CN107109971B - 凸轮轴调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节内燃机的曲轴(1)和凸轮轴(2)之间的相位关系的凸轮轴调整装置，具有：驱动轮(3)、定子(4)和转子(5)，其中所述驱动轮(3)能够至少间接通过链条或皮带抗扭地与曲轴(1)连接，所述定子(4)能够至少间接抗扭地与曲轴(1)连接，所述转子(5)能够至少间接抗扭地与凸轮轴(2)连接，其中转子(5)和定子(4)相对于彼此能够转动，并且其中转子(5)具有径向向外安置的叶片(6a‑6d)，所述叶片嵌入径向向内安置的定子(4)的隔离件(7a‑7d)之间。根据本发明，用于调节凸轮轴调整装置的调整角度(8)的叶片(6a‑6d)被设计为不均匀地分布在转子(5)的外周面(9)上。

Description

凸轮轴调整装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节内燃机的曲轴和凸轮轴之间的相位关系的凸轮轴调整装置，具有：驱动轮、定子和转子，其中，所述驱动轮能够至少间接通过链条或皮带抗扭地与曲轴连接，所述定子能够至少间接抗扭地与曲轴连接，所述转子能够至少间接抗扭地与凸轮轴连接，其中，转子和定子能够相对于彼此转动，并且其中转子具有径向向外安置的叶片，所述叶片嵌入定子的径向向内安置的隔离件之间。
现有技术
在现代内燃机中凸轮轴调整装置被用于可变地调节换气阀的正时，以便能够变化地调整曲轴和凸轮轴之间在限定的角度范围内、在最大提前位置和最大滞后位置之间的相位关系。凸轮轴调整装置被集成在驱动系中，通过该驱动系可将扭矩从曲轴传递到凸轮轴上。这种驱动系能够例如被设计为皮带传动、链条传动或者齿轮传动装置。此外，凸轮轴调整装置抗扭地与凸轮轴连接并具有一个或多个压力腔室，通过所述一个或多个压力腔室能够有针对性地改变曲轴和凸轮轴之间的相位关系。
通常已知的是，不是通过转子的各个叶片的周向宽度的变化、就是通过定子的各个隔离件的周向宽度的变化来调节凸轮轴调整装置的调整角度。
例如，由DE 10 2005 041 282 A1已知一种凸轮轴调整装置，其中通过转子的叶片的周向宽度调节凸轮轴调整装置的调整角度。该凸轮轴调整装置具有带有五个叶片的叶片组，所述叶片组与凸轮轴端部固定连接，并且被可转动地安置在相位转换器壳体中，所述相位转换器壳体与链轮集成式构造，通过发动机曲轴驱动所述链轮。五个相位后调整腔室和五个相位前调整腔室被叶片组的五个叶片和壳体所限定，用于实现叶片组相对于壳体的相位改变。第一组叶片对中的每个叶片的周向宽度的尺寸被设定为小于第二组叶片对中的每个叶片的周向宽度，其中第一组叶片对的叶片被安置在具有最大周向宽度的第一叶片的两侧上，第二组叶片对的叶片在圆周方向上比第一对距第一叶片间隔更远。第二组叶片对的每个叶片的周向宽度的尺寸被设定为小于第一叶片的最大周向宽度。
上述现有技术的缺点是，对凸轮轴调整装置的调整角度的调节伴随着整个凸轮轴调整装置的重量增加。由此使凸轮轴调整装置的效率降低且制造成本增加。
技术问题
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种凸轮轴调整装置，该凸轮轴调整装置实现了低成本且制造技术上对调节角度的优化的调节。
根据本发明的解决方案
根据本发明，用于调节凸轮轴调整装置的调整角度的叶片被设计为不均匀地安置在转子的外周面上。换言之，与现有技术相比，不是通过改变转子的各个叶片的周向宽度或定子的各个隔离件，而是通过各个叶片在转子上的定位来调节凸轮轴调整装置的调整角度。因此，所有叶片在尺寸方面可以是相同的，尤其被设计为一样的宽窄，并从而实现对调整角度的均衡质量(gewichtsneutral)的调节。
优选的是，在尺寸方面至多一个叶片与其他叶片不同。尤其在尺寸方面与其余叶片不同的所述至多一个叶片导引锁定件。所述锁定件尤其被导入在所述至多一个叶片中的轴向孔内，并固定转子的相对于定子的角位置。这是必要的，例如当在转子和定子之间的压力腔室中还没有建立足够的液压流体的压力时，通过液压流体将转子保持在特定的角度位置上。根据优选的实施方式，转子具有四个叶片，其中三个叶片设计为相同的。优选的是，定子具有四个相同构造的隔离件。
尤其优选的是，两个叶片之间的角度至少为107°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度至多为42°。此外，两个叶片之间的角度优选至多为139°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度至少为10°。因此，相应的两个叶片之间的角度(在107°至139°的角度范围内)用于调节所述调整角度。
本发明包括如下技术教导：至少两个叶片在各自的隔离件上仅具有一个止挡位置。换句话说，至少第一叶片在第一隔离件上具有止挡位置，其中至少第二叶片在第二隔离件上具有止挡位置。因此，在朝一侧做相对转动时仅所述至少第一叶片贴靠到第一隔离件上，在朝另一侧做相对转动时仅所述至少第二叶片贴靠到第二隔离件上。因此，所述至少两个叶片单侧地被负载。
根据优选的实施方式，在转子和/或定子中设置至少一个凹部，用来消除凸轮轴调整装置中的不平衡性。
附图说明
下面将结合对本发明的优选的实施例的描述基于附图进一步描述本发明的其他改进措施。附图为：
图1示出根据本发明的包括驱动轮、定子和转子的凸轮轴调整装置的结构的示意性的截面图，以及
图2示出根据本发明的基于另一实施例的凸轮轴调整装置的结构的示意性的截面图。
具体实施方式
根据图1和图2，用于调整内燃机的在曲轴1和凸轮轴2之间的相位关系的根据本发明的凸轮轴调整装置具有驱动轮3、定子4和转子5。驱动轮3通过用虚线示出的皮带抗扭地与曲轴1连接。此外，定子4抗扭地与驱动轮3连接。转子5相对于定子4可转动地被安置在定子4内。驱动轮3由曲轴1驱动，其中，转子5抗扭地与凸轮轴2连接。转子5还具有四个径向向外安置的叶片6a-6d，这四个叶片嵌入定子4的四个径向向内安置的隔离件7a-7d之间。定子4的隔离件7a-7d被设计为彼此相同的，其中转子5的三个叶片6b-6d也被设计为彼此相同的。其中一个叶片6a在尺寸方面与其余叶片6b-6d不同，导引锁定件10。
定子4和转子5构成相互作用的压力腔室20、21。从转子5的叶片6a-6d处观察，在凸轮轴调整装置的转动方向上看位于转子5的叶片6a-6d之前的压力腔室20、21被称为提前压力腔室20，在凸轮轴调整装置的转动方向上看位于转子5的叶片6a-6d之后的压力腔室被称为滞后压力腔室21。例如，当液压流体被泵入提前腔室20中时，从定子4上的凸轮轴调整装置的转动方向上看，转子5的叶片6a-6d朝向滞后方向移动，直到叶片6c抵靠在定子4上的隔离件7c上。相反地，当液压流体被泵入滞后腔室21中时，从定子4上的凸轮轴调整装置的转动方向上看，转子5的叶片6a-6d朝向提前方向移动，直到叶片6b抵靠在定子4上的隔离件7a上。因此，两个叶片6b、6c在各自的隔离件7a、7b上仅具有一个止挡位置，从而导致相应叶片6b、6c的单侧负载。因此，通过向一组压力腔室20或21中输入压力介质并同时将另一组压力腔室21或20中的压力介质排出，可变化地调节转子5相对于定子4的相位关系以及由此凸轮轴2相对于曲轴1的相位关系。
如从两幅附图显而易见的是，用于调节凸轮轴调整装置的调整角度8的叶片6a-6d被设计为不均匀地分布在转子5的外周面9上。这种设计实现了对凸轮轴调整装置的调整角度8的均衡质量(或质量中性，节省重量)的调节，这样单个叶片6a-6d或单个隔离件7a-7d的宽度可以保持不变。为了消除在凸轮轴调整装置中的不平衡性，在定子4中设置多个凹部12。
根据图1在两个叶片60b、60c之间的角度11为139°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度8为10°。
根据图2在两个叶片60b、60c之间的角度11为107°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度8为42°。
附图标记列表
1 曲轴
2 凸轮轴
3 驱动轮
4 定子
5 转子
6a-6d 叶片
7a-7d 隔离件
8 调整角度
9 外周面
10 锁定件
11 角度
12 凹部
20 提前腔室
21 滞后腔室

Claims (9)

1.一种用于调节内燃机的曲轴(1)和凸轮轴(2)之间的相位关系的凸轮轴调整装置，具有：驱动轮(3)、定子(4)和转子(5)，其中，所述驱动轮(3)能够至少间接通过链条或皮带抗扭地与曲轴(1)连接，所述定子(4)能够至少间接抗扭地与曲轴(1)连接，所述转子(5)能够至少间接抗扭地与凸轮轴(2)连接，其中所述转子(5)和所述定子(4)能够相对于彼此转动，并且其中所述转子(5)具有径向向外安置的叶片(6a-6d)，所述叶片嵌入所述定子(4)的径向向内安置的隔离件(7a-7d)之间，
其特征在于，用于调节凸轮轴调整装置的调整角度(8)的叶片(6a-6d)被设计为不均匀地分布在所述转子(5)的外周面(9)上。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，至多一个叶片(6a)在尺寸方面与其余叶片(6b-6d)不同。
3.根据权利要求2所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，在尺寸方面与其余叶片(6b-6d)不同的至多一个叶片(6a)导引锁定件(10)。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，两个叶片(6b-6d)之间的角度(11)至少为107°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度(8)至多为42°。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，两个叶片(6b-6d)之间的角度(11)至多为139°，其中由此得到凸轮轴调整装置的调整角度(8)至少为10°。
6.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，至少两个叶片(6b、6c)在各自的隔离件(7a、7c)上仅具有一个止挡位置。
7.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，在转子(5)和/或定子(4)中设置至少一个凹部(12)，用来消除凸轮轴调整装置中的不平衡性。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，所述转子(5)具有四个叶片(6a-6d)，其中三个叶片(6a-6c)被设计为相同的。
9.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置，
其特征在于，所述定子(4)具有四个相同构造的隔离件(7a-7d)。
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