CN105765181A - 内燃机的液压的气门驱动机构 - Google Patents

Abstract

提出一种用于内燃机的液压的气门驱动机构的液压的气门制动器(14)。该气门制动器包括：壳体(19)，所述壳体具有壳体壁(17)和壳体底部(20)；在壳体中轴向移动的活塞(6)，所述活塞的一个端侧与壳体壁和壳体底部一起对液压的压力室(21)限界以及所述活塞的另一端侧操作换气阀(2)。壳体壁在压力室(21)的区域中由一个或多个溢流开口(24，25)贯穿，其开口横截面由活塞的对压力室侧的端侧限界的控制边缘(25)控制。在此，应借助于预定厚度(d)的间距块(26)调节完全移入壳体中的活塞的控制边缘与壳体底部的轴向间距(h)。

Description

内燃机的液压的气门驱动机构

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的液压可变的气门驱动机构的液压的气门制动器。气门制动器包括：壳体，所述壳体具有壳体壁和壳体底部；在壳体中轴向移动的活塞，所述活塞的一个端侧借助于壳体壁和壳体底部对液压的压力室限界以及所述活塞的另一端侧操作换气阀，其中壳体壁在压力室的区域中由一个或多个溢流开口贯穿，其开口横截面由活塞的对压力室侧的端侧限界的控制边缘控制。

本发明还涉及一种具有液压的气门驱动机构的内燃机，所述气门驱动机构具有这种气门制动器。

背景技术

液压可变的气门驱动机构的主要的组成部分是与凸轮位置无关地控制关闭的换气阀的安放速度并且将其限制为在声学方面和机械方面可接受的预设的值上的液压的气门制动器，其中气门驱动机构根据空转原理工作并且其中具有能变化地操纵的液压体积的所谓的液压的杆在驱动侧与从动侧、即换气阀之间伸展，驱动侧通常为凸轮轴的凸轮。分别具有此类液压的气门制动器的液压的气门驱动机构例如从US6,550,433B2和EP0507521A1中已知。在这种气门制动器中，随着换气阀关闭变小的压力室经由一个或多个溢流开口减压，所述溢流开口在壳体壁中的活塞的侧面伸展并且所述溢流开口的开口横截面由移入壳体中的活塞的压力室侧的控制边缘越来越多地减小并且必要时完全地封闭。

因为液压的气门制动器的构件在经济上不能以任意高的精确性制造，所以留有构件公差，所述构件公差造成甚至在单个的制造批次之内的不同的制动特性。借助于换气阀的换气然而损害内燃机的功率和排放特性，这些换气阀在同一工作点以相对不同的曲柄角关于活塞止点彼此不同的升程变化来关闭。

发明内容

本发明基于的目的是，借助于简单的结构上的措施实现用于具有开头所提到的类型的液压的气门驱动机构和液压的气门制动器的内燃机的改进的运行特性的前提。

所述目的通过下述方式实现，借助于预定厚度的间距块调节完全移入壳体中的活塞的控制边缘与壳体底部的轴向间距。通过所述调节明显地降低且理想地消除构件公差的影响，所述构件公差显著地影响气门制动器的制动特性。因为在安置换气阀之前的短时间内，所述换气阀的减速过程在液压介质黏度恒定时很大程度与在壳体壁中的由活塞控制边缘控制的开口横截面的重合的过程相关。在基准点上、即在活塞完全移入壳体中时，调节的在活塞控制边缘和壳体底部(或相对于壳体底部固定的壳体件)之间的轴向间距现在引起重合过程的位移，该位移对应于间距块的预定的厚度，使得液压的气门制动器全部地或分批地具有相同的或足够类似的减速过程。

根据本发明调节的气门制动器不仅适合于具有(自动)液压的气门间隙平衡的气门驱动机构，而且也适用于具有(手动)机械的气门间隙平衡的气门驱动机构，其中在后一种情况下尤其聚焦于具有液压可变的气门驱动机构的大功率的发动机。在机械的气门间隙调节中，活塞控制边缘和开口横截面的重合过程仅具有为(均匀调节的)气门间隙的偏移。因此，在该情况下，当换气阀关闭时，活塞与对于轴向间距决定性的壳体底部间距一个气门间隙。

在活塞控制边缘和壳体底部之间的轴向间距的调节能够以不同的方式进行。尤其，设有以间距块的离散的厚度分级的调节，其中作为未调节的气门制动器的减速过程的之前的检查或测量的结果来预设相应的厚度并且与之相应地取出分组分类的间距块并且与气门制动器组成对。然后，间距块能够或者与壳体固定地或与活塞固定地接合。间距块在移入气门制动器中的活塞的位移-时间过程中引起：溢流开口的横截面在较大的活塞行程中才由活塞控制边缘覆盖。由此，气门制动器变得所谓的“更快”。术语“间距块”不必限制为单一的部件，而是也能够包括一组两个或更多个部件，所述部件以预定的厚度相加为堆叠。由于多样化的组合可能性，能够在此情况下将分组分类限制为少量单个厚度并且在极限情况下限制为唯一的厚度。

在一个替选的实施方案中，间距块也能够作为非单独的部件一件式地构成为活塞在其压力室侧的端侧上的突起部或者构成为壳体在其壳体底部上的突起部。于是，轴向间距能够通过加工突起部厚度来调节。与前述具有接入的间距块的实施例相比，突起部以预定厚度的缩短引起：在所述位移-时间过程中开口横截面已经在较小的活塞行程中由活塞控制边缘覆盖并且与之相应地气门制动器变得所谓的“更慢”。

附图说明

本发明的其他特征从下文中和从附图中得出，其中本发明原则上并且根据示例地描述的气门制动器阐述。只要不另外提及，在此相同的或功能相同的特征或构件设有相同的附图标记。附图示出：

图1示出根据现有技术的液压可变的气门驱动机构的示意图；

图2示出根据本发明的气门制动器和具有机械的气门间隙平衡的液压的气门驱动机构的示意图；

图3示出根据图2的在制动特性的基本测量中的不同的活塞位置中的未调节的气门制动器；

图4示出用于间距块的大量的预定和配属的原理图；

图5示出根据图2和3的气门制动器的放大图；

图6示出用于已调节的气门制动器的检查的简化图；

图7示出在结构上的实施方案中的已安装的气门制动器的纵剖面；

图8示出根据图7的壳体作为单个部件的纵剖面；

图9示出根据图7的细节Z。

具体实施方式

图1示出已知的液压的气门驱动机构的原理上的构造，所述气门驱动机构用于升程可变地操作在内燃机的缸盖3中的由气门弹簧1沿关闭方向施加力的换气阀2。示出下述部件：

–由凸轮轴的凸轮4驱动的主动活塞5，

–操作换气阀的从动活塞6’，

–电磁的2/2路液压阀7，

–由主动活塞和从动活塞限界的高压室8，在液压阀打开时液压介质能够从所述高压室8中流出到中压室9中，

–连接到中压室上的活塞蓄压器10，

–朝中压室方向打开的止回阀11，经由所述止回阀将所述中压室连接到内燃机的润滑剂循环上，

–用作液压介质容器的低压室12，所述低压室经由节流阀13与中压室连接并且其内含物在内燃机的启动过程中能被立即使用。

气门升程的可变性通过下述方式产生，在主动活塞5和从动活塞6’之间的高压室8用作所谓的液压的杆，其中在忽略泄露的情况下与凸轮4的升程成比例地由主动活塞挤出的液压体积根据液压阀7的打开时间点和打开时长分为加载从动活塞的第一部分体积和流出到包含活塞蓄压器10的中压室9中和流出到低压室12中的第二部分体积。通过换气阀2这样与凸轮的运动脱耦地运动，能够调节主动活塞的到从动活塞上的行程传递进而不仅能够调节控制时间，而且也能够完全可变地调节在凸轮的提升量(Erhebung)之内的换气阀的升程高度。

从动活塞6’配设有液压的气门制动器14’，所述气门制动器将关闭的换气阀2的与凸轮4的运动脱耦的安放速度降低到机械上且声学上可接受的水平上。在示出的原理实施方案中，气门制动器是节流缝隙，在换气阀的最后的关闭阶段期间，所述节流缝隙通过用溢流开口16覆盖在从动活塞的压力室侧的端侧上的圆柱形的突起部15来形成，所述溢流开口与支承从动活塞的壳体壁17’同心地伸展。

图2示出大功率的发动机的液压可变的气门驱动机构的从动侧，经由具有机械的气门间隙平衡的摇臂18操作其换气阀2。极其示意化地示出气门驱动机构，其中气门驱动机构减少为具有壳体19和从动活塞的液压的气门制动器14，从动活塞下面简称为活塞6。具有壳体壁17和壳体底部20的空心圆柱形的壳体用于引导其中轴向移动的活塞，所述活塞的一个端侧与壳体壁和壳体底部一起对液压的压力室21限界。活塞的另一端侧借助于机械的气门间隙平衡设备操作换气阀2，气门间隙平衡设备呈在摇臂中的气门间隙调节螺栓22的形式。

溢流开口23和24在壳体壁17中伸展，压力室21经由所述溢流开口与在此未示出的主动侧的液压系统连通(参见图1)。溢流开口23以相对大的开口横截面用作主流开口，在活塞6移出和移入时尽可能少节流的体积流经由所述主流开口到达压力室中或从压力室出来。溢流开口24以较小的开口横截面形成节流开口，在换气阀2的最后的关闭阶段中仅在移入的活塞显著减速的条件下能够经由所述节流开口减少压力室的负荷。经由活塞的控制边缘25进行开口横截面的控制，所述控制边缘在简化的示图中由在活塞的外壳及其压力室侧的端侧之间的环周棱边形成。

示图示出活塞6在壳体19中完全移入的位置，在该位置中活塞在气门间隙调节期间位于调节螺栓22和活塞的气门侧的端侧之间测量出的气门间隙L上。相反在内燃机的运行状态中，气门间隙绝大部分地或完全地朝向压力室侧的端侧移动。根据本发明，在活塞控制边缘25和壳体底部20之间的轴向间距借助于间距块26调节，所述间距块影响引入壳体中的活塞的减速过程，使得内燃机的全部气门制动器具有基本上相同的制动特性并且与之相应地内燃机的全部换气阀2以例如相同的升程过程关闭。

如下根据示意的图3至6阐述对于要调节的轴向间距h所需的间距块厚度d的确定。图3a-c示出(还)未调节的液压的气门制动器14，以在运动过程s(t)的基本测量期间的活塞6的三个不同的移入位置示出。在所述在油下进行的测量中，检测加载有限定的力的活塞的时间上的行程过程直至到达壳体底部20。该测量在行程s＝m时开始并且在s＝0时终止，此时活塞安放在壳体底部上。

测量结果在图4中根据具有较宽的线条宽度的曲线极其简化地示出。曲线的具有大的梯度的上分支，即具有换气阀2的相对高的关闭速度的上分支与在图3a中的活塞位置相符，直至压力室21还能够尽可能不被节流地经由主流开口23减压。曲线的具有中间梯度的随后的分支，即具有相对中间的关闭速度的分支与在图3b中的活塞位置相符，其中活塞控制边缘25已经完全地覆盖主流开口并且主要地仅还经由节流开口24进行压力减荷。具有小的梯度的下曲线分支、即具有低的关闭速度的下曲线分支与在图3c中的活塞位置相符，其中活塞控制边缘完全地覆盖主流开口以及节流开口并且压力减荷仅还经由渗漏缝隙和必要时其他在此未示出的在壳体底部20中的节流开口进行。

间距块厚度d的预定现在借助于在图4中以窄的线条宽度示出的基准曲线进行，间距块厚度d在根据图5的示意图中与轴向间距h相同。所述基准曲线表示不同“快速的”气门制动器，所述气门制动器在图中从左向右对于测量位移s＝m需要越来越多时间进而在此方向上变得“更慢”。对于每个基准曲线配属有具有个体的厚度d的间距块26，其中基准曲线从左向右对应于增加的厚度。与气门制动器14的之前测量出的运动过程(具有较宽的线条宽度的曲线)最大程度一致的基准曲线确定在所述气门制动器中的个体的厚度进而确定从分组中的间距块的选择，所述间距块与所述气门制动器配对并具有所述厚度。在此，相对“慢的”气门制动器的测量曲线更加与右侧的基准曲线相一致，使得所述气门制动器配属有具有比相对“快的”气门制动器更大厚度的间距块，所述相对“快的”气门制动器更容易与左侧的基准曲线相一致并且其运动过程已经接近理论位置。

图5示出具有这样已分类的且已安装的间距块26的气门制动器14，借助于所述间距块以预定的厚度d相对于未调节的气门制动器错开地调节在活塞控制边缘25和壳体底部20之间的轴向间距h。在一个新的位移-时间测量中能够在不变的测量位移s＝m时检查：根据图6制动特性(具有宽的线条宽度的曲线)的调节是否在理论运动过程之内，如其通过“慢的”极限曲线(右侧具有窄的线条宽度的曲线)和“快的”极限曲线(左侧具有窄的线条宽度的曲线)预设那样。

图7至9示出根据本发明的液压的气门制动器14的构成的实例的不同的视图，所述液压的气门制动器根据图2借助于摇臂18操作大功率的发动机的具有机械的气门间隙调节的换气阀2。气门制动器的借助于外螺纹27拧入内燃机的缸盖3中的壳体19包括管状的壳体壁17和与其在压力室21一侧上接合的壳体底部20，所述壳体底部由阀容纳部28连同其中装入的止回阀29形成。在壳体中轴向移动的且为了运输目的借助于锁环30防止完全移出的活塞6连同形成换气阀侧的端侧的活塞底部31是空心圆柱形的。活塞的压力室侧的端侧设有呈扩孔形式的凹部32，用作间距块26的具有预定的厚度d的调节板借助于纵向压紧复合部固定在所述凹部中。贯穿活塞底部的孔33用作通风并且在具有泄露的纵向压紧复合部的情况下用作活塞内部的压力减荷装置。

壳体壁17分别由呈孔的形式的四个主流开口23和节流开口24贯穿，压力室21经由这些孔如上文所阐述地与在此未示出的主动侧的液压系统连通。主流开口在第一横向平面中伸展并且明显更小的节流开口在第二横向平面中伸展，所述第二横向平面与第一横向平面沿活塞6的移入方向错开。

阀容纳部28包括外部的环形凸缘34，所述环形凸缘压力介质密封地装入壳体壁17的扩孔35中并且借助于螺旋连接27相对于缸盖3的凸肩36压紧，并且包括相对于环形凸缘朝凹部32方向突出的空心柱部段37。止回阀29包括同样压力介质密封地装入阀容纳部28中的阀承载体38和在其中相对于阀座39被弹簧加载地容纳的阀球40。所述阀球朝压力室21方向打开并且控制另一溢流开口41，压力室同样经由该另一溢流开口与主动侧的液压系统连通，以便在打开换气阀2时初始化活塞6的移出。在调节板26完全放置在阀容纳部上时，初始地经由在空心柱部段的环端侧43上的凹槽(Sicken)42进行到压力室中的液压介质转移。

主流开口和节流开口23或24的开口横截面由在其上移动的活塞6的控制边缘25控制并且在示出的、完全移入的活塞位置中以及在以根据图2的调节的气门间隙L移出的活塞位置中完全地封闭。为了不过大程度地减速活塞的最后的移入运动，环形凸缘34由永久打开的、其他的节流开口44贯穿，所述节流开口的液压的阻力最后确定换气阀2的安放速度。

因为在完全移入壳体19中的活塞6中调节板26放置在环端侧43上，所以在此情况下对于在完全移入壳体19中的活塞6的控制边缘25与壳体底部20之间调节的轴向间距h决定性的方面不是环形凸缘34，而是环端侧，所述环端侧如环形凸缘那样是阀容纳部28的固定的部分。与之相应地，未被调节的气门制动器14设有已知厚度的未示出的仿制调节板(Dummy-Einstellscheibe)，使得在上文所阐述的基本测量中(参见图3a-c)具有仿制调节板的活塞安放在阀容纳部的环端侧上而不安放在环形凸缘上。在基本测量之后要拆卸的仿制调节板能够在需要的情况下设有环周的O形环，所述O形环一方面将仿制调节板以容易拆卸的方式保持在凹部32中并且另一方面将压力室21相对于通风孔33密封。

与图3至6类似地，接着通过调节板26的厚度d调节轴向间距h，使得内燃机的全部液压的气门制动器14基本上具有相同的制动特性并且与之相应地所有换气阀2尽可能均匀地在非常小的曲柄角区域之内关闭。与具有八个基准曲线的图4中不同地，在这里示出的实施例中调节板26设有分别以0.1mm分级的五个不同的厚度。

在图7和9中，间距块26在其外壳45上压入在活塞6的凹部32的内壳46中。为了避免在壳体壁17中狭窄地引导的活塞6的伴随的、不允许的膨胀的风险，能够设有(未示出的)替选固定方案。例如，间距块能够设有中心的孔，所述孔一方面压在实心的活塞的销状的突起部上或者另一方面销钉或螺栓引导穿过所述孔，所述销钉或螺栓将间距块与活塞接合。

附图标记列表

1气门弹簧

2换气阀

3缸盖

4凸轮

5主动活塞

6从动活塞/活塞

7液压阀

8高压室

9中压室

10活塞蓄压器

11止回阀

12低压室

13节流阀

14液压的气门制动器

15圆柱形的突起部

16溢流开口

17壳体壁

18摇臂

19壳体

20壳体底部

21压力室

22气门间隙调节螺栓/机械的气门间隙调节设备

23溢流开口/主流开口

24溢流开口/节流开口

25活塞控制边缘

26间距块/调节板

27外螺纹/螺旋连接

28阀容纳部

29止回阀

30锁环

31活塞底部

32在活塞中的凹部

33通风孔

34环形凸缘

35在壳体壁中的扩孔

36在缸盖中的凸肩

37空心柱部段

38阀承载体

39阀座

40阀球

41其他溢流开口

42在阀容纳部上的凹槽

43阀容纳部的环端侧

44其他节流开口

45间距块的外壳

46凹部的内壳

Claims (6)

1.一种用于内燃机的液压可变的气门驱动机构的液压的气门制动器(14)，所述气门制动器包括：壳体(19)，所述壳体具有壳体壁(17)和壳体底部(20)；在所述壳体(19)中轴向移动的活塞(6)，所述活塞的一个端侧与所述壳体壁(17)和所述壳体底部(20)一起对液压的压力室(21)限界以及所述活塞的另一端侧操作换气阀(2)，其中所述壳体壁(17)在所述压力室(21)的区域中由一个或多个溢流开口(23，24)贯穿，所述溢流开口的开口横截面由所述活塞(6)的对压力室侧的端侧限界的控制边缘(25)控制，

其特征在于，借助于预定的厚度(d)的间距块(26)调节完全移入所述壳体(19)中的所述活塞(6)的所述控制边缘(25)与所述壳体底部(20)的轴向间距(h)。

2.根据权利要求1所述的液压的气门制动器，其特征在于，所述活塞(6)在压力室侧的端侧上设有空心圆柱形的凹部(32)并且所述间距块(26)是固定在所述凹部中的调节板，借助于所述调节板的板厚度(d)调节所述轴向间距(h)。

3.根据权利要求2所述的液压的气门制动器，其特征在于，所述调节板(26)压入所述活塞(6)的所述凹部(32)中。

4.根据上述权利要求中任一项所述的液压的气门制动器，其特征在于，所述壳体底部(20)由阀容纳部(28)和由朝向所述压力室(21)打开的止回阀(29)形成，所述阀容纳部压力介质密封地装入在所述壳体壁(17)中并具有另一溢流开口(41)，所述止回阀控制所述另一溢流开口(41)。

5.根据在引用权利要求2的情况下的权利要求4所述的液压的气门制动器，其特征在于，所述阀容纳部(28)以环形凸缘(34)装入在所述壳体壁(17)的扩孔(35)中并且具有相对于所述环形凸缘(34)朝所述活塞(6)的所述凹部(32)的方向突出的空心柱部段(37)，其中调节所述活塞控制边缘(25)与所述空心柱部段(37)的环端侧(43)的轴向间距(h)。

6.一种包括液压的气门驱动机构的内燃机，其特征在于，所述气门驱动机构设有根据上述权利要求中任一项所述的液压的气门制动器(14)并且设有在所述活塞(6)的阀侧的端面和所述换气阀(2)之间的气门间隙(L)的机械的调节设备(22)。