CN113015846B - 用于内燃机的提升阀的可切换致动装置、内燃机及机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于换气阀的可切换致动装置(100)。可切换致动装置(100)包括两段式摇臂(10)。该两段式摇臂包括以能够围绕摇臂轴(2)枢转的方式安装的第一摇臂部分(1a)以及以能够枢转的方式安装在轴承衬套(1a1)上的第二摇臂部分(1b)，轴承衬套(1a1)相对于摇臂轴(2)同心地固定在第一摇臂部分上。此外，第一和第二摇臂部分(1a、1b)分别包括凹口(3a、3b)，其中，可切换致动装置(100)的联接装置(4)的锁定元件(4a)能够选择性地与两个凹口(3a、3b)接合或脱离。在此，如果锁定元件(4a)未与两个凹口(3a、3b)结合，则中断提升阀的致动，优选地中断在关闭位置和打开位置之间的转换。此外，本发明还涉及内燃机(20)和机动车辆(30)。

Description

用于内燃机的提升阀的可切换致动装置、内燃机及机动车辆

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的提升阀(Hubventil)的可切换致动装置。特别地，本发明涉及一种用于内燃机的换气阀的可切换致动装置，该换气阀可以间接地通过凸轮轴的凸轮在关闭位置与打开位置之间周期性地移动。此外，本发明还涉及包括这种致动装置的内燃机和机动车辆。

背景技术

在内燃机中，在不需要内燃机的全驱动扭矩的情况下，可以通过停用单独气缸的喷射来减少内燃机的燃油消耗。如果在此还额外停用相应气缸中的气体交换，则还可以进一步减少燃油消耗，这是因为随后不必进行气体交换工作。同时，特别是在低负载运行中，通过停用气体交换也减少了废气后处理系统的冷却。

现在为了能够针对性地停用单独气缸的气体交换，在现有技术中已知包括摇臂或凸轮随动件组合的各种系统。然而，已知系统的缺点通常在于，在轴承或单独部件上产生了较大负载，且/或为了停用或激活而必须移动许多或较大部件。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种与现有技术相比改进的解决方案，以用于针对性地停用内燃机的单独气缸的气体交换。特别地，本发明的目的是提供一种用于内燃机的提升阀的可切换(可脱离)的致动装置，其可通过承受低负载(即，特别是不被加载力矩)的部件实现。

根据本发明的用于内燃机的提升阀的可切换致动装置包括用于致动提升阀的两段式摇臂。该两段式摇臂包括以能够围绕摇臂轴枢转的方式安装的第一摇臂部分，优选中空的圆柱形轴承衬套相对于摇臂轴同心地紧固在该第一摇臂部分上。此外，两段式摇臂还包括以能够枢转的方式安装在轴承衬套上的第二摇臂部分。换句话说，紧固在第一摇臂部分上的轴承衬套因此可以用作第二摇臂部分的滑动轴承。此外，第一和第二摇臂部分分别包括凹口，这些凹口优选为以平行于摇臂轴的方式延伸的凹槽的形式。为了更好地区分这两个凹口，下文将第一摇臂部分的凹口称为“第一”凹口，并将第二摇臂部分的凹口称为“第二”凹口。

除了两段式摇臂之外，可切换致动装置还包括用于将第一和第二摇臂部分可解除地、不可旋转地连接的联接装置。为此，联接装置包括例如插入楔形件形式的锁定元件，该锁定元件能够选择性地与第一凹口和第二凹口接合和脱离。优选地，锁定元件与第一凹口或第二凹口之间的接合是榫槽接合和/或形状锁定接合和/或力锁定接合。在此，如果锁定元件未与第一凹口或第二凹口接合，则中断提升阀的致动，优选地中断在提升阀的关闭位置与打开位置之间的转换。换句话说，两段式摇臂一方面可以处于联接状态，在该状态下，两个摇臂部分不可旋转地连接在一起并如同单个双侧总摇臂一样作用，以便能够实现提升阀处的气体交换。另一方面，两段式摇臂可以处于脱离状态，在该状态下，两个摇臂部分可以彼此独立地枢转并如同两个脱离的单侧摇臂一样作用，以便中断提升阀处的气体交换。通过锁定元件的运动实现了从联接状态到非联接状态的转换，反之亦然。

因此，在总体上提供了一种用于提升阀的可切换(可脱离的)致动装置，其中，通过两个摇臂部分的联接类型以及根据本发明的安装类型实现了低负载的并因此低磨损的摇臂引导，其中，能够最大程度地避免在轴承和部件上产生力矩。

内燃机的提升阀优选为换气阀，该换气阀可以间接地通过凸轮轴的凸轮在关闭位置和打开位置之间周期性地移动。在这种情况下，例如第一摇臂部分可以通过以能够旋转的方式安装在第一摇臂部分上的辊可操作地连接到凸轮轴的凸轮，并且第二摇臂部分可以联接到提升阀或换气阀以用于运动传递。然而，第一或第二摇臂部分相对于凸轮或阀的这种关联也可以相反地实现。换句话说，以能够围绕摇臂轴枢转的方式安装的第一摇臂部分可以是凸轮杆和阀门杆，其中，以能够枢转的方式安装在轴承衬套上的第二摇臂部分应相应地被构造为其他杆形状(阀门杆或凸轮杆)。

根据本发明的第一方面，轴承衬套可以一体地形成在第一摇臂部分上。换句话说，轴承衬套和第一摇臂部分一体地构造。以此方式，可以有利地简化生产和组装。额外地或替代地，轴承衬套也可以同心地环绕摇臂轴。或者换句话说，轴承衬套可以在周向上完全包围摇臂轴。在此特别有利地，轴承衬套被构造为中空圆柱体，其内半径基本上对应于摇臂轴的外半径。因此，能够有利地在轴承衬套和摇臂轴之间实现较大的接触表面，从而提高了支承稳定性。为了在这种情况下进一步减小能够围绕摇臂轴枢转的第一摇臂部分和摇臂轴之间的摩擦，第一摇臂部分和轴承衬套也可以布置在围绕摇臂轴的共同滑动轴承衬套上。额外地或替代地，轴承衬套也可以包括优选周向地(即，垂直于摇臂轴)延伸的凹槽。然后可以将锁定环插入到凹槽中，以固定第二摇臂部分的轴向位置。因此，有利地抑制了第二摇臂部分的轴向运动，并从而实现了更稳定的摇臂引导。优选地，在锁定环和第二摇臂部分之间还额外布置有环绕轴承衬套的止推垫圈，以减小摩擦。

根据本发明的另一方面，通过垂直于摇臂轴的运动，优选地通过基本上径向的运动，能够选择性地使锁定元件进入释放位置S_e或锁定位置S_a。为此，联接装置可以被构造为使锁定元件以垂直于摇臂轴的方式移动，以用于第一和第二摇臂部分的可解除的、不可旋转的连接，以便选择性地使锁定元件进入释放位置S_e或锁定位置S_a。在此，在释放位置S_e，锁定元件未接合到第一凹口和第二凹口中。而在锁定位置S_a，锁定元件接合到第一凹口和第二凹口中。在此，术语“接合”通常可以表示部件的相互啮合和/或锁定元件插入到第一凹口和第二凹口中。如果锁定元件与第一凹口和第二凹口“接合”，则优选地在锁定元件和第一凹口之间以及在锁定元件和第二凹口之间形成力锁定连接和/或形状锁定连接。在此特别优选地，锁定元件在径向和轴向方向上以力锁定的方式并在周向上以形状锁定的方式连接到第一凹口和第二凹口。在此以及在整个文件中，应相对于摇臂轴理解这些方向信息(径向、轴向、周向)。因此，例如术语“在周向上”可以解释为“在摇臂轴的周向上”或“在相对于摇臂轴的周向上”的简写形式。通过以垂直于摇臂轴的方式移动锁定元件来进行锁定或脱离，由于在此虽然在轴承和部件上存在力但没有出现力矩，因此能够有利地避免轴承和部件上的负载。

根据本发明的另一方面，第一凹口和第二凹口可以分别被构造为凹槽，该凹槽以平行于摇臂轴的方式延伸并具有朝向摇臂轴逐渐变窄的凹槽横截面(例如梯形凹槽的形式)。在此，术语“凹槽横截面”表示以垂直于摇臂轴的方式穿过第一凹口或第二凹口的截面。换句话说，相对于摇臂轴径向向外地定位的凹槽的周向尺寸可以大于更加径向向内地定位的凹槽的周向尺寸。此外，锁定元件可以是楔形和/或截头圆锥形且/或在形状上与第一凹口和/或第二凹口至少部分地互补。在此优选地，锁定元件与第一凹口和第二凹口之间的接触表面以平行于摇臂轴的方式延伸。有利地，可以在周向上在锁定元件与第一凹口和/或第二凹口之间实现形状锁定连接，因此能够实现两个摇臂部分的稳定锁定。此外，由此也能够有助于将锁定元件引入或插入到第一凹口和第二凹口中。

为了在这种情况下进一步改善锁定，根据该方面的改进示例，每个凹槽横截面也可以被构造为在锁定元件接合到第一凹口和第二凹口时以自锁定的方式在周向上夹紧锁定元件。换句话说，锁定元件在第一凹口和第二凹口中的支座可以被设计为相对于周向上的运动防止锁定元件与第一凹口和第二凹口之间的连接意外地自动松开。在此，本领域技术人员可以通过具有不同凹槽横截面的简单的系列测试来确定凹槽横截面的具体设计，在该凹槽横截面中发生锁定元件的这种自锁定夹紧。有利地，通过自锁定可以整体提高致动装置的运行可靠性。

根据本发明的另一方面，每个凹槽横截面可以由凹槽底部朝向摇臂轴(即，在摇臂轴方向上)界定，并在侧面上由两个凹槽侧面界定。在此，凹槽侧面的倾斜角α可以小于第一摇臂部分-锁定元件的材料对的自锁角α_h，且/或小于第二摇臂部分-锁定元件的材料对的自锁角α_h。在此，倾斜角α应表示凹槽侧面与理想的矩形横截面的角度偏差(也参见图5)。此外，两个凹槽侧面也可以具有相同或不同的倾斜角α。此外，可以通过两个部件之间的静摩擦系数μ的反正切(α_h<2·arctan(μ))或通过实验来确定取决于材料对的自锁角α_h。因此，在由涂油的铁表面构成材料对的优选情况下，凹槽侧面的倾斜角应小于11.4°。有利地，由此可以允许锁定元件在周向上的易于实现的固定。

根据本发明的另一方面，锁定元件可以沿摇臂轴具有最大尺寸。换句话说，锁定元件因此在轴向方向上可以具有比在径向方向或周向上更大的长度。为了使锁定元件与第一凹口和第二凹口之间的接触面积尽可能得大，锁定元件可以特别优选地在轴向方向上具有与第一凹口和第二凹口相同的长度。额外地或替代地，锁定元件也可以优选地以基本上平行于摇臂轴的方式延伸。为此，例如可以将锁定元件构造为杆状和/或梁形。有利地，通过这些特征能够实现两个摇臂部分的稳定且不可旋转的连接。额外地或替代地，锁定元件也可以只以垂直于摇臂轴的方式运动。即换句话说，为了将锁定元件选择性地与第一凹口和第二凹口接合和脱离，该锁定元件只能在径向方向上移动。因此有利地，能够可靠且简单地将两个摇臂部分联接或脱离。

根据本发明的另一方面，联接装置还可以包括用于轴向地固定锁定元件的轴承座。在此，轴承座可以包括两个在轴向方向上间隔开的轴承颊板，锁定元件可以通过两个紧固在锁定元件上的销钉以能够枢转的方式安装在轴承颊板上。为此，轴承颊板优选地包括用于容纳销钉的衬套，特别优选地包括具有狭长孔的衬套。因此有利地，可以实现锁定元件的可靠安装。

在此，为了有助于将锁定元件引入到第一凹口和第二凹口中，根据本发明的另一方面，锁定元件的销钉可以分别在轴承座的轴承颊板的在周向上延伸的狭长孔中被引导。换句话说，轴承颊板可以分别包括具有在周向上延伸的狭长孔的衬套，锁定元件的销钉以能够移动的方式安装在该衬套中。因此，除了锁定元件围绕销钉的枢转运动之外，还使得锁定元件能够在周向上运动，由此可以避免两个摇臂部分在锁定时被卡住。

根据本发明的另一方面，轴承座还可以包括以能够在轴向方向上旋转的方式安装的导向辊，该导向辊可以在径向方向上支撑在锁定元件上，以用于径向地固定锁定元件。在此优选地，以能够旋转的方式安装的导向辊可以在锁定元件的外表面上滚动。因此有利地，可以在锁定状态的任意时间点或任意枢转状态下实现用于固定锁定元件的最佳径向力传递。

为了保持轴承座本身，根据本发明的另一方面，联接装置还可以包括布置在摇臂轴上的至少一个滑动销，轴承座安装在该滑动销上以使其可以相对于摇臂轴径向地移动。额外地或替代地，联接装置也可以包括布置在摇臂轴上的至少一个滑轨，轴承座安装在该滑轨上以使其可以相对于摇臂轴径向地移动。有利地，两种变形例都允许轴承座的易于实现的径向引导，以便因此实现在释放位置S_e和锁定位置S_a之间的可靠的转换。代替将一个或多个滑动销和/或滑轨布置或紧固在摇臂轴上，也可以将它们紧固在其他位置。因此额外地或替代地，联接装置还可以包括至少一个布置在气缸盖上或在气缸盖的突出部和/或支架上的滑动销，轴承座安装在该滑动销上以使其可以相对于摇臂轴径向地移动。在此额外地或替代地，滑动销也可以被构造为滑轨。

为了确保锁定元件的足够径向固定，根据本发明的另一方面，联接装置还可以包括夹紧装置，通过该夹紧装置，轴承座可以在径向方向上被朝向第一凹口和第二凹口夹紧。为此，例如夹紧装置可以包括一个或多个弹簧元件(例如，螺旋弹簧)。在此，夹紧装置还可以被构造为，与在锁定元件位于第一凹口和第二凹口中或接合到该第一凹口和第二凹口时相比，在锁定元件不位于第一凹口和第二凹口中或未接合到该第一凹口和第二凹口时，轴承座以及因此的锁定元件相对于摇臂轴并因此相对于第一凹口和第二凹口被更强地夹紧。换句话说，夹紧装置可以被构造为根据轴承座和/或锁定元件与摇臂轴的径向距离来调节轴承座和/或锁定元件上的夹紧力。因此，有利地实现了锁定元件的可靠径向固定。

此外，为了能够在两段式摇臂的锁定状态和释放状态之间快速且简单地转换，根据本发明的另一方面，致动装置可以包括切换装置，通过该切换装置可以致动锁定元件，以便选择性地与第一凹口和第二凹口接合和脱离。换句话说，切换装置可以被构造为使锁定元件与第一凹口和第二凹口接合以用于不可旋转地连接第一和第二摇臂部分，以及使锁定元件与第一凹口和第二凹口脱离以用于解除第一和第二摇臂部分的不可旋转的连接。在此，该切换装置可以是电磁和/或气动和/或液压切换装置。例如，切换装置可以包括紧固在轴承座上的永磁材料和相邻布置的电磁体，其中，永磁材料与电磁体磁性地相互作用以切换锁定元件。额外地或替代地，切换装置还可以包括紧固在轴承座上的活塞-气缸装置，其中，气缸装载有液压介质以用于切换锁定元件。在此优选地，切换装置被构造为使得锁定元件在切换装置的停用状态下接合到第一凹口和第二凹口中，并在切换装置的激活状态下与第一凹口和第二凹口脱离。由于在切换装置发生故障的情况下，提升阀仍可以进行操作(故障保护)，因此能够有利地提高可靠性。

根据本发明的另一方面，还提供了一种内燃机，优选为柴油内燃机。在此，内燃机包括具有如本文所述的可切换致动装置的提升阀。此外，内燃机还可以包括多个(即，至少两个)提升阀，每个提升阀具有相应的可切换致动装置。因此有利地，整体提供了一种内燃机，在该内燃机中，优选为在低负载运行中，可以针对性地停用单独提升阀的气体交换。

此外，本发明还涉及一种机动车辆，其包括所述内燃机，即包括具有如本文所述的可切换致动装置的提升阀的内燃机。在此，机动车辆优选为作业车辆(Nutzfahrzeug)。换句话说，机动车辆可以由于其类型和装置而被设计为用于运送人员、运输货物或牵引拖车。例如，机动车辆可以是载重汽车、公共汽车和/或半拖车列车。然而，在这种情况下，对于本领域技术人员而言显而易见的是，根据本发明的内燃机还可以用于其他类型的车辆，因此也要求保护包括具有用于提升阀的可切换致动装置的这种内燃机的其他类型车辆。特别地，根据本发明，因此还提供了优选为动力单元的轨道车辆、优选为飞机的飞行器以及轮船。在此，还分别针对轨道车辆和飞行器公开了与机动车辆有关的所公开的特征，并因此也可以特别独立于机动车辆地要求保护。

附图说明

本发明的上述方面和特征可以任意地相互组合。下文将参考附图说明本发明的其它细节和优点。

图1示出了根据本发明的一实施例的用于内燃机的提升阀的可切换致动装置的示意图。

图2示出了根据本发明的一实施例的可切换致动装置的两段式摇臂的示意性分解图。

图3示出了根据本发明的一实施例的可切换致动装置的联接装置的示意性分解图。

图4示出了根据图1的在锁定位置S_a和释放位置S_e上的可切换致动装置的示意性侧视图。

图5示出了图4的用于说明凹槽侧面的倾斜角的放大细节图。

图6示出了包括具有根据本发明的一实施例的可切换致动装置的内燃机的机动车辆。

具体实施方式

在所有附图中，相同或功能相同的元件由相同的附图标记表示，并且在某些情况下不再单独说明。

图1示出了根据本发明的一实施例的用于内燃机20中的提升阀的可切换致动装置100的示意图。在此，致动装置100包括用于致动提升阀(未详细示出)的两段式摇臂10。对此，两段式摇臂10包括以能够围绕摇臂轴2枢转(即，能够围绕摇臂轴2在一定的角度范围内旋转)的方式安装的第一摇臂部分1a。优选中空的圆柱形轴承衬套1a1相对于摇臂轴2同心地紧固在该第一摇臂部分1a上，并且第二摇臂部分1b也以能够枢转的方式安装在该轴承衬套上。然而，在图1所示的安装状态下，轴承衬套1a1不可见(参见图2)，因此两个摇臂部分1a和1b看起来相邻地安装在摇臂轴2上。在这种情况下使用的轴承衬套1a1相对于摇臂轴2“同心”的紧固的特征是指轴承衬套1a1和摇臂轴2围绕共同的中心轴线布置(图1中的虚线)，使得第一摇臂部分1a和安装在轴承衬套1a1上的第二摇臂部分1b能够围绕该共同的中心轴线枢转。换句话说，在这种情况下的术语“同心”也可以表示“同轴”。然而，同心并不意味着轴承衬套1a1也必须完全环绕摇臂轴2，但这也是可能的。

如图所示，第一摇臂部分1a可以通过可旋转地安装在第一摇臂部分1a上的辊1a3可操作地连接到凸轮轴12的凸轮11。即换句话说，当凸轮轴12旋转时，第一摇臂部分1a可以通过凸轮11的周期性运动而运动，特别是围绕摇臂轴2的枢转运动。然后，第一摇臂部分1a的该运动可以选择性地通过联接装置4(将在下面更详细地说明)传递到第二摇臂部分1b，或者不传递到第二摇臂部分1b。为此，联接装置4被构造为选择性地不可旋转地将两个摇臂部分1a、1b可解除地相互连接。换句话说，第一和第二摇臂部分1a和1b可以通过联接装置4以传递运动的方式联接。在此，第二摇臂部分1b可以可操作地连接到提升阀，优选地连接到换气阀，使得在两个摇臂部分1a、1b的联接状态下，提升阀可以间接地通过凸轮轴12的凸轮11在关闭位置和打开位置之间周期性地移动。然而，第一或第二摇臂部分1a、1b与凸轮11或阀的上述关联也可以相反。

此外，从图1可以看出，摇臂轴2不被构造为连续的圆柱体，而是包括平坦区域2a，该区域用于紧固用于将第一和第二摇臂部分1a、1b可解除地、不可旋转地连接的联接装置4。在这种情况下，联接装置4被构造为轴承座4b，该轴承座在两个滑动销4d1、4d2上被引导并且通过两个螺旋弹簧4e1、4e2形式的夹紧装置4e被朝向第一和第二摇臂部分1a、1b夹紧。在本实施例中，联接装置4在重力方向上布置在摇臂轴2的上方。然而，替代地，联接装置4相对于摇臂轴2的其他位置也是可能的。结合以下附图，将更详细地说明轴承座4b的精确设计和根据本发明的联接机构的工作原理。

图2示出了根据本发明的一实施例的可切换致动装置100的两段式摇臂10的示意性分解图。如上所述，两段式摇臂10在此包括第一摇臂部分1a和第二摇臂部分1b。两个摇臂部分1a和1b可以分别被构造为单侧杆，即，每者的一个端部区域可以被构造为用于杆的可枢转安装，而另一端部区域可以被构造为用于力传递。如图2所示，所述中空圆柱形的轴承衬套1a1被紧固在第一摇臂部分1a上。如果在此将轴承衬套1a1和第一摇臂部分1a构造为多段的，则该紧固(即，优选为永久的、不可旋转的相互连接)例如通过焊接、锡焊和/或压配合来实现。替代地，例如通过将轴承衬套1a1一体地形成在第一摇臂部分1a上，轴承衬套1a1和第一摇臂部分1a也可以一体地构造。

第二摇臂部分1b可枢转地安装在中空圆柱形轴承衬套1a1上。换句话说，紧固在第一摇臂部分1a上的轴承衬套1a1因此可以用作第二摇臂部分1b的滑动轴承。在此，为了将第二摇臂部分1b的轴向位置固定在轴承衬套1a1上，轴承衬套1a1还可以包括周向地(即，垂直于摇臂轴2)延伸的凹槽1a2。然后，可以将锁定环5插入凹槽中，以轴向地固定第二摇臂部分1b的位置，其中，为了减小摩擦，还可以在轴向方向上在第二摇臂部分1b和锁定环5之间布置额外的止推垫圈6。为了进一步减小摩擦，两段式摇臂10还可以包括优选中空的圆柱形滑动轴承衬套7，第一摇臂部分1a和/或轴承衬套1a1通过该滑动轴承衬套安装在摇臂轴2上。在此，滑动轴承衬套7优选地被构造为同心地环绕摇臂轴2或在周向上完全包围摇臂轴2。代替使用(可选的)滑动轴承衬套7，第一摇臂部分1a和/或轴承衬套1a1也可以直接安装在摇臂轴2上，其中，然后优选地在摇臂轴2上涂覆额外的滑动层(例如，MoS₂)。

为了将第一和第二摇臂部分1a和1b可解除地、可旋转地连接，第一摇臂部分1a包括第一凹口3a，且第二摇臂部分1b包括第二凹口3b。在这种情况下，它们被构造为分别相对于摇臂轴2平行地延伸的凹槽形式并具有梯形横截面。在此，两个凹口3a和3b被布置且尺寸被确定为，使得它们可以相互补充以整体形成完整凹槽，优选形状互补的锁定元件4a(下面将更详细地说明)可以接合到或插入到该凹槽中，以锁定或联接两个摇臂部分1a和1b。在此，如果该锁定元件4a接合到第一凹口和第二凹口3a、3b中(＝锁定位置S_a)，则两个摇臂部分1a和1b通过用于桥接两个凹口3a、3b的锁定元件4a不可旋转地连接，从而实现凸轮轴12和提升阀之间的运动传递。另一方面，如果锁定元件4a未接合到第一凹口和第二凹口3a、3b中(＝释放位置S_e)，则两个摇臂部分1a和1b在运动方面未联接(即，可以相互独立地枢转)，因此在这种情况下，在凸轮轴12和提升阀之间未发生运动传递。在当前情况下，锁定元件4a“从上方”接合到第一凹口和第二凹口3a、3b中。然而，替代地，通过第一凹口和第二凹口3a、3b以及联接装置4相应安装，也可以实现“从下方”的或任意径向方向上的接合。

图3示出了根据本发明的一实施例的可切换致动装置100的联接装置4的示意性分解图，该联接装置4包括在当前情况下被构造为插入楔形件的锁定元件4a。在此，沿摇臂轴2具有最大尺寸的锁定元件4a被构造为与第一凹口和第二凹口3a、3b在形状上互补(参见图2)。因此，锁定元件4a能够以榫槽接合的形式与第一凹口和第二凹口3a、3b尽可能最佳地相互作用，以便能够可解除地、不可旋转地连接两个摇臂部件1a和1b。

为了保持和引导锁定元件4a并且尤其尽可能可靠地在锁定位置S_a和释放位置S_e之间切换，将两个销钉4a1、4a2紧固在锁定元件4a上，锁定元件4a通过销钉可枢转地安装在轴承座4b中。

在这种情况下，轴承座4b被构造为门架形，并包括两个在轴向方向上间隔开的轴承颊板4b1、4b2，每个轴承颊板包括在周向上延伸的狭长孔4b3(仅示出了一个)，锁定元件4a通过销钉4a1、4a2被引导到该狭长孔中。

在此，该狭长孔引导允许锁定元件4a在周向上的受限运动，因此有助于将锁定元件4a引入到第一凹口和第二凹口3a、3b中，并因此在锁定位置S_a和释放位置S_e之间转换。为了额外地在径向方向上固定锁定元件4a，轴承座4b还包括导向辊4c，该导向辊在轴向方向上可旋转地安装并支撑在锁定元件4a上。在此优选地，可旋转地安装的导向辊4c可以在锁定元件4a的外表面上滚动，因此可以在任意时间点或任意枢转状态下有利地实现用于固定锁定元件4a的最佳径向力传递。

此外，轴承座4b的本实施例包括两个导向孔4f1和4f2，轴承座4b通过该导向孔在两个滑动销4d1和4d2上被引导，以优选地用于径向方向上的移动(参见图1)。在此特别有利的是，联接装置4还包括夹紧装置，通过该夹紧装置，轴承座4b可以在径向方向上被朝向第一凹口和第二凹口3a、3b夹紧。如图1所示，该夹紧装置可以被构造为两个环绕滑动销4d1、4d2的螺旋弹簧4e1、4e2的形式，其中，螺旋弹簧4e1、4e2分别在其一端部处支撑在相应的导向孔4f1或4f2上，并且在其相对端处分别支撑在相应滑动销4d1或4d2的止挡部上。

图4示出了根据图1的分别在锁定位置S_a(上部分)和释放位置S_e(下部分)的可切换致动装置100的示意性侧视图。在此，在上部分示出的锁定位置S_a，锁定元件4a几乎完全位于第一凹口和第二凹口3a、3b中，因此第一和第二摇臂部分1a和1b在运动方面联接。在下部分示出的释放位置S_e，锁定元件4a不与第一凹口和/或第二凹口3a、3b接触，因此第一和第二摇臂部分1a、1b可以彼此独立地移动。在此，通过在垂直于摇臂轴2的平面中移动锁定元件4a，优选地通过径向地移动锁定元件4a，可以在这两个位置之间进行转换。在此示出的实施例中，在滑动销4d1、4d2上被引导的轴承座4b可以通过切换装置13相对于摇臂轴2径向地升高或降低。在这种情况下，切换装置13被构造为电磁体的形式，该电磁体与紧固在轴承座4b上的永磁材料磁性地相互作用。然而，额外地或替代地，切换装置13也可以包括紧固在轴承座4b上的活塞-气缸装置，其中，用于切换锁定元件4a的气缸装载有液压介质和/或压缩空气。

图5示出了图4的在释放位置S_e的第一凹口3a的区域的放大细节图。在图5中，可以更清楚地看到凹口3a和锁定元件4a的形状或横截面。在当前情况下，第一凹口和第二凹口3a、3b分别被构造为以平行于摇臂轴2的方式延伸的梯形凹槽。也就是说，第一凹口和第二凹口3a、3b分别具有朝向摇臂轴2逐渐变窄的凹槽横截面。在此，该凹槽横截面由凹槽端部朝向摇臂轴2界定，且在侧向上由两个凹槽侧面界定，其中，与理想的矩形横截面相比，该凹槽侧面分别倾斜了倾斜角α。在此，这种倾斜有助于将与其在形状上互补的锁定元件4a引入到第一凹口和第二凹口3a、3b。然而，在这种情况下，将凹槽侧面的倾斜角α选择为小于第一摇臂部分-锁定元件和/或第二摇臂部分-锁定元件的相应材料对的自锁角α_h(在示例中为11.4°)，使得锁定元件4a以自锁定的方式被夹紧在锁定位置S_a。因此，能够有利地实现锁定元件4a在周向上的可靠固定。

图6示出了根据本发明的一实施例的包括具有用于提升阀的可切换致动装置100的内燃机20的机动车辆30。在当前情况下，机动车辆30是载重汽车形式的作业车辆。然而，替代地，机动车辆30也可以是公交汽车和/或半拖车列车。有利地，在示意性示出的机动车辆30中，通过根据本发明的可切换致动装置100，优选地在低负载运行中，可以有针对性地停用内燃机20的单个提升阀的气体交换，并因此减小总燃油消耗。

尽管已经参考特定的示例性实施例说明了本发明，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种更改并可以将同等物用作替代。因此，本发明不应限于所公开的示例性实施例，而是应包括落入所附权利要求的范围内的所有示例性实施例。特别地，本发明还要求保护独立于所引用的权利要求的从属权利要求的主题和特征。

附图标记列表

1a第一摇臂部分

1a1轴承衬套

1a2凹槽

1a3辊

1b第二摇臂部分

2摇臂轴

2a摇臂轴的平坦区域

3a第一凹口

3b第二凹口

4联接装置

4a锁定元件

4a1、4a2销钉

4b轴承座

4b1、4b2轴承颊板

4b3狭长孔

4c导向辊

4d1、4d2滑动销

4e夹紧装置

4e1、4e2螺旋弹簧

4f1、4f2导向孔

5锁定环

6止推垫圈

7滑动轴承衬套

10两段式摇臂

11凸轮

12凸轮轴

13切换装置

20内燃机

30机动车辆

100致动装置

S_a锁定位置

S_e释放位置

α倾斜角

α_h自锁角

Claims (18)

1.一种用于内燃机(20)中的提升阀的可切换致动装置(100)，所述提升阀能够间接地通过凸轮轴(12)的凸轮(11)在关闭位置和打开位置之间周期性地移动，所述致动装置包括：

a)用于致动所述提升阀的两段式摇臂(10)，所述摇臂包括：

a₁)第一摇臂部分(1a)，所述第一摇臂部分以能够围绕摇臂轴(2)枢转的方式安装，并且轴承衬套(1a1)相对于所述摇臂轴(2)同心地安装在所述第一摇臂部分上；以及

a₂)第二摇臂部分(1b)，所述第二摇臂部分以能够枢转的方式安装在所述轴承衬套(1a1)上；

其中，所述第一摇臂部分(1a)包括第一凹口(3a)，并且所述第二摇臂部分(1b)包括第二凹口(3b)；以及

b)用于可解除地、不可旋转地连接所述第一摇臂部分(1a)和所述第二摇臂部分(1b)的联接装置(4)，其包括锁定元件(4a)，所述锁定元件能够选择性地与所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)接合和脱离，其中，如果所述锁定元件(4a)未与所述第一凹口(3a)或所述第二凹口(3b)接合，则中断所述提升阀的致动。

2.根据权利要求1所述的致动装置(100)，其特征在于，所述轴承衬套

a)一体地形成在所述第一摇臂部分(1a)上；且/或

b)同心地环绕所述摇臂轴(2)；且/或

c)包括凹槽(1a2)，锁定环(5)插入到所述凹槽(1a2)中以固定所述第二摇臂部分(1b)的轴向位置。

3.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于，所述锁定元件(4a)通过垂直于所述摇臂轴(2)的运动能够选择性地进入

a)释放位置，其中，所述锁定元件(4a)未与所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)接合，或者

b)锁定位置，其中，所述锁定元件(4a)与所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)接合。

4.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于，

a)所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)分别被构造为以平行于所述摇臂轴(2)的方式延伸的凹槽，所述凹槽具有朝向所述摇臂轴(2)逐渐变窄的凹槽横截面；并且

b)所述锁定元件(4a)被构造为楔形和/或截头圆锥形且/或在形状上与所述第一凹口(3a)和/或所述第二凹口(3b)至少部分地互补。

5.根据权利要求4所述的致动装置(100)，其特征在于，每个所述凹槽横截面被构造为当所述锁定元件(4a)接合在所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)中时以自锁定的方式在周向上夹紧所述锁定元件(4a)。

6.根据权利要求4所述的致动装置(100)，其特征在于，每个所述凹槽横截面由凹槽底部朝向所述摇臂轴(2)界定，并且在侧面上由两个凹槽侧面界定，其中，所述凹槽侧面的倾斜角小于所述第一摇臂部分和所述锁定元件的材料对和/或所述第二摇臂部分和所述锁定元件的材料对的自锁角。

7.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于，所述锁定元件(4a)

a)沿所述摇臂轴具有最大尺寸；且/或

b)以平行于所述摇臂轴(2)的方式延伸；且/或

c)只能以垂直于所述摇臂轴(2)的方式移动。

8.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于，所述联接装置(4)包括用于轴向地固定所述锁定元件(4a)的轴承座(4b)，其中，所述轴承座(4b)具有两个轴承颊板(4b1、4b2)，所述轴承颊板在轴向方向上间隔开，并且所述锁定元件(4a)通过两个紧固在所述锁定元件(4a)上的销钉(4a1、4a2)以能够枢转的方式安装在所述轴承颊板上。

9.根据权利要求8所述的致动装置(100)，其特征在于，所述锁定元件(4a)的所述销钉(4a1、4a2)分别在所述轴承座(4b)的所述轴承颊板(4b1、4b2)的在周向上延伸的狭长孔(4b3)中被引导。

10.根据权利要求8所述的致动装置(100)，其特征在于，所述轴承座(4b)包括导向辊(4c)，所述导向辊以能够在轴向方向上旋转的方式安装，并且在径向方向上支撑在所述锁定元件(4a)上，以用于径向地固定所述锁定元件(4a)。

11.根据权利要求8所述的致动装置(100)，其特征在于，所述联接装置(4)包括布置在所述摇臂轴(2)上的至少一个滑动销(4d1、4d2)或布置在所述摇臂轴上的至少一个滑轨，所述轴承座(4b)以能够相对于所述摇臂轴(2)径向地移动的方式安装在所述滑动销/所述滑轨上。

12.根据权利要求8所述的致动装置(100)，其特征在于，所述联接装置(4)包括夹紧装置(4e)，通过所述夹紧装置，所述轴承座(4b)能够在径向方向上被朝向所述第一凹口(3a)和所述第二凹口(3b)夹紧。

13.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于电磁和/或气动和/或液压切换装置(13)，通过所述切换装置能够致动所述锁定元件(4a)以选择性地与所述第一凹口(3a)和第二凹口(3b)接合或脱离。

14.根据权利要求1或2所述的致动装置(100)，其特征在于，所述提升阀为换气阀。

15.一种内燃机(20)，其包括具有根据前述任一项权利要求所述的可切换致动装置(100)的提升阀。

16.根据权利要求15所述的内燃机(20)，其特征在于，所述内燃机(20)为柴油内燃机。

17.一种机动车辆(30)，其包括根据权利要求15或16所述的内燃机(20)。

18.根据权利要求17所述的机动车辆(30)，其特征在于，所述机动车辆(30)为作业车辆。

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