CN110678629A - 液压凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压凸轮轴调节器(1)，其具有定子(2)和能以相对于定子(2)沿共同的中心轴线(11)运动的方式居中布置的转子(3)、中央阀(4)、执行器(5)以及集油钟形件(8)，通过中央阀控制液压凸轮轴调节器(1)的工作腔(6、7)的供油，通过执行器能改变中央阀(4)相对于转子(3)的位置，集油钟形件用于收集从中央阀(4)溢出的液压油(12)，其中，在中央阀(4)和/或执行器(5)上构造有突出部(9、23)，突出部阻止在轴向方向上从定子(2)或从与定子(2)连接的盖(10)溢出的液压油(12)在径向方向上排出到周围环境中，其中，突出部(9、23)收集液压油(12)并将其导引到集油钟形件(8)中。

Description

液压凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的液压凸轮轴调节器。
背景技术
内燃机中使用液压凸轮轴调节器，以使内燃机的进气阀和排气阀的配气控制时间匹配于内燃机负载状态并因而提高内燃机效率。根据现有技术已知液压凸轮轴调节器，它们按照叶轮原理工作。液压凸轮轴调节器在其基本结构中通常具有能由内燃机曲轴驱动的定子和能以抗相对转动的方式与内燃机凸轮轴连接的转子。在定子与转子之间设置有环形空间，其通过抗相对转动地与定子连接的、径向向内突起的凸出部被划分为大量工作腔，它们分别通过径向向外伸出超过转子的叶片被划分为两个压力腔。视向压力腔施加压力介质而定，转子相对于定子并且进而凸轮轴相对于曲轴也朝向“提前”或“延迟”方向调节。通过压力腔的相应液压压力施加可以改变转子相对于定子的位置，因而调整内燃机阀门的控制时间。
由DE 10 2012 201 558 A1已知具有容积存储器的液压凸轮轴调节器，液压凸轮轴调节器的工作腔在压力不足情况下供应来自容积存储器的液压油。在此，在容积存储器上设置输出端，其朝向定子和转子的旋转轴线的方向指向。由此，如果容积存储器被填充，则液压油可以从容积存储器中再次流出。因而阻止在容积存储器内建立压力。
由DE 10 2012 201 551 A1已知具有容积存储器的液压凸轮轴调节器，其中，容积存储器被填充压力介质，该压力介质直接由液压凸轮轴调节器的压力接口提供。在此，在液压凸轮轴调节器的中央阀上设置开口，通过该开口将至少部分量的压力介质从压力介质输送部导引到容积存储器。
DE 10 2013 212 935 A1公开了一种液压凸轮轴调节器，其中，密封环布置在用于操作液压凸轮轴调节器的中央阀的磁体与钟形件之间。在此，在液压凸轮轴调节器与调节执行器之间构造有能通过液压凸轮轴调节器的中央阀填充的压力介质分配室，其通过在凸轮轴调节器与调节执行器之间的密封件朝向周围环境密闭，其中，在液压凸轮轴调节器的定子的盖与调节执行器的壳体之间的密封件被夹紧。然而这种解决方案的缺点在于，密封件造成附加的摩擦，由此给液压凸轮轴调节器的调节造成困难，此外在液压凸轮轴调节器的使用期间可能出现磨损，其会导致液压凸轮轴调节器的不密封性，由此可能限制功能性以及尤其是调节速度。
发明内容
本发明任务在于，如下改进具有油存储器的液压凸轮轴调节器，即，收集从中央阀溢出的油并将其输送给液压凸轮轴调节器的油循环，其中，克服根据现有技术已知的缺点，并且尤其应当将摩擦降至最低。
根据本发明，该任务通过一种液压凸轮轴调节器解决，其具有定子和以能相对于定子沿共同的中心轴线运动的方式居中布置的转子、中央阀、执行器以及集油钟形件，通过中央阀控制液压凸轮轴调节器的工作腔的供油，通过执行器能改变中央阀相对于转子的位置，集油钟形件用于收集从中央阀溢出的液压油，其中，在中央阀和/或执行器上构造有突出部，突出部阻止在轴向方向上从定子或从与定子连接的盖溢出的液压油在径向方向上排出到周围环境中，其中，突出部收集液压油并将其导引到集油钟形件中。在此，周围环境尤其理解为液压凸轮轴调节器的油循环，尤其是发动机油循环。通过突出部可以收集在中央阀的磁体壳体上溢出的液压油并且将其输送给集油钟形件。由此，给液压凸轮轴调节器供油的泵不必运送很多液压油，由此可以改进效率。在此，无需附加的受磨削的密封元件，它们提高摩擦并因而要求更高的调节力和调节力矩。此外，所建议的非接触式密闭导致的是，向集油钟形件的油输送是无磨损的。在此，突出部应当尽量尖锐边缘地实施，借此油从圆柱形表面在尖锐边缘处尽量完全流动到集油钟形件中并且不沿突出部缓缓流动。突出部优选构造在液压凸轮轴调节器的金属部件上，然而也可以备选地被构造成单独的部件。
通过在从属权利要求中所列的特征可以有利地改进和进一步发展在独立权利要求中所说明的液压凸轮轴调节器。
在液压凸轮轴调节器的一个优选实施方案中规定，在集油钟形件上构造有边板，边板从集油钟形件的漏斗形状大致径向朝向突出部的方向延伸。通过边板可以缩小集油钟形件与突出部之间的间隙，由此将液压油排放至周围环境中的危险降至最低。因而，可以收集更大分量的从定子，尤其从盖与中央阀的中央阀壳体之间的间隙，在轴向方向溢出的液压油。
在本发明另一改进方案中规定，突出部构造在用于操作中央阀的执行器的壳体上，该突出部在轴向方向上伸出超过执行器的面对定子的端侧。由此，突出部可以简单方式和方法整合到现有部件中，由此液压凸轮轴调节器的剩余部件可以保持不变。借此可以廉价转化所建议的解决方案。
备选地，以有利方式规定，突出部构造在执行器的引导元件上，用于移动中央阀的操作元件在引导元件内引导。在此，同样可以收集轴向从定子的盖溢出的液压油，从而溢出的液压油可以再次输送至集油钟形件并因而输送至液压凸轮轴调节器的容积存储器。
在液压凸轮轴调节器的另一有利改进方案中规定，中央阀在轴向方向上伸出超过定子的面对执行器的端侧或与定子连接的盖的面对执行器的端侧。备选或附加地，相应的突出部也可以构造在中央阀上，尤其构造在中央阀的壳体上，以限制液压油溢出进入周围环境中。
在此优选的是，执行器的部件上的突出部与中央阀的突出部构成迷宫式密封件。通过多个彼此啮合的突出部构成迷宫式密封件，其收集大部分的、从定子或定子盖溢出的液压油。由此可以再次降低液压凸轮轴调节器的液压油互换，借此可以进一步提高内燃机效率。
在此特别优选的是，迷宫式密封件通入液压凸轮轴调节器的集油钟形件中。由此，可以以简单的方式和方法再次将液压油输送至液压凸轮轴调节器的储存器容积，由此将已收集的液压油有针对性地导引到对于调节液压凸轮轴调节器起作用的区域内。
在本发明的另一改进方案中规定，在突出部上构造有至少一个集油槽。由此可以进一步降低在轴向方向上溢出的液压油的缓缓流动并且进一步增大通过集油钟形件返回的液压油量。
在此优选的是，集油槽构造在具有突出部的中央阀或执行器部件的背离中心轴线的侧表面上。背离中心轴线的侧表面位于迷宫式密封件下游，从而在此仅收集相对较少的那些尽管存在迷宫式密封件仍未输送至集油钟形件的液压油。通过集油槽，油流在轴向方向上被阻碍和缓行，从而旋转导致液压油的增强喷射量在径向方向上导集至油钟形件中。由此进一步提高返回的液压油的量。
在此特别优选的是，集油槽螺旋形延伸，其中，在集油槽内收集的油朝向集油钟形件的方向运送。通过螺旋形沟槽可以构造有输送流，其有针对性地在轴向方向上向内朝向集油钟形件的方向运送液压油。由此，可以进一步减少溢出的液压油的量。
在本申请中所述的本发明的各种实施方案，只要没有另行说明，都能以优点而彼此组合。
附图说明
以下结合优选实施方案参照附图阐述本发明。相同部件或具有相同功能的部件在此采用相同附图标记。其中：
图1示出具有油存储器的液压凸轮轴调节器的定子以及转子；
图2示出根据现有技术已知的液压凸轮轴调节器的视图，其中，用于给液压凸轮轴调节器的工作腔供油的中央阀能借助磁执行器移动；
图3以局剖图示出根据本发明的液压凸轮轴调节器的第一实施例；
图4以局剖图示出根据本发明的液压凸轮轴调节器的另一实施例；
图5以局剖图示出根据本发明的液压凸轮轴调节器的另一实施例；
图6以三维图示出根据本发明的磁执行器，其用于操作根据本发明的液压凸轮轴调节器的中央阀；
图7以三维图示出根据本发明的液压凸轮轴调节器，其中，执行器已取下；
图8以三维图示出根据本发明的液压凸轮轴调节器的中央阀。
具体实施方案
图1示出用于调节内燃机的配气控制时间的液压凸轮轴调节器1。液压凸轮轴调节器1具有定子2和转子3。在此，转子3和定子2围绕共同的中心轴线11居中布置。转子3具有中央开口27，其内布置有中央阀4，中央阀用于液压控制液压凸轮轴调节器1的工作腔6、7。在定子2和/或转子3内构造有通道37、38，用于将液压油12输送或导出到工作腔6、7中。在定子2与转子3之间构造有环形空间40。定子2在径向方向上具有向内突出的隔片25，它们限定液压凸轮轴调节器1的各个压力室。在转子3上在径向方向上构造有向外突出的叶片26，它们将各个压力室分为第一工作腔6和朝向反方向起作用的第二工作腔7。密封元件30布置在叶片26的尖端上，密封元件禁止液压油从第一工作腔6溢流进入第二工作腔7。在定子2上构造有驱动器齿部36，利用驱动器齿部，定子2能通过齿形皮带或控制链与内燃机曲轴连接。在转子3上构造有储存器容积24，在储存器容积内可以预先储存部分量的液压油12。储存器容积24通过供给通道37与中央开口27连接，从而通过装入到中央开口27中的中央阀4可以实现向储存器容积24的液压油输送。在叶片26上还可以布置有止回阀39，利用止回阀，相应的工作腔6、7在液压油12供应不足情况下以及由此产生负压时可以从储存器容积24供应液压油12。
图2已知根据现有技术已知的液压凸轮轴调节器1，其具有定子2和转子3。转子3以能围绕共同的中心轴线11转动的方式支承在定子2内并且可以通过工作腔6、7的相应的压力施加而相对于定子2旋转。在定子2上构造有驱动器齿部36，液压凸轮轴调节器1通过驱动器齿部驱动并且与内燃机曲轴同步转动。转子3具有储存器容积24。液压凸轮轴调节器1的液压油输送通过能在轴向方向通过执行器5移动的中央阀4来实现。转子3与凸轮轴31连接，其中，通过转子3相对于定子2的旋转可以调整内燃机阀的打开时间。中央阀4具有阀体41，在其上构造有多个供给通道37、38，用于给不同工作腔6、7供给。中央阀4通过阀弹簧33和阀球34以能在转子3的中央开口27内移动的方式受支承，其中，该移动通过执行器5的操作元件18来实现。在转子3和中央阀4上还构造有进入孔32、35，通过进入孔实现的是，通过压力介质泵P将液压油12从罐T供给至液压凸轮轴调节器1。
图3示出根据本发明的液压凸轮轴调节器1。液压凸轮轴调节器1在其定子2或其转子3内具有储存器容积24，来自其中，工作腔6、7在供给不足情况下还附加通过压力介质泵P供给液压油12，以避免空气进入工作腔6、7。定子2在其面对执行器5的端侧19通过盖10部分封闭。在盖10上构造有集油钟形件8，其收集来自盖的在轴向方向上沿中心轴线11溢出的液压油12并且将其输送至液压凸轮轴调节器1的储存器容积24。执行器5包括壳体15、引导元件17和操作元件18。在引导元件17上构造有在轴向方向上伸出超过执行器5的面对定子2的端侧16的突出部9，其在径向方向上通过定子2的端侧19包围中央阀4的突出部23，从而在中央阀4的突出部23与执行器5的引导元件17上的突出部之间构成迷宫式密封件20。在引导元件17的径向外侧表面22上构造有集油槽21，以便收集液压油12，液压油通过迷宫式密封件20朝向集油钟形件8的方向返回。在此，集油槽21构造在突出部9的面对盖10的端部区段内，从而在集油槽21内容纳的液压油12通过离心力在液压凸轮轴调节器1旋转时喷入集油钟形件8。集油槽21在此优选被构造成执行器5的引导元件17上的半敞开式的环绕的沟槽、凹槽或者径向环绕的隆起。集油槽21在此应当尽量锐角地实施，由此液压油12从大致圆柱形表面在尖锐边缘尽量完全在径向方向上被抖入集油钟形件8。集油槽21可以是非切削的，例如通过改型或通过切削加工而开设在引导元件17内。如果引导元件17在初始成型过程中，例如通过烧结、铸造或注塑成型过程制造，则集油槽也可以在该初始成型过程中已经开设在引导元件17内。
图4示出根据本发明的液压凸轮轴调节器1的另一实施例。在结构大致与图3相同情况下，然而突出部9在该实施例中不是构造在执行器的引导元件17上，而是构造在执行器5的壳体15上。此外，集油槽21构造在壳体15的突出部9上。
图5示出根据本发明的液压凸轮轴调节器1的另一实施例。在结构大致与图4相同情况下，在该实施例中，还在集油钟形件8上构造有边板13，其在径向方向上延长了集油钟形件8的圆锥形漏斗14，因而缩小了集油钟形件8与壳体15的突出部9之间的间隙。在此，边板13优选垂直于液压凸轮轴调节器1的中心轴线11。备选地，边板13也可以最大10°的较小斜度向内倾斜地，即，朝向盖10的方向地实施。边板13可以在与集油钟形件8相同的制造过程中铸造，因而几乎无附加成本地制造。具有边板13的集油钟形件8优选由钢、轻金属，尤其由铝或由聚合物制成。视材料而定，建议相应的制造过程，其中，在金属集油钟形件中尤其建议深冲过程，在聚合物上的集油钟形件建议注塑过程，以实现尽量廉价实施集油钟形件。
图6以三维图示出用于操作根据本发明的液压凸轮轴调节器1的中央阀4的执行器5，尤其是磁执行器。在执行器的壳体15上构造有固定法兰29。突出部9在其径向外侧表面22具有多个集油槽，在集油槽内再次抑制和收集流过迷宫式密封件的液压油12。因而简化了液压油12径向排放至集油钟形件8。
图7示出所从属的执行器5的液压凸轮轴调节器1。在此，定子的面对执行器5的端侧19被盖10部分封闭。盖10具有开口28，通过该开口，执行器5的操作元件18作用于中央阀4并且可以沿中心轴线11移动该中央阀。通过开口28溢出的液压油被执行器5的突出部9收集并且通过集油钟形件8的迷宫式密封件20的间隙输送。
中央阀4在图8中同样以三维图示出。中央阀4具有阀体41。在阀体41中构造有供给通道37、38，用于液压凸轮轴调节器1的工作腔6、7的液压油供给。在中央阀4的面对执行器5的操作元件18的端部上构造有齿部42，其允许中央阀4沿中心轴线11移动，然而阻止中央阀4围绕中心轴线扭转。在中央阀4上可以构造有另一集油槽21，以便聚集液压油12并有将液压油针对性地排放至执行器上的突出部9的内侧表面处或集油钟形件8处。
附图标记列表
1 凸轮轴调节器
2 定子
3 转子
4 中央阀
5 执行器
6 第一工作腔
7 第二工作腔
8 集油钟形件
9 (执行器上的)突出部
10 盖
11 中心轴线
12 液压油
13 边板
14 漏斗形件
15 壳体
16 (执行器的)端侧
17 引导元件
18 操作元件
19 (定子的)端侧
20 迷宫式密封件
21 集油槽
22 侧表面
23 (中央阀上的)突出部
24 储存器容积
25 隔片
26 叶片
27 中央开口
28 盖内的开口
29 固定法兰
30 密封元件
31 凸轮轴
32 进入口
33 阀弹簧
34 阀球
35 进入口
36 驱动器齿部
37 供给通道
38 供给通道
39 止回阀
40 环形空间
41 阀体
42 齿部

Claims (10)

1.一种液压凸轮轴调节器(1)，其具有定子(2)和以能相对于所述定子(2)沿共同的中心轴线(11)运动的方式居中布置的转子(3)、中央阀(4)、执行器(5)以及集油钟形件(8)，通过所述中央阀来控制所述液压凸轮轴调节器(1)的工作腔(6、7)的供油，通过所述执行器能改变所述中央阀(4)相对于所述转子(3)的位置，所述集油钟形件用于收集从所述中央阀(4)溢出的液压油(12)，其特征在于，在所述中央阀(4)和/或所述执行器(5)上构造有突出部(9、23)，所述突出部阻止在轴向方向上从所述定子(2)或从与所述定子(2)连接的盖(10)溢出的液压油(12)在径向方向上排出到周围环境中并且所述突出部收集所述液压油(12)和将所述液压油导引到所述集油钟形件(8)中。
2.根据权利要求1所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在所述集油钟形件(8)上构造有边板(13)，所述边板从所述集油钟形件(8)的漏斗形件(14)大致径向朝向所述突出部(9、23)的方向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述突出部(9)构造在所述执行器(5)的壳体(15)上，所述突出部在轴向方向上伸出超过所述执行器(5)的面对所述定子(2)的端侧(16)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述突出部(9)构造在所述执行器(5)的引导元件(17)上，用于移动所述中央阀(4)的操作元件(18)在其中引导。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述中央阀(4)在轴向方向上伸出超过所述定子(2)的面对所述执行器(5)的端侧(19)或与所述定子(2)连接的盖(10)的面对所述执行器(5)的端侧(19)。
6.根据权利要求3或4和权利要求5所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述执行器(5)的部件(15、17)上的突出部(9)与所述中央阀(4)上的突出部(23)构成迷宫式密封件(20)。
7.根据权利要求6所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述迷宫式密封件(20)通入所述集油钟形件(8)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在所述突出部(9、23)上构造有至少一个集油槽(21)。
9.根据权利要求8所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述集油槽(21)构造在具有突出部(9)的部件(4、15、17)的背离所述中心轴线(11)的侧表面(22)上。
10.根据权利要求8或9所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述集油槽(21)螺旋形延伸，其中，在所述集油槽(21)内收集的油朝向所述集油钟形件(8)方向运送。
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