CN113669123A - 用于内燃机的气门机构的摇杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的气门机构的摇杆装置，其具有能切换的第一摇杆(1)和能切换的第二摇杆(2)，它们能相互枢转地设置在一个共同的摇杆轴(3)上，其中，为了切换摇杆(1、2)设置有分别至少部分地集成于所述摇杆中的耦合机构(4、5、6)，这些耦合机构分别由一个所配设的致动器(7、8、9)切换，其中，设置有与摇杆轴(3)连接的支架(10)，所述致动器(7、8、9)至少部分地集成于所述支架中，并且所述致动器(7、8、9)被与所述摇杆轴(3)径向相隔地布置。

Description

用于内燃机的气门机构的摇杆装置

技术领域

本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细限定类型的用于 内燃机的气门机构的摇杆装置。

背景技术

由DE102017129720A1已知一种具有摇杆的能切换的摇杆装置，所述 摇杆支承在固定在机器上的摇杆轴上并且具有与凸轮轴连接的凸轮臂和与 往复活塞式内燃机的至少一个换气阀连接的气门臂。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，在其构造方面简化上述类型 的摇杆装置并且节省结构空间地构造。

所述技术问题通过权利要求1的特征来解决。本发明的其它有利的设 计方案由各从属权利要求、说明书和附图得出。

本发明提出一种用于内燃机的气门机构的摇杆装置。该摇杆装置包括 第一能切换的摇杆和第二能切换的摇杆，它们可相互枢转地设置在一个共 同的摇杆轴上。为了切换摇杆，分别设有集成于摇杆中的耦合机构，该耦 合机构能够分别由一个所配设的致动器切换。在此，设置有与摇杆轴连接 的支架，所述致动器至少部分地集成于该支架中并且与摇杆轴有径向距离 地设置。以简单的方式，所述致动器因此也可以以较大的数量以距摇杆轴的任意的径向距离来设置。因为此外为每个耦合机构配设有用于切换的致 动器，所以每个摇杆可以通过相应的致动器被单独切换。由此，所述致动 器可以较小地实施并且能够以较小的制造成本制造较大的数量。此外可以 更好地利用结构空间，使得能够实现简单构造的且节省结构空间的布置结 构。

所述支架可以轴向地设置在所述摇杆之间。由此，这种结构空间可被 用于所述致动器的布置结构并且用于两个摇杆的致动器可以同时被容纳在 一个支架中。此外，这种布置结构能够实现摇杆的简单构造的且节省结构 空间的横向锁定，所述横向锁定允许摇杆分别横向于其纵轴线切换并且此 外允许耦合机构靠近摇杆轴的布置结构。在将致动器和耦合机构设置成靠 近摇杆时，集成到摇杆中的耦合机构相对于致动器的相对运动在运行中是 小的。因此，在致动器与耦合机构之间可以简单地建立用于切换的持久接 触。

如果所述支架具有两个平行于翻转杆设置的臂，其中，致动器分别设 置一个在所述臂上形成的套筒中，则可以实现进一步简化的结构。通过所 述臂，致动器可以被定位靠近两个摇杆并且简单地被装配在套筒中。

还有利的是，致动器设计为电动螺线管，该电动螺线管相应的具有能 线性移动的衔铁，通过该衔铁能将相应的用于切换的耦合机构移动到直接 的调节接触中。因此避免了用于传递调节运动的附加构件。致动器行程减 小并且切换时间缩短。此外，直接单独操纵相应的摇杆提高了切换性能并 且同时降低了切换时间的变化。构件公差影响和制造成本可以最小化。

在本发明的另一种有利的设计方案中，在支架上第一臂与第一摇杆的 轴向内侧的至少一个套筒并且第二臂与第二摇杆的轴向内侧的至少一个套 筒相对置地设置。在此，所述套筒和分别容纳在这些套筒中的致动器能够 设置用于与分别相关联的用于切换可轴向移动的耦合机构轴向调节接触。 因此，所述致动器能够以简单的方式设置用于切换分别集成于翻转杆中的 横向锁定装置。

为了简化在摇杆轴上的固定，支架可以具有基体，所述臂与摇杆轴垂 直地从该基体中伸出。

如果基体设计为板状的并且为了固定而放置在摇杆轴上，则可以实现 基体在摇杆轴上的特别简单的固定。

在此，支架可以通过螺纹连接件以特别简单的方式被固定在摇杆轴 上。

也可能的是，这样设置为了切换可移动的、集成在至少一个摇杆中的 耦合机构和支架的至少一个臂，使得在摇杆相对于臂相对枢转时耦合机构 在致动器侧在脱耦的状态下能够沿移动方向贴靠在臂上，其中，所述支架 具有至少一个配设给用于切换到直接的调节接触中的耦合机构的致动器。 因此，耦合机构在脱耦的状态下能够以滑动的枢转接触持续地贴靠在支架 上。由此通过支架可以实现简单持久的固定以防耦合机构从操纵侧的杠杆 或从气门侧的杠杆中脱出。

另一个优点由此得出，支架可以简单地、尤其是通过螺纹连接件被固 定在内燃机的气缸盖上。将致动器集成在与共同的摇杆轴连接的共同的支 架中，在该支架上设置具有气门侧摇杆和操纵侧摇杆的能切换的摇杆，这 种集成能够实现将摇杆装置设计为可预装配的结构单元，该结构单元可以 通过支架简单地被固定在内燃机的气缸盖上。为了将摇杆轴固定在支架上 并且为了将支架固定在气缸盖上，可以分别设置有一个螺纹连接件。因此，能切换的摇杆装置可以每个气缸单独地直接固定在气缸盖上。也可以 将多个摇杆设置在用于整个气缸数的共同的摇杆轴上。相应地，因此也可 以选择，是否所有的或仅单个的气缸设有能切换的摇杆单元。

例如，为了切断气缸可以只为内燃机的存在的气缸中的一半配备有摇 杆装置。也可设想，当要实现发动机的切断进给或所谓的滑行运行时，相 应地装备所有气缸。

在本发明的另一种优选的设计方案中，能切换的第一摇杆可枢转地设 置在摇杆轴上，该摇杆轴具有用于操纵内燃机的至少一个换气阀的气门侧 的杠杆和两个用于可枢转运动地驱动的操纵侧的杠杆，其中，所述杠杆可 相互枢转地支承在摇杆轴上。为了切换摇杆，操纵侧的第一杠杆可以通过 第一耦合机构分别与气门侧的杠杆连接，以便传递用于气门操纵的第一行 程运动，并且操纵侧的第二杠杆可以通过第二耦合机构分别与气门侧的杠 杆连接，以便传递用于气门操纵的第二行程运动。

在此，能切换的第二摇杆可枢转地设置在摇杆轴上，该摇杆轴具有用 于操纵内燃机的至少一个换气阀的气门侧的第二杠杆和可枢转运动地驱动 的操纵侧的第三杠杆，其中，这些杠杆可相互枢转地支承在摇杆轴上。为 了切换第二摇杆，操纵侧的第三杠杆可以通过第三耦合机构与气门侧的第 二杠杆连接以用于传递用于气门操纵的第三行程运动。

附图说明

本发明的其它特征由以下说明书和附图得出，在附图中简化地示出本 发明的一种实施例。其中：

图1和图2分别示出根据本发明的摇杆装置的透视视图，

图3示出摇杆装置在第一剖切面中的剖视图，

图4示出摇杆装置在第二剖切面中的剖视图，

图5示出摇杆装置在第三剖切面中的剖视图。

具体实施方式

在图1和图2中示出的根据本发明的摇杆装置具有第一和第二摇杆 1、2，它们设置在一个共同的固定在位置上或固定在机器上的摇杆轴3 上。为了切换摇杆1、2，分别设有集成于摇杆中的耦合机构4、5、6，该 耦合机构能够分别由一个所配设的致动器7、8、9切换。在此，设置有与 摇杆轴3连接的支架10，所述致动器7、8、9至少部分地集成于该支架中 并且与摇杆轴3径向相离地布置。

能切换的第一摇杆1与用于操纵内燃机的两个排气口换气阀11、12 的气门侧的第一杠杆1a和用于可枢转运动地驱动的两个操纵侧的杠杆 1b、1c可枢转地设置在摇杆轴3上。能切换的第二摇杆2与用于操纵内燃 机的两个进气口换气阀13、14的气门侧的第二杠杆2a和可枢转驱动的操 纵侧的第三杠杆2b可枢转地设置在摇杆轴3上。气门侧的和操纵侧的杠 杆1a、1b、1c、2a、2b分别可相互枢转地支承在摇杆轴3上。操纵侧的 杠杆1b、1c、2b的可枢转运动的驱动分别通过凸轮轴18的凸轮15、16、 17进行。在图1和图2中示出的具有两个能切换的摇杆1、2的摇杆装置 用于在未进一步示出的用于载重汽车的发动机上的可变气门控制，所述发 动机与唯一的驱动摇杆1、2的位于上方的凸轮轴8一起示出。

为了切换第一摇杆1，第一杠杆1b可以通过第一耦合机构4与气门侧 的第一杠杆1a连接，并且操纵侧的第二杠杆1c可以通过第二耦合机构5 与气门侧的第一杠杆1a连接。以这种方式，第一摇杆1设计为能切换的 三重摇杆。为了切换第二摇杆2，气门侧的第二杠杆2a可以通过第三耦合 机构6与操纵侧的第三杠杆2b连接。

所述耦合机构4、5、6集成于摇杆1、2中并且可移动地设置在气门 侧的杠杆1a、2a上和相应配设的操纵侧的杠杆1b、1c、2b上的相应配设 的轴向孔19、20或21、22或23、24中，以便切换或者说连接和脱耦 (图3和图4)。在相应驱动的凸轮15、16、17的基圆阶段中，相应配设 给耦合机构4、5、6的孔19、20或21、22或23、24轴向相对地到达并 且相应的耦合机构4、5、6可以通过轴向移动被切换。以这种方式能够实 现相应配设的气门侧的和操纵侧的杠杆1a、2a、1b、1c、2b横向于其纵 轴线的轴向连接并且因此能够实现能切换的摇杆1、2的所谓的横向锁 定。通过所述横向锁定可以实现耦合机构4、5、6靠近摇杆轴3的节省结 构空间的布置结构。

耦合机构4、5、6分别可以通过所配设的单独的电致动器7、8、9选 择性地被切换。致动器7、8、9分别被设计为电动螺线管或线性磁体(图 3和图4)。它们容纳在轴向地设置在摇杆1、2之间的共同的支架10 中，该支架10与板形的基体10a通过第一螺纹连接件25与摇杆轴3连 接。所述支架10具有两个从基体10a出发的垂直于摇杆轴3伸出的臂 10b、10c，所述臂设置成平行于摇杆1、2并且沿平行于摇杆轴3设置的 凸轮轴18的方向延伸。所述臂10b、10c形成圆柱形的套筒26、27、28， 致动器7、8、9分别通过可电磁线性移动的衔铁7a、8a、9a设置到所述 套筒中(图3和图4)。所述套筒26、27、28和分别设置在这些套筒中的 致动器7、8、9为了轴向的调节接触而分别与所配设的、为了切换而能轴 向移动的耦合机构4、5、6轴向地定向。在所述臂10b、10c上，致动器 7、8、9可以分别以任意的到摇杆轴3的径向距离并且同时在摇杆轴3的 凸轮轴侧上设置在摇杆轴3与凸轮轴18之间。

通过给行程磁体通电，相应的衔铁7a、8a、9a以连接侧的端部在与 相应的耦合机构4、5、6的轴向调节接触中为了从相应的套筒26、27、28 中切换出来可轴向地移动出来(图5)。通过切断通电可以使致动器7、 8、9停用并且使相应的衔铁7a、8a、9a可以移动回到相应的套筒26、 27、28中(图3和图4)。为了使衔铁7a、8a、9a在未通电的状态下复 位，可以如图所示地在相应的行程磁体中设置复位弹簧机构7b、8b、9b。

支架10在第一臂10b上构成第一和第二套筒26、27。具有套筒26、 27的第一臂10b设置在操纵侧的第二杠杆1c的背离气门侧的第一杠杆1a 的轴向内侧36上。在此，套筒26、27与操纵侧的第二杠杆1c的轴向内 侧36对置。在套筒26、27中设置有第一和第二致动器7、8，所述致动器 具有相应的衔铁7a、8a以用于与相应的第一或第二耦合机构5直接的轴 向调节接触。第二臂10c构造有第三套筒31并且沿着气门侧的第二杠杆 2a的轴向内侧被引导。在此，套筒31与气门侧的第二杠杆2a的朝向第一 摇杆1的轴向内侧37对置。在第二臂10c上，在第三套筒28中设置有第 三致动器7，该致动器具有衔铁7a以用于与第一或第三耦合机构6直接的 轴向调节接触。

根据图4，第二致动器8被停用。由此，第二耦合机构5移动到脱耦 的位置中。第二耦合机构5的在操纵侧的第二杠杆1c上的轴向的孔21中 被引导的圆柱形的连接活塞以致动器侧的在外径上呈蘑菇状扩张的端部35 在端侧轴向地贴靠在支架10的第一臂10b上。在操纵侧的第二杠杆1c枢 转运动时，连接活塞5以呈蘑菇状扩张的端部35在端侧在支架10的第一 臂10b上来回滑动。以这种方式防止连接活塞从孔21中脱出。

根据图5，摇杆装置可以以简单的方式利用摇杆轴3通过第二螺纹连 接件29直接固定在内燃机的所示的气缸盖30上。为此，螺纹连接件29 的两个螺钉分别在支架10的基体10a的区域中被引导穿过摇杆轴3上的 径向的贯通孔31、32并且拧紧在气缸盖30上的螺纹孔33、34中(图1 至图3和图5)。也可设想，通过第一或第二螺纹连接件25、29将摇杆轴 3和支架10固定在气缸盖30上(图1和图2)。

附图标记列表

1 摇杆

1a 杠杆

1b 杠杆

1c 杠杆

2 摇杆

2a 杠杆

2b 杠杆

3 摇杆轴

4 耦合机构

5 耦合机构

6 耦合机构

7 致动器

7a 衔铁

7b 复位弹簧机构

8 致动器

8a 衔铁

8b 复位弹簧机构

9 致动器

9a 衔铁

9b 复位弹簧机构

10 支架

10a 基体

10b 臂

10c 臂

11 排气口换气阀

12 排气口换气阀

13 进气口换气阀

14 进气口换气阀

15 凸轮

16 凸轮

17 凸轮

18 凸轮轴

19 孔

20 孔

21 孔

22 孔

23 孔

24 孔

25 螺纹连接件

26 套管

27 套管

28 套管

29 螺纹连接件

30 气缸盖

31 贯通孔

32 贯通孔

33 螺纹孔

34 螺纹孔

35 端部

36 内侧

37 内侧

Claims (10)

1.一种用于内燃机的气门机构的摇杆装置，其具有能切换的第一摇杆(1)和能切换的第二摇杆(2)，它们能相互枢转地设置在摇杆轴(3)上，其中，为了切换摇杆(1、2)设置有分别至少部分地集成于所述摇杆中的耦合机构(4、5、6)，所述耦合机构能够分别被所配设的致动器(7、8、9)切换，其中，设置有与所述摇杆轴(3)连接的支架(10)，所述致动器(7、8、9)至少部分地集成于所述支架中，并且所述致动器(7、8、9)被与所述摇杆轴(3)径向相隔地布置。

2.根据权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述支架(10)轴向地设置在所述摇杆(1、2)之间。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述支架(10)具有两个平行于所述摇杆(1、2)设置的臂(10b、10c)，其中，所述致动器(7、8、9)被相应地容纳在构造在所述臂(10b、10c)上的套筒(26、27、28)中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述致动器(7、8、9)设计为电动螺线管，所述电动螺线管分别具有能线性移动的衔铁(7a、8a、9a)，通过所述衔铁能够将相应的耦合机构(4、5、6)移动到直接的调节接触中以进行切换。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述支架(10)的第一臂(10b)利用至少一个套筒(26、27)与所述第一摇杆(1)的轴向内侧(36)相对置地设置，并且所述第二臂(10c)利用至少一个套筒(28)与所述第二摇杆(1)的轴向内侧(37)相对置地设置，其中，所述套筒(26、27、28)和分别容纳在所述套筒中的致动器(7、8、9)设置用于分别与所配设的、为了切换而能轴向移动的耦合机构(4、5、6)进行轴向地调节接触。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述支架(10)利用基体(10a)固定在所述摇杆轴(3)上，所述臂(10b、10c)垂直于所述摇杆轴(3)地从所述基体中伸出。

7.根据权利要求6所述的摇杆装置，其特征在于，所述基体(10a)设计为板状的并且为了固定而放置在所述摇杆轴(3)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述支架(10)与所述致动器(7、8、9)、摇杆轴(3)和摇杆(1、2)作为能预装配的结构单元固定在内燃机的气缸盖(30)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，为了切换能移动的、集成在至少一个摇杆(1)中的耦合机构(5)和所述支架(10)的至少一个臂(10b)被这样设置，使得在所述摇杆(1)相对于所述臂(10b)枢转时所述耦合机构(5)在致动器侧在脱耦的状态下能够沿移动方向贴靠在所述臂(10b)上，所述支架具有至少一个配设给用于切换到直接的调节接触中的耦合机构(5)的致动器(7、8、9)。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述第一摇杆(1)能枢转地设置在所述摇杆轴(3)上，所述摇杆轴具有用于操纵内燃机的至少一个换气阀(11、12)的气门侧的杠杆(1a)和两个用于以能枢转运动的方式驱动的操纵侧的杠杆(1b、1c)，其中，所述杠杆(1a、1b、1c)能相互枢转地支承在所述摇杆轴(3)上，并且为了切换摇杆(1)，操纵侧的第一杠杆(1b)可以通过第一耦合机构(4)分别与气门侧的杠杆(1a)连接，以便传递用于气门操纵的第一行程运动，并且操纵侧的第二杠杆(1c)可以通过第二耦合机构(5)分别与气门侧的杠杆(1a)连接，以便传递用于气门操纵的第二行程运动，其中，所述能切换的第二摇杆(2)能枢转地设置在所述摇杆轴(3)上，所述摇杆轴具有用于操纵内燃机的至少一个换气阀(13、14)的气门侧的第二杠杆(2a)和以能枢转运动的方式驱动的操纵侧的第三杠杆(2b)，其中，所述杠杆(2a、2b)能相互枢转地支承在所述摇杆轴(3)上，并且为了切换所述第二摇杆(2)，操纵侧的第三杠杆(2b)可以通过第三耦合机构(6)与气门侧的第二杠杆(2a)连接以用于传递用于气门操纵的第三行程运动。

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