CN1782332A - 用于内燃机进气门的气门机构 - Google Patents

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Abstract

用于内燃机进气门的具有可调节摇杆的气门机构，摇杆一方面与偏心轴、另一方面与在凸轮轴的凸轮上运行的滚子配合作用。气门机构具有摇臂，其用第一端部作用到进气门上并且用第二端部与推杆铰接，该推杆与用于气门控制时间的相位偏移的调节机构作用连接并且调节机构为每个推杆包括可调节的摇杆。可调节的摇杆与偏心轴铰接，使得通过可按偏心角β调节的、具有较大偏心轮尺寸e1的偏心轮调节出期望的并由结构边界条件预定的、有最大相位调节角α的相位偏移和预定的最大气门行程，并由该边界条件形成在相位偏移期间大致按推杆绕着摇臂铰接部位上的上转动中心的摆动半径R的推杆在可调节的摇杆上的支承点。

Description

用于内燃机进气门的气门机构
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于内燃机进气门的气门机构。
背景技术
由DE 4330913 A1已知一种具有权利要求1前序部分特征的用于内燃机进气门的气门机构。按DE 4330913 A1的气门机构主要包括一个摇臂，它用一个杆臂作用到气门上并且用另一个杆臂与一个推杆铰接，其中，推杆与一个调节机构作用连接。按DE 4330913 A1的调节机构为每个气门包括一个在偏心轮上摇动的摇杆，它在一个在凸轮轴的凸轮上运行的滚子和一个偏心轴之间建立连接，使得通过偏心轴的转动可以得到滚子在凸轮基圆上的变化的位置，这导致变化的控制时间，因此为了优化换气过程可以将例如柴油机匹配于不同的载荷状态、匹配于有害物质较少并且耗油较少的运行。
按DE 4330913 A1的气门机构的缺点在于，在借助于该文献公开的调节机构改变气门控制时间时不能充分补偿气门间隙变化量，使得按DE 4330913 A1的气门机构仅在偏心轴的两个外面的调节位置上工作。在按DE 4330913 A1的气门机构中，在偏心轮的这两个偏心位置之间或者气门有残余开口或者有更大的气门间隙，使得在发动机运行期间不损害活塞就不可能进行偏心轮至少从一种极限的调节至另一种极限的调节的调整。
发明内容
由此出发，本发明的任务是提出一种新式的用于内燃机进气门的气门机构，其中在发动机运行期间按可容忍的气门间隙变化量进行从一种极限的调节至另一种极限的调节的调整。
这个任务这样解决，即开头所述类型的用于内燃机进气门的气门机构通过权利要求1的特征部分的特征进一步改进。
按本发明，可调节的摇杆这样铰接在偏心轴上，使得通过可以按偏心角β的量调节的、具有相对较大偏心轮尺寸e1的偏心轮调节出一个期望的、作为结构参数可预定的、具有最大相位调节角α的相位偏移和一个最大预定气门行程的相位偏移，并且通过这些边界条件形成了在相位偏移α期间大致按推杆绕着摇臂铰接部位上的上面的转动中心的摆动半径R的推杆在可调节摇杆上的支承点，也就是说，在摇臂和可调节摇杆在凸轮上的滚子之间的距离在相位偏移α的调节范围内基本保持不变。
因此得到偏心轴位置和凸轮轴位置的几何尺寸和造型、偏心轮尺寸、偏心角和摇杆结构，它允许在发动机运行期间以可容忍的气门间隙变化量从一种极限的调节至另一种极限的调节的无级调整。也就是说，通过该参数可以预定最大气门行程、最大相位偏移和预定的可容忍的气门间隙偏差以及所有其它的用于找到新式气门机构的几何尺寸的参数。
在本发明的意义上建议一种气门机构，它在发动机运行期间按一个与上述现有技术相比较小的并且因此可以支持的气门间隙变化量可以进行无级的、与转速无关的和与载荷无关的调整或气门控制时间的相位偏移。此外，本发明的气门机构结构简单，从而可以成本经济地实施。
本发明优选的改进方案由从属权利要求和后续说明得出。
尤其是摇臂、推杆及凸轮轴、可调节的摇杆及偏心轴和偏心轮的结构按这种方式进行运动学设计，使得在预定的最大气门行程和预定的气门控制时间的相位偏移的情况下，偏心角和几何尺寸，也就是可调节摇杆的位置和长度根据权利要求1的特征部分的特征确定。
附图说明
下面借助于附图详细描述本发明的一个实施例，本发明不限制于此。其中：
图1按本发明的用于内燃机进气门的气门机构的透视图；
图2按图1结构的调整机构的侧视图；
图3按本发明的气门机构的示意图，包括处于气门控制时间从早到晚的位置上的摇杆运动学关系。
具体实施方式
图1显示按本发明的气门机构10与内燃机、优选柴油机的缸盖11一起的部分视图。
按图1的气门机构10具有一个摇臂12，其中摇臂12用一个第一端部作用到一个进气门上并且用一个第二端部与一根推杆13铰接。推杆13与一个用于气门控制时间的相位偏移的调节机构作用连接。用于气门控制时间的相位偏移的调节机构包括一个凸轮轴、一个偏心轴16以及一个可调节的摇杆17，一些凸轮14定位在凸轮轴上，偏心轮15定位在偏心轴上。可调节的摇杆17在一个在凸轮14上运行的、在可调节的摇杆17的第一端部22上的滚子18与偏心轴16之间建立连接，使得通过偏心轴16的转动，在凸轮14的基圆19上的滚子18占据一个变化的位置(尤其见图3)，并且从而可以得到在相位偏移α(见图3)范围内的变化的控制时间。
在本发明的意义上，可调节的摇杆17这样铰接在偏心轴16上，使得通过可按一个最大约为60°的偏心角β(见图3)的量调节的、具有一个较大偏心轮尺寸e1的偏心轮15调节出一个期望的并且可由结构边界条件预定的、最大相位调节角α(见图3)为大约15°的相位偏移，并且形成了大致按推杆13绕着上面的转动中心的摆动半径R的推杆13在可调节的摇杆17上的支承点31(见图3)，所述转动中心处于摇臂12上的铰接部位上，也就是说，在摇臂12和凸轮14上的滚子18之间的距离在相位偏移α的调节范围内基本上保持不变。
如图2和3另外可知，可调节的摇杆17的第二端部23铰接在偏心轴16的偏心轮15上。
图3与图2相结合可以再次看出，摇臂12和推杆13、带有凸轮14的凸轮轴、摇杆17以及偏心轴16和偏心轮15的结构相互之间以这样的方式设计运动学关系，使得在预定最大气门行程和预定气门控制时间的相位偏移α的情况下正好确定偏心轮尺寸e1、偏心角β和几何尺寸，尤其是可调节的摇杆17的位置和长度。
如果预定最大的大约28mm的气门行程和最大的大约15°的相位偏移α，那么所述结构的运动学设计确定出偏心轮尺寸e1大约21mm，偏心角β大约60°，凸轮行程大约19mm以及几何尺寸即摇杆的位置和长度，它允许在大约24mm的最小气门行程和28mm的预定的最大气门行程之间的大约为4mm的气门行程差值、大约19mm的推杆偏距以及最大约为0.03mm的气门间隙差值，这在此完全可以容忍。
因此从在气门控制时间的外面的移动位置之间的卡锁位置无级地出发是可能的。
因此可以看到本发明的要点在于，提出用于偏心轴16和凸轮轴的几何尺寸尤其位置的参数以及用于偏心轮尺寸和偏心角的设计和用于摇杆造型的参数，它们正好在相互配合中允许一种运动学设计，也就是整体上优化上述参数，其中，推杆13在摇杆17上的支承点31在气门控制时间从早到晚的相位偏移α期间几乎在以推杆13的半径为R的圆形轨迹上绕着在摇臂12的铰接部位上的上面的转动中心运动，使得气门间隙没有或者仅最小地变化，因为在摇臂12和凸轮14上的滚子18之间的距离基本上保持不变。
通常在相位偏移时调整的气门间隙变化可以借助于所建议的结构最大部分地补偿，使得在发动机运行期间以可容忍的气门间隙变化量能够进行无级的、与转速无关的和与载荷无关的调节以及气门控制时间在期望的调节范围内的相位偏移。
附图标记列表
10       气门机构
11       缸盖
12       摇臂
13       推杆
14       具有凸轮轴的凸轮
15       偏心轮
16       偏心轴
17       可调节的摇杆
18       滚子
19       凸轮的基圆
20       第一端部
21       第二端部
31       支承点
α                相位偏移
β                偏心角
e1       偏心轮尺寸
R        半径

Claims (2)

1.一种用于内燃机的至少一个进气门的气门机构，它具有至少一个摇臂(12)，其中该摇臂(12)或每个摇臂(12)用一个第一端部分别作用到至少一个进气门上并且用一个第二端部分别与一根推杆(13)铰接，其中该推杆(13)或每个推杆(13)与一个用于气门控制时间的相位偏移的调节机构作用连接并且调节机构为每个推杆包括一个可调节的摇杆(17)，它一方面与一个偏心轴(16)、另一方面与一个在凸轮轴的凸轮(14)上运行的滚子(18)配合作用，其特征在于：可调节的摇杆(17)铰接在偏心轴(16)上，使得通过可按一个偏心角β的量调节的、具有一个较大偏心轮尺寸e1的偏心轮(15)调节出一个期望的并且作为结构参数可预定的、具有最大相位调节角α的相位偏移和一个预定的最大气门行程，并且通过这些边界条件形成了在相位偏移α期间大致按推杆(13)绕着上面的转动中心的摆动半径R的推杆(13)在可调节的摇杆(17)上的支承点(31)，所述转动中心处于摇臂(12)上的铰接部位上，也就是说，在摇臂(12)和凸轮(14)上的滚子(18)之间的距离在相位偏移α的调节范围内基本上保持不变。
2.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于：摇臂(12)、推杆(13)、凸轮轴、摇杆(17)及偏心轴(16)和偏心轮(15)的结构按这种方式进行运动学设计，使得在预定的最大气门行程和预定的气门控制时间的相位偏移α的情况下，确定偏心轮尺寸e1、偏心角β、确定的凸轮行程和几何尺寸、尤其是可调节摇杆(17)的位置和长度。
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