CN109312646B - 一种气门驱动件 - Google Patents

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Abstract

内燃机的气门驱动件包括具有基轴(4)的凸轮轴(3)、安装在基轴上并包括三个凸轮凸角(7‑9)的凸角组(6)。两个致动器本体(11、12)与两个致动器销(13、14)相关联，每个致动器销连接到发动机的缸的气门(15、16)。凸角组沿基轴轴向可移位，以便每个致动器本体改变与其对准的凸轮凸角。中间凸轮凸角(8)具有使与其对准的致动器本体不受其影响的形状。在凸角组的第一位置中，第一致动器本体(11)与第一凸轮凸角(7)对准并由第一凸轮凸角撞击和移动，而另外的第二致动器本体(12)与中间凸轮凸角对准，并且在第二位置中，第二致动器本体(12)与第三凸轮凸角(9)对准并由第三凸轮凸角撞击和移动，并且第一致动器本体(11)与中间凸轮凸角(8)对准。

Description

一种气门驱动件
技术领域
本发明涉及内燃机的气门驱动件，包括具有以下的凸轮轴
·基轴，配置为围绕纵向轴线旋转，
·凸角组，安装在基轴上并包括至少两个不同形状的凸轮凸角，
·与两个致动器销相关联的两个致动器本体，其中，每个销连接到发动机的缸的气门，并且每个致动器本体配置成当由与其对准的所述凸轮凸角撞击并且由其在关闭位置和打开位置之间提升至少一个所述气门时，被移动，并且
·装置，其可控制用于沿着基轴轴向移位凸角组，以便对于每个致动器本体改变与其对准的凸轮凸角。
这种气门驱动件主要用于机动车辆中的内燃机，但是本发明不限于这种发动机的使用。当布置在机动车辆中，这种气门驱动件以及相应地本发明特别适用于重型轮式机动车辆，诸如货车或卡车和公共汽车，并且为此本发明将在下文中主要针对该使用领域进行讨论用于解释本发明，但是不以任何方式限制本发明。
在这种发动机中使用的燃料可以是任何可想到的类型，并且可以提及柴油和乙醇作为示例。
可能存在不同的原因来提供使这种气门驱动件的凸角组移位的可能性，以改变发动机的气门、排气门或进气门的控制。这些原因可能是最小化排放、提高效率、车辆速度控制、车辆制动等。
背景技术
在引言中限定的类型的气门驱动件，通过例如US2010/0251982A1已知。尽管气门驱动件可以很好地起作用，但是不至少在可靠性方面简化和改进这种气门驱动件的结构将是有益的。
发明内容
本发明的目的是提供一种引言所述类型的气门驱动件，其至少在某些方面相对于已知的这种气门驱动件得到改进。
根据本发明，该目的通过提供一种气门驱动件而获得，所述气门驱动件，包括凸轮轴，所述凸轮轴具有基轴，配置成围绕纵向轴线旋转，和凸角组，安装在基轴上并包括至少两个不同形状的凸轮凸角，所述气门驱动件还包括：两个致动器本体，与两个致动器销相关联，其中，每个销连接到发动机的缸的气门，并且每个致动器本体配置成当被与其对准的所述凸轮凸角撞击时移动，并且由此将至少一个所述气门在关闭和打开位置之间提升，和装置，其可控制用于沿着基轴轴向移位凸角组，以便对于每个致动器本体改变与其对准的凸轮凸角，其特征在于，凸角组包括三个凸轮凸角，其中，第二中间凸轮凸角的形状使得与其对准的致动器本体由此不受由于凸轮轴的旋转的影响，并且在于，该中间凸轮凸角对于两个致动器本体是公用的，并且装置被配置成使凸角组在第一位置和第二位置之间移位，在第一位置中，所述致动器本体中的第一致动器本体与第一凸轮凸角对准，并且通过凸轮轴的旋转由第一凸轮凸角撞击且移动，而另外的第二致动器本体与所述中间凸轮凸角对准，在第二位置中，第二致动器本体与第三凸轮凸角对准，并且通过凸轮轴的旋转由第三凸轮凸角撞击和移动，并且第一致动器本体与中间凸轮凸角对准。
通过气门驱动件的这种结构，可以通过将凸角组移位到所述第二位置，将具有在所述第一位置中的凸角组的气门致动改变为另一类型的气门致动，并且当改变所选择的类型时，可以在同一瞬间，通过将该类型的致动器本体与所述中间凸轮凸角对准，停用另一类型。此外，通过使中间凸轮凸角对于两个致动器本体是公用的，气门驱动件的构造将更简单、制造成本更低、并且需要比为每个致动器本体布置一个单独的“零凸轮凸角”更少的空间。
根据本发明的一个实施方式，所述第一致动器本体和第一凸轮凸角配置成协作以将至少一个阀提升至位于与所述阀的关闭位置相距一距离处的打开位置，该距离不同于第二致动器本体和第三凸轮凸角配置成的将阀提升到的打开位置与所述阀的关闭位置相距的另一距离。这意味着可以通过在第一和第二位置之间移动凸角组来控制设置有气门驱动件的缸的操作的改变，因为至少一个气门被提升的高度将由此改变。然而，当然也可以使凸轮凸角布置成使得通过改变要作用其上的致动器本体来改变用于提升气门的缸的操作循环中的位置。
根据本发明的另一实施方式，第一和第三凸轮凸角具有不同的形状，并且它们支承在相应的致动器本体上的表面具有距所述纵向轴线不同的最大距离。通过改变这些凸轮凸角中的哪一个是活动的，即使致动器本体与之对准，由凸轮凸角的这种不同的形状获得气门驱动件以及由此与之相关联的发动机的缸的修改的行为和操作将是可能的。
根据本发明的另一实施方式，所述第一致动器本体与两个致动器销都相关联，以便在与所述第一凸轮凸角对准时提升两个气门。因此，可以通过在凸角组的所述第一位置中提升两个气门，改变气门驱动件的操作，而通过使第二致动器本体与一个致动器销相关联，以便根据本发明的另一实施方式在与所述第三凸轮凸角对准时仅提升一个气门，而在凸角组的所述第二位置中仅提升一个气门。提升一个气门而不是两个气门的事实已经导致发动机的缸的不同操作，但是气门被提升的哪个高度以及气门提升在缸的操作循环中的哪个位置中也可能不同。
根据本发明的另一实施方式，致动器本体配置成提升内燃机的缸的排气门。在这种情况下有利的是，如在本发明的另一实施方式中所限定的，在该缸的压缩冲程中，第二致动器本体在凸角组的第二位置中，配置成被所述第三凸轮凸角撞击并移动靠近缸的活塞的上死点，以便用作压缩释放制动件。这构成了实现这种CRB的有利方式，其经常由液压系统通过向缸填充油来致动摇杆形式的致动器本体来实现。然而，同时停用排气门的常态提升以获得压缩释放制动件的最佳可能效率将是有益的，并且这通过当启动CRB时使第一致动器本体与中间凸轮凸角对准而获得。
根据本发明的另一实施方式，在该缸的排气冲程中，第二致动器本体在凸角组的第二位置中，配置成由所述第三凸轮凸角撞击并移动靠近所述缸的活塞的上死点，以便用作压缩释放制动件。由于通过第一致动器本体与中间凸角对准来停用在发动机常态燃烧期间气门的常态提升，因此以这种方式每次活塞到达上死点时，获得制动件压缩是可能的，使得尽管发动机的操作循环有四个冲程，但制动件将是两冲程制动件。
根据本发明的另一实施方式，构成上述实施方式的进一步发展，对于与压缩释放制动件相关联的第二致动器本体，关闭和打开位置之间的所述距离与对于第一致动器本体的该距离相比短。
根据本发明的另一实施方式，该装置配置成在发动机的常态燃烧期间，使凸角组移位以呈现所述第一位置，以便通过所述第一致动器本体获得两个气门的提升。因此，通过控制两个气门，在第一位置中可以获得用于推进车辆的发动机的优选操作。
根据本发明的另一实施方式，该装置配置成使凸角组移位以呈现所述第二位置，以便仅通过作用在所述第二致动器本体上的第三凸轮凸角提升第二气门，以便通过压缩释放制动件获得发动机的制动。在由压缩释放制动件制动时仅启动一个气门是有利的，因为与启动两个气门相比，这将导致传动系中的负载更低。
根据本发明的另一实施方式，致动器本体配置成提升内燃机的缸的进气门。然后，根据本发明的气门驱动件可以例如用于能够在发动机的某些类型的操作中改变缸中的气体流动。
根据本发明的另一实施方式，中间凸轮凸角的沿凸轮轴的轴向方向看的宽度允许两个致动器本体同时与其对准，并且所述装置是可控的，以使凸角组沿着基轴移位到所述第一和第二位置之间的第三中间位置，其中，两个致动器本体与所述中间凸轮凸角对准，使得它们以及由此两个气门从而不受由凸轮轴的旋转的影响。这种特性使得由于任何原因可以在需要时完全关闭发动机的缸。
本发明还涉及一种包括本发明的气门驱动件的内燃机和机动车辆。
从下面的描述中可以看出本发明的其他有利特征以及优点。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施方式的具体描述。
在图中：
图1和图2是示出根据本发明的实施方式的设置有气门驱动件的内燃机的各部件的示意图。
具体实施方式
现在将参照图1和图2公开根据本发明的实施方式在机动车辆2中的内燃机1的气门驱动件的结构和功能。该发动机具有具有基轴4的凸轮轴3，配置为围绕纵向轴线5旋转。设置有三个连续凸角7-9的凸角组6安装在基轴4上，并且在图1中由盒10示出装置10，其可控制用于使凸角组沿着基轴轴向移位，并且可以是任何可想到的类型，并且可以由车辆的驾驶员或基于所感测的某些参数的值的车辆的电子控制单元所控制。
气门驱动件还包括为气门摇杆形式的两个致动器本体11、12，其与两个致动器销13、14相关联，每个致动器销连接到气门15、16，这里假设为发动机1的缸17的排气门。
致动器本体11作用在压在两个气门销13、14上的气门桥18上，而第二致动器本体12通过桥18中的通孔19直接作用在气门销14上。这是可能的，因为气门销14位于分为两部分的气门远端处。
凸角组6通过所述装置可在两个位置之间转移，即第一位置，其中，第一致动器本体11与所述凸轮凸角中的第一凸轮凸角7对准，并且通过凸轮轴的旋转由凸轮凸角中的第一凸轮凸角撞击和移动(参见图2)，和第二位置，其中，第二致动器本体12与第三凸轮凸角9对准，并且通过凸轮轴的旋转由第三凸轮凸角撞击和移动。第二中间凸轮凸角8具有一形状，所述形状使得与其对准的致动器本体由此不受由凸轮轴的旋转的影响，并且该中间凸轮凸角对于两个致动器本体是公用的，使得第二致动器本体12将在图2所示的第一位置中与其对准，并且第一致动器本体11将与图1所示的第二位置中与其对准。
气门驱动件的功能如下。在为了推进车辆的内燃机的常态驱动以及由此机动车辆的常态驱动期间，凸角组6保持在图2所示的第一位置中，这意味着第一致动器本体与第一凸轮凸角7对准，以“提升”两个排气门15、16，用于将废气排出缸，从而最有效地推进车辆。“提升”如图所示，实际上是将气门15、16向下压入或推入到缸中，以便允许废气穿过气门。
在使用气门驱动件的压缩释放制动件的情况下，装置10被控制以使凸角组6移位到图1中所示的位置，即所述第二位置，其中，第二致动器本体12与第三凸轮凸角9对准，并且第一致动器本体11与中间凸轮凸角8对准。这意味着凸轮轴的旋转将仅影响气门16，并且凸轮凸角9优选地设计成与致动器本体12协作，使得在该缸的压缩冲程中，气门16将被压下入到缸中靠近缸的活塞的上死点，使得在缸中压缩的空气被释放，并且没有能量返回到发动机的曲轴。相反，能量被吸收，并且使曲轴旋转的扭矩将增加并且发动机制动。也可以设计第二致动器本体12和第三凸轮凸角9协作，以便使排气门16更早地打开，使得它可以在膨胀冲程期间打开，并且由此使过压从排气侧进入到缸中，使得排气门的这种较早的打开将然后导致在排气冲程期间更早地关闭气门，这导致在活塞的操作循环中的额外压缩冲程并且增加发动机的制动。
除了制动车辆之外，图1中所示的第二位置可以被选择用于获得更热的排气，以增加车辆的冷催化转化器的温度和效率，或者当在起伏的下坡路驾驶时辅助车辆巡航控制以保持车辆的恒定速度。
本发明当然不以任何方式限于上述实施方式，因为对于本领域技术人员而言，对其进行修改的许多可能性是明显的，而不必偏离所附权利要求中限定的本发明的范围。
由根据本发明的气门驱动件仅控制发动机的一个、一些或所有缸是可能的。

Claims (18)

1.一种内燃机(1)的气门驱动件，包括凸轮轴(3)，所述凸轮轴具有
·基轴(4)，配置成围绕纵向轴线(5)旋转，和
·凸角组(6)，安装在基轴上并包括至少两个不同形状的凸轮凸角，
所述气门驱动件还包括：
·两个致动器本体(11、12)，与两个致动器销(13、14)相关联，其中，每个销连接到发动机的缸(17)的气门(15、16)，并且每个致动器本体配置成当被与其对准的所述凸轮凸角撞击时移动，并且由此将至少一个所述气门在关闭和打开位置之间提升，和
·装置(10)，其可控制用于沿着基轴(4)轴向移位凸角组(6)，以便对于每个致动器本体改变与其对准的凸轮凸角，
其特征在于，凸角组包括三个凸轮凸角(7-9)，其中，第二中间凸轮凸角(8)的形状使得与其对准的致动器本体由此不受由于凸轮轴的旋转的影响，并且在于，该中间凸轮凸角(8)对于两个致动器本体(11、12)是公用的，并且装置(10)被配置成使凸角组(6)在第一位置和第二位置之间移位，在第一位置中，所述致动器本体中的第一致动器本体(11)与第一凸轮凸角(7)对准，并且通过凸轮轴的旋转由第一凸轮凸角撞击且移动，而另外的第二致动器本体(12)与所述中间凸轮凸角(8)对准，在第二位置中，第二致动器本体(12)与第三凸轮凸角(9)对准，并且通过凸轮轴(3)的旋转由第三凸轮凸角撞击和移动，并且第一致动器本体(11)与中间凸轮凸角(8)对准。
2.根据权利要求1所述的气门驱动件，其特征在于，所述第一致动器本体(11)和第一凸轮凸角(7)配置成协作以将至少一个气门(15、16)提升至位于与所述气门的关闭位置相距一距离处的打开位置，该距离不同于第二致动器本体(12)和第三凸轮凸角(9)配置成的将气门提升到的打开位置与所述气门的关闭位置相距的另一距离。
3.根据权利要求2所述的气门驱动件，其特征在于，第一凸轮凸角(7)和第三凸轮凸角(9)具有不同的形状，并且它们支承在相应的致动器本体上的表面具有距所述纵向轴线不同的最大距离。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气门驱动件，其特征在于，所述第一致动器本体(11)与两个致动器销(13、14)相关联，以便在与所述第一凸轮凸角(7)对准时提升两个气门(15、16)。
5.根据权利要求4所述的气门驱动件，其特征在于，所述第二致动器本体(12)与一个致动器销(14)相关联，以便在与所述第三凸轮凸角(9)对准时仅提升一个气门(16)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的气门驱动件，其特征在于，所述致动器本体(11、12)配置成提升内燃机的缸(17)的排气门(15、16)。
7.根据权利要求6所述的气门驱动件，其特征在于，在该缸的压缩冲程中，所述第二致动器本体(12)在所述凸角组的第二位置中，配置成由所述第三凸轮凸角(9)撞击和移动靠近缸的活塞的上死点，以便用作压缩释放制动件。
8.根据权利要求7所述的气门驱动件，其特征在于，所述第二致动器本体(12)与一个致动器销(14)相关联，以便在与所述第三凸轮凸角(9)对准时仅提升一个气门(16)，并且其中，也在该缸的排气冲程中，所述第二致动器本体(12)在所述凸角组的第二位置中，配置成由所述第三凸轮凸角(9)撞击和移动靠近缸的活塞的上死点，以便用作压缩释放制动件。
9.根据权利要求7或8所述的气门驱动件，其特征在于，所述第一致动器本体(11)和第一凸轮凸角(7)配置成协作以将至少一个气门(15、16)提升至位于与所述气门的关闭位置相距一距离处的打开位置，该距离不同于第二致动器本体(12)和第三凸轮凸角(9)配置成的将气门提升到的打开位置与所述气门的关闭位置相距的另一距离，并且其中，对于与压缩释放制动件相关联的第二致动器本体(12)，关闭和打开位置之间的距离与对于第一致动器本体(11)的该距离相比更短。
10.根据权利要求7所述的气门驱动件，其特征在于，所述第一致动器本体(11)与两个致动器销(13、14)相关联，以便在与所述第一凸轮凸角(7)对准时提升两个气门(15、16)，并且其中，装置(10)配置成在发动机的常态燃烧期间，使凸角组(6)移位以呈现所述第一位置，以便通过所述第一致动器本体(11)获得两个气门(15、16)的提升。
11.根据权利要求7或8所述的气门驱动件，其特征在于，所述第二致动器本体(12)与一个致动器销(14)相关联，以便在与所述第三凸轮凸角(9)对准时仅提升一个气门(16)，并且其中，所述装置(10)配置成使凸角组(6)移位以呈现所述第二位置，以便仅使通过第三凸轮凸角(9)作用在所述第二致动器本体(12)上来提升第二气门(16)，以便通过压缩释放制动件获得发动机的制动。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的气门驱动件，其特征在于，所述致动器本体(11、12)配置成提升内燃机的缸的进气门。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的气门驱动件，其特征在于，中间凸轮凸角(8)的沿凸轮轴(3)的轴向方向看的宽度允许两个致动器本体(11、12)同时与其对准，并且在于，所述装置(10)是可控的，以使凸角组沿着基轴移位到所述第一和第二位置之间的第三中间位置，其中，两个致动器本体与所述中间凸轮凸角对准，使得它们以及因此两个气门由此不受由凸轮轴的旋转的影响。
14.一种内燃机，其特征在于，它包括至少一个缸(17)，所述缸具有根据权利要求1-13中任一项所述的气门驱动件。
15.一种机动车辆，其特征在于，所述车辆具有设置有根据权利要求1-13中任一项的气门驱动件的内燃机(1)。
16.一种轮式机动车辆，其特征在于，所述轮式机动车辆具有设置有根据权利要求1-13中任一项的气门驱动件的内燃机(1)。
17.一种重型轮式机动车辆，其特征在于，所述重型轮式机动车辆具有设置有根据权利要求1-13中任一项的气门驱动件的内燃机(1)。
18.根据权利要求17所述的重型轮式机动车辆，其特征在于，所述重型轮式机动车辆为公共汽车或卡车。
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