所述控制被连续地执行，使得对于相应的发动机速度（以及可选地，其他参数），指定气门升程的升程高度的适当的最大值和最小值。

此外，可以设置针对从动件95的移动的固定的止动件，不管定位促动器122a，所述止动件限定从动件95在任何情况下都不可超过的从动件95的绝对的最小和/或最大位置。

因为调整元件95仅经由中间弹簧94间接地连接到控制缆绳92，所以这些限制不如所述气体位置操作元件处的坚硬的止动件那么显而易见；相反，它们以反力的逐渐增加展现自身，通过所述反力，中间弹簧94抵抗操作，并且向用户表示一个软的边界。然后，一旦止动销122的运动（例如，因为发动机速度已足够地增加）使得可获得气门升程范围，随后就采用所述气门升程范围，而无需操作者改变气体位置操作元件的位置。

在下文中，参照图6a、图6b和图7，描述根据本发明的另一实施例的气门机构。其中，只要未在下文中以不同的方式描述或在附图中以不同的方式示出，相对应的部分被给予与图1-5中相同的附图标记，并且图1-5的描述也适用于该实施例。与图4和图5相比，仅控制系统被改变，使得在下文中仅描述这部分。

图6a-7的控制系统100包括缆绳接收部分102（气体位置操作元件），其绕轴线86被可旋转地安装在固定轴101上（可能经由另外的中间部分间接地安装，例如下面描述的从动件103）。控制缆绳（未示出）在一端处被机械地连接到缆绳接收部分102，并且在另一端处连接到气体控制设备（例如，油门踏板或手柄），使得缆绳接收部分102的位置（旋转角）响应于给予气体控制设备的气体命令而改变。

一旦对缆绳102a的牵拉再次减小，缆绳接收部分102就通过在下面进一步详细描述的复位弹簧106朝向其空载位置（朝向减小的升程高度）被释放。此外，沿相反方向附接到缆绳接收部分102的返回缆绳可使缆绳接收部分102返回。因此，控制缆绳的操作（牵拉或释放）导致缆绳接收部分102的相对应的旋转。

缆绳接收部分102经由中间弹簧104以压配合的方式连接到调整元件105。调整元件105包括从动件103、传递体110和具有调整曲柄105b的调整轴105a，以及其他部件，例如如下所述的中间弹簧。从动件103、传递体110和调整轴105绕调整轴线86被可旋转地安装到轴101。中间弹簧104在从动件103上施加扭矩，使得从动件103被压到缆绳接收部分102的止动件（未示出），所述止动件限制从动件103沿一个旋转方向（朝向较大气门升程的方向）相对于缆绳接收部分102的旋转的旋转。由于压配合的耦接，在具有通过中间弹簧104的硬度可调整的延迟的情况下，从动件103依循缆绳接收部分102的旋转运动，只要从动件103的旋转运动的边界条件允许该运动。

从动件103还包括止动件103d（参见图7），其与调整元件105的另一止动件105d协作，以将从动件103的旋转（沿朝向较大的气门升程的方向，即，根据气体增加命令）传递到调整轴105a。由于靠着彼此朝向止动件103d、105d的邻接部预偏置，复位弹簧106将沿相反方向的旋转（在气体移除命令期间）耦合在调整轴105a和从动件103之间。

在此处描述的实施例中，另一止动件105d以及复位弹簧106的一端被固定在传递体110上。传递体110相对于旋转以形状配合的方式被连接到调整轴105a，并且因此，将任何旋转传递到调整轴105a或从调整轴105a传递任何旋转。可替代地，附加的止动件105d和/或复位弹簧106的一端可被直接安装到调整轴105a或安装到可与调整轴105a一起旋转的任何其他部分。在这些情况中的每一种情况下，从动件103经由调整轴105a和曲柄接头105b、87耦接到支撑体（枢转框架）80。即，曲柄接头的调整曲柄105b是与调整轴105a一起可旋转的，并且将调整轴105a的旋转运动传递成所述支撑体的运动：使支撑体80绕轴线24枢转，并且由此第一旋转轴线14的位置被改变，并且因此，调整了气门升程。调整轴105a和支撑体80之间的耦接是通过正配合（形状配合）实现。

曲柄接头105b、87以如下方式设定尺寸，和/或调整曲柄105b以如下方式定位，即：从动件103和支撑体80之间的传动比是不恒定的，并且特别地，所述传动比随着增长的气门升程（最大升程高度）而减小，使得从动件103的给定的旋转运动与支撑体80的减小的运动相关联。

复位弹簧106经由从动件103间接地耦接到缆绳接收部分102。复位弹簧106沿减小气门的升程高度的方向偏压从动件103。因此，当缆绳102屈曲（yield）时，复位弹簧106和中间弹簧104所施加的偏压缆绳接收部分102的偏压力使缆绳接收部分102沿释放方向实际旋转。

控制系统100还包括用于调整元件105的反逆机构112。反逆机构112包括与调整元件105一起共同可旋转（即，相对于旋转利用调整元件105强制带走）的反逆元件112a和（相对于旋转）静止（例如，固定地安装在汽缸盖上）的对立元件112b。反逆元件112a被附接到传递体110。在替代性实施例中，它还能被附接到与调整轴105a一起共同可旋转的任何其他部分。

在接合状态下，反逆元件112a借助于作用在传递体110上的轴向弹簧114而被轴向地耦接（压）到静止的对立元件112b。彼此接触的元件112a、112b的表面具有锯齿或棘齿的形状，通过所述锯齿或棘齿的形状为调整元件105的运动（旋转）相应地限定了自由旋转方向和锁定方向。所述锁定方向被定向成使得调整元件105沿减小气门的升程高度的方向的运动被锁定。所述锁定方向也能够被替代性地限定如下，即：所述锁定方向与气门弹簧的弹簧力压调整元件的施压方向相反地定向。

由此，所述反逆机构确保了至少在所述反逆机构的接合状态下，气门弹簧的弹簧力被例如汽缸盖之类的固定部件吸收。

所述反逆机构是可释放的，即，所述接合状态能够被非接合状态所取代，在所述非接合状态下，所述反逆机构允许调整元件105沿两个方向自由旋转。在本文所述的实施例中，所述非接合状态通过使反逆元件112a与轴向弹簧114的弹簧力相反地沿远离对立元件112b的轴向方向移动来实现。

为此，控制系统100包括用于释放所述反逆机构的释放机构，所述释放机构在下文中参照图7来描述。所述释放机构包括附接到反逆元件112a的第一轮廓表面116a，和附接到从动件103的从动件轮廓表面116b。所述轮廓表面被形成为使得在从动件103沿气门升程缩小的方向旋转时，反逆元件112a与轴向弹簧114的弹簧力相反地沿轴向方向远离对立元件112b移动，并且由此，实现所述非接合状态。由此，所述反逆机构根据气体移除命令被释放，使得气门升程的减小是可能的。所述释放通过借助轮廓表面116a、116b的机械邻接使反逆元件112a远离对立元件112b移动来实现。因此，在任何时间确保了可靠的释放。

此外，如图6a和图7中所示，最大止动元件124和最小止动元件126被固定到从动件103，使得它们与所述从动件一起可旋转。在与不与从动件103共同可移动的止动销122组合时，这些止动元件124和126分别提供了限制从动件103的运动（对旋转运动而言可获得的范围）的最大止动件和最小止动件。这些止动件以与上文中关于图4-5所描述的类似的方式起作用，并且能够通过定位促动器122a以类似的方式来调整。

与图4-5不同，图6a中所示的止动元件124和126被布置成使得分别与止动销122的（沿延伸方向的）前侧表面和后侧台肩表面邻接，从而分别提供最大止动件与最小止动件。

此外，最小止动元件126沿旋转方向是刚性的，但适于沿轴向方向是柔性的。此外，止动销122的前侧（沿延伸方向）表面是以如下方式弯曲的或倾斜的，即：使得当位于止动销122的前侧上时，通过沿轴向方向按压，最小止动元件126能够向后（即，在图6中向左）旋转超过前表面。相反，止动销122的台肩表面被成形为使得最小止动元件126和止动销122的后部台肩表面之间的邻接防止反向运动（向前超过台肩表面的旋转，即，在图6中向右），这是因为避免了沿轴向方向压最小止动元件126。以这种方式，确保了，一方面，当最小止动元件126到达止动销122之前（图6a中的右边）的非适当位置时，它能够再次返回到其适当的位置，并且另一方面，最小止动元件126可靠地履行其产生最小止动件的功能。

如在图4中一样，同样在图6a-7的实施例中，最大止动件和最小止动件是通过定位促动器122a可调整的，其中，定位促动器122a是例如依赖于内燃机的发动机速度和/或其他参数可控的。由此，特别地，通过改变最小止动件，可以使得能够控制适于相应的状态的空载状态的气门升程。

图6a还示出了第二最小止动元件126'。此外，第二最小止动元件126'以使得它能够与从动件103共同旋转的方式被连接到从动件103。最小止动元件126'与连接到汽缸盖（更具体而言，连接到对立元件112b）的第二止动对立元件122'，以产生另一最小止动件。止动对立元件122'包括调整元件（调整螺钉），其能够被缩回和延伸（旋拧），以改变所述另一最小止动件的位置。

因此，最小止动元件126提供了可变地可控的第一最小止动件，并且最小止动元件126'提供固定地可分配的第二最小止动件，不管定位促动器122a如何，在任何情况下都不可能落到所述第二最小止动件之下。在实施例的一种变型中，还能省略两个最小止动件中的一个。

第二最小止动元件126'图示了一些一般的方面。根据一个方面，止动元件不一定被固定到从动件95/105上，而是它仅需要以如下方式耦接到所述从动件，即：它以限定的方式与所述从动件共同移动。因此，在此示例中，最小止动元件126'被固定到反逆元件112a。由于反逆元件112a总是与从动件103共同旋转（即使两个元件能够在轴向方向上相对于彼此移位），所以由此也提供了用于从动件103的止动件。

根据另一方面，促动器122a也可用刚性连接或用预先可调整但在其他方面为刚性的到固定元件的连接来替换。

图8a-9b示出了根据本发明的另一实施例的气门机构的控制系统100。其中，给相对应的部分分配与图1-7中相同的附图标记，并且因此，图1-7的描述也适用于该实施例，除非在附图中或在下面的描述中以不同的方式示出。

与图6a-7中所示的实施例相比，主要是反逆机构112被改变，使得在下文中，仅描述所述反逆机构。

反逆机构112包括单向离合器113b，其以如下方式与调整元件105（更确切的说，与调整轴105a）协作，即：调整轴105a的运动（旋转）的自由旋转方向和锁定方向以与上述类似的方式来限定：当反转阻碍体113a被固定地锁定时，调整轴105a仅沿所述自由旋转方向可旋转，但不沿阻碍方向（减小气门的升程高度的方向）旋转。为此，所述单向离合器将调整轴105a耦接到能够被锁定（在旋转方面）的反转阻碍体113a。

单向离合器113b根据图示实施例被配置为套筒离合器（套筒联轴器）。套筒离合器113b被设置成绕调整元件105的调整轴105a的一部分（反逆元件112a），并且因此，将调整元件105耦接到反转阻碍体113a。

调整轴105a的自由旋转方向和阻碍方向与针对图6a-7所述的具有相同的效果，即：阻碍方向被定向成使得调整元件105的运动沿减小气门的升程高度的方向被锁定。在图9中，调整轴105a的自由旋转方向被定向成沿逆时针方向，并且阻碍方向被定向成沿顺时针方向。

反转阻碍体113a的锁定通过锁定体112b（反逆对立元件）来执行，所述锁定体112b借助于弹簧115靠着反转阻碍体113a的锁定表面100c推压，由此使锁定面100c保持固定。如图9a和图9b中所示，这种保持固定通过锁定体112b与锁定表面100c的轮廓接合来实现。所述轮廓使得它至少锁定沿阻碍方向的旋转。“锁定”被理解为包括沿阻碍方向锁定反转阻碍体113a，即使沿自由旋转方向的旋转仍然是可能的，如此处通过锁定表面100c的锯齿形轮廓所指示的。

所述反逆机构是可释放的，即，所述锁定能够被释放，使得调整轴105a的运动沿两个方向都是可能的。所述反逆机构适于使得它在气体移除命令期间被释放，使得气门升程的减小变得可能。为此，图8a-9b的控制系统100具有用于释放反逆机构112的释放机构，所述释放机构在下面描述。

当所述反逆机构被释放时，所述释放机构使锁定体112b和锁定表面100c之间的接合被释放。然后，调整轴105a能够同样沿锁定方向与不再锁定的反转阻碍体113a一起旋转。

所述释放机构包括具有第一轮廓表面117a的释放杆117和设置在从动件103上的从动件轮廓表面117b。释放杆117绕杆轴线117d可枢转。释放杆117被布置为从动件轮廓表面117b和锁定体112b的释放部分117c之间的拖杆。

轮廓表面117a和117b以如下方式成形，即：在从动件103沿气门升程减小方向旋转时，从动件轮廓表面117b靠着锁定体112b的释放部分117c提升释放杆117，并且因此，使锁定体112b与弹簧115的弹簧力相反地远离锁定表面113c移动。由此，锁定体112b和锁定表面113c之间的接合被释放，并且反转阻碍体113a的锁定被释放。

在图8a-9b中所示的反逆机构与释放机构的另外的替代性实施例是可预期的。例如，单向离合器113b可以被配置为可释放的单向离合器，其中，当气体命令被去除时满足释放条件。在这种情况下，与图8a-9b不同，单向离合器可以将调整轴105a直接耦接到固定部分。

此外，与图8a-9b不同，反转阻碍体113a可以被刚性地连接到调整轴105a（即，离合器113b用刚性连接替换）。在这种情况下，可释放的单向离合器通过棘轮机构形成，其包括形成为锯齿表面的锁定表面（反逆元件）112d，以及锁定体（反逆对立元件）112b（参见图9a）。

而且，反逆机构112可以被耦接到调整机构105的任何部分。因此，不同于图8a-9b，反逆机构112不一定被直接耦接到调整轴105a，但它也可以经由另一中间元件来耦接到调整轴105a，优选地经由相对于旋转形状配合的中间元件。

因此，图8a-9b中的反逆机构112根本上根据与图6a-7中相同的原理来操作，即：调整元件105（特别地，调整轴105a）借助于可释放的反逆机构112（相对于旋转）耦接到固定构件112b，其中，所述反逆机构的锁定方向被定向成阻碍调整元件沿减小升程高度的方向的运动。为此，反逆机构112包括与调整轴105a可共同旋转（即，相对于旋转方向通过调整轴105a强制带走）的反逆元件112a，以及（相对于旋转）静止的对立元件112b，例如固定地安装到汽缸盖的对立元件。反逆元件112a是调整元件105的一部分，这是因为它与调整元件可共同旋转。两个实施例的另一共同特征是相应地用于根据气体位置操作元件102处的气体移除命令来释放反逆机构112的释放机构116a、116b和117。

利用本文所述的反逆机构，确保了至少在所述反逆机构的接合状态下，气门弹簧的弹簧力被例如汽缸盖之类的固定部件接收。同时，确保了汽缸升程能够根据气体移除命令可靠地降低。

图9a和图9b中所示的另外的细节是缆绳接收部分102的止动件102d和从动件的止动件105d。止动件102d和105d限制从动件105沿旋转方向（朝向增加气门升程的方向）相对于缆绳接收部分102的旋转的旋转。

借助于中间弹簧104，从动件103经由止动件105d被压到缆绳接收部分102的止动件102d，并且由此，获得了上述从动件103和缆绳接收部分102之间的压配合的耦接。

此外，图9b示出了用于控制机构100的壳体130。此外，第二止动件对立元件122'（此处示出为不具有调整螺钉）被附接到所述壳体。

此处所述的实施例能够改变和以其他方式来调适。特别地，每个实施例的单个方面还能被用于其他实施例中和/或与其他方面结合，由此获得另外一些实施例。这些实施例还可以被修改和以不同方式变化。下面描述能够与任何实施例或任何其他方面结合的一些一般性的方面。

例如，除实施例中所示的中间弹簧之外或代替所述中间弹簧，可以使用不同的压配合元件。根据一个方面，这样的压配合元件包括阻尼元件（例如，油或液压的阻尼元件），其可以至少具有略微的弹簧特性，或弹簧和阻尼的结合。根据一个优选的方面，压配合元件包括中间弹簧和阻尼器中的至少一个。本文中，中间弹簧可被认为是具有弹簧特性（例如，螺旋弹簧、气弹簧、扭力弹簧等）的任何元件，并且阻尼元件可被认为是具有不可忽略的阻尼特性的任何元件。所述中间弹簧和所述阻尼元件还能通过组合的元件（阻尼中间弹簧）来实施。

在一个方面，所述气体位置操作元件（缆绳或其他元件）能够被机械地耦接到气体控制设备。特别优选的是耦接到用户直接（机械地）可操作的气体控制设备，例如气体手柄（gas handle）或油门踏板。然而，可替代地，通过电子控制的元件形成的到气体控制设备的耦接也是可能的。所述电子控制能够来依赖于各种相关的数据实现，例如气体手柄或踏板处的位移或者气体手柄位置、油门踏板位置、发动机速度、车辆速度、牵引控制系统的数据、声控等。

根据另一方面，所述调整元件具有与气体位置操作元件相同的运动自由度。例如，两个元件能够根据任何其他共同的运动是可旋转的或纵向可移位的或可移动的。

根据另一方面，所述中间弹簧以如下方式对调整元件施加力或偏压，即：使得所述调整元件压靠气体位置操作元件的止动件，所述止动件限制所述调整元件沿朝向更大气门升程的方向相对于缆绳接收部分102的运动的运动。

根据另一方面，所述调整元件以形状配合的方式被耦接到所述支撑体。根据另一方面，所述耦接使得所述调整元件和所述支撑体之间传动比是不恒定的，并且特别是对于增加的气门升程，所述传动比减小，使得与较小的气门升程处相比，所述调整元件的给定的运动与所述支撑体的较小的运动相关联。

根据另一方面，所述复位弹簧经由所述调整元件耦接到所述气体位置操作元件。根据另一方面，所述复位弹簧沿减小气门的升程高度的方向在所述调整元件上施加偏压。

根据另一方面，还提供了用于控制根据本发明的和/或内燃机的各方面的气门机构的方法。所述方法包括：根据气体命令移动气体位置操作元件；（至少部分地）通过压配合元件将气体位置操作元件的运动传递到调整元件，由此移动所述调整元件；通过耦接将所述调整元件的运动传递到所述支撑体，使得所述第一旋转轴线的位置被改变，并且因此，所述气门升程被调整。所述方法优选地根据本文所述的操作方面中的任何方面来操作，例如，优选地适于调整所述止动销的位置的促动器优选地响应于内燃机的发动机速度来控制。

根据另一方面，所述气门机构被配置成用于机动车的发动机，和/或所述内燃机是机动车的发动机。根据另一方面，提供了具有这样的燃烧发动机的机动车。

Claims (20)

1.一种用于促动内燃机的气门（70）的可变气门机构（2），包括：

用于周期性地打开和关闭所述气门（70）的促动系统，所述促动系统包括以如下方式绕第一旋转轴线（14）可旋转地安装在支撑体（80）中的第一驱动装置（16），即：所述第一旋转轴线（14）的位置是可变的，以便调整所述气门的气门升程；以及

控制系统（90、100），其包括：

气体位置操作元件（92、102），依赖于气体命令，所述气体位置操作元件（92、102）的位置是可变的；

可移动调整元件（95、105），其被如此耦接到所述支撑体（80），即：使得通过移动所述调整元件，改变所述第一旋转轴线（14）的位置，并且由此，调整所述气门升程；以及

压配合元件（94、104），其将所述气体位置操作元件（92、102）以压配合方式连接到所述调整元件（95、105）。

2.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述调整元件（95、105）包括最大止动元件（124），所述最大止动元件（124）被布置成提供用于限制所述气门升程的最大升程高度的最大止动件，其中，所述最大止动件是可变的，以便调整所述最大升程高度。

3.根据权利要求2所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述气门机构还包括具有可调整的位置的止动销（122），其中，所述最大止动件通过所述最大止动元件（124）与所述止动销（122）的相互作用提供，并且通过调整所述止动销（122）的位置是可变的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述调整元件（95、105）包括最小止动元件（126），所述最小止动元件（126）被布置成提供用于限制所述气门升程的最小升程高度的最小止动件，其中，所述最小止动件是可变的，以便调整所述最小升程高度。

5.根据权利要求4所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述气门机构还包括具有可调整的位置的止动销（122），其中，所述最小止动件通过所述最小止动元件（124）与所述止动销（122）的相互作用提供，并且通过调整所述止动销（122）的位置是可变的。

6.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述调整元件（95、105）借助于复位弹簧（96、106）沿降低升程高度的方向被偏置。

7.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述调整元件（95、105）借助于可释放的反逆机构（112a）被耦接到固定构件（112b），其中，所述反逆机构的阻碍方向被定向成使得阻碍所述调整元件沿升程高度降低方向的运动。

8.根据权利要求7所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述反逆机构包括限定自由旋转方向和所述阻碍方向的单向离合器（113b），其中，所述单向离合器（113b）将所述调整元件（105）耦接到可锁定就位或固定的反转阻碍体（113a）。

9.根据权利要求8所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述单向离合器（113b）被形成为围绕所述调整元件（105）的调整轴（105a）的套筒联轴器。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述气门机构还包括用于在所述气体位置操作元件（92、102）处的气体去除时释放所述反逆机构（112a）的释放机构（116a、116b）。

11.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述调整元件（95）沿调整轨（91b）纵向可移动地被引导，

或者其中，所述调整元件（105）绕调整轴线可旋转地安装。

12.根据权利要求11所述的可变气门机构（2），其特征在于，沿所述调整轨（91b）纵向可移动地引导的所述调整元件（95）通过有槽引导件（85a、85b）耦接到所述支撑体（80）。

13.根据权利要求11所述的可变气门机构（2），其特征在于，绕所述调整轴线可旋转地安装的所述调整元件（105）通过调整曲柄（105b）耦接到所述支撑体（80）。

14.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述压配合元件（94、104）包括中间弹簧。

15.根据权利要求1所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述支撑体（80）是绕枢转轴线（24）可枢转的，其中，所述支撑体（80）的枢转引起所述第一旋转轴线（14）沿绕所述枢转轴线（24）的圆形段的位置的改变，以便调整所述气门升程。

16.根据权利要求15所述的可变气门机构（2），其特征在于，所述支撑体（80）绕所述枢转轴线（24）枢转地安装在所述内燃机的汽缸盖的枢转框架座中，并且其中，所述支撑体（80）以如下方式通过接头（85）耦接到所述调整元件（95、105），即：所述气门（70）对所述支撑体（80）施加的力中较大的部分被所述枢转框架座接收，并且所述力中较小的部分被所述调整元件接收。

17.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构（2）在内燃机（1）中的用途，其中，所述气门机构（2）被布置在所述内燃机（1）的汽缸盖区域中。

18.具有气门（70）和根据前述权利要求中任一项所述的气门机构（2）的内燃机（1），其中，所述气门机构（2）被布置在汽缸盖区域中。

19.具有气门（70）以及根据权利要求3和权利要求5中至少一项所述的气门机构（2）的内燃机（50），其中，所述气门机构（2）被布置在汽缸盖区域中，所述内燃机（50）还包括适于调整止动销（122）的位置的定位促动器（122a）。

20.根据权利要求19所述的内燃机（50），其特征在于，所述定位促动器（122a）依赖于所述内燃机的发动机速度来控制。