CN110325721A - 用于在传动装置上施加保持力的压力装置和设置有这种装置的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力装置(10)，其用于在传动装置上施加保持力，所述传动装置可能会在发动机循环期间在发动机机体中横向移动，所述压力装置(10)包括：在腔室(22)中移动的活塞(21)，腔室(22)填充有流体并由护套(23)限定；止回阀，其在腔室与流体源之间，流体具有第一压力，止回阀使得可以将腔室的流体保持在不低于第一压力的压力下；以及至少一个校准泄漏开口，其用于保留在腔室中的流体。根据本发明，校准泄漏开口设置有止回阀，该止回阀被校准为高于第一压力的第二压力。本发明同样涉及一种设有这种压力装置的发动机。

Description

用于在传动装置上施加保持力的压力装置和设置有这种装置 的发动机

技术领域

本发明大致上涉及一种压力装置，该压力装置能够将保持力施加在可能在发动机机体中横向移动的传动装置上。它具有非常特殊的应用，以补偿可变压缩比发动机的移动部件之间可能存在的操作间隙。

背景技术

文献WO2016058724公开了这样的压力装置，其能够将保持力动态地调节到发动机机体中的传动装置的横向位移的瞬时速度。该文献回顾了在发动机循环期间，不同的现象以两种不同的模式引起传动系统的横向位移：

-第一种慢速运动模式，与部件的几何形状或实际位置之间的差异及其理想几何形状有关，这些差异可能与应力下的变形、制造公差、差动膨胀和磨损现象有关。这些运动的周期等于曲轴的一次旋转。

-第二种快速运动模式，主要由

对应于燃烧汽缸中混合物燃烧的峰值力产生的，

也是由移动传动装置的活动部件的惯性产生的。

通过将维持力调整到传动系统的运动速度，上述文献中提出的解决方案因此可以容忍第一模式的慢速运动，这是发动机正常运行所必需的；并有效地抵消可能违反发动机正常运行或降低其性能的第二模式的快速运动。

根据该文献中提出的特定实施方案，压力装置包括：活塞，其在填充有流体的腔室中操作；至少一个校准泄漏开口，其用于保留在腔室中的流体；流体源，其连接到腔室；以及流体源与腔室之间的止回阀，以便将腔室中的流体保持在不低于流体源压力的压力下。可以设置来自发动机的液压动力单元的泵以调节流体源的静压，并因此调节腔室中的流体的静压(即在没有对活塞施加力的情况下腔室内的压力)。

在一些情况下，为了对传动装置施加足够的保持力以防止其移动，可能有利的是，该静压相对较高，例如大约30巴。在上述文献中提出的解决方案使用液压回路泵，其麻烦、昂贵且耗能。

本发明旨在克服所述缺陷的全部或部分。特别地，本发明的目的是提供一种在传动装置上施加保持力的压力装置，该压力装置不需要液压泵来为装置提供相对高压的流体。

发明内容

为了实现这些目的之一，本发明的主题提出了一种压力装置，其用于在传动装置上施加保持力，所述传动装置可能会在发动机循环期间在发动机机体中横向移动，所述压力装置包括：

a.活塞，其在由护套限定的腔室中移动并且会被流体所填充；

b.止回阀，其在腔室与流体源之间，流体具有第一压力，并且止回阀使得可以向腔室供应流体并且将腔室的流体保持在不低于第一压力的压力下；

c.保留在腔室中的流体的至少一个校准泄漏开口。

根据本发明，校准泄漏开口设置有在高于第一压力的第二压力下校准的止回阀。

在另一方面，本发明的主题还提出了一种可变压缩比发动机，其具有可能在发动机循环期间在发动机机体中横向移动的传递装置，该发动机包括如前所述的至少一个压力装置。

根据本发明的其他有利和不受限制的特征，单独使用或以任何技术上可行的组合使用：

-第一压力范围为2巴至7巴；

-第二压力高于20巴；

-压力装置包括弹簧；

-传动装置，其包括：滚动引导装置，其支撑在发动机机体的壁上；传动元件，其与燃烧活塞成一体，传动元件一方面与滚动引导装置配合，另一方面与齿轮的第一侧配合；控制齿条，其与齿轮的第二侧配合，并且可能会在发动机机体的相对壁上纵向移动；连杆，其与齿轮配合并连接到发动机的曲轴；

-压力装置通过包括凸缘和螺栓的紧固装置固定地连接到发动机机体；

-通过凸缘连接到发动机机体的多个装置；

-凸缘包括歧管，所述歧管用于将润滑油从发动机带到腔室；

-歧管连接到发动机的润滑回路，并且润滑回路和/或压力装置设置有可以存在于该回路中的空气吹扫装置。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从随后参照附图的本发明的详细描述中得出，其中：

图1示出了用于补偿在可变压缩比发动机的情况下使用的发动机的功能间隙的装置的整体和示意性截面图；

-图2和图3分别示出了根据本发明的压力装置10的特定实施方案的分解图和剖视图。

具体实施方式

为了确保以下描述的简单性，相同的附图标记将用于在该方法的各种公开的实施方案中相同或执行相同功能的元件。

图1示出了用于补偿在可变压缩比发动机的情况下使用的发动机的功能间隙的装置的整体和示意性截面图。

在该图1中，发动机机体100包括至少一个汽缸110，燃烧活塞2在其中平移运动，使曲轴9通过传动装置1旋转。

传动装置1包括与燃烧活塞2一体的传动元件3，并且一方面与支撑在发动机机体100的壁上的滚动引导装置4配合，另一方面与齿轮5的第一侧配合。

传动元件3在其一个面上设置有第一大齿条，第一大齿条的齿与齿轮5的齿相配合。传动元件3还与该第一齿条相对地设置有另一个齿条，其小齿与滚动引导装置4的辊子40的齿相配合，与发动机机体100成一体。

齿轮5与连接到曲轴9的连杆6配合，以便进行运动的传递。

齿轮5在与传动元件3相对的第二侧上与控制齿条7配合，控制齿条7可沿着发动机机体100的相对壁纵向移动，并由包括控制汽缸的控制装置12控制，该控制汽缸的汽缸活塞在发动机机体100的汽缸112中被引导。

控制齿条7具有与齿轮5的齿配合的齿，并且可以具有与齿轮5的滚道配合的滚道。控制齿条7在其相对侧上还具有支撑表面76，在图1所示的特定构造中，在支撑表面76上施加用于保持与发动机机体100成一体的压力装置10的力。

图2和图3分别以分解图和剖视图示出了根据本发明的压力装置10的特定实施方案。压力装置包括活塞21，活塞21可在腔室22中移动，腔室22由例如圆柱形护套23限定。在操作中，腔室22填充有液压流体，并且第一衬垫24使得即使在其处于高压时也可以将流体保持在腔室22中。

作为选择，腔室22可设置有弹簧25，允许回复力施加到活塞21，特别是在流体补充和加压阶段期间。弹簧25还形成安全元件，使得可以在发动机的液压部件发生故障或泄漏的情况下保持压力装置10的均匀降级操作。有利地，弹簧25设置在腔室中，与活塞21的一侧接触。

活塞21、衬垫24、护套23和可能的弹簧24彼此连接，如图2所示。它们接合在发动机机体100中设置的开口中。护套23的凸缘毂23a允许组件保持抵靠发动机机体100的外表面。活塞的外表面定位成在控制齿条7的支撑表面76处与控制齿条7邻接抵靠。然后，压力装置10通过包括凸缘26和螺栓27的紧固装置固定地组装至发动机机体100。凸缘26设置有凹槽26a，凹槽26a可以容纳护套23的凸缘毂23a。第二衬垫28可以设置在凹槽中，以改善腔室在该连接处的密封。

如在图2中清楚地可见，单个凸缘26使得可以将多个压力装置10固定地定位在发动机机体100中。凸缘有利地由轻金属(例如铝)制成，以便限制发动机的重量。

为了向腔室22供应液压流体，液压流体被流体连接到流体源。源头的流体具有第一相对低的高压。

根据本发明的特别有利的实施方案，发动机润滑油用作液压流体。通常，发动机设置有可以使润滑油通过设置在发动机机体100中的管道循环的泵。其压力通常为2巴至7巴。管道在待润滑元件附近通向发动机机体100，所述待润滑元件包括：燃烧室和活塞、曲轴轴承、连杆-齿轮连接。

在该实施方案中，润滑油经由形成在凸缘26中的歧管以第一压力供应到压力装置10的腔室22中。设置在腔室22和歧管29之间的止回阀30使得可以向腔室22供应润滑油，并且可以将腔室22中的该油的压力保持在不低于第一压力的压力下。

返回到本发明的一般描述，并且如图3中示意性地所示，压力装置10还设置有校准泄漏开口31。如在所引用的现有技术文献中所描述的，该校准泄漏开口使施加到传动装置的保持力能够在其接触并且移动压力装置10的活塞21时被调节。

根据本发明，为了补偿液压流体源的相对低的压力，校准泄漏开口设置有止回阀，其在高于第一压力的第二压力下配衡。该第二压力可以是20巴至30巴的量级，或甚至高于30巴。

在操作中，液压流体在压力装置10的腔室22中具有等于第一压力的静压，即由流体源输送的压力。“静压”是指在没有施加到活塞外表面的任何力的情况下流体的压力。通过止回阀30确保该静压，只要腔室22中的压力低于源头的压力，止回阀30就允许流体流入到腔室22中。

当传动装置1在发动机机体100中移动并与活塞21接触以使其在腔室22中移动时，止回阀阻止流体从腔室22流到源头。然后，腔室22变得完全防水，特别是由于提供了衬垫24、28。液压流体的压力增加直到它超过止回阀31的设定压力，其可以是20巴或更高的量级。一旦流体超过该压力，校准泄漏开口(其不再被止回阀31阻挡)允许流体流出腔室22，并且提供压力装置10，具有如现有技术文献中所述的相同的操作和优点。

设置有止回阀31的校准泄漏开口可以置于凸缘26中，使得从其中逸出的流体可以流入到歧管中并允许其再循环。该布置已在图2a中示意性地表示。可选择地，孔口和止回阀31可以置于活塞21侧，以使用流动的流体来润滑活塞21和控制齿条7的接触表面。可选择地，孔口和止回阀31可以装配在护套23上。

无论选择何种位置，根据本发明的压力装置10在操作时不需要高压流体源来在腔室21中产生高压。这种构造使得可以使用通常具有几巴压力的润滑油来供应压力装置，并且仍然获得类似于现有装置(其可能需要使用高压流体源)的操作。

当然，本发明不限于所描述的实施方案，可以使用替代解决方案，而不脱离如权利要求中限定的本发明的范围。

因此，可以为压力装置供油回路或该装置本身提供吹扫装置，以排空该回路中存在的任何空气，特别是在发动机的第一次启动期间。

Claims (10)

1.一种压力装置(10)，其用于在传动装置(1)上施加保持力，所述传动装置(1)可能会在发动机循环期间在发动机机体(100)中横向移动，所述压力装置(10)包括：

a.活塞(21)，其在由护套(23)限定的腔室(22)中移动并且会被流体所填充；

b.止回阀(30)，其在腔室与流体源(29)之间，流体具有第一压力，所述止回阀(30)用于向腔室供应流体并将腔室流体保持在不低于第一压力的压力下；

c.保留在腔室中的流体的至少一个校准泄漏开口；所述装置的特征在于，所述校准泄漏开口设置有止回阀(31)，该止回阀(31)在高于第一压力的第二压力下校准。

2.根据前一权利要求所述的压力装置(10)，其中，所述第一压力范围为2巴至7巴。

3.根据权利要求之一所述的压力装置(10)，其中，所述第二压力高于20巴。

4.根据前述权利要求之一所述的压力装置(10)，包括弹簧。

5.一种可变压缩比发动机，包括传动装置(1)，所述传动装置(1)在发动机循环期间可能在发动机机体(100)中横向移动，所述发动机包括根据前述权利要求之一的至少一个压力装置(10)。

6.根据前一权利要求所述的可变压缩比发动机，其中，所述传动装置(1)包括：

a.滚动引导装置(4)，其支撑在发动机机体(100)的壁上；

b.传动元件(3)，其与燃烧活塞成一体，所述传动元件(3)一方面与滚动引导装置(4)配合，另一方面与齿轮(5)的第一侧配合；

c.控制齿条(7)，其与齿轮(5)的第二侧配合，并且所述控制齿条(7)可能会在发动机机体(100)的相对壁上纵向移动；

d.连杆(6)，其与齿轮(5)配合并连接到发动机的曲轴(9)。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的可变压缩比发动机，其中，所述压力装置通过包括凸缘(26)和螺栓(27)的紧固装置固定地连接到所述发动机机体(100)。

8.根据前一权利要求所述的可变压缩比发动机，其中，多个压力装置(10)通过凸缘(26)固定地连接到发动机机体(100)。

9.根据前述两项权利要求之一所述的可变压缩比发动机，其中，所述凸缘(26)包括用于将润滑油从发动机供应到腔室(22)的歧管。

10.根据前一权利要求所述的可变压缩比发动机，其中，所述歧管连接到发动机的润滑回路，并且其中所述润滑回路和/或所述压力装置(10)设置有用于吹扫存在于回路中的空气的装置。