CN110439646A - 往复活塞式内燃机的可变气门机构 - Google Patents

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Abstract

一种往复活塞式内燃机的可变气门机构，其具有用于操纵一组能切换的臂状凸轮从动件的能移动的锁定装置的设备，沿气缸盖的纵向方向伸展的中央调节元件设置用于与锁定装置协同作用，从调节元件出发，每个凸轮从动件有一个横向于调节元件延伸的随动件用以在凸轮从动件中操纵锁定装置，在调节元件的一个端侧处，电磁致动器的衔铁为了所述调节元件的直线移动间接地进行作用，衔铁横向于调节元件延伸并且操纵与衔铁同轴线延伸的压杆，压杆以能纵向运动的方式在e致动器的壳体的容纳舱的容纳孔中受引导，压杆在其背离衔铁的端部上具有在容纳舱之内形成角传动机构的斜面，其与调节元件的贴靠面协同作用以使调节元件移动，其中，调节元件的随动件是片簧。

Description

往复活塞式内燃机的可变气门机构
技术领域
本发明涉及一种往复活塞式内燃机的可变气门机构，其具有用于操纵一组能切换的臂状凸轮从动件的能移动的锁定装置的设备，所述凸轮从动件布置在往复活塞式内燃机的气缸盖中，其中，沿气缸盖的纵向方向伸展的中央的调节元件设置用于与锁定装置协同作用，从调节元件出发，每个凸轮从动件有一个横向于调节元件延伸的随动件用以在凸轮从动件中操纵锁定装置，并且其中，在调节元件的一个端侧处，致动器的衔铁为了调节元件的直线移动至少间接地进行作用。
背景技术
类属的气门机构从JP 2004-108252 A、附图1、3中得知。构造为推送管的调节元件具有刚性地紧固在该气门机构上的、用于一组能切换的凸轮从动件的锁定装置的随动件。在推送管的侧向前置有在此通过以(77)标注的中间横向件来对推送管的端部起作用的气动的致动器。通过在推送管上的每个配属给随动件的弹簧来实现推送管的复位。
US 6,499,451 B1公开了对凸轮从动件的锁定装置的单独的操纵。在这种情况下，电磁致动器刚性地紧固在载体上，这些电磁致动器中的每一个电磁致动器都通过翻转机制对凸轮从动件的锁定装置进行作用。
从WO 2017/0604496 A1得知一种可变气门机构，该可变气门机构的中央的调节元件是转动杆，该转动杆具有在端侧齐平地前置的e转动执行器。对于每个锁定装置来说，转动杆都在凸轮从动件处具有处于该凸轮从动件上的转动指。
WO 2017/144706 A1在图10中示出了一种具有作为转动杆的调节元件的可变气门机构，能经由与该转动杆正交地设置的e执行器来扭转转动杆。在每个凸轮从动件的区段内都凸出地构键有翻转弹簧机制，经由在转动杆上的相应的凸轮来操纵该翻转弹簧机制。
发明内容
本发明的任务是提供一种比较简单的可变气门机构，该可变气门机构即使在狭小的气缸盖尺寸的情况下也能够良好地被建造而且该可变气门机构快速且可靠地进行切换。
按照本发明，该任务通过如下方式来解决：设置有电磁致动器，该电磁致动器以其衔铁横向于调节元件延伸，该衔铁操纵与该衔铁同轴线地伸展的压杆，该压杆以能纵向运动的方式在e致动器的壳体的容纳舱(Aufnahmedom)的容纳孔中受引导，该压杆在其与衔铁背离的端部上具有在容纳舱之内的属于角传动机构的斜面，该斜面与调节元件的作为角传动机构的另一组成部分的至少间接的贴靠面协同作用以使调节元件移动，并且其中，该调节元件的随动件是片簧。
因此，消除了上文描述的缺点。据此，往复活塞式内燃机配属有用于操纵一组能切换的臂状凸轮从动件的能移动的锁定装置的设备。
通过气门机构的按照本发明的构造方案，能够实现整体上节约结构空间的布置，其中，也能够平行地布置有两个推送板条，以便因此利用两个设备来操纵两组凸轮从动件。
按照本发明，e致动器与推送板条成直角或基本上成直角地布置在气缸盖或气缸盖罩之内，其中，衔铁经由沿轴向方向作用的角传动机构来操纵调节元件。衔铁的纵向运动经由角传动机构转换成调节元件的与之横向延伸的运动。在这种情况下令人惊讶的是：角传动机构安装在电磁致动器的壳体的容纳舱内并因此能够省去针对该角传动机构的单独的构造和布置。因此，推送板条直接布置在角传动机构之后。
相比较于说明书前序部分所列举的解决方案，按照本发明的气门机构需要明显较少的沿高度和横向方向的结构空间。
如按照权利要求所实施的那样，e致动器的衔铁操纵与之同轴线地延伸的压杆。压杆的另一个端部具有作为倾斜的平面起作用的斜面，该斜面优选以45°的角度延伸。在此，调节元件的至少间接的贴靠面能够同样具有斜面，该斜面的角度在这种情况下相应于压杆的斜面的角度。然而，通过改变两个斜面的接触角度，能够影响e致动器的行程路径与调节元件的调节路径之间的转化。
作为调节元件的随动件的所建议的柔韧的片簧具有节省结构空间的中间存储元件的功能，该中间存储元件基于调节元件的相应的锁定位置将各自的锁定装置在凸轮从动件中预紧，该锁定装置优选实施为锁定活塞。因为凸轮从动件基于内燃机的点火顺序而占据不同的位置，所以仅当锁定装置与副臂的设置用于锁定的随动件面齐平时，该锁定装置才通过预紧的片簧运动到其锁定位置。
在本发明的另一设计方案中规定：贴靠面由如球那样的滚动体来形成，该滚动体处于前置于调节元件的操纵活塞中，该操纵活塞在e致动器的壳体的容纳舱中横向延伸。当然，在运动学上反过来的范畴内也能够在压杆处支承有滚动体，而调节元件(至少间接地)或者操纵活塞具有相应的斜面。
在本发明的具体化中，压杆以其设有斜面的区段至少间接地嵌入到调节元件的凹部中，该凹部于e致动器中优选在预紧的操纵活塞上形成。借此实现了：压杆的外周面的与斜面背离的区域与凹部的内周面形成止挡。在此，凹部优选具有矩形的横截面，从而由圆料制成的压杆至少在斜面的区域中设有侧向截平部。由此，促成了防止操纵活塞相对于压杆扭转。
此外还规定：调节元件作为扁平的推送板条存在，设有滑座的承载板条用于引导该推送板条，该承载板条固定或能固定在气缸盖上。推送板条优选构造为相对薄壁的构件，由此得到在气缸盖上设置两个平行且彼此间直接相邻地延伸的推送板条的可能性，这两个推送板条与不同的两组凸轮从动件协同作用。
此外，弹性地支撑推送板条的复位弹簧应该从承载板条出发。承载板条优选与柱状的元件构成结构单元，其中，该结构单元经由这些柱状的元件与气缸盖拧紧。此外，推送板条在这些柱状的元件中以滑动的方式引导。最后一个柱状的元件能够容纳用作复位弹簧的压缩弹簧，该最后一个柱状的元件设置在承载板条的背离e致动器的端部上。
附图说明
为了进一步解释本发明，参考附图。其中：
图1作为立体图示出了按照本发明的用于操纵能移动的锁定装置的设备，该设备由e致动器和对能切换的摆式摇臂进行操纵的调节元件组成；
图2示出了按照图1使用的e致动器的纵剖面，连同从该e致动器以直角出发的、在第一切换位置的操纵活塞；
图3示出了按照图1使用的e致动器的纵剖面，连同从该e致动器以直角出发的、在第二切换位置的操纵活塞；
图4作为立体图示出了e致动器的压杆的端侧的部分区段以及在按照图2的位置中的与该压杆协同作用的操纵活塞；
图4a示出了图4的布置方案的截面图；
图5作为立体图示出了e致动器的压杆的端侧的部分区段以及在按照图3的位置中的与该压杆协同作用的操纵活塞；
图5a示出了图5的布置方案的截面图；
图6作为立体图示出了气缸盖的部分视图，连同布置在该气缸盖中的调节元件以及操纵活塞的部分区段；并且
图7示出能切换的摆式摇臂在其设有球窝和锁定栓的端部的区域中的部分视图的纵剖面。
具体实施方式
在图1中示出了内燃机的可变气门机构的设备1。设备1用于操纵能移动的锁定装置2、2a和2b，所述锁定装置设置用于对能切换的凸轮从动件3、3a和3b进行切换并构造为锁定活塞4、4a和4b。如随后将结合图6阐述的那样，设备1布置在往复活塞式内燃机的气缸盖上。在此，凸轮从动件3、3a和3b构造为能切换的摆式摇臂5、5a和5b，这些能切换的摆式摇臂设有凸轮滚子6、6a和6b并且能经由支撑元件7、7a和7b支撑在气缸盖上。摆式摇臂5、5a和5b分别由在支撑元件7、7a和7b处能枢转地引导的主臂8、8a和8b(在该图示中，基本上能看到分别于两侧固定在所述主臂上的空程弹簧)以及相对于主臂能枢转运动或能锁定的副臂9、9a和9b组成。当然，也能够以摆臂或翘板式摇臂来代替摆式摇臂5、5a和5b。
设备1具有e致动器10，利用该e致动器来实现对调节元件11的直线调节，该调节元件实施为扁平的推送板条12。替选于此，也能够设置两个e致动器，所述两个e致动器布置在共同的壳体中并且分别与一个推送板条协同作用，其中，每个推送板条都用于控制一组凸轮从动件的锁定装置。
如能从图1得知的那样，e致动器10和调节元件11彼此间成直角地取向。在此，如随后还进一步阐述的那样，e致动器10作用在推送板条12的弯折部48上。推送板条12经由柱状元件13、13a、13b和13c在承载板条14上受引导，其中，元件13、13a、13b和13c具有引导缝隙15并且用于将承载板条14固定在气缸盖上。实施为片簧16、16a和16b的随动件17、17a和17b与推送板条12连接，这些随动件横向于推送板条延伸并且在端侧作用在控制滑动件18、18a和18b上。这些控制滑动件18、18a和18b与锁定活塞4、4a和4b协同作用，其方式是：当推送板条12由e致动器10朝着在该推送板条上绘制的箭头的方向运动时，所述控制滑动件克服弹簧力地使锁定活塞运动到锁定位置中。推送板条12的复位通过压缩弹簧19促成，该压缩弹簧布置在元件13c之内。
在图2和图3中，以纵剖图示出了e致动器10，其中，该e致动器根据图2处在停用的、即未通电的状态下。在该状态下，如在图1中示出的那样，之前阐述的推送板条12通过压缩弹簧19如下程度地向回运动，即，使控制滑动件18、18a和18b不受随动件17、17a和17b的力的负荷，这导致副臂9、9a和9b与主臂8、8a和8b的解锁。与之相反地，通过按照图3通电的e致动器10的切换状态促成凸轮从动件3、3a和3b的锁定状态。在图2和图3中示出的e致动器10应该如同样在图1中示出的那样基本上与调节元件11成直角地布置。
随后，依据图2和图3来阐述e致动器10的结构和该e致动器的调节运动往调节元件11上的传递。据此，该e致动器由壳体20组成，该壳体在其一个端部处与容纳舱21连接。在壳体之内布置有线圈22、磁极铁芯23和衔铁24。衔铁24容纳衔铁杆25，该衔铁杆引导穿过磁极铁芯23。衔铁杆25的该引导穿过磁极铁芯23的端部以端侧26贴靠在压杆28的端面27上，其中，压杆28以能纵向运动的方式在容纳舱21的容纳孔29中引导。
压杆28的背离衔铁杆25的端部设有斜面30，该斜面与布置在容纳舱21的横向孔31中的操纵活塞32协同作用。操纵活塞32的贴靠面33(操纵活塞在该贴靠面处由斜面30来操纵)在这种情况下构造为球34，其中，操纵活塞32的球窝35容纳球34并将该球径向支承在周侧面的部分区段上。如在图1中示出的那样，操纵活塞32应该以背离贴靠面33或球34的端面36与构造为推送板条12的调节元件11协同作用。在此，压杆28和操纵活塞32的整个布置方案构成传递直线的调节运动的角传动机构37。
角传动机构37的其它细节从图4、4a、5和5a中得知。如能够从这些附图中得知的那样，压杆28的设有斜面30的端部应该具有两个侧向截平部，这两个侧向截平部中，在图4和5中只能看到其中一个截平部38。压杆28以该具有截平部38和斜面30的端部区段嵌入到设置在操纵活塞32中的细长的凹部39中，该凹部径向地穿过操纵活塞32。还能看出，球窝35应该能通过如下方式来制造，即，从操纵活塞32的端部设置与凹部39交叉的纵向孔40。
在图6中示出了在其它情况下未进一步示出的内燃机的气缸盖41的一部分。在此涉及气缸盖41的阀壳体42的部分视图，该阀壳体能通过未示出的阀盖来封闭。在此，能看到在阀壳体42中支承在轴承座43中的凸轮轴44的一部分，该凸轮轴在该示例中对于每个气缸单元来说都具有两个凸轮45和46。凸轮45和46布置在轴承座43右侧和左侧并且分别操纵构造为摆式摇臂5和5a的能切换的凸轮从动件3和3a，这随后还结合图7来描述。
在图1、2和3中示出的e致动器10的容纳舱21应该嵌入到该阀壳体中。在图6中，从该e致动器仅示出了操纵活塞32的一部分。e致动器10要么能够插入到将阀壳体42封闭的阀盖中并因此竖直延伸，要么能够固定在阀壳体的前侧壁47中，即基本上水平延伸，从而其装入方位横向于推送板条12的纵向伸展地延伸。如还从图6中得知的那样，构造为推送板条12的调节元件11在阀壳体42之内延伸，该调节元件的端部设有向下延伸的弯折部48。在这种情况下仅以区段方式示出的操纵活塞32作用在也在图1中示出的弯折部48上。此外，能看到从推送板条12出发的随动件17和17a。
根据图7，能切换的摆式摇臂5由副臂9和主臂8组成，所述副臂和主臂在一个端部处以铰接的方式彼此连接。在该端部处，能够经由主臂8来操纵换气阀。主臂8在图7中示出的端部设有球窝53，该主臂能够经由该球窝以能枢转的方式支撑在支撑元件7(参见图1)上。摆式摇臂5在与栓11对置的端部上具有锁定装置2，该锁定装置允许副臂9与主臂8锁定或者两个臂8和9的在运动上的分开。锁定装置2由经由压缩弹簧49来加负荷的、沿摆式摇臂的纵向方向延伸的锁定活塞4组成，锁定活塞在主臂8的壳体51中的孔50中以能移动的方式引导并能够以一个端部从下方嵌接副臂9的横梁52，即能够将该横梁紧固在主臂8上或者使该横梁相对于该主臂释放。如还可看出的那样，控制滑动件18与孔50交叉，其中，不仅锁定活塞4而且控制滑动件18都应该设有滑槽。协同作用的滑槽用于：使控制滑动件18的纵向运动促成锁定活塞4的纵向运动。替选于此，相应的臂状凸轮从动件也能够设有横向延伸的锁定活塞，从而能直接经由随动件来操纵该锁定活塞。
附图标记列表
1 设备
2 锁定装置
2a 锁定装置
2b 锁定装置
3 凸轮从动件
3a 凸轮从动件
3b 凸轮从动件
4 锁定活塞
4a 锁定活塞
4b 锁定活塞
5 能切换的摆式摇臂
5a 能切换的摆式摇臂
5b 能切换的摆式摇臂
6 凸轮滚子
6a 凸轮滚子
6b 凸轮滚子
7 支撑元件
7a 支撑元件
7b 支撑元件
8 主臂
8a 主臂
8b 主臂
9 副臂
9a 副臂
9b 副臂
10 e致动器、电磁致动器
11 调节元件
12 推送板条
13 柱状元件
13a 柱状元件
13b 柱状元件
13c 柱状元件
14 承载板条
15 引导缝隙
16 片簧
16a 片簧
16b 片簧
17 随动件
17a 随动件
17b 随动件
18 控制滑动件
18a 控制滑动件
18b 控制滑动件
19 压缩弹簧
20 10的壳体
21 10的容纳舱
22 10的线圈
23 10的磁极铁芯
24 10的衔铁
25 10的衔铁杆
26 25的端侧
27 28的端面
28 压杆
29 21的容纳孔
30 斜面
31 21的横向孔
32 操纵活塞
33 32的贴靠面
34 球
35 球窝
36 32的端面
37 轴向作用的角传动机构
38 28的截平部
39 32中的细长的凹部
40 纵向孔
41 气缸盖
42 阀壳体
43 轴承座
44 凸轮轴
45 凸轮
46 凸轮
47 42的前侧壁
48 12的弯折部
49 压缩弹簧
50 孔
51 壳体
52 9的横梁
53 5的球窝

Claims (6)

1.往复活塞式内燃机的可变气门机构，所述可变气门机构具有用于操纵一组能切换的臂状凸轮从动件(3、3a、3b)的能移动的锁定装置(2、2a、2b)的设备(1)，所述凸轮从动件布置在所述往复活塞式内燃机的气缸盖(41)中，其中，沿所述气缸盖(41)的纵向方向伸展的中央的调节元件(11)设置用于与所述锁定装置(2、2a、2b)协同作用，从所述调节元件出发，每个凸轮从动件(3、3a、3b)有一个横向于调节元件(11)延伸的随动件(17、17a、17b)用以在所述凸轮从动件中操纵所述锁定装置(2、2a、2b)，并且其中，在所述调节元件(11)的一个端侧处，致动器(10)的衔铁(24)为了所述调节元件的直线移动至少间接地进行作用，其特征在于，设置有电磁致动器(10)[e致动器]，所述电磁致动器以其衔铁(24)横向于调节元件(11)延伸，所述衔铁(24)操纵与所述衔铁同轴线地伸展的压杆(28)，所述压杆以能纵向运动的方式在所述e致动器(10)的壳体(20)的容纳舱(21)的容纳孔(29)中受引导，所述压杆(28)在其背离衔铁(24)的端部上具有在所述容纳舱(21)之内的属于角传动机构(37)的斜面(30)，所述斜面与所述调节元件(11)的作为所述角传动机构(37)的另一组成部分的至少间接的贴靠面(33)协同作用以使所述调节元件(11)移动，并且其中，所述调节元件(11)的随动件(17、17a、17b)是片簧(16、16a、16b)。
2.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述调节元件(11)的贴靠面(33)由球(34)形成，所述球处于在与所述调节元件(11)直接协同作用的操纵活塞(32)的球窝(35)中，所述操纵活塞布置在所述e致动器(10)的壳体(20)的容纳舱(21)的横向孔(31)中。
3.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述压杆(28)以其设有所述斜面(30)的端部嵌入到与所述调节元件(11)协同作用的操纵活塞(32)的凹部(39)中。
4.根据权利要求3所述的气门机构，其特征在于，所述凹部(39)具有矩形的横截面，并且由圆料形成的压杆(28)至少在所述斜面(30)的区域中具有侧向截平部(38)。
5.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述调节元件(11)是扁平的推送板条(12)，设有滑座的承载板条(14)用于引导所述推送板条，所述承载板条固定在气缸盖(41)上。
6.根据权利要求5所述的气门机构，其特征在于，弹性地支撑所述推送板条(12)的复位弹簧(19)从所述承载板条(14)出发。
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