CN110418875A - 用于内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构和操作内燃机中的换气气门的控制机构的方法 - Google Patents

用于内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构和操作内燃机中的换气气门的控制机构的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于换气气门(12)的控制机构(20)，该控制机构(20)适配在内燃活塞发动机(100)中的凸轮装置(18)和换气气门(12)之间，该控制机构包括：机械限制件(42)，该机械限制件被配置成在第一活塞单元(34)位于预定位置使防止第一活塞单元(34)在闭合气门的方向上移动；液压控制空间(36)；以及液压流体流动路径(48)，该液压流体流动路径通向液压控制空间(36)并且可连接到液压流体供应源(50)，该液压流体流动路径适于用液压流体填充液压控制空间(36)。本发明还涉及操作用于内燃活塞发动机(100)中的换气气门(12)的控制机构(20)的方法。

Description

用于内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构和操作内燃机 中的换气气门的控制机构的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构，该控制机构适配在凸轮装置和该换气气门之间。本发明还涉及操作内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构的方法。
背景技术
在内燃机中，燃料的燃烧发生在由汽缸、缸盖和发动机的活塞形成的受限空间中，产生直接用于提供机械动力的膨胀气体。在发动机的一个循环期间，受限空间中的气体被改变，以在汽缸中提供新鲜的可燃装料并且从汽缸排除废气。为此目的，发动机设置有一个或多个换气气门。换气气门的操作与活塞在汽缸中的位置同步。换气气门连接到气门开启机构，该气门开启机构使气门与活塞同步移动。气门开启机构可以是机械的、液压的、电子的或其组合。凸轮轴通常用于提供开启机构的致动。凸轮轴设置有凸轮表面，凸轮表面具有定义并引起气门开启机构的操作的凸轮轮廓。凸轮轮廓还可以用于提供附加功能，这些附加功能的示例可以在以下文献中找到。
WO2010012864A1公开了一种用于活塞发动机中的换气的控制机构，该控制机构适配在发动机的凸轮轴的凸轮装置和进气气门机构之间，该进气气门机构被布置成与发动机的汽缸相关联地打开和闭合进气气门。该控制机构包括主体部分，活塞装置可移动地布置在主体部分中，以与凸轮轴和气门机构形成力传递连接。凸轮装置包括凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有布置在凸轮轮廓的基圆下方的部分，凸轮轮廓的该部分被布置成控制通过进气气门的换气，以在闭合进气气门时提供延迟。
WO2012156573A1公开了用于发动机的每个汽缸的至少一个凸轮操作气门开启装置，该气门开启装置被布置成用来打开换气气门。该发动机还包括用于将额外含氧气体喷射到发动机的汽缸中的机构，该机构包括用于供应额外含氧气体的压力介质源、与每个汽缸连接的喷射阀、用于将压力介质源连接到喷射阀的装置和针对发动机的每个汽缸的用于控制喷射阀的操作的控制阀。每个控制阀被布置成由相应汽缸的换气凸轮操作。
WO2012156584A1公开了一种多缸活塞发动机，其包括：用于发动机的每个汽缸的至少一个凸轮操作气门开启装置，该气门开启装置被布置成打开换气气门；以及包括压力介质源的启动机构；用于将压力介质引入发动机的汽缸中的至少一个启动气门；用于将压力介质源连接到启动气门的装置；以及用于每个汽缸的控制阀，该控制阀设置有用于控制启动气门的操作的启动阀。每个控制阀均被布置成由相应汽缸的换气凸轮操作。
通过气门的打开和闭合正时和应该精确可控制的气门升程来控制换气。发动机的操作对换气性能的操作非常敏感。因此，应当最小化气门开启机构的力传递链中的任何空隙或间隙。存在与液压间隙调节或气门开启机构有关的多个解决方案，其中一些在下面提到。
文献JPH08284620A公开了一种插入内燃机的气门系统中的液压式间隙调节器。它设置有止回阀，当在压力室和储存室之间产生超过固定值的压力差时，止回阀允许油从储存室流到压力室。当压力室中的压力超过固定值时，单向阀打开。
文献EP0375742B1公开了一种发动机液压气门开启器，其包括：一对活塞，所述一对活塞在其间限定压力室；以及单独间隙调节活塞，其通过该对活塞中的一个活塞限定间隙调节室。单向阀结构允许流体从压力室流入间隙调节室，从而使间隙调节活塞移位，进而调节气门间隙。
尽管存在旨在改进换气气门的操作的解决方案，但是内燃机仍存在实现更精确的气门定时的问题。
本发明的目的是提供一种控制机构，通过该控制机构可以使用于致动换气气门的力传递系统中的空隙最小化。
发明内容
本发明的目的可以基本上如独立权利要求和描述本发明的不同实施方式的更多细节的其它权利要求中所公开的那样被满足。
根据本发明的一个实施方式，适配在内燃活塞发动机中的凸轮装置和换气气门之间的用于换气气门的控制机构包括：位于凸轮装置中的凸轮轮廓，该凸轮轮廓具有基圆和布置在该基圆的径向内侧和径向外侧的部分；凸轮从动单元，其适于在凸轮轮廓的控制下往复运动；第一活塞单元，其与凸轮从动单元力传递连接，并且被构造成将气门开启力从凸轮装置传递到换气气门以开启换气气门；液压控制空间，其布置在第一活塞单元和凸轮从动单元之间；以及机械限制件，其被构造成在第一活塞单元位于预定位置时防止第一活塞单元在闭合气门的方向上移动。限制件被定位成使得当凸轮从动件单元搁置在凸轮轮廓的基圆上时，在第一活塞单元和限制件之间存在预定距离。所述预定距离等于凸轮轮廓的位于基圆的径向内侧的部分与凸轮轮廓的所述基圆的最大径向偏差。该机构还包括通向液压控制空间并且可连接到液压流体供应源的液压流体流动路径，该液压流体流动路径适于用液压流体填充液压控制空间。
利用这种布置，可以在凸轮表面的每个循环上，即在每次气门开启之前，将气门力传递系统调节到几乎零空隙。
凸轮装置有利地是凸轮轴，该凸轮轴包括圆柱形杆或轴，该杆或轴延伸汽缸组的长度延伸，具有从该杆或轴突出的多个椭圆形凸角，每个换气气门或一对气门(如果期望的话)一个凸角。当凸轮凸角旋转时，凸轮凸角通过按压在气门或力传递系统上来迫使气门打开。
根据本发明的一个实施方式，液压流体流动路径设置有单向阀，该单向阀允许在朝向液压控制空间的方向上进行流动并且将液压流体保持在液压控制空间中。
根据本发明的一个实施方式，液压流体流动路径被布置成基于凸轮从动件单元关于所述机构的主体的位置而闭合或打开。有利地，凸轮从动件单元和主体中的液压流体流动路径的相应开口在凸轮从动件单元搁置在凸轮轮廓的位于凸轮轮廓的基圆的径向内侧的部分上时重合。凸轮从动件单元和主体中的液压流体流动路径的可接合配合开口分别通过凸轮从动件单元的移动而错位，并且流定路径被布置为闭合。
根据本发明的一个实施方式，液压控制空间和液压流体供应源之间的液压流体流动路径被构造成基于凸轮从动件单元的位置而打开和闭合。
根据本发明的一个实施方式，第一活塞单元通过一个或多个机械连杆与凸轮从动件力传递连接。第一活塞单元和凸轮从动件单元之间的一个或多个机械连杆的系统可简称为力传递系统。当液压控制空间未加压时，存在被布置到第一活塞单元和凸轮从动件单元之间的力传递系统的有意游隙。
根据本发明的一个实施方式，液压控制空间由被布置到凸轮从动件单元的汽缸孔和从第一活塞单元延伸到汽缸孔中的活塞部件形成。
根据本发明的另一个实施方式，液压控制空间由布置在第一活塞单元中的汽缸孔和从凸轮从动件单元延伸到汽缸孔中的活塞部件形成。
根据本发明的一个实施方式，第一活塞单元被配置成以液压方式将气门开启力传递到换气气门以开启换气气门。
根据本发明的一个实施方式，凸轮从动件单元被布置在发动机的缸体上，第一活塞单元被布置在发动机的缸盖上。
根据本发明的一个实施方式，第一活塞单元受弹簧影响，该弹簧的力比可从液压控制空间获得的液压力更强。
操作用于内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构的方法包括以下步骤：
在凸轮装置中布置凸轮轮廓并且使凸轮装置绕其纵轴旋转线，该凸轮轮廓具有基圆和布置在基圆的径向内侧的部分以及布置在基圆的径向外侧的部分；
将凸轮从动件单元布置成在所述凸轮轮廓的控制下往复运动，从而将所述凸轮装置的旋转运动转换成所述凸轮从动件单元的往复运动；
将第一活塞单元布置成与所述凸轮从动件单元进行力传递连接，以将气门开启力从所述凸轮装置传递到所述换气气门；
在所述第一活塞单元和所述凸轮从动件单元之间布置液压控制空间；
在所述凸轮从动件单元搁置在所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向外侧的部分上的同时，开启所述换气气门；
在所述凸轮从动件单元从所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向外侧的部分向回移位到所述基圆的同时，闭合所述换气气门；以及
在所述气门保持闭合的同时，
通过布置限制件防止所述第一活塞单元朝向所述凸轮从动件单元比预定距离更近地移动，所述限制件被定位成当所述凸轮从动件搁置在所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向内侧的部分上时使所述第一活塞单元抵靠所述限制件；
当所述凸轮从动件搁置在所述凸轮轮廓的位于所述凸轮轮廓的所述基圆的径向内侧的部分上时，将液压流体供应到所述液压控制空间中，使该液压流体填充并且加压所述液压控制空间；
在实现所述换气气门的开启的同时，将所述液压流体保持在所述液压控制空间中。
根据本发明的一个实施方式，通过将单向阀布置到所述液压控制空间和所述液压流体供应源之间的液压流体流动路径中将液压流体保持在所述液压控制空间中，从而允许在朝向所述液压控制空间的方向上进行流动。
根据本发明的一个实施方式，将液压流体保持在所述液压控制空间中，使得液压流体流动路径通过单向阀闭合，并且允许液压流体经由所述活塞部件和与所述控制空间接界的汽缸孔之间的间隙从所述液压控制空间逐渐排出。
根据本发明的一个实施方式，将液压流体保持在所述液压控制空间中，使得液压流体流动路径通过所述凸轮从动件单元和所述主体中的液压流体流动路径的配合开口由于它们的相对移动导致的错位而闭合。
在本专利申请中呈现的本发明的示例性实施方式不应被解释为对所附权利要求的应用构成限制。动词“包括”在本专利申请中用作开放式限制，这种开放性限制不排除存在还未记载的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可以相互自由组合。被认为是本发明的特征的新特征具体在所附权利要求中阐述。
附图说明
在下文中，将参考所附示例性示意图描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的实施方式的换气气门系统；
图2示出了根据本发明的另一实施方式的凸轮装置；
图3示出了根据本发明的另一实施方式的换气气门系统；
图4示出了根据本发明的一个实施方式的液压控制空间；以及
图5示出了根据本发明的另一实施方式的换气气门系统。
具体实施方式
图1和图2示意性地描绘了用于内燃活塞发动机100的换气气门系统10。换气气门系统10首先包括气门12，气门12被布置成与发动机100的缸盖102中的气体通道14连接(如图3所示)。换气气门12打开或闭合气体通道14和发动机100的燃烧室16之间的流动连接。通过发动机100中的气门控制机构20使气门克服偏置弹簧(未示出)移动，而使气门12移动(这种移动被称为开启)进入其打开方向。气门控制机构20包括主体24，具有中心轴线28的大致圆柱形空间26被布置在主体24中。即使这里未示出，气门控制机构20的不同部件也可以具有不同的直径。气门控制机构20包括或在功能上涉及凸轮装置18，凸轮装置18可旋转地布置在例如具有纵轴线18'的凸轮轴中。凸轮装置18在图2中被放大地示出。从图1和图2中可以看出，凸轮装置18具有基圆18.1，基圆18.1由恒定半径限定。凸轮轮廓设置有在基圆18.1的径向内侧(即基圆18.1下方)布置的部分18.4和在基圆18.1的径向外侧(即在基圆18.1上方)布置的部分18.3。凸轮轮廓是指凸轮装置18的横截面的轮廓。
凸轮装置18被构造成与发动机100的曲轴以同步方式旋转，并且因此也与发动机100的活塞的位置同步旋转。气门控制机构20还包括凸轮从动件单元22。凸轮从动件单元包括布置在主体的空间26中的主体部分30。凸轮从动件单元22的主体部分30具有与中心轴线28同轴的圆柱形引导表面32，该引导表面32被布置成靠着主体24的大致圆柱形空间26。凸轮从动件单元22还包括圆柱形辊23，该圆柱形辊23被布置成平行于凸轮装置的纵轴线18'旋转。当辊23跟随凸轮表面时，凸轮从动件单元22在凸轮轮廓的控制下往复运动。气门控制机构20包括第一活塞单元34，第一活塞单元34与凸轮从动件单元22进行力传递连接并且被构造成将气门开启力从凸轮装置18传递到换气气门12。因此，第一活塞单元34与换气气门12进行力传递连接52。换气气门12和第一活塞单元34之间的力传递连接52被布置成当凸轮从动件单元22处于凸轮从动件表面的在基圆18.1上或基圆18.1的径向外侧的部分18.3上(即，在基圆18.1上方)的部分的引导下时基本上没有任何游隙。力传递连接有利地通过使用基本上不可压缩的流体(例如发动机100的润滑油)的液压力传递系统来实现。液压力传递系统通过柄(stem)53与第一活塞单元34联接。
提供相应效果的另一种选择是换气气门12与第一活塞单元34的直接或单独机械集成。
第一活塞单元34和凸轮从动单元22通过布置在第一活塞单元34和凸轮从动件单元22之间的液压控制空间36连接，使得液压控制空间36属于力传递系统。液压控制空间36用于控制凸轮从动件单元22和第一活塞单元34之间的有效距离。该机构设置有诸如弹簧38之类的力装置，该弹簧38被构造成朝向凸轮从动件单元22推进(即，推动)第一活塞单元34。
这里，第一活塞单元34与凸轮从动件单元22布置在共同的圆柱形空间26中。如图1中的剖切部分所示，第一活塞单元34和凸轮从动件单元22可以布置到分开的主体24，但是通过一个或多个机械连杆40机械连接，机械连杆40可以简单地是推杆，如图1所示。
存在机械限制件42，该机械限制件42在第一活塞单元34和凸轮从动件单元22之间纵向地布置到第一活塞单元34的主体24。限制件42被构造成在主体24中的第一活塞单元34位于预定位置时防止和停止第一活塞单元34在将气门12闭合的方向上的移动。该方向对应于图1所示的配置中的朝向凸轮从动件单元22的方向，其中，限制件42使第一活塞单元34的移动停止在距凸轮装置预定距离处。限制件42被定位成使得当凸轮从动件单元22搁置在凸轮轮廓的在基圆18.1径向内侧的部分18.4上时，第一活塞单元34抵靠限制件42。该位置如图5所示。在图5中所示的位置中，还示出了形成在第一活塞单元34和柄53之间的预定间隙35。柄53属于换气气门12和第一活塞单元34之间的力传递连接52。柄53通过设置在柄53上的肩部或类似物抵靠在气门机构的主体24上。当凸轮从动件单元22搁置在凸轮轮廓的在基圆18.1径向内侧的部分18.4上时，弹簧38使第一活塞单元34抵靠限制件42移动，同时防止柄53朝向凸轮从动件单元22移动。因此，当凸轮从动件单元22从基圆18.1的支撑移动到布置在基圆18.1的径向内侧(即，在基圆18.1下方)的部分18.4的支撑并且第一活塞单元34跟随该移动时，形成第一活塞单元34和柄53之间的间隙35。诸如弹簧38之类的力装置使第一活塞单元34抵靠限制件42移动。在图1所示的情况下，凸轮从动件单元22搁置在凸轮轮廓的基圆18.1上，并且在该位置处，在限制件42和第一活塞单元34之间存在间隙37。限制件42可以是布置在圆形空间内的一个或多个凹口或径向延伸部，它们被设置成用于阻止第一活塞单元34的移动。限制件也可以通过改变用于主体24中的第一活塞单元34的圆形空间的直径来实现。
第一活塞单元34和凸轮从动件单元22经由布置在第一活塞单元34和凸轮从动件单元22之间的液压控制空间36彼此力传递连接。液压控制空间36用于控制凸轮从动件单元22和第一活塞单元34之间的有效距离，包括适配在凸轮从动件单元和活塞单元34之间的任何可能连杆40。液压空间36填充有液压流体。该机构设置有弹簧38，弹簧38被构造成提供大于液压控制空间能够提供的力的力。当液压流体是发动机的润滑油时，液压控制空间能够提供的力与润滑油的压力成比例。弹簧38在液压控制空间36的相反侧被布置在第一活塞单元后面。
液压控制空间36由凸轮从动件单元22中的汽缸孔46和第一活塞单元34中的被构造在汽缸孔46中的活塞部件44形成。换句话说，活塞部件44被布置成从第一活塞单元34延伸到汽缸孔46中。应该理解的是，连杆40被认为是第一活塞单元34的一部分。
液压控制空间36具有一容积，并且如图5所示，当凸轮从动件搁置在凸轮轮廓的位于凸轮轮廓的基圆之下或径向内侧的部分上时，第一活塞单元34抵靠限制件42。连杆40的长度使得当第一活塞单元抵靠限制件42并且凸轮从动件搁置在凸轮轮廓的位于凸轮轮廓的基圆18.1径向内侧的部分上时，在连杆40和凸轮从动件单元22之间存在游隙。当发动机运行时，液压流体被加压，并且液压控制空间36中的容积被加压流体填充，该加压流体消除了气门装置的力传递系统中的游隙。
气门控制机构包括液压流体流动路径48，该液压流体流动路径48通向液压控制空间36并且还可连接到液压流体供应源50。液压流体流动路径48适于利用可从液压流体供应源50获得的液压流体填充液压控制空间。液压流体流动路径被布置到凸轮从动件单元22，并且它可通过凸轮从动件单元22和凸轮从动件单元的主体24中的相应可接合开口50'、50”与液压流体供应源50连接。这样，液压控制空间36和液压流体供应源50之间的液压流体流动路径48被构造成基于凸轮从动件单元相对于其主体24的位置而打开和闭合。仅当凸轮从动件搁置在凸轮轮廓的在凸轮轮廓的基圆18.1径向内侧的部分上时，流体流动路径才打开。当流路径打开时，加压流体被供应到液压控制空间中。液压流体流动路径48设置有单向阀51，单向阀51被构造成允许流体仅在朝向液压控制空间36的方向上流动。这提供了在气门开启期间支持维持施加到液压控制空间36的液压流体的压力的效果。活塞部件和汽缸孔被构造成使得仅通过活塞部件44与同控制空间36接界的汽缸孔46之间的间隙从控制空间36发生液压流体的最小流动。间隙的尺寸使得主要是气体才可以通过间隙逸出。这提供了将任何气体(诸如空气)排出液压系统的效果。
因此，当发动机100运行时，凸轮装置绕其纵轴线18'旋转，这导致凸轮从动件单元22和第一活塞单元34、以及它们之间的一个或多个连杆40的前后移动。
由于第一活塞单元34通过连杆40与凸轮从动件单元22进行力传递连接，因此可以将气门开启力从凸轮装置传递到换气气门。当填充有加压液压流体(有利地是润滑油)时，液压空间参与换气气门和凸轮从动件单元之间的力传递系统，并且去除了否则将在连杆40、凸轮从动件单元和第一活塞单元之间的连接中存在的任何间隙。在凸轮从动件单元搁置在凸轮轮廓的位于基圆径向外侧的部分上时，换气气门打开(即，开启)，并且通过凸轮从动件单元从凸轮轮廓的位于基圆径向外侧的部分返回到基圆的移动而闭合。
当凸轮从动件搁置在凸轮轮廓的位于凸轮轮廓的基圆18.1径向内侧的部分上时，第一活塞单元和凸轮从动件单元之间的力传递系统被调节到零空隙。这通过将液压流体供应到液压控制空间中而使其填充并加压液压控制空间来进行，这消除了空隙。根据本发明的一个实施方式，液压流体的流路径由单向阀51闭合，这使得在换气气门实行开启的同时使液压流体保持在液压控制空间中。
通过将单向阀51布置在液压控制空间36和液压流体供应源50之间的液压流体流动路径48中而将液压流体保持在液压控制空间中。仅允许最少量的液压流体通过活塞部件和与控制空间36接界的汽缸孔之间的间隙从液压控制空间排出。
根据图5中所示的本发明的另一个实施方式，液压流体的流动路径供应在没有单向阀的情况下被闭合。这是通过使液压流体流动路径48中的开口50'、50”不对准或错位来实现的，这使得在实现换气气门开启的同时将液压流体保持在液压控制空间中。在这种情况下，凸轮从动件单元30和主体之间的游隙必须足够小以提供适当的操作。
这样，该机构起作用，使得在凸轮从动件搁置在凸轮轮廓的在凸轮轮廓的基圆18.1径向内侧的部分上的同时，液压控制空间36在每个循环都将力传递系统调节到几乎零空隙。这是通过以下方式实现的：限制件42被定位成使得当凸轮从动件单元22搁置在凸轮轮廓位于在基圆18.1的径向内侧的部分18.4上时第一活塞单元34抵靠限制件42，并且因为柄53的移动通过其肩部与主体24抵接而被防止，所以在柄53和第一活塞单元34之间形成相应间隙35。在柄53与第一活塞单元34之间形成的间隙35和在限制件42与第一活塞单元34之间形成的间隙37基本上具有相同的尺寸。这些间隙的尺寸也基本上等于从基圆18.1到在凸轮轮廓的位于基圆18.1径向内侧的部分18.4内的最小半径18.5的距离。根据本发明的一个实施方式，所述系统在第一活塞单元34和凸轮从动件单元22之间有意地设置了游隙，该游隙可以多达2mm，有利地为1mm-2mm。然后通过液压控制空间36补偿该游隙。在实践解决方案中，实际游隙取决于例如发动机的尺寸，但在具有推杆的大型发动机中，从凸轮轴到缸盖的公差链可能很长。通过本发明，当可以向力传递系统提供有意的机械游隙时，可以确保这种推杆不会太长。当液压控制空间未加压时，存在该游隙。当凸轮从动件单元22搁置在基圆18.1上时，第一活塞单元34中的相对表面34'与限制件42之间的距离(即间隙37)有利地等于从基圆18.1到凸轮轮廓的位于基圆18.1径向内侧的部分18.4内的最小半径18.5的距离。通过这种方式，公差链被减少到仅一个精确度量，该精确度量用于以精确和有效的方式调整系统。
图3示出了本发明的一个实施方式，其中，凸轮从动件单元22(以及凸轮轴)被布置在发动机100的缸体101上，并且第一活塞单元34被布置在发动机100的缸盖102上。在这种配置中，在中间提供力传递连接的机械连杆40比仅单个推杆更复杂，这增加了额外游隙的风险。因此，本发明在图3所示的配置中特别有利。机械连杆通常包括枢转杠杆臂以改变连杆的移动方向。同样，在该实施方式中，第一活塞单元34与换气气门12进行力传递连接52。换气气门12和第一活塞单元34之间的力传递连接52被布置成基本上没有任何游隙。该力传递连接有利地通过使用基本上不可压缩的流体(诸如发动机100的润滑油)的液压力传递系统来实现。另一种选择是将气门12与第一活塞单元34直接集成。在该实施方式中，液压控制空间36以与图1的实施方式类似的方式操作，以用于去除第一活塞单元34和凸轮从动件单元22之间的连杆40中的游隙。
在图4中示出了液压控制空间36的实施方式，该液压控制空间36由布置在连杆40的连接到第一活塞单元的端部处的汽缸孔46和凸轮从动件单元22中的活塞部件44形成。因此，活塞部件从凸轮从动件单元22延伸到汽缸孔46中。该操作基本上类似于其它图中所示的操作。
虽然本文已经通过结合目前被认为是最优选实施方式的示例的方式描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是旨在涵盖本发明的特征的各种组合或修改以及包括在如所附权利要求限定的本发明范围内的若干其它应用。当这种组合在技术上可行时，结合上述任何实施方式提及的细节可以与另一实施方式结合使用。

Claims (14)

1.一种用于换气气门(12)的控制机构(20)，所述控制机构(20)适配在内燃活塞发动机(100)中的凸轮装置(18)和所述换气气门(12)之间，所述控制机构(20)包括：
-所述凸轮装置(18)中的凸轮轮廓，所述凸轮轮廓具有基圆(18.1)以及布置在所述基圆的径向内侧的部分(18.4)和布置在所述基圆的径向外侧的部分(18.3)；
-凸轮从动件单元(22)，所述凸轮从动单元(22)适于在所述凸轮轮廓的控制下往复运动；
-第一活塞单元(34)，所述第一活塞单元(34)与所述凸轮从动件单元(22)力传递连接，并且所述第一活塞单元(34)被构造成将气门开启力从所述凸轮装置(18)传递到所述换气气门(12)以开启所述换气气门(12)；
-液压控制空间(36)，所述液压控制空间(36)布置在所述第一活塞单元(34)和所述凸轮从动件单元(22)之间，
其特征在于，
-机械限制件(42)，所述机械限制件(42)被构造成在所述第一活塞单元(34)位于预定位置时防止所述第一活塞单元(34)沿着闭合所述气门的方向移动，当所述凸轮从动件单元(22)搁置在所述凸轮轮廓的所述基圆上时，所述机械限制件(42)位于距所述第一活塞单元(34)预定距离的位置处，所述预定距离等于所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向内侧的部分(18.4)与所述凸轮轮廓的所述基圆的最大径向偏差；
-液压流体流动路径(48)，所述液压流体流动路径(48)通向所述液压控制空间(36)并且能连接到液压流体供应源(50)，所述液压流体流动路径(48)适于用所述液压流体填充所述液压控制空间(36)。
2.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述液压流体流动路径(48)设置有单向阀(51)，所述单向阀(51)允许在朝向所述液压控制空间(36)的方向上进行流动。
3.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述液压控制空间(36)和所述液压流体供应源(50)之间的所述液压流体流动路径(48)被构造成基于所述凸轮从动件单元(22)的位置而打开和闭合。
4.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述第一活塞单元(34)通过一个或多个机械连杆(40)与所述凸轮从动件进行力传递连接。
5.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，当所述液压控制空间没被加压时，给所述第一活塞单元(34)和所述凸轮从动单元(22)之间的力传递系统布置有意的游隙。
6.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述液压控制空间(36)由被布置到所述凸轮从动件单元(22)的汽缸孔(46)和从所述第一活塞单元(34)延伸到所述汽缸孔(46)中的活塞部件(44)形成。
7.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述液压控制空间(36)由所述第一活塞单元(34)中的汽缸孔(46)和从所述凸轮从动件单元(22)延伸到所述汽缸孔(46)中的活塞部件(44)形成。
8.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述第一活塞单元(34)被构造成以液压方式将气门开启力传递到所述换气气门(12)以开启所述换气气门(12)。
9.根据权利要求1所述的用于换气气门(12)的控制机构(20)，其特征在于，所述凸轮从动件单元(22)被布置到所述发动机(100)的缸体上，并且所述第一活塞单元(34)被布置到所述发动机(100)的缸盖(10)上。
10.根据权利要求1所述的控制机构(20)，其特征在于，所述第一活塞单元(34)受弹簧(38)影响，所述弹簧(38)的力比能从所述液压控制空间(36)获得的液压力更强。
11.一种操作用于内燃活塞发动机(100)中的换气气门(12)的控制机构(20)的方法，所述方法包括以下步骤：
a.在凸轮装置(18)中布置凸轮轮廓并且使所述凸轮装置(18)绕其纵轴线(18')旋转，所述凸轮轮廓具有基圆(18.1)以及布置在所述基圆(18.1)的径向内侧的部分(18.4)和布置在所述基圆(18.1)的径向外侧的部分(18.3)；
b.将凸轮从动件单元(22)布置成在所述凸轮轮廓的控制下往复运动，从而将所述凸轮装置(18)的旋转运动转换成所述凸轮从动件单元(22)的往复运动；
c.将第一活塞单元(34)布置成与所述凸轮从动件单元(22)进行力传递连接，以将气门开启力从所述凸轮装置(18)传递到所述换气气门(12)；
d.在所述第一活塞单元(34)和所述凸轮从动件单元(22)之间布置液压控制空间(36)；
e.在所述凸轮从动件单元(22)搁置在所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向外侧的部分(18.3)上的同时，开启所述换气气门(12)；
f.在所述凸轮从动件单元(22)从所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向外侧的部分(18.3)向回移位到所述基圆的同时，闭合所述换气气门(12)，
其特征在于，在所述气门保持闭合的同时，
g.通过布置限制件(42)，防止所述第一活塞单元(34)朝向所述凸轮从动件单元(22)比预定距离更近地移动，所述限制件(42)被定位成当所述凸轮从动件搁置在所述凸轮轮廓的位于所述基圆的径向内侧的部分(18.4)上时使所述第一活塞单元(34)抵靠所述限制件(42)；
h.当所述凸轮从动件搁置在所述凸轮轮廓的位于所述凸轮轮廓的所述基圆的径向内侧的部分(18.4)上时，将液压流体供应到所述液压控制空间(36)中，使该液压流体填充并且加压所述液压控制空间(36)；
i.在实现所述换气气门(12)的开启的同时，将所述液压流体保持在所述液压控制空间(36)中。
12.根据权利要求10所述的在用于换气气门(12)的控制机构(20)中操作的方法，其特征在于，通过将单向阀(51)布置到所述液压控制空间(36)和所述液压流体供应源(50)之间的液压流体流动路径(48)中将液压流体保持在所述液压控制空间(36)中，从而允许在朝向所述液压控制空间(36)的方向上进行流动。
13.根据权利要求10所述的在用于换气气门(12)的控制机构(20)中操作的方法，其特征在于，将液压流体保持在所述液压控制空间(36)中，使得液压流体流动路径(48)通过单向阀(51)闭合，并且允许液压流体经由所述活塞部件(44)和与所述控制空间(36)接界的汽缸孔(46)之间的间隙从所述液压控制空间(36)逐渐排出。
14.根据权利要求10所述的在用于换气气门(12)的控制机构(20)中操作的方法，其特征在于，将液压流体保持在所述液压控制空间(36)中，使得液压流体流动路径(48)通过所述凸轮从动件单元和所述主体中的液压流体流动路径的配合开口由于它们的相对移动导致的错位而闭合。
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