CN109072725A - 带有用于接收阀的流出的液压介质以直接引导回凸轮轴调节器的器件的凸轮轴调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车的内燃机的凸轮轴调节系统(1)，该凸轮轴调节系统带有液压凸轮轴调节器(2)，其具有定子(3)、以能扭转的方式支承在定子(3)中的转子(4)和包括阀(5)的液压控制系统(6)，其中，转子(4)具有至少一个叶片，叶片伸入在转子(4)和定子(3)之间形成的压力室中，从而使该压力室被划分为两个子腔，其中，每个子腔与液压控制系统(6)协作，从而根据阀(5)的位置来调节两个子腔之间的预设转子(4)与定子(3)之间的相对转动位置的液压压力比；该凸轮轴调节系统还带有在凸轮轴调节器(2)的轴向方向上相邻布置的致动器(7)，其起调节作用地作用到阀(5)上，其中，在致动器(7)的面对凸轮轴调节器(2)的一侧上布置有液压介质引导区段(8)，该液压介质引导区段(8)以如下方式构造，即，其使在运行状态中从阀(5)逸出到凸轮轴调节器(2)的周围环境中的液压介质流变向回到凸轮轴调节器(2)中。

Description

带有用于接收阀的流出的液压介质以直接引导回凸轮轴调节 器的器件的凸轮轴调节系统
技术领域
本发明涉及用于机动车例如轿车、货车、巴士或农业商用车的内燃机、例如柴油机或汽油机的凸轮轴调节系统，该凸轮轴调节系统带有(叶片单元类型的)液压凸轮轴调节器，该液压凸轮轴调节器具有定子、以能扭转的方式支承/容纳在定子中的转子和包括阀的液压控制系统，其中，转子具有至少一个叶片，叶片伸入在转子和定子之间形成的压力室中，从而使该压力室被划分为两个子腔，其中，每个子腔与液压控制系统协作/连接，从而根据阀的位置来调节两个子腔之间的预设转子与定子之间的相对转动位置的液压压力比；该凸轮轴调节系统还带有在凸轮轴调节器的轴向方向上相邻布置的致动器，该致动器起调节作用地作用到阀上。凸轮轴调节系统因此也被称为由凸轮轴调节器和操纵凸轮轴调节器的致动器构成的结构组/设施。
背景技术
按类属的凸轮轴调节系统由现有技术已经长时间公知。例如DE 10 2007 020 525A1公开了用于内燃机的凸轮轴调节器，其在端部侧安置在凸轮轴上，并且作为通往驱动轮的传递件起作用，用以旋转式地驱动凸轮轴。凸轮轴调节器具有相对凸轮轴抗相对扭转地布置的内轮和能相对内轮扭转的且同轴布置的外轮，其中，与内轮同轴地设置有带有阀芯的控制阀，阀芯设置用于控制流体对布置在内轮与外轮之间的压力室的加载，以便导致内轮与外轮之间的角度调节。内轮具有中间的且相对凸轮轴轴向地延伸的、以能轴向运动的方式容纳阀芯的阀芯室，其具有至少一个控制棱边，阀芯与控制棱边密封地协作。
在公知的凸轮轴调节系统中，从凸轮轴调节器的阀例如通过T端口流出的液压介质、优选油大多直接流回到储器中，这大多导致液压介质的相对远的运输路径。为了在流至储器中之后再次供应液压介质而需要油泵，这是因为针对相对定子调节转子，不存在连在中间的在调节过程中给凸轮轴调节器提供液压介质/油的储备部。此外，由于这种长的运输系统，系统的惯性是相对高的。
发明内容
因此，本发明的任务是消除由现有技术公知的缺点，并且尤其是提供一种凸轮轴调节系统，其中，流出的液压介质应该以尽可能短的路径再次提供用以调节凸轮轴调节器。
这根据本发明以如下方式解决：在致动器的面对凸轮轴调节器的(优选轴向的)一侧上布置有液压介质引导区段，该液压介质引导区段以如下方式构造，即，其使在运行状态中从阀逸出到凸轮轴调节器旁的液压流转向/变向回到凸轮轴调节器中。
由此，致动器直接用作总归安置在凸轮轴调节系统中的引导构件，以便使相应的液压介质流朝期望的方向转向。
另外的有利的实施方式在从属权利要求中要求保护并且随后详细阐述。
当液压介质引导区段以相对壳体固定的方式布置/安置在致动器上时，液压介质引导区段总是不依赖于阀的位置地相对于凸轮轴调节器以特定的间距定位。由此，液压介质流在每种运行状态中都可靠地且合理地转向。
液压介质引导区段在此适宜地直接/紧邻地安置/布置在致动器的致动器壳体上，或者与支承单元连接，该支承单元固定地容纳在致动器壳体中并且沿挺杆移动方向引导致动器的挺杆。在致动器实施为磁致动器时特别有利的是，支承单元直接是致动器的磁极芯的组成部分。由此，结构明显得到简化。
此外有利的是，液压介质引导区段通过单个/材料一体的、安置在致动器上的引导板材来设计。术语“板材”在此不应该理解为将材料限制为金属，而是仅应理解为引导板材薄壁地设计。引导板材虽然优选由金属(作为金属板材)制成，但也可以替选地由塑料材料制成。通过液压介质引导区段的这种构造可以使迄今为止存在的和已经大批量制造的致动器简单地适配，这也正面地影响制造费用。
还有利的是，致动器具有挺杆，其以能移动的方式在致动器的支承单元中引导，并且液压介质引导区段替选地是该支承单元的材料一体的组成部分。于是可以放弃构造单独的引导板材，并且致动器的存在的外轮廓直接用作液压介质引导区段。由此，构件数量进一步减小。
在上下文中特别有利的是，支承单元又构造为磁极芯，或者具有该磁极芯，其起移动作用地作用到挺杆上。由此，致动器特别有效地作为磁致动器起作用。
此外适宜的是，液压介质引导区段具有环形的、在轴向方向朝凸轮轴调节器取向的凸缘，该凸缘按如下方式布置，即，该凸缘使从阀逸出到凸轮轴调节器的周围环境的液压介质流在轴向方向上朝凸轮轴调节器转向。由此，液压介质流以特别短的路径转向。
在上下文中也有利的是，在凸轮轴调节器的相对定子固定的区域上安置有构造出空心室的收集板材，该收集板材径向从外部在轴向方向上跨了一定间距地覆盖液压介质引导区段。由此，基于凸轮轴调节器在其运行时的旋转，液压介质可以直接通过起作用的离心力可靠地再次输送给凸轮轴调节器。
此外有利的是，空心室通过止回阀(其优选设计为止回活瓣)与/能与在转子和/或定子中构造/引入的储备部液压联接。储备部优选又在液压方面布置在子腔和阀之间，从而其可以在阀的各自的位置中支持各自的子腔内的压力增加地起作用。由此，凸轮轴调节器是特别高效的。
同样有利的是，在通过收集板材设计而成的空心室中布置有使转子相对于定子在转动方向上预紧的复位弹簧。由此，收集板材可以同时用作针对复位弹簧的保护遮盖件。
如果阀是容纳/布置在转子的径向内部的中央阀，那么液压介质流特别合适地整合在液压循环回路中。
此外有利的是，阀设计为：在阀的控制滑块的第一位置中，使第一子腔在液压上朝周围环境敞开，并且在控制滑块的第二位置中，使第二子腔在液压上朝周围环境敞开。由此，在这两个位置中，液压介质均可以借助液压介质引导区段有效地转向，并且再次输送给凸轮轴调节器。
换言之，因此，设置有用于收集用于凸轮轴调节的液压介质/油的装置。根据本发明的系统涉及用于调节凸轮轴的中央阀以及中央磁体(VIP/“智能移相器”)。根据本发明的构思具有油引导轮廓(液压介质引导区段)，其布置在中央阀体(致动器壳体)上或磁体的C极上。
附图说明
本发明随后借助附图详细阐述，在上下文中也描述了不同的实施例。其中：
图1示出沿凸轮轴调节系统的凸轮轴调节器的转动轴线穿过根据本发明的根据第一实施例的凸轮轴调节系统的纵截面图，其中，尤其是可识别出凸轮轴调节器的中央阀的结构以及其相对于凸轮轴调节系统的具有液压介质引导区段的磁致动器的布置，
图2示出根据本发明的根据图1的凸轮轴调节系统的纵截面图，其中，示意性地绘出的液压介质流从两个子腔中的一个子腔引导至磁致动器，并且沿径向方向再次引导回凸轮轴调节器，
图3示出穿过根据另外的第二实施例的凸轮轴调节系统的纵截面图，其中，液压介质引导区段现在是致动器的支承单元的一体的组成部分，
图4示出图3所示的凸轮轴调节系统在中央阀的区域中的细节图，其中，第一子腔的第一通路朝周围环境敞开，并且标出了从凸轮轴调节器出来以及沿液压介质引导区段的液压介质流，和
图5示出根据图4的细节图，其中，现在第二子腔的第二通路朝周围环境敞开，从而在该子腔方面的液压介质流首先从凸轮轴调节器引导出来，并且借助液压介质引导区段再次输送给凸轮轴调节器。
附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。不同的实施例的不同的特征也可以自由地相互组合。
具体实施方式
在图1中直观地示出根据优选的第一实施例的凸轮轴调节系统1。凸轮轴调节系统1由凸轮轴调节器2以及起调节作用地作用到该凸轮轴调节器2上的致动器7构成。
凸轮轴调节器2在此原则上实施为液压凸轮轴调节器2。凸轮轴调节器2根据叶片单元类型/叶片单元结构类型构建。相应地，凸轮轴调节器2具有被称为定子3的外构件。定子3通过牵引器件容纳部18在内燃机运行时抗相对转动地与牵引器件传动装置的牵引器件、即链条连接，其中，牵引器件以常见的方式抗相对转动地与内燃机的曲轴连接。牵引器件容纳部18也被称为驱动轮。
定子3在其径向内侧具有多个在径向方向上且在周边方向上延伸的压力室，其在此为了清晰性没有进一步示出。
转子4在一定的角度范围/调节范围内旋转地/可转动地支承在定子3中。在定子3的每个压力室中沿径向方向伸入有转子4的叶片，其中，为了清晰性，叶片也没有进一步示出。叶片抗相对转动地安置/紧固在转子4上。转子4在运行时又抗相对转动地与内燃机的在此为了清晰性同样没有进一步示出的凸轮轴连接。转子4的叶片伸入定子的压力腔内，从而使每个压力腔被划分为两个彼此液压分离的/密封的子腔/子室，即第一子腔和第二子腔。这些子腔通过叶片在周边方向上看彼此液压分离。转子4连同叶片能相对于定子3旋转过压力腔的沿周边方向看的宽度。
压力腔的每个子腔与阀5协作。阀5在此在居中地、即同轴于凸轮轴调节器2的转动轴线19地取向。阀5因此随后也被称为中央阀5。中央阀5是液压控制系统6的一部分。中央阀5具有阀壳体20，其在径向上布置在转子4的内部，并且抗相对转动地与转子连接。在阀壳体20的内部，控制滑块17以能沿转子轴线19的轴向方向移动的方式受支承。该控制滑块17尤其是能在第一位置与第二位置之间移动，如随后参考第二实施例描述的那样。中央阀5利用输入端与液压源连接。凸轮轴调节器2的第一子腔通过径向延伸的第一通道21(形式为第一钻孔)与控制阀5连接，并且凸轮轴调节器2的第二子腔通过径向延伸的第二通道22(形式为第二钻孔)与控制阀5连接。
为了调节阀5，致动器7设置在凸轮轴调节系统1中。致动器7在此设计为磁致动器。该致动器7以其致动器壳体23在运行时安置在相对内燃机固定的，例如相对内燃机壳体固定的区域上。致动器7具有沿轴向方向以及同轴于控制滑块17/转动轴线19布置的挺杆10。挺杆10能沿轴向方向移动。挺杆10与控制滑块17的轴向端侧协作，以便使控制滑块在第一与第二位置之间来回移动，并且因此预设阀5的位置。在控制滑块17的背对挺杆10的一侧又安置有形式为压缩弹簧的弹簧24，以便在通过挺杆10将控制滑块调节到第二位置中之后再次将控制滑块17带回到其初始位置(第一位置)。
致动器7也具有布置在致动器壳体23中的支承单元11，其用于以能移动的方式支承挺杆10。在支承单元11中已经引入磁极绕组，以便在运行时通过感应出磁场起移动作用地作用到挺杆10上。
根据本发明，液压介质引导区段8安置在致动器7上。在根据图1和2的实施例中，液压介质引导区段8构造为引导板材9，其相对致动器7独立地制造并且与其相对壳体固定地连接。液压介质引导区段8尤其是在该实施例中固定地安置在致动器壳体23上。液压介质引导区段8环形地设计。液压介质引导区段8安置在致动器壳体23的面对凸轮轴调节器2的轴向侧上，以及安置在挺杆10的径向外部。液压介质引导区段8在径向外部区域上具有同样环形的凸缘12。凸缘12安置在阀5的径向外部，从而在运行时，如同样在图2中特别好地识别的那样，产生的液压介质流26沿轴向方向从阀5/控制阀逸出，并且通过该凸缘12在从阀5逸出后，在径向靠外的位置上再次输送给凸轮轴调节器2。
此外，收集板材15安置在相对定子固定的区域13上，在此是定子3的侧盖25上，该收集板材15径向从外部覆盖液压介质引导区段8。在凸轮轴调节器2的运行时获得离心力的液压介质流26通过凸缘12在轴向方向上再次引导至凸轮轴调节器2。收集板材15在此大致罐形地设计，其中，液压介质引导区段8以其凸缘12穿过中央开口。
收集板材15在其和定子3之间构造出空心室14。凸轮轴调节器的复位弹簧16同时布置到该空心室14中。该复位弹簧16在此构造为涡卷弹簧，其以一个端部相对定子固定地连接，并且以另一端部相对转子固定地连接，以便将定子和转子3和4在凸轮轴调节器2/液压控制系统6的无压力的状态下相互扭转到优选的位置中。
凸轮轴调节器2此外具有在此为了清晰性同样没有进一步示出的止回阀(形式为止回活瓣)。其优选在转子中引入，也替选地在定子中引入。由此，在收集板材15中积聚的液压介质体积(其之前通过液压介质流26导入那里)在足够的通过离心力产生的压力的情况下将止回阀自动带到打开位置，并且朝定子和/或转子内部的方向，例如朝转子4中的储备部流入。在此，止回阀安置在凸轮轴调节器2中，从而同时阻止液压介质通过止回阀从转子4流出。
根据第二实施例，如在图3至5中示出的那样，液压介质引导区段8然而也还可以例如不同地设计。如在图3中可看到的那样，液压介质引导区段8根据第二实施例设计为支承单元11的一体的组成部分。液压介质引导区段8在控制阀5的径向外部又具有在轴向方向上延伸的凸缘12。凸缘12从支承单元11的面对凸轮轴调节器2的轴向端侧凸出，从而液压介质流26又如在图4和5中看到的那样引导回凸轮轴调节器2中。
在图4中示意性地示出了阀5的第一位置，而在图5中示出阀5的第二位置。在第一位置中，用“A”表示的第一通道21朝凸轮轴调节器2的周围环境敞开，即基本上无压力，而用“B”表示的第二通道22通过液压源被加载以阀5的输入侧的液压介质压力。由此，第一子腔在其体积方面被最小化，而第二子腔在体积方面最大化。例如在凸轮轴调节器2的提前位置中是这样的情况。在根据图5的第二位置中，第一子腔与液压源连接，而第二通道22/第二子腔朝周围环境敞开，即无压力。由此，第二子腔在体积方面最小化，而第一子腔最大化。例如在凸轮轴调节器2的滞后位置中是这样的情况。
换言之，根据本发明设置了一种系统构思(凸轮轴调节系统1)，其中，从阀5逸出的油(液压介质)利用一种漏斗/调节器(凸轮轴调节器2)的漏斗(收集板材15)接收，并且为了后面的调节过程再次提供给调节器2(智能调相)。附加于此地，在中央磁体(致动器7)上安置有如下特征(液压介质引导区段8)：其应该阻止油流至储器中，并且是一种针对油的“强制定向”。特征8可以通过构件(板材9)在中央磁体7上的附加的安置或位于中央磁体7上的构件的改变来实现。由此，流出的油总是被接收或者改道，并且防止直接流至储器中。
附图标记列表
1 凸轮轴调节系统
2 凸轮轴调节器
3 定子
4 转子
5 阀
6 液压控制系统
7 致动器
8 液压介质引导区段
9 引导板材
10 挺杆
11 支承单元
12 凸缘
13 相对定子固定的区域
14 空心室
15 收集板材
16 复位弹簧
17 控制滑块
18 牵引器件容纳部
19 转动轴线
20 阀壳体
21 第一通道
22 第二通道
23 致动器壳体
24 弹簧
25 侧盖
26 液压介质流

Claims (10)

1.用于机动车的内燃机的凸轮轴调节系统(1)，所述凸轮轴调节系统带有液压凸轮轴调节器(2)，所述液压凸轮轴调节器具有定子(3)、以能扭转的方式支承在定子(3)中的转子(4)和包括阀(5)的液压控制系统(6)，其中，所述转子(4)具有至少一个叶片，所述至少一个叶片伸入在所述转子(4)和所述定子(3)之间形成的压力室中，从而使所述压力室被划分为两个子腔，其中，每个子腔与所述液压控制系统(6)协作，从而根据所述阀(5)的位置来调节两个子腔之间的预设所述转子(4)与所述定子(3)之间的相对转动位置的液压压力比；所述凸轮轴调节系统还带有在所述凸轮轴调节器(2)的轴向方向上相邻布置的致动器(7)，所述致动器起调节作用地作用到所述阀(5)上，其特征在于，在所述致动器(7)的面对所述凸轮轴调节器(2)的一侧上布置有液压介质引导区段(8)，所述液压介质引导区段(8)以如下方式构造，即，所述液压介质引导区段使在运行状态中从所述阀(5)逸出到所述凸轮轴调节器(2)的周围环境中的液压介质流变向回到所述凸轮轴调节器(2)中。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述液压介质引导区段(8)以相对壳体固定的方式布置在所述致动器(7)上。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述液压介质引导区段(8)通过单个安置在所述致动器(7)上的引导板材(9)设计而成。
4.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述致动器(7)具有挺杆(10)，所述挺杆以能移动的方式在所述致动器(7)的支承单元(11)中引导，并且所述液压介质引导区段(8)是所述支承单元(11)的材料一体的组成部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述液压介质引导区段(8)具有环形的、在轴向方向朝所述凸轮轴调节器(2)取向的凸缘(12)，所述凸缘按如下方式布置，即，所述凸缘使从所述阀(5)逸出到所述凸轮轴调节器(2)的周围环境的液压介质流在轴向方向上朝所述凸轮轴调节器(2)转向。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，在所述凸轮轴调节器(2)的相对定子固定的区域(13)上安置有构造出空心室(14)的收集板材(15)，所述收集板材径向从外部在轴向方向上跨了一定间距地覆盖所述液压介质引导区段(8)。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述空心室(14)通过止回阀与在转子(4)和/或定子(3)中构造的储备部联接。
8.根据权利要求6或7所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，在所述空心室(14)中布置有使所述转子(4)相对于所述定子(3)在转动方向上预紧的复位弹簧(16)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述阀(5)是容纳在所述转子(4)的径向内部的中央阀。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的凸轮轴调节系统(1)，其特征在于，所述阀(5)设计为：在所述阀(5)的控制滑块(17)的第一位置中，使第一子腔在液压上朝周围环境敞开，并且在所述控制滑块(17)的第二位置中，使第二子腔在液压上朝周围环境敞开。
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