CN106065812B - 用于内燃发动机的转换阀的致动装置及内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

用于具有可调压缩比的内燃发动机的多个转换阀(10)的一种致动装置(11)，其中各转换阀(10)被用于控制在内燃发动机的一个对应的连杆(1)的偏心调整装置的多个液压室中的液压油流动，并且各转换阀(10)具有一个摘掉器件(12)，该摘掉器件能够被该致动装置(11)致动。该致动装置(11)对于每个转换阀(10)并且因此对于每个待致动的摘掉器件(12)都具有一个换档拨叉(13)，所述换档拨叉被紧固在至少一个支撑结构(14)上，其中，这些换档拨叉(13)能够克服至少一个返回元件(22)的回复力从第一选择位置移动到第二选择位置中，并且其中该返回元件或各返回元件(22)的回复力使这些换档拨叉(13)自动地在该第一选择位置的方向上移动。

Description

用于内燃发动机的转换阀的致动装置及内燃发动机
技术领域
本发明涉及一种用于具有可变压缩比的内燃发动机的转换阀的致动装置并且涉及一种具有可变压缩比的内燃发动机。
背景技术
在内燃发动机的情况下，高压缩比对效率具有积极影响。压缩比采用的是压缩前的汽缸总容积与压缩后的剩余汽缸总容积之比。然而，在通常具有固定压缩比的带有应用的点火的内燃发动机、例如火花点火式发动机的情况下，选择的压缩比必须足够低以避免满负载运行中的“爆震”。然而，可以为对于内燃发动机的部分负载范围(即，具有低汽缸填充，其出现地更加频繁)的压缩比选择更高的值而不会出现“爆震”。如果该压缩比可以以可变的方式来设定，则可以改善内燃发动机的重要的部分负载范围。
DE 10 2010 016 037 A1披露了一种具有可调压缩比的内燃发动机。具有大端轴承孔眼和小端轴承孔眼的连杆可以借助于该大端轴承孔眼来附接到曲轴上并且借助于该小端轴承孔眼被附接到该内燃发动机的相应汽缸活塞上。每个连杆都被指配了一个偏心调整装置，该偏心调整装置具有一个偏心本体和多个偏心杆。
从DE 10 2010 016 037 A1已知的偏心本体具有一个活塞销孔，该活塞销孔是关于该小端轴承孔眼的中心偏心地安排的并且具有一个中心，其中该活塞销孔容纳一个活塞销。该偏心调整装置用于调整有效连杆长度leff，其中，该连杆长度应理解成是指该活塞销孔的中心点与该大端轴承孔眼的中心点相距的距离。为了使该偏心本体旋转并且因此改变有效连杆长度leff，可以移动该偏心调整装置的这些偏心杆。每个偏心杆都指配了一个活塞，该活塞被可移动地安装或引导在一个液压室中。作用在被指配给这些偏心杆的活塞上的液压压力在这些液压室中占主导，其中取决于在这些液压室中的油量，这些偏心杆的运动是可能的或不可能的。
在该内燃发动机的工作循环的过程中，对该偏心调整装置的调整是由作用在该偏心调整装置上的、该内燃发动机的惯性力和负载力的作用来启动的。在工作循环的过程中，连续地改变作用在该偏心调整装置上的作用力的方向。这种调整运动是由这些活塞辅助的，液压油作用在这些活塞上，这些活塞作用在这些偏心杆上，其中这些活塞防止了由于改变作用在该偏心调整装置上的作用力的方向而引起的该偏心调整装置的返回。与这些活塞相互作用的这些偏心杆在两侧上被附接到该偏心本体上。
这些活塞在其中受引导的这些液压室可以从该大端轴承孔眼经由多个液压油供给管线供应或填充液压油。多个止回阀防止液压油从这些液压室流出回到这些液压油供给管线中。一个转换阀被容纳在相应的连杆中的一个孔中。这些液压室经由多个液压油出口管线与容纳了该转换阀的孔相接触。该转换阀的选择位置确定了这些液压室中哪一个液压室填充有液压油以及这些液压室中哪一个液压室被排空，其中，该偏心调整装置的调整方向或旋转方向就是取决于此的。
从DE 10 2010 016 037 A1中已知的转换阀包括致动元件、弹簧装置以及控制活塞。
如所说明的，作用在被引导在这些液压室中的这些偏心杆活塞上的液压油从该大端轴承孔眼开始、经由这些液压油供给管线被供给至这些液压室，其中，相应的连杆借助于该大端轴承孔眼接合在该曲轴上，其方式为一个连杆轴瓦被安排在该曲轴(即其曲轴轴承轴颈)与该大端轴承孔眼之间。
这些液压室可以根据该转换阀的选择位置来经由这些液压油出口管线来排放。该偏心调整装置的调整方向或旋转方向取决于此。
DE 10 2012 112 461 A1描述了另一种具有可调压缩比的内燃发动机，来自该内燃发动机的连杆的连杆长度可以用可变的方式来设定。转换阀还被容纳在相应的连杆的一个孔中，所述阀包括一个摘掉器件。对应的转换阀可以借助于该摘掉器件(即，借助于作用在该摘掉器件上的一个致动装置)来致动。
发明内容
对用于具有可调压缩比的内燃发动机的转换阀的致动装置存在一种要求：该装置允许了内燃发动机的转换阀的可靠的致动，同时具有简单的构造。
本发明的目的是提供一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的转换阀的新颖的致动装置，并且提供一种具有这种类型的致动装置的内燃发动机。
此目的是通过如下述1所述的致动装置来实现的。根据本发明，该致动装置对于每个转换阀并且因此对于每个待致动的摘掉器件(Abgreifer)都具有一个换档拨叉，所述换档拨叉被紧固在至少一个支撑结构上，其中，这些换档拨叉能够克服至少一个返回元件的回复力从第一选择位置移动到第二选择位置中，并且其中该返回元件或各返回元件的回复力使这些换档拨叉自动地在该第一选择位置的方向上移动。下述2-9为本发明的优选技术方案。
1.一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的多个转换阀(10)的致动装置(11)，其中各转换阀(10)被用于控制在该内燃发动机的一个对应的连杆(1)的偏心调整装置的多个液压室中的液压油流动，并且其中各转换阀(10)具有一个摘掉器件(12)，该摘掉器件能够被该致动装置(11)致动，其特征在于，该致动装置(11)对于每个转换阀(10)并且因此对于每个待致动的摘掉器件(12)都具有一个换档拨叉(13)，所述换档拨叉被紧固在至少一个支撑结构(14)上，并且所述换档拨叉(13)能够克服至少一个返回元件(22)的回复力从第一选择位置移动到第二选择位置中，其中该返回元件或各返回元件(22)的回复力使所述换档拨叉(13)自动地在该第一选择位置的方向上移动。
2.如上述1所述的致动装置，其特征在于，所述换档拨叉(13)被紧固在所有换档拨叉(13)共用的一个支撑结构(14)上，并且所有换档拨叉(13)能够克服一个共用的返回元件(22)的回复力共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，其中该返回元件(22)的回复力使所有换档拨叉(13)共同地且自动地在该第一选择位置的方向上移动。
3.如上述1或2所述的致动装置，其特征在于，该致动装置(11)的该支撑结构或每个支撑结构(14)具有一个安装框架(15)和至少一个引导元件(16)，该至少一个引导元件能够相对于该安装框架(15)移动，其中所述换档拨叉(13)被紧固在对应的引导元件(16)上并且能够借助于该对应的引导元件(16)相对于该安装框架(15)移动。
4.如上述2所述的致动装置，其特征在于，所有换档拨叉(13)都被紧固在该支撑结构(14)的一个共用的引导元件(16)上并且能够借助于所述引导元件来移动，该共用的引导元件是所有换档拨叉(13)共用的。
5.如上述3或4所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)一方面支撑在该支撑结构(14)的该安装框架(15)上、并且另一方面支撑在该支撑结构(14)的该引导元件(16)或这些引导元件(16)之一上。
6.如上述3或4所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)一方面支撑在该支撑结构(15)的该引导元件(16)或这些引导元件(16)之一上、并且另一方面支撑在该内燃发动机的该曲轴箱上或该曲轴箱中。
7.如上述1至6之一所述的致动装置，其特征在于，一个致动器克服该返回元件(22)的回复力使所有换档拨叉(13)共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中。
8.如上述7所述的致动装置，其特征在于，当该致动器被激活时，所述致动器使所述换档拨叉(13)从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，并且当该致动器未激活时，该返回元件(22)将所述换档拨叉(13)从该第二选择位置推出到该第一选择位置中。
9.如上述1至8之一所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)是弹簧元件。
10.一种具有可调压缩比的内燃发动机，该内燃发动机具有多个连杆(1)，这些连杆各自具有被安排在一个小端轴承孔眼(2)和/或一个大端轴承孔眼(3)中的、用于调整对应的小端轴承孔眼(2)的有效连杆长度(leff)的一个可液压调整的偏心调整装置(6)，其中能够借助于转换阀(10)来控制该偏心调整装置(6)的调整行程，其特征在于，所述转换阀(10)能够由如上述1至9之一所述的致动装置(11)来致动。
用于具有可调压缩比的内燃发动机的这些转换阀的致动装置具有简单的构造并且允许了该内燃发动机的这些转换阀的可靠的致动。该返回元件使这些换档拨叉自动地回到该第一选择位置。
所有换档拨叉都优选地被紧固在一个共用的支撑结构上，其中，所有换档拨叉可以克服一个共用的返回元件的回复力共同地从该第一选择位置移动到第二选择位置中，其中该共用的返回元件的回复力使所有换档拨叉共同地且自动地在该第一选择位置的方向上移动。该致动装置的这种构造是特别简单且优选的。
根据本发明的有利发展，该支撑结构具有一个安装框架和至少一个引导元件，该至少一个引导元件可以相对于该安装框架移动并且优选地是所有换档拨叉共用的，其中这些换档拨叉被紧固在对应的引导元件上。根据第一变体，该返回元件一方面支撑在该支撑结构的该安装框架上、并且另一方面支撑在该支撑结构的所有换档拨叉共用的该引导元件或这些引导元件之一上。根据第二变体，该返回元件一方面支撑在该支撑结构的所有换档拨叉共用的该引导元件或这些引导元件之一上、并且另一方面支撑在该内燃发动机的曲轴箱上或曲轴箱中。该致动装置具有简单的构造并且允许了这些转换阀的可靠的致动。
一个致动器优选地使所有换档拨叉克服该返回元件的回复力从该第一选择位置共同地移动到该第二选择位置中，其中当该致动器被激活时，所述致动器使这些换档拨叉从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，并且当该致动器未激活时，该返回元件将这些换档拨叉从该第二选择位置推出到该第一选择位置中。该致动装置具有简单的构造并且允许了这些转换阀的可靠的致动。
在上述10中限定了根据本发明的具有可调压缩比的内燃发动机。
附图说明
本发明的多个优选的发展将从上述2-9以及以下说明中变得清楚。通过附图对本发明的多个说明性实施例进行了更详细的说明，但并不限制于此。在附图中：
图1示出了具有偏心调整装置和转换阀的连杆；
图2示出了用于连杆的转换阀的致动装置；
图3示出了根据本发明的致动装置；并且
图4示出了根据本发明的另一个致动装置。
具体实施方式
图1根据展示性实施例示出了具有可调压缩比的内燃发动机的一个连杆1。连杆1具有连杆主体7，该连杆主体具有小端轴承孔眼2和大端轴承孔眼3。
小端轴承孔眼2被用于将对应的连杆1附接到该内燃发动机的一个对应的汽缸的汽缸活塞(未示出)上。大端轴承孔眼3被用于将对应的连杆1附接到该内燃发动机的一个曲轴(未示出)上。
在图1中，连杆1具有偏心调整装置6，该偏心调整装置的至少一个区段被安排在小端轴承孔眼2中并且优选地可液压调整。偏心调整装置6具有一个活塞销孔，该活塞销孔是相对于小端轴承孔眼2的中心8偏心地安排的并且具有一个中心，所述孔容纳一个活塞销(未示出)。对应的连杆1通过活塞销联接到对应汽缸的汽缸活塞上。
偏心调整装置6被用于调整连杆1的有效连杆长度leff。在该内燃发动机的工作循环的过程中，偏心调整装置6的旋转是由作用在偏心调整装置6上的、该内燃发动机的惯性力和负载力的作用来启动的。在工作循环的过程中，连续地改变作用在偏心调整装置6上的作用力的方向。这种旋转移动或调整移动是由多个活塞辅助的，液压油(尤其是发动机油)作用在这些活塞上，这些活塞整合在连杆安排1中并且被引导在这些液压室中，或者这些活塞防止了由于改变作用在偏心调整装置6上的作用力的方向而引起的偏心调整装置6的返回。
偏心调整装置6的这些活塞通过偏心杆4、5操作性地连接在偏心调整装置6的偏心本体9的两侧上。偏心调整装置6可以具有这些活塞、这些偏心杆4、5以及偏心本体9。从大端轴承孔眼3经由多个止回阀(图1中未示出)通过液压流体管线(图1中未示出)为偏心调整装置6的这些活塞供应液压流体。在此，这些止回阀防止液压流体从这些活塞的活塞容积流出回到这些液压流体管线并且进入该内燃发动机的内部中。
转换阀10被容纳在对应的连杆1中的一个孔中。
对应的连杆1的偏心调整装置6的这些液压室经由液压流体管线与容纳转换阀10的孔相接触。转换阀10的选择位置确定了这些液压室中哪一个液压室填充有液压油以及这些液压室中哪一个液压室被排空，其中偏心调整装置6的调整方向或旋转方向就是取决于此。
对应的连杆1的对应的转换阀10具有一个摘掉器件12。对应的转换阀10可以借助于该摘掉器件12(即，借助于作用在该摘掉器件12上的一个致动装置)来致动。对应的连杆1的转换阀10以及对应的转换阀10的摘掉器件12的细节参照例如DE 10 2012 112 461 A1对于本领域技术人员是熟知的。
在此呈现的发明涉及用于具有可以用可变方式设定的压缩比的内燃发动机的致动装置11的细节，即，用于使多个连杆1的转换阀10的摘掉器件12致动的致动装置11。
用于使具有可调压缩比的内燃发动机的多个转换阀10致动的致动装置11具有多个换档拨叉13，其中这些换档拨叉13各自与在各种情况下待致动的一个转换阀10的摘掉器件12相互作用。所有换档拨叉13都优选地被紧固在一个共用的支撑结构14上。
致动装置11的支撑结构14具有一个安装框架15以及至少一个引导元件16(优选地是所示的展示性实施例中的所有换档拨叉13共用的一个引导元件)，该至少一个引导元件可以相对于安装框架15来移动。在所示的展示性实施例中，引导元件16具有两个导轨17、18，这些导轨平行于彼此延伸并且被连接腹板19牢固地彼此连接。多个换档拨叉13被紧固在引导元件16的各个导轨17、18上。整个致动装置11可以借助于安装框架15(即，借助于多个组装螺钉(未示出))来安装在该内燃发动机的曲轴箱(未示出)上，这些组装螺钉延伸穿过安装框架15中的多个组装开口20。
如已经解释的，致动装置11的其上紧固了这些换档拨叉13的引导元件16可以相对于安装框架15(即，在双箭头21的方向上)移动。借助于致动装置11的这些换档拨叉13相对于其安装框架15的这种相对移动，于是在汽缸的工作循环的过程中就有可能在整合到相对应的汽缸的对应的连杆1中的转换阀10已经移动到致动装置15的对应的换档拨叉13的区域中时，使得对应的转换阀10的摘掉器件12致动以用于致动所述阀。
致动装置11的这些换档拨叉13可以因此，在支撑结构14的其上紧固了这些换档拨叉13的引导元件16(所述引导元件在所示的展示性实施例中共用于所有换档拨叉)的帮助下，相对于支撑结构14的安装框架15并且因此相对于这些转换阀10的摘掉器件12共同地移动，即，在这些换档拨叉13的第一选择位置与第二选择位置之间移动。
借助于致动装置11的这些换档拨叉13，可以将具有可调压缩比的内燃发动机的这些连杆1的转换阀10的限定的选择位置设定在对应的选择位置中。
致动装置11的这些换档拨叉13从该第一选择位置到该第二选择位置的运动优选地是在一个致动器(未示出)的帮助下完成的，其中所有换档拨叉13可以克服返回元件22的回复力(尤其是弹簧力)共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，该返回元件优选地是所有换档拨叉13共用的并且优选地被设计为弹簧元件，并且其中，优选地被设计为弹簧元件的返回元件22的回复力(尤其是弹簧力)在该第一选择位置的方向上将所有换档拨叉13共同地且自动地推出该第二选择位置，即当该致动器没有被激活时。
本发明在下文中是针对被设计为弹簧元件的返回元件22的情况来阐述的，尽管还可以使用其他的返回元件。
当致动器被激活时，它因此克服弹簧元件22的弹簧力使所有换档拨叉13共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中。
当致动器未激活时，弹簧元件22将致动装置11的所有换档拨叉13共同地从该第二位置推出到该第一选择位置中。
在图3中的展示性实施例中，弹簧元件22一方面接合在支撑结构14的安装框架15上、并且另一方面接合在支撑结构14的引导元件16上。在这种情况下，弹簧元件22以第一末端支撑在安装框架15上并且以第二末端支撑在引导元件16上。
图4示出了致动装置11的实施例，其中弹簧元件22一方面支撑在支撑结构15的引导元件16上，所述引导元件在所示的展示性实施例中是所有换档拨叉共用的，并且该弹簧元件另一方面支撑在该内燃发动机的曲轴箱上或曲轴箱中，其中在图4中示出了形成在该内燃发动机的曲轴箱中或曲轴箱上的用于弹簧元件22的支座23。
根据本发明的致动装置11具有简单的构造并且允许了这些换档拨叉13的可靠致动(即，这些换档拨叉13在该第一选择位置与该第二选择位置之间的可靠移动)。当致动器被激活或通电时，它更具体地是克服对应的弹簧元件22的弹簧力使所有换档拨叉13共同地从该选择位置转移到该第二选择位置中。弹簧元件22的弹簧力在该第一选择位置的方向上共同地推动这些换档拨叉13。当致动器未激活或未通电时(例如由于故意的去激活或由于电源故障产生的非故意的去激活)，弹簧元件22的弹簧力将所有换档拨叉13共同地且自动地推到该第一选择位置中，其结果是由此确保了这些换档拨叉13的限定的选择位置。
该致动器仅在保持该第二选择位置时需要通电。对于该第二选择位置而言不需要通电。由此可以减少对于致动的能量需求。
克服返回元件22的回复力使这些换档拨叉13从该第一选择位置移动到该第二选择位置中的该致动器(未示出)优选地是电动伺服电机。
本发明进一步涉及具有可调压缩比的内燃发动机，该内燃发动机包括这种类型的致动装置11。
尽管优选的是具有所有换档拨叉共用的一个支撑结构并且具有所有换档拨叉共用的一个引导元件并且具有所有换档拨叉共用的一个返回元件的一种致动装置，但该致动装置也可以具有多个联接的支撑结构和/或多个联接的引导元件和/或多个返回元件。可以借助于相应的连接构件或者借助于多个偏转齿轮来实现这些支撑结构和/或引导元件的联接。

Claims (10)

1.一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的多个转换阀(10)的致动装置(11)，其中各转换阀(10)被用于控制在该内燃发动机的一个对应的连杆(1)的偏心调整装置的多个液压室中的液压油流动，并且其中各转换阀(10)具有一个摘掉器件(12)，该摘掉器件能够被该致动装置(11)致动，其特征在于，该致动装置(11)对于每个转换阀(10)并且因此对于每个待致动的摘掉器件(12)都具有一个换档拨叉(13)，所述换档拨叉被紧固在至少一个支撑结构(14)上，并且所述换档拨叉(13)能够克服至少一个返回元件(22)的回复力从第一选择位置移动到第二选择位置中，其中该返回元件或各返回元件(22)的回复力使所述换档拨叉(13)自动地在该第一选择位置的方向上移动。
2.如权利要求1所述的致动装置，其特征在于，所述换档拨叉(13)被紧固在所有换档拨叉(13)共用的一个支撑结构(14)上，并且所有换档拨叉(13)能够克服一个共用的返回元件(22)的回复力共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，其中该返回元件(22)的回复力使所有换档拨叉(13)共同地且自动地在该第一选择位置的方向上移动。
3.如权利要求1或2所述的致动装置，其特征在于，该致动装置(11)的该支撑结构或每个支撑结构(14)具有一个安装框架(15)和至少一个引导元件(16)，该至少一个引导元件能够相对于该安装框架(15)移动，其中所述换档拨叉(13)被紧固在对应的引导元件(16)上并且能够借助于该对应的引导元件(16)相对于该安装框架(15)移动。
4.如权利要求2所述的致动装置，其特征在于，所有换档拨叉(13)都被紧固在该支撑结构(14)的一个共用的引导元件(16)上并且能够借助于所述引导元件来移动，该共用的引导元件是所有换档拨叉(13)共用的。
5.如权利要求3所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)一方面支撑在该支撑结构(14)的该安装框架(15)上、并且另一方面支撑在该支撑结构(14)的该引导元件(16)或这些引导元件(16)之一上。
6.如权利要求3所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)一方面支撑在该支撑结构(14)的该引导元件(16)或这些引导元件(16)之一上、并且另一方面支撑在该内燃发动机的曲轴箱上或支撑在该内燃发动机的曲轴箱中。
7.如权利要求1或2所述的致动装置，其特征在于，一个致动器克服该返回元件(22)的回复力使所有换档拨叉(13)共同地从该第一选择位置移动到该第二选择位置中。
8.如权利要求7所述的致动装置，其特征在于，当该致动器被激活时，所述致动器使所述换档拨叉(13)从该第一选择位置移动到该第二选择位置中，并且当该致动器未激活时，该返回元件(22)将所述换档拨叉(13)从该第二选择位置推出到该第一选择位置中。
9.如权利要求1或2所述的致动装置，其特征在于，该返回元件(22)是弹簧元件。
10.一种具有可调压缩比的内燃发动机，该内燃发动机具有多个连杆(1)，这些连杆各自具有被安排在一个小端轴承孔眼(2)和/或一个大端轴承孔眼(3)中的、用于调整对应的小端轴承孔眼(2)的有效连杆长度(leff)的一个可液压调整的偏心调整装置(6)，其中能够借助于转换阀(10)来控制该偏心调整装置(6)的调整行程，其特征在于，所述转换阀(10)能够由如权利要求1至9之一所述的致动装置(11)来致动。
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