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用于可变地控制内燃机的方法和装置

阅读:1015发布:2020-06-02

专利汇可以提供用于可变地控制内燃机的方法和装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种用于可变地控制 内燃机 的 阀 门 ,特别是通过每个 气缸 的一个或多个进气阀门的提升作用对奥托式 发动机 进行无 节流阀 载荷 控制的方法和装置。其中两个通常以相同转数转动的 凸轮 轴的凸轮外缘与作为辅助件的 接触 装置相接触,接触装置借助于一个用于 控制阀 门的控制装置在凸轮外缘上运动。起开启 凸轮轴 作用的凸轮轴的凸轮外缘上具有一个基区和一个提升区,两个区域通过开启区可彼此转入。起闭合凸轮轴作用的另一个凸轮轴的凸轮外缘上具有一个提升区和一个基区,两个区域可通过闭合区彼此转入。为了改变阀门的提升和/或开启时间凸轮轴之间的 相位 是可变的。在阀门关闭后接触装置仅与一个凸轮轴的凸轮外缘相接触并由此使控制装置 支撑 在阀门上。另一个凸轮轴的凸轮外缘在阀门闭合后与接触装置相脱离并在阀门开始开启时再次与接触装置相接触。,下面是用于可变地控制内燃机的方法和装置专利的具体信息内容。

1、用于可变地控制内燃机(6)的方法, 特别是通过每个气缸上一个或多个进气阀的行程作用对 奥托式发动机进行无节流阀载荷控制的方法,
在该方法中,两个在通常情况下以相同转数转动的 凸轮轴(1、2)的凸轮外缘通过一个接触装置(3、 17、18)以叠加的形式相接触,而且接触装置在凸 轮上的运动是借助于控制阀门(6)的控制装置(4、 19、20)来传递给阀门(6),
其中凸轮轴(1、2)中构成开启凸轮轴的那个凸 轮外缘上具有一个基区和一个提升区,这两个区域通过 开启区可彼此转入,
而凸轮轴(1、2)中另一个构成闭合凸轮轴的凸 轮外缘上具有一个提升区和一个基区,这两个区域通过 闭合区可彼此转入,
而且其中在阀门闭合后接触装置支撑在至少一个凸 轮轴的凸轮边缘上,和
为了改变阀门的提升和/或开启时间,凸轮轴之间 的相位是可变的,
其特征在于,
在阀门(6)闭合后,接触装置(3、17、18) 仅接触在两凸轮轴(1、2)中一个的凸轮外缘上并且 由此使控制装置支撑在阀门(6)上;
在阀门闭合后,另一个凸轮轴的凸轮外缘与接触装 置脱离开,并在阀门开始开启时再次接触接触装置。
2、用于可变地控制内燃机中阀门(6)的装置, 特别是通过每个气缸上的一个或多个进气阀的行程作用 对奥托式发动机进行无节流阀载荷控制的装置,其包括:
一个用于与两个通常以相同转数转动的凸轮轴(1、 2)的凸轮外缘以叠加的形式相接触的接触装置(3, 17,18),
一个控制装置(4,19,20),其传递用于控 制阀门的接触装置在凸轮上的运动,
用于改变凸轮轴之间的相位以便改变阀门的升程和 /或开启时间的装置,
一个弹簧装置(8,21),其使得接触装置总是 支撑在至少一个凸轮轴的凸轮边缘上,
其中凸轮轴(1,2)中构成开启凸轮轴的那个凸 轮边缘上具有一个基区和一个提升区,这两个区域通过 开启区可彼此转入,和
凸轮轴(1,2)中另一个构成闭合凸轮轴的那个 凸轮缘上具有一个提升区和一个基区,这两个区域通过 闭合区可彼此转入,
其特征在于,
弹簧装置(8,21)是以这种形式构成和布置的, 即当阀门(6)闭合后使接触装置(3,17,18) 仅支撑在两个凸轮轴(1,2)中一个凸轮轴的凸轮外 缘上而且使控制装置(4,19,20)支撑在阀门上。
3、根据权利要求2所述的装置,其特征在于,在 阀门(6)闭合后,弹簧装置(8,21)使接触装置 (3,17,18)支撑在开启凸轮轴的凸轮外缘上。
4、根据权利要求2或3所述的装置,其特征在于, 接触装置包括一个同时与两个凸轮轴(1,2)的凸轮 边缘相接触的分接部件(3),该分接部件在与控制装 置的传递部件(4)上两个彼此平行的凸轮轴间的中线 相垂直的平面内产生运动。
5、根据权利要求4所述的装置,其特征在于,传 递部件(4)构成推杆或摇杆的形式而且分接部件(3) 可在传递部件(4)上的直导轨上移动或者在弯曲形导 轨上或可转动支撑的摆杆上进行转动移动。
6、根据权利要求4或5所述的装置,其特征在于, 分接部件(3)包括三个辊子,它们都支撑在支柱(5) 上,其中两个外侧辊(3a,3c)与其中一个凸轮轴 上的两个相同的凸轮相互作用,而内侧辊(3b)与另 一个凸轮轴上的一个凸轮相互作用。
7、根据权利要求4-6之一所述的装置,其特征 在于,两个凸轮轴(1,2)的轴间距应使得两个凸轮 轴上凸轮盘的提升区相重叠,其中应这样设置凸轮盘的 轴,即使得凸轮盘互不接触。
8、根据权利要求4-7之一所述的装置,其特征 在于,阀门关闭时传递部件(4)的位置被在柱形面( 1a)上的限制件(13)限定,柱形面(1a)形成 在靠近阀的凸轮轴(1)上并与其同轴,而且在传递部 件(4)和由其控制的阀门之间设有阀隙补偿件(9)。
9、根据权利要求4-8之一所述的装置,其特征 在于,可对传递部件(4)上用于补偿制造公差的支撑 件(10)进行无级调整。
10、根据权利要求4-7之一所述的装置,其特 征在于,阀门关闭后传递部件(4)直接和/或间接支 撑在分别与两个凸轮轴(1,2)同轴且在其上形成的 栓形面(1a,2a)上,同时传递部件(4)上与壳 体固定在一起的转动点(14a)处的阀隙补偿件(1 4)对所有制造和工作条件下的间隙以及阀动装置内部 的公差进行补偿。
11、根据权利要求10所述的装置,其特征在于, 对凸轮轴(1)上柱形面(1a)的支撑是通过一个附 加的限制件(13)实现的,而限制件另一方面又与另 一个凸轮轴(2)同轴铰接。
12、根据权利要求11所述的装置,其特征在于, 用于将传递部件(4)支撑到凸轮轴(1)的柱形面( 1a)上的附加限制件(13)上具有一个圆形体(1 3a),该圆形体的直径与分接部件(3)的直径基本 相等,而且它在分接部件的导轨上支撑传递部件(4), 和
限制件(13)在另一个凸轮轴(2)的基圆上的 支撑直径与凸轮轴(1)基圆上的柱形面(1a)的直 径相应。
13、根据权利要求2所述的装置,其特征在于, 接触装置和控制装置至少具有一个与凸轮轴(1)的凸 轮外缘相接触且以推杆形式构成的铰接杆(20)和至 少具有一个以摇杆形式构成的摆杆(19),摆杆(1 9)与另一个凸轮轴(2)的凸轮外缘相接触并在它的 转动点(P2)处与铰接杆(20)相铰接,和
当另一个凸轮轴的凸轮外缘在阀门关闭后与另一个 杆相分离和在阀门开始开启时再一次与其接触期间,两 杆(19,20)中与上述不同的那个杆在阀门(6) 关闭后将在弹簧装置(21)的作用下支撑在其所属的 凸轮轴的凸轮外缘上。
14、根据权利要求13所述的装置,其特征在于, 在阀门(6)关闭后,摆杆(19)支撑在与靠近阀门 的凸轮轴(1)同轴具有在其上形成的柱形面(1a) 上而且一个设在摆杆(19)中的阀隙补偿件(24) 在阀杆和摆杆之间起补偿作用。
15、根据权利要求14所述的装置,其特征在于, 在阀门(6)关闭后,铰接杆(20)支撑在与另一个 凸轮轴(2)同轴且在其上形成的柱形面(2a)上, 同时由作用在铰接杆的可移动导向铰接点(P3)处的 间隙补偿件(26)对所有遗留的制造和工作条件下的 间隙以及阀动装置内的公差进行补偿。
16、根据权利要求15所述的装置,其特征在于, 可移动导向的铰接点(P3)是与壳体固定铰接的。
17、根据权利要求13-16之一所述的装置, 对于每个汽缸带有两个或多个控制阀的发动机来说,其 特征在于,设有一个公共的与壳体固定铰接的铰接杆( 20),该铰接杆由一个公共的闭合凸轮盘控制,而且
每个阀门(6a,6b)上分别设有摆杆(19a, 19b),摆杆由同样是独立的、设在每个阀门上的开 启凸轮盘(2c,2d)控制。
18、根据权利要求17的装置,其特征在于,专 用于阀门的开启凸轮盘(2c,2d)的轮廓是这样构 成的,即使得所设的阀门(6a,6b)能相对于不同 的时刻和/或以不同的升程开启。
19、根据权利要求18所述的装置,其特征在于, 在很小的阀升程下,每个气缸上的受控阀仅部分开启。
20、根据权利要求17-19之一所述的装置, 其特征在于,通过铰接杆(20)和以摇杆形式构成的 摆杆(19a,19b)之间的可控机械连接件可使所 属的阀门关闭。
21、根据权利要求4-11之一所述的装置,其 特征在于,在两个凸轮轴以及传递部件上设有适合于气 缸上每个阀门的分接部件和不同的凸轮。
22、根据权利要求4-11之一所述的装置,其 特征在于,通过另一个传递部件(37)和设在传递部 件(34)及另一个传递部件(37)之间的可控机械 连接件(41,42)可以使所属的阀门关闭。
23、根据权利要求20或22所述的装置,其特 征在于,设置有一个用于控制机械连接件的液压控制机 构。
24、根据权利要求20、22或23之一所述的 装置,其特征在于,通过液压系统中不同的压级来达 到机械系统的不同控制状态。
25、根据权利要求2-24之一所述的装置,其 特征在于,使用时通过使两个凸轮轴适合于零升程的相 位可以使带有多于一个气缸排的发动机上的至少一个气 缸排关闭。
26、根据权利要求2-25之一所述的装置,其 特征在于,凸轮轴(1,2)中的一个轴,最好是开启 凸轮轴上的凸轮盘(77),构成能可变地控制阀门( 6)的结构,而另一个位于同一轴上的凸轮盘(75) 构成用于控制最好是作为排气阀的辅助阀门(56)的 结构。
27、根据权利要求26所述的装置,其特征在于, 将辅助控制阀(56)和可变控制阀(6)设置在与发 动机长轴相平行的同一平面内。
28、根据权利要求26所述的装置,其特征在于, 将辅助控制阀(56)和可变控制阀(6)设置在与发 动机长轴相平行的不同平面内。
29、根据权利要求26-28之一所述的装置, 其特征在于,由同一凸轮轴(1)通过推杆或摇杆对辅 助控制阀(56)进行控制。
30、根据权利要求28所述的装置,其特征在于, 由同一凸轮轴(2)通过推杆(73)对辅助控制阀( 56)进行直接控制,而由同一凸轮轴(2)通过一个 中间件例如顶杆(71)对阀的可变控制装置进行控制。

说明书全文

发明涉及权利要求1前序部分所述的可变地控制 内燃机的方法。本发明还涉及权利要求2前序部分 所述的可变地控制内燃机阀门的装置。

长期以来对内燃机的阀门进行可变控制的优点已众 所周知。对换气阀进行可变控制能够改善转矩分布并能 提高最大效率。如果能不使用节流阀而仅仅通过改变进 气阀的提升和/或开启时间来形成负载或载荷的话,还 能避免原始辐射或明显减少换气损失。因此在已有文献 中相应地提出了许多关于对内燃机中的阀门进行可变控 制的建议。

在BE-PS885.719的结构类型中,开启 凸轮轴和闭合凸轮轴与一个摆杆相互作用,摆杆支撑在 进气阀的阀杆上。为此在进气阀关闭时处于确定位置的 摆杆上设有弹簧,该弹簧使摆杆总是压靠在两个凸轮轴 的凸轮外缘上。由此使摆杆暂时离开阀杆。这增加了对 自身阀隙补偿的困难。此外,两个凸轮轴与摆杆之间总 是处于摩擦啮合状态,从而增加了阀动装置的摩擦损失。

在DE3531000A1中描述了一种在活塞发动机中部分载荷下通过对阀门进行相位截止控制来减 小节流损失的装置,其中摇杆支撑在阀杆上,摇杆的两 端与凸轮轴的各端相互作用。该凸轮传动的特点是,每 次只能使用凸轮外缘的一半升程并通过两个凸轮的外缘 确定阀门的开启和/或关闭运动,由此可能会出现不允 许的高加速度。

DE35193191A1中提出了另一种可变地 控制往复活塞式内燃机阀门的建议。在这种可变的阀门 控制中,可通过一个转动的提升式凸轮轴借助于一个围 绕移动轴颈偏转的阀杆克服阀门的弹簧对进气阀进行 控制。阀杆附加地接合着一个与提升凸轮轴以相同转数 转动的控制凸轮轴,控制凸轮轴根据内燃机的参数控制 阀杆的摆动。这种公知阀控制方式的特点是,根据提升 凸轮轴和控制凸轮轴的相位产生的阀的开启或闭合运动 是由两个凸轮轴的凸轮边缘确定的,由此在阀门闭合而 使阀门落到其支座上时会出现不允许的阀门加速度或速 度,或者使内燃机的最大转数受到不能允许的限制。

另一种用于进行可变阀控制的装置公开在US-P S5,178,105中。该文献研究了与不同转数相 适合的阀门控制时间的问题。为此,该装置包括两个凸 轮轴,它们的凸轮彼此构成对映结构的形式,两个凸轮 以最低提升点分别经过坡度较大的延伸区和平坦的延伸 区进入最大提升点。两个凸轮作用在同一个分接部件上, 该分接部件的截面为三形并在控制阀门的推杆上进行 直接的移动导向。阀门的开启和闭合相位分别由两个凸 轮轴在分接部件上附加的提升作用来确定,由此可根据 凸轮轴的相位使阀门的运动在很大范围内发生变化。这 使凸轮的形状明显受到限制,因为在确定的相位中,分 接部件在两个凸轮轴之间的移动并不导致阀的提升运动, 而仅仅是使其相对于推杆移动。此外,分接部件的最终 位置取决于凸轮轴的相位,这需要非常昂贵的阀门调整 装置来解决在相位快速变化时阀动装置中出现的问题。

本发明的任务是,提供一种用于可变地控制内燃机 阀门的方法,特别是通过每个气缸中一个或多个进气阀 的提升作用对奥托式发动机进行无节流阀载荷控制的方 法,其中可在高工作可靠性和降低生产成本的前提下设 置一个自动阀隙补偿件。本发明的任务还在于提供一种 实施该方法的装置。

发明任务所涉及的方法部分是通过主权利要求的特 征来完成的。通过该特征可以达到,在阀门关闭之后使 一个凸轮外缘与接触装置相脱离,从而减小所需的摩擦 率。此外,阀门关闭后从接触装置上脱开的凸轮轴的凸 轮外缘在其不与接触装置接触的区域内可以构成成本很 低的结构形式而且在有效凸轮外缘的设计上允许有更多 的自由度。由此可以通过使用自动阀隙补偿装置这样的 简单方式使控制装置总是支撑在阀门上。发明任务中所 涉及的装置部分是通过权利要求2的特征来实现的。

从属权利要求意在提供本发明所述装置的优选实施 例和细节,其中从属权利要求的各个特征都分别与发明 质量有关。

下面将结合示意性附图给出的实例对本发明进行更 详细的说明。

其所描述的:

图1是用于可变地控制至少一个阀门的装置的局部 剖面侧视图,

图2是在图1所示装置中使用的分接部件优选实施 例的俯视图,

图3是适用于图2所示分接部件的凸轮轴结构的示 意图,

图4-图7是说明图1所示装置工作原理的视图, 其表示图1所示装置处于不同工作位置时的状态,

图8是图1所示装置的变换实施例

图9是本发明所述装置另一个实施例的示意图,

图10是图9所述装置的另一种结构,

图11是图10所述装置的另一种结构,

图12a)和图12b)是图10所述装置另一种 结构的透视图,其带有使阀门关闭的装置,

图13是图1所述装置的另一种结构,其带有用于 至少使一个阀门关闭的装置,

图14是用于图13所述装置中的探测和控制机构 的俯视图,

图15是本发明所述装置的一个实施例,用该装置 可以控制辅助阀门,

图16是可用于控制辅助阀门的装置的另一个实施 例。

根据图1,本发明所述用于可变地进行内燃机阀门 控制的装置包括两个以同样转数转动的凸轮轴1和2, 它们的凸轮外缘或者说凸轮盘共同作用在分接部件3上。 两个凸轮盘的行程作用彼此叠加使分接部件3产生相应 的运动,该运动通过一个或多个传递部件4传递到阀门 6上。通过借助于合适的、且在此未示出的凸轮轴调节 器相对改变两个凸轮轴1和2彼此间的相位,可以在最 大提升之后或是在阀门打开的时间之后改变行程作用到 另一个范围。例如德国专利申请P4244550中就 描述了这样一种凸轮轴调节器。

分接部件3可以构成凸轮辊或滑的形式,其带有 合适的分接面。分接部件3可移动的设在或支撑在传递 部件4上,其中支撑件可以构成为例如平面的或弯曲的 导轨4a或是可转动地支撑在传递部件4中的摇杆。在 所述的实施例中,特别优选的是在其端部上为以凸轮辊 形式构成的分接部件3上设置了支撑柱5(参见图2), 由此形成了与在传递部件上构成的导轨4a相适应的对 接面。该实施例还可以实现为避免分接部件出现侧向滑 移所需的侧向导向。

传动部件4原则上可以构成摆杆或凸轮随动杆的形 式或者是传统的推杆形式。特别优选的是图1中所示的 推杆形式,因为这种形式特别节省空间而且能够通过分 接部件3与阀门6的传动来补偿当凸轮在分接部件3上 形成运动传递时所产生的规定条件下的传动。由此可以 尽可能地按常规方式来设计凸轮外缘。

根据图2,分接部件3包括三个凸轮辊3a、3b 和3c,它们支撑在同一个支柱5上。两个外侧辊3a 和3c与图2中未示出的一个凸轮轴上的两个同样的凸 轮盘相互作用,而内侧辊3b与另一个凸轮轴上的凸轮 盘相互作用。在这个实施例中完全利用了减小摩擦力的 优点,因为每个凸轮盘都可以与一个合适的凸轮辊相接 触。这种结构的优点还在于,在支柱5上不会由此而产 生对称的扭矩

图3表示对图2中所示分接部件3特别有利的凸轮 轴1和2的结构形式。它们是这样布置的,即两个凸轮 轴上凸轮盘的提升周边相重叠,而且使这两个凸轮盘互 不接触地移动。这样就能明显减小阀动装置所需的空间。

再参照图1,为了使分接部件3确定地处在凸轮轴 的凸轮盘上而设置了弹簧8,弹簧8支撑在分接部件3 和传递部件4之间,而且在所示的实例中该弹簧是压簧。

如果在关闭的阀门上由于形成在传递部件4上的并 与柱形面1a(柱形面1a与阀附近的凸轮轴1同心形 成,且在所述的实例中其直径大约与凸轮轴1的基圆相 当)的贴靠的限制器13的结构可使传递部件4的位置 得到限定的话,可以在所述阀动装置中的传递部件4内 放入一个传统的液压间隙补偿件9。通过该间隙补偿件 9能够补偿在热条件下阀门6的长度变化以及因阀座磨 损而引起的阀门的长度变化。

如果传递部件上由支架固定的支柱10的结构允许 进行无级调节,例如可通过一个偏心设置的轴来调节, 那么上述阀动装置的制造公差可以通过在安装阀动装置 时的初调节进行补偿。

下面将根据图4-7对所述装置的工作原理进行说 明:

图4表示一种状态下的结构,在该状态下应如此选 择凸轮轴1和2之间的相移,即使得阀门6仅仅很短暂 的并以极小的幅度打开。这种状态相当于传统发动机上 一个最大程度关闭的节流阀。

在所描述的优选实施例中,凸轮轴1是开启凸轮轴。 凸轮轴2是闭合凸轮轴。两个凸轮轴沿箭头所示的相反 方向转动,并且至少在图中未示出的相位调整装置没有 动作期间两凸轮轴的转数是相等的。分接部件3与闭合 凸轮轴2上凸轮盘的提升区端部相接合并与开启凸轮轴 1上凸轮盘的开启区起始端相接合。阀门6仍然是闭合 的。当开启凸轮轴1继续转动使其开启区进入分接部件 3上时,将引起传递部件4产生逆时针转动并使阀门6 打开。但是此时的开启幅度很小,因为闭合凸轮轴2的 提升区已经结束并且已进入关闭区,该关闭区阻止阀门 开启,因此,只要闭合凸轮轴2的基区接合分接部件3, 阀门就再次关闭。在阀门6关闭的情况下,开启凸轮轴 1的提升区越过分接部件3并进入基区,这样,弹簧8 将挤压分接部件3使之固定地处于开启凸轮轴1的凸轮 盘上,因此,当开启凸轮轴1从提升区进入基区时,分 接部件3与闭合凸轮轴2的凸轮盘边缘相分离,而当开 启凸轮轴1以基区进入开启区时,分离部件3将再次移 向闭合凸轮轴2。

由于传递部件4在顺时针方向上的转动性受到限制 件13的约束,所以间隔补偿件9能对阀门6的关闭位 置起调节作用。最好是这样调整支柱10,即在阀门关 闭时使分接部件3同时处在开启凸轮轴1的基区和闭合 凸轮轴2的提升区上。

图5表示图4所示的凸轮轴1和2之间具有相同相 位的结构,只是在阀门6开始关闭时继续转动了少许角 度。如图中所示,在闭合凸轮轴2的提升区结束并进入 闭合区的情况下,开启凸轮轴上将基区与提升区相连的 开启区没有完全通过。由此产生的关闭运动对进一步的 开启运动形成过度补偿,从而使得只要闭合凸轮轴2到 达基区,阀门6就关闭。如果开启凸轮轴1的提升区已 经经过分接部件3并进入开启凸轮轴的基区,那么分接 部件3就会在弹簧8的作用下从闭合凸轮轴2的基区上 分离并将再次与其提升区相接合。

图6表示图4所示的凸轮轴1和2之间出现相位变 化时的结构,其中所述的全负荷相位相当于传统发动机 中完全打开的节流阀。如图中所示,开启凸轮轴1的基 区端部处于分接部件3上,分接部件3同样靠在闭合凸 轮轴2的提升区上,此时还未能转过该区域的一半。当 开启凸轮轴1继续转动时,开启凸轮轴1的凸轮盘上将 基区与提升区相连的开启区将进入与分接部件相接合的 状态,这样,在闭合凸轮轴2的提升区与分接部件3继 续接合的过程中将使阀门6打开。然后在开启凸轮轴1 的提升区经过分接部件3期间阀门6将保持开启状态, 直到到达闭合凸轮轴2的提升区端部和图7所示的位置 为止,图7所示的位置表示全负载时开始关闭的位置。 当开启凸轮轴1的开启区与分接部件继续接合转动时, 将使分接部件3经过闭合凸轮轴2上将其提升区与基区 相连接的闭合区,从而引起阀门6关闭。如果到达开启 凸轮轴1的提升区端部,则分接部件3将在弹簧8的作 用下作离开闭合凸轮轴2外缘的运动并准备再一次与之 接合,如果到达闭合凸轮轴2的提升区,则分接部件3 仍然处于与开启凸轮轴的基区相接合的状态。

如上所述,该运动,也就是说特别是开启方向上阀 门6的最大加速度只受开启凸轮1上将基区与提升区相 连接的开启区的影响。阀门6的闭合运动受闭合凸轮轴 2上连接提升区和基区的闭合区的影响,最大闭合加速 度和闭合速度只通过闭合区来确定。从转动方向上看闭 合凸轮轴2上表示从基区向提升区过渡的区域将不与分 接部件3相接合,因为在该区域处于分接部件3附近的 工作相位中,分接部件3受弹簧8的挤压而离开闭合凸 轮轴2。这在减小阀动装置摩擦方面是有效的而且除此 之外还能极大地降低闭合凸轮轴2的加工成本。

可以使整体布局特别紧凑和节省空间而且还能使其 结构特别简单。开启凸轮轴1的开启区和闭合凸轮轴2 的闭合区的设计在很大程度上与传统的凸轮相似,也就 是说,在临界工作区中阀门6的最大加速度接近于传统 阀动装置的量级,由此可以获得极好的工作可靠性和较 长寿命。关于凸轮轮廓的准确形状可具有很大的自由性, 只要其使阀门6的有效开启和关闭规律适合当时例如内 燃机的转数和负载等需要即可。特别是可以这样设计凸 轮轮廓,即如图7所示,使阀门经过较长的角区以最大 升程开启,这样在提高转数时就能明显地提高功率。

凸轮轴1和2的相位调整机构不构成本发明的主题, 在此不作逐一说明。优选的是由内燃机的曲轴驱动开启 凸轮轴1,而开启凸轮轴1又驱动闭合凸轮轴2,其中, 在两个凸轮轴之间设置相位调整机构。很明显,根据工 作需要也可以借助于另一个相位调节器使凸轮轴1的相 位以公知的方式相对于曲轴在所需的范围内发生变化。

图8表示一个与图1相比结构有所变化的本发明所 述装置的实施例。在该实施例中缺少图1中的限制件1 3和图1中的无级可调支撑10。与图1所示实施例的 区别在于,在凸轮轴2的柱形面2a上置有一个附加的 限制件13,该限制件终止在一个圆形体13a上,圆 形体13a的直径大约与分接部件3的直径相当。而且 分接部件3将圆形体13a支撑在传递递部件4上。而 圆形体13a在阀门6处于闭合位置时还支撑在柱形面 1a上,柱形面1a是在凸轮轴1上形成的。与传递部 件4靠紧的一个公知的球体14a上装有一个液压间隙 补偿件14。最好是使柱形面1a的半径相当于凸轮轴 1上凸轮盘基圆或基区的半径而且使柱形面2a的半径 相当于其所属的凸轮盘的基区半径。用所述的装置可以 使单个间隙补偿件14通过传递部件4和圆形体13a 的相互作用(在柱形面1a上的支承和在柱形面2a上 的支撑)不仅能补偿本发明所述装置可能出现的制造公 差,而且还能补偿因热变形和磨损条件下出现的阀门间 隙。对于所述结构的工作性能而言,不仅给定柱形面1 a和2a的标定尺寸是有利的,而且如果使圆形体13 a的直径大体上相当于分接部件3或凸轮辊3a、3b 及3c的直径将更加有利。在图8的变型实施例中,也 可以在限制件13的位置上设置一个闩体滑块,该滑块 支撑在传递部件4上而且在阀门6处于闭合状态时紧靠 在柱形面1a和2a上。

图9表示该装置的一个变换实施例。在该图中两个 凸轮轴1和2的凸轮盘作用在分接体17和18上,其 中在这种情况下,凸轮轴1最好是闭合凸轮轴而凸轮轴 2最好是开启凸轮轴。分接体18构成摆杆形式,其控 制阀门6。摆杆19装在铰接杆20上的P2处,铰接 杆20上带有另一个分接体17并在P1点处支撑固定。 此外还设置了一个在所述实施例中为压簧的弹簧21, 其使得分接体18总是处于凸轮轴2的凸轮外缘上而使 得摆杆19总是紧靠在阀门6上。

上述装置的实施例具有这样的优点,阀动装置的运 动部件在其结构形式和运动效果方面实际上可象相应的 传统阀动部件那样构成而且不需很大的空间。分接体1 7、18可以构成例如滑块或凸轮辊的形式。所述装置 的工作原理总的说来与图1相似,其中阀门6的提升和 开启时间可以通过凸轮轴1和2之间在很大范围内的相 移变化而改变。

图10表示图9的另一个变换实施例,其中铰接杆 20仍然装在P1处而且该杆上还带有用于与凸轮轴1 接触且作为分接体17的凸轮辊。铰接杆20的P2处 上安装摆杆19,摆杆上带有与凸轮轴2相接触且控制 阀门6的分接体18。摆杆19上设有一个附加的分接 件22,该分接件在阀门6关闭时支撑在一个与阀门附 近的凸轮轴1同轴形成的柱形面1a上。摆杆19还带 有一个与阀门6直接作用的液压阀隙补偿件24。在该 实施例中,以压簧形式构成的弹簧21是这样设置的, 它挤压分接件17使之总是处于最好是闭合凸轮轴的凸 轮轴1上,其中通过作用在柱形面1a上的分接件22 和阀隙补偿件24可以保证摆杆19或阀隙补偿件24 总是处于阀门6上。

图11表示图10所示实施例的另一种结构形式。 在图11所示的实施例中,铰接杆20不是位置固定安 装的,而是装在另一个短臂杆25的P3处,短臂杆2 5在P4处的安装位置固定。在铰接杆20上可移动导 向的铰接点P3和外壳之间作用着液压间隙补偿件26。 此外,铰接杆20上还设有一个支撑面27,该支撑面 在阀门6关闭后支撑在与凸轮轴2同轴形成的柱形面2 a上。通过所述的结构可以达到这样的目的,即利用间 隙补偿件26来补偿阀的装置中所有加工和工作条件下 的间隙以及公差。阀隙补偿件24担负对直接阀隙的补 偿。

如从图10和11中所能直接看到的那样,对阀门 的控制是通过与凸轮轴2直接相互作用的摆杆19实现 的。如果凸轮轴2是开启凸轮轴,那么图10或11所 示的装置可以构成如下的另一种形式,即在多个设在各 气缸单元上的阀门6上,特别是进气阀上设置一个位于 起闭合凸轮轴作用的凸轮轴1上的凸轮盘,该凸轮盘作 用在一个共有的铰接杆20上而且在铰接杆20上装有 与P2同轴的多个摆杆19,这些摆杆分别与开启凸轮 轴2上的一个单独的凸轮盘相互作用,由此对所属的阀 门6进行单独控制。因此可以这样构成开启凸轮轴2上 为阀门特设的开启凸轮盘的轮廓,即使得所设置的阀门 在不同的时刻开启。这样可促使在燃烧室中形成最终的 气体移动。

如果阀门升程很小,也就是载荷很小的话,最好是 使受控气缸的阀门仅部分开启。这样可以形成有目标的 扭转。除此之外,这对已开启的阀门的进气速度也有有 利影响。

如果铰接杆20和摆杆19在支撑位置P2上的连 接点能够借助于一个设在此处的可控机构提起的话,那 么所属的由摆杆19控制的阀门就可以关闭。如果铰接 杆20靠在凸轮轴1的基圆上,那么控制机构就能再度 调节该连接点,并重新控制阀门。

这样一种图10所示装置的另一种结构形式在图1 2中示出:

起闭合凸轮轴作用的凸轮轴1上带有一个用于控制 铰接杆20且在附图中大部分被盖住的凸轮盘。在铰接 杆20的轴P2上装有两个摆杆19a和19b,各摆 杆上分接着各自的凸轮盘2c和2d并且分别与阀门6 a和6b相互作用。借助于这种方式,通过三个凸轮盘 可以对阀门6a和6b进行可变的控制操作。

图12a)表示当摆杆19a和19b的固定支架 处于由三部分构成的铰接杆20上时的装置。

图12b)表示在借助于图中未示出的液压或电控 制机构将支架P2松开的情况下的装置。铰接杆20被 闭合凸轮轴1的提升区向下挤压,而通过铰接杆20外 部的另外两个部件在P1处与壳体固定铰接的摆杆19 a和19b则不被夹紧。由此可以使摆杆保持在最高位 置上,在该位置上借助于凸轮盘2c和2d可以使阀门 6a及6b不打开,而且在摆杆上还设有辅助弹簧21 a和21b。

根据该机构结构,可以使摆杆19a和19b单独 地或同时与铰接杆20相啮合。

很显然,还可以这样来构成本发明所述的装置,即 对于每个气缸阀而言,在两个凸轮轴1和2上设置合适 的分接部件和不同的凸轮以及相应的传递部件。这虽然 使得图12中所示均使用了闭合凸轮盘的结构不很紧凑, 但是这种结构能实现完全独立地确定阀门控制时间。

图13和14表示图1和2所示发明实施例的另一 种结构。在该实施例中用两个传递部件34和37来代 替图1所示实施例中的传递部件4。每个与分接部件3 相互作用的传递部件34都可以与多个其它的传递部件 37相配合。其它的传递部件37同样可优先选择推杆 的形式,其中部件37的可控固定转动支撑10与传递 部件34的支持同轴。为了使两个传递部件34和37 相连或分离而设置了一个机构,该机构包含例如一个或 多个液压控制的柱塞41,该柱塞一方面受两个传递部 件的引导并在相应油压的提升作用下克服弹簧力向外伸 出,而另一方面由则此进入各其他传递部件上所带的孔 37a中。在该装置各自的多种形式中,通过按阶段设 计可以这样实现对气缸单元单个阀门的控制,即在形成 第一压力级时首先使柱塞伸出并同时控制与其相配的阀 门。而当压力进一步上升到更大压力级时可以控制另一 个阀门,如此往复进行。

如果第一传递部件34和第二传递部件37之间的 连接中断,那么在这些部件的提升运动期间传递部件3 4和分接部件3之间或是凸轮轴1和2之间的动力啮合 将由弹簧44来保证,弹簧44可以构成例如压簧的形 式并且支撑在底座上。在静止的相位上,传递部件34 相对于传递部件37的位置是由限制件45确定的,这 样一方面可以阻止传递部件44继续向上的运动,另一 方面能够保证在控制过程中使柱塞11确实插入孔7a 中。

图15表示图1的另一种结构。传递部件不断地对 阀门6进行控制,在传递部件上以可移动的方式装有分 接部件3,部件3与开启凸轮轴1和闭合凸轮轴2的凸 轮边缘相接触。与凸轮轴1和2的轴向方向相平行,在 进气阀6的后面设有一个排气阀56,该阀由杆60控 制,杆60的一端装在与外壳固定在一起的阀隙补偿件 62上而其另一端直接控制排气阀56。杆60上设有 辊64,该辊随动在排放凸轮轴1上形成的凸轮盘66, 凸轮盘66以本身公知的方式确定排气阀是开启还是闭 合。很明显,凸轮轴1直接受曲轴的驱动,所以在曲轴 位置和排气阀各自的控制之间形成了固定的关系。在图 中未示出的用于驱动闭合凸轮轴2和用于调整其相对于 开启凸轮轴1的相位的机构作用在这两个凸轮轴之间。 采用所述的结构能够获得结构紧凑的阀动装置,通过该 阀动装置可以以优选的方式这样来控制在一个平面内依 次设置的直列发动机的进气和排气阀,即对进气阀实行 完全可变的控制而对排气阀的控制则使其与凸轮轴成固 定的关系。

图16表示图10所示可变阀控制装置实施例的另 一种结构形式,其设计成对映的结构。用于控制进气阀 16的机构与图2所示的机构相类似,但其中摆杆19 不是由凸轮轴2直接控制,而是通过一个与壳体固定在 一起的推杆71来控制的。作为进气阀6的开启凸轮轴 的凸轮轴2通过一个与液压阀隙补偿件成一体的推杆控 制排气阀56。为此凸轮轴2上带有两个凸轮盘75和 77,其中凸轮盘75控制排气阀56而凸轮盘77则 是用于控制进气阀6开启运动的凸轮盘。凸轮轴2由曲 柄直接驱动并通过一个用于调节相位的调节机构驱动凸 轮轴1,凸轮轴1是进气阀6的闭合凸轮轴。所述结构 适合于V形气缸上设置的阀门而且其构成一个紧凑的阀 动装置,尽管对进气阀的控制具有完全的可变性,但是 该阀动装置仅用两个凸轮轴就足够了。

很明显,在所述的所有实施例中可以这样设计设置 在两个凸轮轴1和2之间的调节机构,即,使得进气阀 6不形成升程。由此,当在带有多个气缸排的发动机上 使用时,可以用简单的方式使两个气缸排中的一个停止 工作。

总之,本发明指出了一条能在特别是奥托式发动机 上取消节流阀和仅仅通过可变地控制进气阀在避免节流 损失的情况下实现功率调节的途径。

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