專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有凸輪軸和操縱元件，所述凸輪軸包括承載軸以及以在該承載軸上抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并可在兩個(gè)軸向位置之間移動(dòng)的方式布置的凸輪件，所述凸輪件具有至少一個(gè)凸輪組和軸向滑槽(Axialkulisse)，該至少一個(gè)凸輪組由直接相鄰的、帶有不同的凸輪突起部的凸輪組成，該軸向滑槽帶有兩個(gè)在其周邊上軸向相反延伸的曲線軌道，所述操縱元件能與軸向滑槽聯(lián)接，用于在兩個(gè)曲線軌道的方向上移動(dòng)凸輪件。
背景技術(shù)：
這種氣門機(jī)構(gòu)用于借助于可移動(dòng)的凸輪可變地操縱換氣閥，并且在其中，每個(gè)凸輪件唯一的操縱元件是足夠的，以便凸輪件在軸向滑槽的兩個(gè)曲線軌道的方向上移動(dòng)，這種氣門機(jī)構(gòu)由視為一般形式的DE10148177A1所公知。該處公開(kāi)了帶有可選地構(gòu)造的軸向滑槽的兩個(gè)凸輪件，其中，第一軸向滑槽具有用于形成內(nèi)引導(dǎo)壁的居中的引導(dǎo)接板，用于呈沉入到軸向滑槽內(nèi)的圓柱銷形式的操縱元件，第二軸向滑槽僅由外引導(dǎo)壁構(gòu)成。后一種構(gòu)造方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，S卩，用于軸向滑槽的制造耗費(fèi)通過(guò)取消引導(dǎo)接板而明顯更少。然而，鑒于氣門機(jī)構(gòu)的功能可靠性，在該設(shè)計(jì)方案中重要的風(fēng)險(xiǎn)在于，僅當(dāng)凸輪件的慣性足夠時(shí)，凸輪件的移動(dòng)過(guò)程才會(huì)完整地也就是說(shuō)無(wú)故障地結(jié)束，以便凸輪件在經(jīng)過(guò)曲線軌道的交叉區(qū)域后，即使沒(méi)有圓柱銷的強(qiáng)制作用也會(huì)在一定程度上以自由飛行的方式運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)終點(diǎn)位置中。凸輪件足夠慣性的前提顯然是凸輪軸的最小轉(zhuǎn)速，所述最小轉(zhuǎn)速直接依賴于凸輪件和承載軸之間的摩擦。低于該最小轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的凸輪件的移動(dòng)可導(dǎo)致凸輪件停留“在半路”上，并且控制不住凸輪組多個(gè)凸輪的加載換氣閥的凸輪從動(dòng)件并且同時(shí)受高機(jī)械負(fù)載的加載。此外，在該情況下不再有可能接著將凸輪件借助于圓柱銷移位到最終位置之一中，因?yàn)椴辉俅嬖趫A柱銷和外引導(dǎo)壁之間的軸向配位。但是，該功能風(fēng)險(xiǎn)在帶有居中的引導(dǎo)接板的軸向滑槽的第一設(shè)計(jì)方案中明顯更小，在凸輪件轉(zhuǎn)速低時(shí)，該引導(dǎo)接板的內(nèi)引導(dǎo)壁作用為進(jìn)一步加速圓柱銷的強(qiáng)制引導(dǎo)部。然而在這種情況下存在以下危險(xiǎn)，即，圓柱銷在經(jīng)過(guò)交叉區(qū)域后不接入到預(yù)設(shè)的曲線軌道里， 而是同樣在高機(jī)械負(fù)載下與引導(dǎo)接板的正面相撞。發(fā)明任務(wù)因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，以如下方式改進(jìn)前述類型的氣門機(jī)構(gòu)，S卩，至少部分地排除所提到的功能局限和功能風(fēng)險(xiǎn)。該任務(wù)具體表述為，當(dāng)使用唯一的操縱元件用于兩個(gè)移動(dòng)方向時(shí)，即使當(dāng)凸輪軸低轉(zhuǎn)速時(shí)，例如在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程期間，確保凸輪件的成功的也就是說(shuō)完整的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
發(fā)明概要該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1中特征部分的特征來(lái)解決，而本發(fā)明的有利的改進(jìn)和設(shè)計(jì)方案由可由從屬權(quán)利要求得出。相應(yīng)的，曲線軌道應(yīng)一個(gè)接一個(gè)地布置在軸向滑槽的周向上。相對(duì)于公知的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的重要的區(qū)別涉及到在軸向滑槽上的曲線軌道的相互布置，這些曲線軌道現(xiàn)在一個(gè)接一個(gè)地(也就是說(shuō)以串聯(lián)方式)且不再并排地(也就是說(shuō)以并聯(lián)方式)分布，并且因此不再交叉。通過(guò)取消交叉區(qū)域，凸輪件的移動(dòng)在軸向滑槽相對(duì)于與之聯(lián)接的操縱元件持續(xù)強(qiáng)制引導(dǎo)的情況下進(jìn)行，從而即使在凸輪軸最低轉(zhuǎn)速時(shí)也確保凸輪件的完整的轉(zhuǎn)換過(guò)程。而在關(guān)于操縱元件與軸向滑槽聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中存在不同的可能性，曲線軌道應(yīng)有效地分別構(gòu)造為槽，并且操縱元件應(yīng)構(gòu)造為嵌接到槽中的圓柱銷。在此優(yōu)選的是，曲線軌道分別由帶有界定槽的槽壁的不同軸向行程的、相互跟隨的軌道區(qū)段組成，即，不帶有行程的進(jìn)入?yún)^(qū)段、斜坡區(qū)段和行程區(qū)段，其中，行程區(qū)段相比斜坡區(qū)段具有明顯更大的軸向力口速度(Axialbeschleunigung)。此外，凸輪應(yīng)具有共同的基圓區(qū)域，基圓區(qū)域最晚開(kāi)始于第一曲線軌道的斜坡區(qū)段并且最早終止于第二曲線軌道的行程區(qū)段。因?yàn)楣餐幕鶊A區(qū)域可理解為凸輪件的在其中凸輪組的所有凸輪都沒(méi)有突起部的角度區(qū)域，所以凸輪件的移動(dòng)僅在配屬于凸輪組的換氣閥關(guān)閉時(shí)進(jìn)行，并且待帶入嵌接的凸輪在整個(gè)移動(dòng)過(guò)程期間同樣位于其基圓位置中。由此，在移動(dòng)過(guò)程期間，沒(méi)有提高凸輪件和承載軸之間的摩擦的閥門彈簧力作用到凸輪件上。 為了保持凸輪件的軸向加速度盡可能的小，基圓區(qū)域的開(kāi)始和結(jié)束以及移動(dòng)過(guò)程的開(kāi)始和結(jié)束最好相同。此外，行程區(qū)段可以分別由帶有界定槽的槽底的不同徑向行程的、相互跟隨的部分行程區(qū)段組成，即，不帶有徑向行程的第一部分行程區(qū)段和帶有徑向向外抬起的槽底的第二部分行程區(qū)段。在現(xiàn)有技術(shù)公知的槽的幾何形狀中，操縱銷只在無(wú)軸向力的狀態(tài)下，由徑向升高的槽中“退出”到操縱銷的無(wú)嵌接靜止位置中，相對(duì)于此有利的是，槽的軸向行程和徑向行程相疊加，以便最大化行程區(qū)段的分別所提供的凸輪角度，并因此將行程區(qū)段內(nèi)相對(duì)較高的軸向加速度限定至機(jī)械可控的水平上。最后，依據(jù)同樣背景技術(shù)作如下設(shè)置，S卩，第二部分行程區(qū)段和進(jìn)入?yún)^(qū)段分別直接地相互鄰接，其中，槽底在從第二部分行程區(qū)段到進(jìn)入?yún)^(qū)段的過(guò)渡區(qū)段上在徑向上陡峭的下落。因此，特別是在關(guān)于軸向滑槽的周邊垂直下落的槽底的情況下，也就是說(shuō)在360°的曲線軌道的總角度中，當(dāng)位于行程區(qū)段之間的進(jìn)入?yún)^(qū)段的長(zhǎng)度給定時(shí)，可以最大化行程區(qū)段的凸輪角度。附圖簡(jiǎn)短描述本發(fā)明的其它特征由隨后的描述和附圖獲得，在附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。其中

圖1以縱剖面示出了依據(jù)本發(fā)明的氣門機(jī)構(gòu)；圖2以依據(jù)圖5的X向的第一透視視圖示出了軸向滑槽；圖3以依據(jù)圖5的Y向的第二透視視圖示出了軸向滑槽；圖4以依據(jù)圖5的Z向的第三透視視圖示出了軸向滑槽；圖5示出了依據(jù)圖1的、帶有徑向配氣相位圖的軸向滑槽的側(cè)視圖；圖6示出了軸向滑槽的完整的行程圖。附圖詳細(xì)介紹在圖1中公開(kāi)了內(nèi)燃機(jī)的可變氣門機(jī)構(gòu)的用于理解本發(fā)明的基本剖面圖。氣門機(jī)構(gòu)具有凸輪軸1，該凸輪軸1包括承載軸2以及與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)相符的、以在承載軸2上抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并可在兩個(gè)軸向位置之間移動(dòng)的方式布置的凸輪件3。為了軸向移動(dòng)，承載軸2設(shè)有外縱向嚙合部，且凸輪件3設(shè)有相應(yīng)的內(nèi)縱向嚙合部。嚙合部本身是公知的，且這里不做進(jìn)一步介紹。凸輪件3具有布置在軸承部位4兩側(cè)的凸輪組，這些凸輪組分別帶有兩個(gè)直接相鄰的凸輪5和6，這些凸輪在相同的基圓半徑上具有不同的凸輪突起部。凸輪件的移動(dòng)在凸輪突起部外，在凸輪5、6的共同的基圓區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。凸輪突起部分別以公知的方式，由在這里僅通過(guò)凸輪滾子7象征性示出的凸輪從動(dòng)件(例如搖臂)依賴于凸輪件3的當(dāng)前軸向位置來(lái)選擇性地傳遞到?jīng)]有示出的換氣閥上。不同的凸輪突起部可以理解為各凸輪行程的不同數(shù)值和/或凸輪5、6的不同的氣門正時(shí)。為了在凸輪5和6之間的轉(zhuǎn)換，凸輪件3設(shè)有帶有作為單件制造的并借助過(guò)盈裝配來(lái)接合的軸向滑槽8。在軸向滑槽8的周邊上構(gòu)造有兩個(gè)自身在軸向上相反延伸的并且在軸向滑槽8的周向上一個(gè)接一個(gè)布置的呈槽狀的曲線軌道9、10，操縱元件11可聯(lián)接到這些槽中。這由圖2至圖4進(jìn)一步得知，在這些圖中，軸向滑槽8由不同的角度透視示出。操縱元件11是圓柱銷，該圓柱銷是同樣公知的且在這里沒(méi)有進(jìn)一步闡釋的、用于這種氣門機(jī)構(gòu)的執(zhí)行器的部件。圓柱銷11相關(guān)于凸輪軸1以在軸向上固位，但在徑向上可移位的方式布置在內(nèi)燃機(jī)里，并且用于在兩個(gè)曲線軌道9、10的方向上移動(dòng)凸輪件3。曲線軌道9、10的造型由圖2至圖6的共同展示而得知。在圖2至圖4中示出的軸向滑槽8的視圖，與圖5中的視圖箭頭χ、y或ζ對(duì)應(yīng)，在圖5中，以側(cè)視圖示出的軸向滑槽8依據(jù)虛線附加地設(shè)有曲線軌道9、10的徑向配氣相位圖。在圖1、圖2和圖5中示出的箭頭標(biāo)明了凸輪軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。帶有曲線軌道9、10的徑向和軸向行程的完整的行程圖作為凸輪軸角度的函數(shù)由圖6得知。兩個(gè)曲線軌道9、10分別由帶有界定槽的槽壁12的不同軸向行程的(圖6中的實(shí)線)、相互跟隨的軌道區(qū)段組成。這些軌道區(qū)段是不帶有軸向行程的進(jìn)入?yún)^(qū)段F或C、用于補(bǔ)償圓柱銷11相對(duì)于槽壁12的軸向位置公差的斜坡區(qū)段A或D和行程區(qū)段B或E，其中， 行程區(qū)段B、E的軸向加速度相比斜坡區(qū)段明顯更大。在示出的實(shí)施例中，凸輪5、6的共同的基圓區(qū)域與軌道區(qū)段A到E相一致，也就是說(shuō)，共同的基圓區(qū)域開(kāi)始于第一曲線軌道9的斜坡區(qū)段A并終止于第二曲線軌道10的行程區(qū)段E。與此相反，凸輪5、6的凸輪突起部位于進(jìn)入?yún)^(qū)段F的區(qū)域內(nèi)。行程區(qū)段B和E分別由相互跟隨的部分行程區(qū)段Bl和B2或El和E2組成，這些部分行程區(qū)段的不同在于槽底13(圖5和6中的虛線)的徑向行程。在此，第一部分行程區(qū)段Bl和El具有帶有恒定的、與區(qū)段F和A或C和D —致的深度的槽底13，而槽底13自身在第二部分行程區(qū)段B2和E2上在徑向上向外抬起，以便在凸輪件3的移動(dòng)過(guò)程期間就已經(jīng)將圓柱銷11從相應(yīng)槽中退出到圓柱銷的無(wú)嵌接的靜止位置中。凸輪件3的轉(zhuǎn)換沿著第一曲線軌道9進(jìn)行，也就是說(shuō)，由當(dāng)前起作用的凸輪5通過(guò)如下方式轉(zhuǎn)換到凸輪6上(見(jiàn)圖1)，S卩，圓柱銷11沉入到進(jìn)入?yún)^(qū)段F中(這根據(jù)凸輪突起部的尺寸和持續(xù)時(shí)間在換氣閥打開(kāi)期間已進(jìn)行)，并且隨后經(jīng)過(guò)斜坡區(qū)段A以及行程區(qū)段 B，而旋轉(zhuǎn)著的且支撐在圓柱銷11上的凸輪件3移動(dòng)到凸輪件的第二軸向位置中。圓柱銷 11在經(jīng)過(guò)第二部分行程區(qū)段B2的過(guò)程中已經(jīng)通過(guò)在徑向上升高的槽底13來(lái)提升，并且在移動(dòng)過(guò)程的終點(diǎn)完全地由曲線軌道9中退出到圓柱銷的無(wú)嵌接的靜止位置中。
與之類似地，凸輪件3的回推沿著第二曲線軌道10進(jìn)行，也就是說(shuō)，從起作用的凸輪6以如下方式回推到凸輪5上，S卩，圓柱銷11沉入到進(jìn)入?yún)^(qū)段C中，并且隨后經(jīng)過(guò)斜坡區(qū)段D以及行程區(qū)段E，而旋轉(zhuǎn)著的且支撐在圓柱銷11上的凸輪件3回移到凸輪件的第一軸向位置中。同樣在這種情況下，圓柱銷11在經(jīng)過(guò)第二部分行程區(qū)段E2的過(guò)程中通過(guò)徑向升高的槽底13來(lái)提升，并且在移動(dòng)過(guò)程的終點(diǎn)完全地由曲線軌道10中退出到圓柱銷11的無(wú)嵌接的靜止位置中。如同在圖2至圖5中所明確的，第二部分行程區(qū)段B2或E2分別和進(jìn)入?yún)^(qū)段C或 E直接相互鄰接，其中，槽底13在這些區(qū)段的過(guò)渡部上徑向地垂直下落，以便在進(jìn)入?yún)^(qū)段C 的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的情況下首先將行程區(qū)段B的長(zhǎng)度最大化。在圖1中示出的止動(dòng)裝置用于將凸輪件3固定在凸輪件的相對(duì)于承載軸2的徑向位置上。該止動(dòng)裝置包括兩個(gè)在承載軸2的構(gòu)造為通孔的徑向孔14中、在直徑上對(duì)置的、 可移動(dòng)地支承的止動(dòng)體15和在凸輪件3的內(nèi)周邊上分布的、構(gòu)造為周邊槽的止動(dòng)槽16和 17，在分別所屬的軸向位置中，由彈簧器具18在徑向向外的方向上加載力的止動(dòng)體15鎖止在這些止動(dòng)槽中。止動(dòng)體15是一側(cè)打開(kāi)的、薄壁的板改型件。止動(dòng)體的打開(kāi)的側(cè)分別構(gòu)造為支承在徑向孔14中的并且包圍構(gòu)造為螺旋壓縮彈簧的彈簧器具18的空心圓柱，而連在空心圓柱上的封閉的側(cè)分別是朝著止動(dòng)槽16、17的方向變細(xì)的空心體，所屬空心體首先構(gòu)造為呈錐形的且在正面呈球形的。為了在凸輪件3的移動(dòng)過(guò)程中確保止動(dòng)體15低阻力地進(jìn)入到徑向孔14中，止動(dòng)體15在空心體的呈錐形的區(qū)域設(shè)有卸壓開(kāi)口 19。止動(dòng)裝置的功能不局限于僅將凸輪件3固定在兩個(gè)軸向位置中，還包括在凸輪件的軸向運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)部分行程區(qū)段B2和E2的終點(diǎn)制動(dòng)凸輪件3。該制動(dòng)通過(guò)彈簧負(fù)載的止動(dòng)體15在止動(dòng)槽16、17的在頂點(diǎn)20兩側(cè)軸向相鄰分布的槽壁上的接觸摩擦來(lái)產(chǎn)生。 不同于在圖1示出的，有利的是，止動(dòng)槽16、17實(shí)施為幾何上相一致的，并且頂點(diǎn)20，關(guān)于凸輪件3的從屬于止動(dòng)槽16、17的軸向位置的間距，居中地分布。附圖標(biāo)記
1凸輪軸
2承載軸
3凸輪件
4軸承部位
5凸輪
6凸輪
7凸輪滾子
8軸向滑槽
9第一曲線軌:
10第二曲線軌:
11操縱元件/
12槽壁
13槽底
14徑向孔
圓柱銷
15止動(dòng)體
16止動(dòng)槽
17止動(dòng)槽
18彈簧器具/螺
19卸壓開(kāi)口
20止動(dòng)槽的頂點(diǎn)
A斜坡區(qū)段
B 1、2行程區(qū)段
C進(jìn)入?yún)^(qū)段
D斜坡區(qū)段
El、2行程區(qū)段
F進(jìn)入?yún)^(qū)段
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有凸輪軸⑴和操縱元件(11)，所述凸輪軸⑴ 包括承載軸O)以及以在所述承載軸上抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并能在兩個(gè)軸向位置之間移動(dòng)的方式布置的凸輪件(3)，所述凸輪件具有至少一個(gè)凸輪組和軸向滑槽(8)，所述至少一個(gè)凸輪組由直接相鄰的、帶有不同的凸輪突起部的凸輪(5、6)組成，所述軸向滑槽(8)帶有兩個(gè)在所述軸向滑槽的周邊上軸向相反延伸的曲線軌道(9、10)，所述操縱元件(11)能與所述軸向滑槽(8)聯(lián)接，用于在兩個(gè)曲線軌道(9、10)的方向上移動(dòng)所述凸輪件(3)，其特征在于，所述曲線軌道(9、10)在所述軸向滑槽(8)的周向上一個(gè)接一個(gè)地布置。
2.按照權(quán)利要求1所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述曲線軌道(9、10)分別構(gòu)造為槽， 所述操縱元件(11)構(gòu)造為嵌接到所述槽(9、10)中的圓柱銷。
3.按照權(quán)利要求2所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述曲線軌道(9、10)分別由帶有界定所述槽的槽壁(12)的不同軸向行程的、相互跟隨的軌道區(qū)段(F、A、B或C、D、E)組成，即， 不帶有軸向行程的進(jìn)入?yún)^(qū)段(F或C)、斜坡區(qū)段(A或D)和行程區(qū)段(B或E)，其中，所述行程區(qū)段(B或E)相比所述斜坡區(qū)段(A或D)具有明顯更大的軸向加速度。
4.按照權(quán)利要求3所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述凸輪(5、6)具有共同的基圓區(qū)域，所述基圓區(qū)域最晚開(kāi)始于第一曲線軌道(9)的所述斜坡區(qū)段(A)，并且最早結(jié)束于第二曲線軌道(10)的所述行程區(qū)段(E)。
5.按照權(quán)利要求3所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述行程區(qū)段(B、E)分別由帶有界定所述槽的槽底(13)的不同徑向行程的、相互跟隨的部分行程區(qū)段(B1、B2或E1、E2)組成， 即，不帶有徑向行程的第一部分行程區(qū)段(Bi或El)和帶有自身徑向向外抬起的槽底(13) 的第二部分行程區(qū)段(B2或E2)。
6.按照權(quán)利要求5所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二部分行程區(qū)段(B2或E2)與所述進(jìn)入?yún)^(qū)段(C或F)分別直接地相互鄰接，其中，所述槽底(1 在從所述第二部分行程區(qū)段出2或似)到所述進(jìn)入?yún)^(qū)段(C或F)的過(guò)渡部上在徑向上陡峭地下落并且關(guān)于所述軸向滑槽(8)的周邊優(yōu)選垂直下落地分布。
全文摘要
提出一種內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有凸輪軸(1)和操縱元件(11)，所述凸輪軸(1)包括承載軸(2)以及以在所述承載軸上抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并能在兩個(gè)軸向位置中間移動(dòng)的方式布置的凸輪件(3)，所述凸輪件具有至少一個(gè)凸輪組和軸向滑槽(8)，該至少一個(gè)凸輪組由直接相鄰的、帶有不同的凸輪突起部的凸輪(5、6)組成，該軸向滑槽帶有兩個(gè)在所述軸向滑槽的周邊上軸向相反延伸的曲線軌道(9、10)，所述操縱元件能與所述軸向滑槽聯(lián)接，用于在兩個(gè)曲線軌道(9、10)的方向上移動(dòng)凸輪件(3)。在此，曲線軌道(9、10)在軸向滑槽(8)的周向上一個(gè)接一個(gè)地布置。
文檔編號(hào)F01L13/00GK102282341SQ201080004890
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月14日
發(fā)明者哈拉爾德·埃倫特, 安德烈亞斯·內(nèi)德?tīng)? 拉斯·普菲岑羅伊特, ?？啤な┟芴? 阿克斯馬赫·德特勒夫, 馬庫(kù)斯·施內(nèi)普, 馬斯亞斯·伯格爾斯豪森 申請(qǐng)人:謝夫勒科技有限兩合公司