CN107849947B - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机(1)，具有至少一个凸轮轴(4)以及用于能围绕转动轴线(5)转动运动地支承凸轮轴(4)的轴承支座(3)，其中设置轴向支承元件(10)用于轴向支承凸轮轴(4)，轴向支承元件接合在轴承支座(3)的轴向支承槽(9)中。在此提出，轴向支承元件(10)具有贴靠在凸轮轴(4)的外周面(14)上支承体(13)和从支承体(12)处突出的固定突出部(13)，该固定突出部接合在穿透外周面(14)的固定凹口(15)中，从而轴向支承元件(10)以不能相对转动的方式与凸轮轴(4)连接，其中，支承体(12)接合在轴承支座(3)的沿相对于转动轴线(5)的周向环绕的轴向支承槽(9)中。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，具有至少一个凸轮轴和用于以能围绕转动轴线转动运动的方式支承凸轮轴的轴承支座，其中为了轴向支承凸轮轴而设置轴向支承元件，该轴向支承元件接合在轴承支座的轴向支承槽中。
背景技术
内燃机用于提供扭矩。内燃机具有多个汽缸，在该汽缸中分别可纵向运动地布置一个活塞。为每个汽缸配设至少一个换气阀，借助于凸轮轴操纵该换气阀。换气阀可以例如设置为进气门或排气门。内燃机优选具有多个凸轮轴，其中凸轮轴中的一部分设置用于操纵内燃机进气门，凸轮轴中的另一部分用于操纵内燃机排气门。下面仅讨论一种凸轮轴，但是其实施形式也可以转用于内燃机的其它凸轮轴。
凸轮轴是配气机构的组成部分。该配气机构设计为可变的配气机构，由此凸轮轴优选设计为基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上布置至少一个可沿轴向方向——相对于凸轮轴的转动轴线而言——移位的凸轮架
Figure GDA0002415757350000011
设置执行机构用于使凸轮架移位。该凸轮架包括至少两个凸轮，其中在凸轮架的第一位置中布置凸轮中的第一凸轮用于操纵换气阀，在与第一位置不同的第二位置中布置凸轮中的第二凸轮用于操纵对应的换气阀。
为了相对于曲轴箱和/或内燃机的汽缸盖支承凸轮轴，特别是为了将凸轮轴支承在曲轴箱或汽缸盖上，设置至少一个轴承支座。该轴承支座例如与汽缸曲轴箱或汽缸盖设计为一件式和/或材料统一的。轴承支座用于可转动地支承凸轮轴，特别是径向支承。另外，为了沿轴向方向固定凸轮轴，设置轴向支承元件，该轴向支承元件接合在轴承支座的轴向支承槽中。
从现有技术中已知例如公开文本DE 10 2012 016 674 A1。该文献涉及一种内燃机的配气机构，该配气机构包括特别是形成为空心轴的至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上以不能相对转动的方式并在轴向可移位地设置至少一个凸轮架，其中基本凸轮轴包括至少局部地布置在可拆分的轴承、特别是滑动轴承中的轴架。在此设置轴承环，该轴承环沿径向方向既接合在基本凸轮轴的轴颈中，又接合在轴承的轴承孔中。
还从现有技术中已知公开文本DE 10 2012 016 672 A1、DE 10 2006036 851 A1和DE 10 2013 205 129 A1。
发明内容
本发明的目的是提供一种内燃机，该内燃机相比于已知的内燃机具有优点，特别是具有突出的连续运转稳定性。
上述目的根据本发明通过一种内燃机实现，具有至少一个凸轮轴和用于以能围绕转动轴线转动运动的方式支承凸轮轴的轴承支座，其中设置轴向支承元件用于轴向支承凸轮轴，该轴向支承元件接合在轴承支座的轴向支承槽中。在此提出，轴向支承元件具有支承体，该支承体在固定突出部的两侧直至该支承体的自由端部沿周向平面地贴靠在凸轮轴的外周面上，其中固定突出部从支承体处突出并接合在穿透外周面的固定凹口中，使得轴向支承元件以不能相对转动的方式与凸轮轴连接，其中支承体接合在轴承支座的沿关于转动轴线而言的周向环绕的轴向支承槽中。
轴向支承元件至少包括支承体以及固定突出部。支承体如此设计，使得支承体贴靠在凸轮轴的外周面上，特别是沿周向连续地贴靠。支承体就此具有至少一个内周面，该内周面全面地、即例如沿周向和/或沿轴向方向连续地贴靠在凸轮轴的外周面上。该外周面优选是柱形的，特别是圆柱形的。外周面在此特别优选地具有与凸轮轴的最大直径相应的直径。凸轮轴的最大直径可以理解为在轴向方向上沿着凸轮轴的转动轴线存在的最大直径。
轴向支承元件的支承体优选贴靠在凸轮轴的外周面的未开槽的区域上。特别是支承体沿径向方向不接合在凸轮轴中。通过这种类型的设计方案可以避免开口的不利的切口应力集中效应，该开口在内燃机的已知的实施形式中形成在用于接纳轴向支承元件或支承体的凸轮轴中。
为了沿周向相对于凸轮轴固定支承体或轴向支承元件，即将支承体或轴向支承元件与凸轮轴以不能相对转动的方式连接，设置有固定突出部。该固定突出部从支承体处开始沿径向方向向内延伸，并接合在凸轮轴的固定凹口中。在此，该固定凹口具有圆形的横截面并例如设计为固定孔。固定凹口穿透固定轴的外周面。支承体有利地如此设计，使得支承体在周向上紧邻固定凹口贴靠在外周面上，特别优选地在固定凹口的两侧贴靠。在凸轮轴和轴向支承元件之间的传递力的或传递转矩的作用连接优选仅通过或至少几乎仅通过固定突出部实现。
为了沿轴向方向相对于轴承支座固定凸轮轴，该轴承支座具有轴向支承槽，该轴向支承槽在周向上设计为连续的并有选具有槽底部，该槽底部沿周向距转动轴线连续地具有相同的间距。沿轴向方向观察，轴向支承槽优选具有与支承体相同的尺寸，或可能情况下相对于支承体设有小的过盈尺寸。轴向支承元件的支承体相应以能围绕转动轴线转动的方式支承在轴向支承槽中，并沿轴向方向基本固定，即在无间隙地或可能情况下以微小的间隙接纳在轴线支承槽中。
在本发明的另一设计方案中提出，凸轮轴设计为实心轴或空心轴。原则上两种变型都能实现。在实心轴的情况下，凸轮轴在横截面中观察由实心的材料制成，即不具有空腔。反之，如果凸轮轴设置为空心轴，则该凸轮轴具有相对转动轴线优选对称的和居中形成的空腔，该空腔特别优选地沿轴向方向完全穿透凸轮轴。通过将凸轮轴设计为空心轴可以显著减小凸轮轴的重量。
由于上述的凸轮轴的轴向支承，可以无问题地将凸轮轴设计为空心轴。例如还可以实现，如此选择空心轴的壁厚、即空心轴在径向方向的厚度，使得该厚度小于或在可能情况下略大于支承体沿径向方向的尺寸。例如空心轴的壁厚的值与支承体沿径向方向的尺寸、特别是沿径向方向的最大尺寸的比例为最高50％、最高75％、最高100％、最高125％或最高150％。
在本发明的另一设计方案中设置一另外的轴向支承元件，该另外的轴向支承元件与上述轴向支承元件相对置地布置在凸轮轴上，并通过另一固定突出部接合在凸轮轴的另一固定凹口中以产生不能相对转动的连接。因此，除了上述的轴向支承元件还设置另外的轴向支承元件。轴向支承元件以及另外的轴向支承元件优选设计为相同部件，即完全相同的。这实现了制造成本和仓储成本的显著降低，这是因为减少了待制造的不同部件的数量。
与所述轴向支承件相同，该另外的轴向支承件也包括支承体以及固定突出部，在下文中也被称为另外的支承体以及另外的固定突出部。该另外的固定突出部接合在凸轮轴的另外的固定凹口中，以便在相对于凸轮轴在周向上固定该另外的轴向支承元件。另外的固定凹口优选设计为与上述的固定凹口相同，但是例如在周向上与上述固定凹口间隔开地布置。另外的固定凹口特别是相对于转动轴线与上述固定凹口相对置。由于轴向支承元件和另外的轴向支承元件的相同的设计，因此这两个轴向支承元件位于直径相对的位置。
本发明的特别优选的设计方案提出，轴向支承元件和另外的轴向支承元件在周向上共同地完全包围凸轮轴。在此，例如在周向上观察，支承体既贴靠在另外的轴向支承元件或另外的轴向支承元件的支承体上的第一侧上，又贴靠在另外的轴向支承元件或另外的轴向支承元件的支承体上的与该第一侧相对的第二侧上。支承体在周向上具有两个相对的自由端部。另外的轴向支承元件或另外的支承体也同样是这种情况。现在，支承体以其一个自由端部贴靠在另外的支承体的自由端部之一上，以及以支承体的另一自由端部贴靠在另外的支承体的另一自由端部上。
在本发明的另一设计方案的范围内提出，固定凹口和另外的固定凹口直径相对地位于凸轮轴中，特别是形成为完全穿透凸轮轴的公共的固定凹口。固定凹口和另外的固定凹口可以分别设计为不通凹口或盲孔，沿关于转动轴线的径向方向如此确定该盲孔的尺寸，使得盲孔可以正好接纳相应的轴向支承元件的支承体。然而，固定凹口特别优选地设计为穿通孔，该穿通孔沿径向方向完全穿透凸轮轴，并因此同时形成固定凹口和另外的固定凹口。固定凹口和另外的固定凹口因此设置为公共的唯一的固定凹口的形式。
在本发明的另一设计方案中提出，支承体是圆弧形的和/或固定突出部的横截面是圆形的。在关于转动轴线的横截面中观察，支承体在周向上至少部分地包围凸轮轴。因此，该支承体设计为圆弧形的并在周向上包围凸轮轴的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少45％、至少47.5％或至少50％。附加或另选地，固定突出部具有圆形的横截面，即相对于其纵向中心轴为圆形。
最后，在本发明的另一优选的设计方案中提出，支承体和/或另外的支承体朝其自由端部的方向上变细。如上所述，支承体和另外的支承体相应具有两个在周向上相对的自由端部。支承体或另外的支承体的尺寸在轴向方向上和/或在径向方向上可以向着相应的自由端部的方向变小。而自由端部沿轴向方向优选分别在两侧都变细，在径向方向上优选仅在支承体或另外的支承体的径向位于外部的侧上逐渐变细。因此保证了，相应的支承体在其自由端部区域中、特别是在沿周向的整个长度上都贴靠在凸轮轴或凸轮轴的外周面上。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详述本发明，而不对本发明加以限制。
在此示出：
图1示出内燃机的局部的横截面图，以及
图2示出用于轴向支承内燃机的凸轮轴的轴向支承元件。
具体实施方式
图1示出内燃机1的局部的横截面图，特别是内燃机1的汽缸盖2区域的横截面图。可以看到用于支承凸轮轴4的轴承支座3。在此借助于轴承支座3以能相对于转动轴线5转动的方式支承凸轮轴4。轴承支座3设计为多件式的并优选具有轴承支座底座6以及轴承支座盖7。轴承支座底座和轴承支座盖沿着分界面8彼此贴靠，其中分界面8优选在中心分割凸轮轴4并就此穿过转动轴线5延伸。轴承支座3具有轴向支承槽9，轴向支承元件10以及另外的轴向支承元件11接合在该轴向支承槽中。下面仅说明轴向支承元件10，轴向支承元件11与轴向支承元件10相同地构成。
轴向支承元件10具有支承体12以及由该支承体处突出的固定突出部13。支承体12在周向上优选连续地贴靠在凸轮轴4的外周面14上。沿轴向方向邻近或紧邻轴向支承元件10处，凸轮轴4具有与在其外周面14的区域中的相同的直径。因此不设置用于接纳轴向支承元件10的槽。固定突出部13接合在固定凹口15中，该固定凹口在示出的实施例中完全穿透设置为空心轴的凸轮轴4的壁部，即通入凸轮轴4的中央的空腔中。固定突出部13优选沿径向方向也延伸到该中央的空腔中。
图2示出轴向支承元件10的细节图，其中轴向支承元件11相同地构成。明显的是，支承体12基本上为圆弧形，而对于固定突出部的纵轴固定突出部13的横截面相为圆形。支承体12可以在朝其自由端部16的方向上变细，其中特别是沿轴向方向实现变细。附加或另选地，也可以沿径向的实现变细，其中这种变细特别优选地仅在支承体2的径向位于外部的侧上实现。支承体12相应地可以在固定突出部13的两侧沿周向直到支承体的自由端16都平面地贴靠在凸轮轴14上。

Claims (7)

1.一种内燃机(1)，具有至少一个凸轮轴(4)和用于以能围绕转动轴线(5)转动运动的方式支承凸轮轴(4)的轴承支座(3)，其中设置轴向支承元件(10)用于轴向支承凸轮轴(4)，该轴向支承元件接合在轴承支座(3)的轴向支承槽(9)中，其特征在于，轴向支承元件(10)具有支承体(12)，该支承体在固定突出部(13)的两侧沿周向直到轴向支承件的自由端部(16)都平面地贴靠在凸轮轴(4)的外周面(14)上，其中，固定突出部从支承体(12)突出并接合到穿透外周面(14)的固定凹口(15)中，使得轴向支承元件(10)以不能相对转动的方式与凸轮轴(4)连接，其中，支承体(12)接合在轴承支座(3)的沿关于转动轴线(5)而言的周向环绕的轴向支承槽(9)中。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，设有另外的轴向支承元件(11)，该另外的轴向支承元件与凸轮轴(4)的轴向支承元件(10)直径相对地布置，通过另外的固定突出部接合到凸轮轴(4)的另外的固定凹口中以产生不能相对转动的连接。
3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，轴向支承元件(10)和另外的轴向支承元件(11)一同在周向上完全包围凸轮轴(4)。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机，其特征在于，固定凹口(15)和另外的固定凹口直径相对地设置在凸轮轴(4)中。
5.根据权利要求4所述的内燃机，其特征在于，固定凹口(15)和另外的固定凹口形成为完全穿透凸轮轴(4)的公共的固定凹口。
6.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，支承体(12)的横截面是圆弧形的和/或固定突出部(13)的横截面是圆形的。
7.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，支承体(12)和/或另外的轴向支承元件(11)的另外的支承体朝其自由端部(16)的方向变细。
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