CN106471223A - 具有滑动凸轮元件的气门机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有滑动凸轮元件(10)和拾取元件(15)的气门机构，该滑动凸轮元件(10)保持在支承轴(11)上以能够沿支承轴(11)的转动轴线(12)轴向移动并且具有至少一个凸轮轮廓组(13)，该至少一个凸轮轮廓组(13)具有设置成相互不同的凸轮轮廓部分(14)，该凸轮轮廓部分(14)的控制运动可以通过拾取元件(15)读取并且被传递到气门(16)。根据本发明，相互相同的至少两个凸轮轮廓组(13)设置在滑动凸轮元件(10)上，该至少两个凸轮轮廓组(13)与单个拾取元件(15)相互作用以共同控制气门(16)。

Description

具有滑动凸轮元件的气门机构
技术领域
本发明涉及具有滑动凸轮元件和拾取元件的气门驱动装置，滑动凸轮保持在支承轴上以能够沿支承轴的转动轴线轴向地移动并且包括至少一个凸轮轮廓组，至少一个凸轮轮廓组具有构造相互不同的凸轮轮廓部分，控制运动能够通过拾取元件从凸轮轮廓部分拾取并且传递到气门。
背景技术
DE 10 2007 010 155 A1介绍了具有布置在支承轴上的滑动凸轮元件的气门驱动装置，并且，滑动凸轮元件能够沿支承轴的转动轴线轴向移动。在滑动凸轮元件上安装具有不同凸轮轮廓部分的凸轮轮廓组。根据滑动凸轮元件的轴向位置，拾取元件(示为辊式摇杆)能够与凸轮轮廓组的不同外形的凸轮轮廓部分相互作用，使得气门以根据选择的凸轮轮廓部分的方式被致动。例如，凸轮轮廓部分能够设计为不同的外形使得气门能够执行不同大小或不同长度的开启冲程。辊式摇杆具有辊子，并且在远离气门的一侧上，辊式摇杆由气门间隙补偿元件支撑。
由于气门的致动力，辊式摇杆的辊子和凸轮轮廓部分之间的接触需要最小宽度，并且，线性接触形成在辊子和凸轮轮廓部分之间，因此，该线性接触必须具有最小长度。如果辊子被选择为太窄，在凸轮轮廓部分的表面上的赫兹力变得太高，并且，气门驱动装置可能发生过早失效或表面磨损。因此，滑动凸轮元件需要形成为具有至少由凸轮轮廓部分所需宽度确定的最小宽度，使得滑动凸轮元件的最小移动长度也变为必要以切换与辊子接触的凸轮轮廓部分，这是不利的。然而，较宽构造的滑动元件延长用于在与拾取元件操作连接的不同凸轮轮廓部分之间转换的转换时间，其中，基本是寻求的是可以最快地切换与拾取元件接触的凸轮轮廓部分的气门驱动装置。尤其在内燃机的转速较高的情形中，滑动凸轮元件必须在非常短的时间内在两个位置之间轴向地移动，因此较窄结构的滑动凸轮元件的设计是可取的。
DE 10 2007 020 128 A1介绍了具有与单个凸轮元件接触的两个辊子的拾取元件。这里，布置为彼此间隔开的两个辊子实现引导接收摇杆的效果，该接收摇杆位于凸轮从动件中并且允许凸轮从动件相对于凸轮元件的倾斜补偿。
发明内容
本发明的目的是进一步改善具有在支承轴上的滑动凸轮元件的气门驱动装置，该滑动凸轮元件可以在较短转换时间内在不同的轴向位置之间沿支承轴的转动轴线方向移动。具体地，试图缩短在转动轴线方向上的移动长度，并且气门驱动装置不发生过早磨损。
上述目的通过根据权利要求1的前序部分和特征部分的气门驱动装置实现。
有益的改进在从属权利要求中描述。
这里，本发明包括以下技术方案：在滑动凸轮元件上形成至少两个凸轮轮廓组，该凸轮轮廓组相互相同并且与单个拾取元件相互作用以联合控制一个气门。
这里，本发明是基于将凸轮轮廓组的凸轮轮廓部分和拾取元件之间所需的接触宽度划分成两个单独的宽度的概念。以该方式，例如，凸轮轮廓组的各个凸轮轮廓部分的宽度减半，其中，彼此相同的凸轮轮廓部分同时与单个拾取元件接触。以该方式，形成一对滑动凸轮元件，并且由于缩短的行程，滑动凸轮元件沿转动轴线方向的调整速度被显著增加。以该方式，由于滑动凸轮元件在支承轴上的移动长度被缩短，因此，滑动凸轮元件即使在凸轮的较高转速下也可以进行转换。
这里，以成对方式形成的凸轮轮廓部分不必具有是传统凸轮轮廓部分的一半的宽度，该传统凸轮轮廓部分与拾取元件之间单一接触以控制气门。然而，由于凸轮轮廓组的宽度可以接近减半，所以接近一半是可行的，同时，通过相互分离布置的凸轮轮廓部分，两个单独的接触直线总是于拾取元件和滑动凸轮元件之间，使得在每一个情形中可以通过一个接触点传递的力根据凸轮轮廓部分接近减半。通过凸轮轮廓部分和拾取元件之间的线性接触，这里产生了线载荷，该线载荷近似等于由传统拾取配置利用连续的单条接触线通过拾取元件产生。由于在滑动凸轮元件上的拾取元件的双重支撑，所以另一个优点是改善的侧倾斜稳定性。
在有益的实施例中，拾取元件可以具有至少两个辊子，其中，第一辊子与第一凸轮轮廓组的凸轮轮廓部分相互作用，以及其中，第二辊子与第二凸轮轮廓组的所述凸轮轮廓部分相互作用。这里，凸轮轮廓组可以在滑动凸轮元件上彼此相邻地形成以彼此邻接，使得滑动凸轮元件不必制造地较宽。
在拾取元件上的辊子以共同辊子轴线保持，并且，辊子可以具有相互相同的直径。例如，拾取元件可以形成为摇杆，具体地是辊式摇杆，并且两个辊子可以沿共同轴线彼此平行地安装。
辊子可以与具有相互相同的凸轮外形的凸轮轮廓部分相互作用，而且，在拾取元件上辊子之间可以形成具有如下尺寸的中间空间，该中间空间的尺寸至少对应于凸轮轮廓组的凸轮轮廓部分或两个凸轮轮廓部分的宽度。例如，如果凸轮轮廓组具有三个不同的凸轮轮廓部分，辊子之间的中间空间必须是至少这样的宽度：与拾取元件暂时不接触的另外两个凸轮轮廓部分能够位于辊子之间。
凸轮轮廓部分可以具有共同的凸轮基圆部分，具体地，基圆部分具有沿滑动凸轮元件的宽度恒定的直径。以该方式，当拾取元件在凸轮基圆部分上运动时，滑动凸轮元件沿转动轴线方向的位置切换能够执行，优选地，凸轮基圆部分是连续形状并且因此在直径上无轴肩和阶梯变化。
最后，滑动凸轮元件可以与两个凸轮轮廓组形成为一个部件，其中，两个凸轮轮廓组还形成具有第一拾取元件的第一接触部分，并且另外一对凸轮轮廓组可以安装在相同的滑动凸轮元件上以通过另外的拾取元件控制另外的气门。以该方式，由于两个拾取元件同步地与它们各自的成对凸轮轮廓组相互作用，因此，滑动凸轮元件沿转动轴线方向所需的轴向移动没有扩大。
附图说明
以下将基于附图结合本发明的优选示例性实施例的描述更详细地介绍提高本发明的另外的方式，其中：
图1示出具有本发明特征的气门驱动装置的侧视图，
图2示出根据图1的气门驱动装置的立体图，以及
图3示出根据图1和2的气门驱动装置的另一个侧视图。
具体实施方式
图1、图2和图3分别在两个侧视图和立体图中示出具有本发明必要特征的气门驱动装置1。气门驱动装置1具有滑动凸轮元件10，其形成为一个部件并且保持在支承轴11上以能够沿转动轴线12轴向移动。支承轴11仅仅示出一部分，并且装置(未更详细地示出)可以设置在滑动凸轮元件10上，以使所述滑动凸轮元件沿转动轴线方向移动。
构造彼此相同的两个凸轮轮廓组13形成在滑动凸轮元件10上。例如，凸轮轮廓组13具有三个凸轮轮廓部分14，其中，一个凸轮轮廓部分14形成为零升程凸轮，并且另外两个凸轮轮廓部分14形成为具有不同升程。这里，凸轮轮廓部分14沿轴向方向彼此相邻。
拾取元件15与凸轮轮廓组13相互作用，并且将凸轮轮廓组13的升程信息传递到气门16。而且，气门16示为具有气门弹簧21，并且，在拾取元件15的与气门弹簧相对的那一侧设置有支撑元件20，该支撑元件20可以用作气门间隙补偿元件并且在该支撑元件20上支撑拾取元件15。
在示出的示例性实施例中，拾取元件15是具有辊子17的辊式摇杆的形式，其中，辊子17以共用辊子轴线18的方式保持在拾取元件15的主体上。辊子17保持在拾取元件15上以彼此间隔开，并且这里，该间隔对应于来自滑动凸轮元件10的各个凸轮轮廓组13的相同构造的两个凸轮轮廓部分14的间隔。因此，在拾取元件15和滑动凸轮元件10之间的双接触结构被实现。
凸轮轮廓组13的凸轮轮廓部分14形成有宽度B，如果凸轮轮廓部分14与两个辊子17中的一个形成拾取接触以控制气门16，则该宽度B小于这种情形下凸轮轮廓部分14所需的宽度。例如，凸轮轮廓部分14的宽度B可以是与拾取元件15形成单个接触点的凸轮轮廓部分的宽度的大小的接近一半。如果拾取元件15的仅一个辊子17与凸轮轮廓部分14接触并且从该凸轮轮廓部分拾取升程运动，则辊子17也可以具有这种情形下所需宽度的大小的接近一半。
尽管滑动凸轮元件10具有与包括传统形式的凸轮轮廓组13的滑动凸轮元件10的总宽度基本相等的总宽度，然而，滑动凸轮元件10所需的沿转动轴线方向的轴向位移被减小，这是因为凸轮轮廓部分14较窄，并且因此，滑动凸轮元件10为了转换辊子17在不同凸轮轮廓部分14之间的拾取而必须沿转动轴线方向移动的行程被减小。
由凸轮轮廓部分14的凸轮轮廓产生的对拾取元件15的致动力在构造彼此相等并且与两个辊子17接触的凸轮轮廓部分14之间相等地划分。因此，在辊子17和凸轮轮廓部分14之间的接触线处产生线载荷，该线载荷与仅一个辊子17是相对较宽的构造并且与单个凸轮外形的单个凸轮轮廓部分14相互作用的情况的大小相等。
由于用于调整滑动凸轮元件10的较短轴向行程，因此，与辊子17接触的凸轮轮廓部分14的转换能够更快速地执行，其中，该转换必须总是在辊子17接触凸轮基圆部分19时执行，凸轮基圆部分19设置在滑动凸轮元件10的与凸轮轮廓组13相对的那一侧。因此，滑动凸轮元件10甚至在气门驱动装置1的相对高的转速(例如，约4000rpm)下也能够被调整。
本发明的实施例不限于上述优选示例性实施例。相反，在使用甚至根本不同类型的实施例中呈现的方法时能够想到各种变形。源于权利要求书、说明书或附图的所有特征和/或有益效果(包括设计细节和空间布置)，单独的和它们的各种组合对于本发明都可能是必要的。
附图标记列表
1 气门驱动装置
10 滑动凸轮元件
11 支承轴
12 转动轴线
13 凸轮轮廓组
14 凸轮轮廓部分
15 拾取元件
16 气门
17 辊子
18 辊子轴线
19 凸轮基圆部分
20 支撑元件
21 气门弹簧
B 宽度

Claims (10)

1.一种气门驱动装置，其具有滑动凸轮元件(10)和拾取元件(15)，所述滑动凸轮元件(10)保持在支承轴(11)上以能够沿所述支承轴(11)的转动轴线(12)轴向移动并且具有至少一个凸轮轮廓组(13)，所述至少一个凸轮轮廓组(13)具有构造相互不同的凸轮轮廓部分(14)，控制运动通过所述拾取元件(15)从所述凸轮轮廓部分(14)拾取并且传递到气门(16)，其特征在于，
在所述滑动凸轮元件(10)上形成至少两个凸轮轮廓组(13)，所述至少两个凸轮轮廓组(13)是相互相同的并且与单个拾取元件(15)相互作用以联合控制一个气门(16)。
2.根据权利要求1所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述拾取元件(15)具有至少两个辊子(17)，其中，第一辊子(17)与第一凸轮轮廓组(13)的凸轮轮廓部分(14)相互作用，并且其中，第二辊子(17)与第二凸轮轮廓组(13)的凸轮轮廓部分(14)相互作用。
3.根据权利要求1或2所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，在所述滑动凸轮元件(10)上，所述凸轮轮廓组(13)被形成为彼此相邻并且彼此邻接。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，在所述拾取元件(15)上的所述辊子(17)沿共同辊子轴线(18)保持。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述辊子(17)具有相互相同的直径。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述辊子(17)与具有相互相同的凸轮外形的凸轮轮廓部分(14)相互作用。
7.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，在所述拾取元件(15)上的所述辊子(17)之间形成具有如下尺寸的中间空间，所述尺寸至少对应于凸轮轮廓组(13)的凸轮轮廓部分(14)或两个凸轮轮廓部分(14)的宽度(B)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述凸轮轮廓部分(14)具有共同的凸轮基圆部分(19)，所述基圆部分(19)具体地具有沿所述滑动凸轮元件(10)的宽度恒定的直径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述拾取元件(15)形成为摇杆。
10.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动装置(1)，其特征在于，所述滑动凸轮元件(10)与两个所述凸轮轮廓组(13)形成为一个部件。
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