用于至少兩個(gè)氣門的氣門控制裝置制造方法
【專利摘要】一種用于至少兩個(gè)氣門（20、21）的氣門控制裝置（1），氣門控制裝置具有凸輪組（2），凸輪組包括具有不同凸輪輪廓（13、14、15）的至少兩個(gè)凸輪（3、4、5），其中凸輪組（2）能夠抗轉(zhuǎn)動(dòng)且可軸向移動(dòng)地設(shè)置在凸輪軸（30）上，其中設(shè)有叉形滾子搖臂（6），其能夠設(shè)置在凸輪組（2）和氣門（20、21）之間并用于同步操作氣門（20、21），其中叉形滾子搖臂（6）具有作用于凸輪組（2）凸輪（3、4、5）凸輪輪廓（13、14、15）的凸輪滾子（7）、凸輪滾子（7）可轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)地支承在其上的主體件（8）和兩個(gè)或多個(gè)與主體件（8）相鄰接的叉臂（9、10），其中為了操作氣門（20、21），各個(gè)叉臂（9、10）能與其中一個(gè)氣門（20、21）有效連接。
【專利說明】用于至少兩個(gè)氣門的氣門控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于至少兩個(gè)氣門的氣門控制裝置，所述氣門控制裝置具有凸輪 組，所述凸輪組包括具有不同凸輪輪廓的至少兩個(gè)凸輪，其中，凸輪組能夠抗轉(zhuǎn)動(dòng)地和可軸 向移動(dòng)地設(shè)在凸輪軸上。

【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機(jī)有向所謂的"小型化"發(fā)展的趨勢，其具有更小的孔徑和縮短的行程。這使 得對氣門機(jī)構(gòu)的可變性提供了更少的空間?？勺儦忾T機(jī)構(gòu)的一種解決方案是由奧迪公開的 滑動(dòng)式凸輪系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要在軸向上給每個(gè)氣門的至少兩個(gè)凸輪提供空間。附加地需要 為凸輪調(diào)整提供結(jié)構(gòu)空間。該系統(tǒng)例如在孔徑為82. 5_情況下允許兩種不同升程功能。
[0003] 超過兩種升程功能的表現(xiàn)形式或者兩種升程功能與用于凸輪軸的滾動(dòng)軸承的組 合要求氣缸中心距離>80mm。針對每個(gè)氣門三個(gè)凸輪輪廓的系統(tǒng)的調(diào)查顯示，需要孔徑 >80_，以實(shí)現(xiàn)由奧迪選擇的凸輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)。然而就該系統(tǒng)而言，在凸輪軸區(qū)域中 不能應(yīng)用滾動(dòng)軸承。此外，需要明顯縮減的凸輪寬度，這種明顯縮減的凸輪寬度促使在滾子 搖臂中的滾子同樣以這種方式縮減寬度。為了保持滾子上的允許的表面壓力，需要增大滾 子直徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務(wù)在于找到一種氣門控制裝置，利用該氣門控制裝置，至少兩個(gè)、優(yōu)選 三個(gè)或多個(gè)不同氣門行程曲線可以與小氣缸孔尤其是約70mm-74mm的小氣缸孔組合地彼 此相鄰設(shè)置。
[0005] 本發(fā)明的下級任務(wù)在于，至少兩種升程功能與滾動(dòng)軸承的組合，尤其是在氣缸間 距約76mm-80mm的情況下。另一下級任務(wù)在于，采用大約相當(dāng)于目前常見尺寸的滾子直徑 和寬度。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，上述任務(wù)通過一種具有獨(dú)立權(quán)利要求1特征的、用于至少兩個(gè)氣門 的氣門控制裝置解決。本發(fā)明其他特征細(xì)節(jié)由從屬權(quán)利要求、說明和附圖得出。
[0007] 本發(fā)明任務(wù)通過一種用于至少兩個(gè)氣門的氣門控制裝置解決，所述氣門控制裝置 具有凸輪組，所述凸輪組包括具有不同凸輪輪廓的至少兩個(gè)凸輪，其中，所述凸輪組能夠抗 轉(zhuǎn)動(dòng)且可軸向移動(dòng)地設(shè)置在凸輪軸上。該氣門控制裝置的特征是，設(shè)有叉形滾子搖臂，其能 夠設(shè)置在凸輪組和氣門之間并被構(gòu)造用于同步操作氣門，其中，叉形滾子搖臂具有凸輪滾 子、主體件和兩個(gè)或多個(gè)與主體件相鄰接的叉臂，所述凸輪滾子作用于凸輪組凸輪的凸輪 輪廓，所述凸輪滾子可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在主體件上，其中，為了操作氣門，各個(gè)叉臂能夠與其中 一個(gè)氣門有效連接。
[0008] 通過這種方式構(gòu)造的氣門控制裝置，兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)或多個(gè)不同氣門行程曲線可 以與小氣缸孔尤其是約70mm-74mm的小氣缸孔組合地彼此相鄰設(shè)置。也就是說，該任務(wù)通 過滑動(dòng)式凸輪系統(tǒng)與叉形滾子搖臂的組合來解決。叉形滾子搖臂位于至少兩個(gè)氣門上。如 果凸輪組的其中一個(gè)凸輪通過叉形滾子搖臂的凸輪滾子操作叉形滾子搖臂，則同步操作一 個(gè)氣缸的氣門。氣門控制裝置可以實(shí)現(xiàn)在小孔的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用滑動(dòng)式凸輪。氣門控制裝置 可以實(shí)現(xiàn)例如三種升程功能與滾動(dòng)軸承的組合。由于氣缸頭殼體和凸輪軸殼體中的結(jié)構(gòu)空 間狹窄，利用目前已知的氣門控制裝置還無法實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)。
[0009] 叉形滾子搖臂設(shè)在具有兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)或多個(gè)凸輪的凸輪組與至少兩個(gè)氣門之 間。叉形滾子搖臂具有凸輪滾子作用于凸輪組凸輪的凸輪輪廓。凸輪滾子優(yōu)選通過滾子軸 承設(shè)在叉形滾子搖臂上?；谑芟薜慕Y(jié)構(gòu)空間，通常建議應(yīng)用滾針軸承并且將其用于本發(fā) 明。然而其他軸承也是可以予以考慮的，例如圓錐滾子軸承、桶形滾子軸承、球面滾子軸承。
[0010] 叉形滾子搖臂還具有主體件，凸輪滾子可轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)地支承在主體件上。通常在此 應(yīng)用液壓元件，以便實(shí)現(xiàn)無間隙的系統(tǒng)。兩個(gè)或多個(gè)叉臂與主體件相鄰設(shè)置，為了操作氣 門，兩個(gè)或多個(gè)叉臂能夠分別與其中一個(gè)氣門有效連接。在此，叉形滾子搖臂的叉臂如此構(gòu) 造和設(shè)置，即，在叉形滾子搖臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，基于其中一個(gè)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣門同步地通過叉臂來 操作。
[0011] 凸輪的凸輪輪廓優(yōu)選如此構(gòu)造，即，在操作叉形滾子搖臂時(shí)，各個(gè)凸輪分別造成了 氣門的、不同于其他凸輪的氣門行程。
[0012] 叉形滾子搖臂優(yōu)選由形狀穩(wěn)定的板材構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選改進(jìn)方式，在氣 門控制裝置中可以規(guī)定，凸輪組具有至少一個(gè)導(dǎo)向輪廓尤其是導(dǎo)向槽，以便凸輪組沿著凸 輪軸縱軸線在軸向上移動(dòng)，。例如可以通過尤其是呈銷釘形式的調(diào)整元件(其設(shè)置在凸輪組 外部的導(dǎo)向元件上)，通過接合至凸輪組周面中的導(dǎo)向槽來實(shí)現(xiàn)凸輪組的軸向移動(dòng)。作為另 選，可以在凸輪組周面上設(shè)置尤其是呈銷釘形式的調(diào)整元件，其在導(dǎo)向元件的導(dǎo)向槽中運(yùn) 動(dòng)。
[0013] 在本發(fā)明氣門控制裝置中還可以規(guī)定，其具有氣門間隙補(bǔ)償元件，尤其是液壓氣 門間隙補(bǔ)償元件，并且叉形滾子搖臂具有支承區(qū)域，用于支承在氣門間隙補(bǔ)償元件上。氣門 間隙補(bǔ)償元件用于氣門間隙補(bǔ)償，并且充當(dāng)用于叉形滾子搖臂的支座。叉形滾子搖臂在液 壓氣門間隙補(bǔ)償元件上的引導(dǎo)可以通過球冠和盤狀實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。
[0014] 本發(fā)明氣門控制裝置還可以如此實(shí)施，即，在各個(gè)叉臂上設(shè)有導(dǎo)向元件用于在側(cè) 向上保持各個(gè)氣門。例如可以在叉臂自由端部上將舌片卷邊，這些舌片像槽一樣位于相應(yīng) 氣門上方。由此，叉臂、進(jìn)而叉形滾子搖臂是在氣門上導(dǎo)向移動(dòng)的，并且可以阻止叉形滾子 搖臂樞轉(zhuǎn)。
[0015] 本發(fā)明氣門控制裝置的凸輪組優(yōu)選通過滾動(dòng)軸承支承在凸輪軸上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明或改進(jìn)方式及其優(yōu)點(diǎn)。圖中相應(yīng)示意性示出：
[0017] 圖1以俯視圖示出本發(fā)明氣門控制裝置的叉形滾子搖臂；
[0018] 圖2以側(cè)視圖本發(fā)明氣門控制裝置的、可軸向移動(dòng)的凸輪組；
[0019] 圖3以剖面圖示出本發(fā)明氣門控制裝置的、可軸向移動(dòng)的凸輪組；
[0020] 圖4以俯視圖示出氣門控制裝置，其具有叉形滾子搖臂和可沿軸向移動(dòng)的、處于 第一位置的凸輪組；
[0021] 圖5以俯視圖示出氣門控制裝置，其具有叉形滾子搖臂和可沿軸向移動(dòng)的、處于 第二位置的凸輪組，以及
[0022] 圖6以俯視圖示出氣門控制裝置，其具有叉形滾子搖臂和可沿軸向移動(dòng)的、處于 第三位置的凸輪組。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 具有相同功能和工作原理的元件在圖1至圖6中相應(yīng)以相同附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。
[0024] 圖1示意性地在俯視圖中示出本發(fā)明氣門控制裝置1的叉形滾子搖臂6。氣門控 制裝置1具有凸輪組2,凸輪組2包括三個(gè)彼此相鄰設(shè)置的凸輪3、4、5。這些凸輪3、4、5具 有彼此不同的凸輪輪廓13、14、15。該氣門控制裝置1還具有叉形滾子搖臂6,該叉形滾子 搖臂6可設(shè)置在凸輪組2和氣門20、21之間并且被構(gòu)造用于氣門20、21的同步操作。叉形 滾子搖臂6具有凸輪滾子7,凸輪滾子7可以與凸輪組2的凸輪3、4、5有效連接。也就是 說，視凸輪組相對于叉形滾子搖臂6的位置而定，叉形滾子搖臂6的凸輪滾子7可以沿其中 一個(gè)凸輪3、4、5的凸輪輪廓13、14、15運(yùn)動(dòng)。叉形滾子搖臂6除了具有凸輪滾子7之外還 具有主體件8,主體件8構(gòu)成叉形滾子搖臂6的主體。叉形滾子搖臂6優(yōu)選是板材成形件。 凸輪滾子7通過軸承，尤其是滾子軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)地支承在主體件8上。如果叉形滾子搖 臂6的凸輪滾子7與凸輪3、4、5有效連接，那么凸輪滾子7就沿著相應(yīng)凸輪3、4、5的凸輪 輪廓13、14、15滾動(dòng)。在此，視凸輪3、4、5或者說凸輪輪廓13、14、15的形狀而定，可運(yùn)動(dòng)支 承的叉形滾子搖臂6可以被樞轉(zhuǎn)，使得樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被傳遞至與叉形滾子搖臂6接觸的氣門20、 21。叉形滾子搖臂6具有與主體件8相鄰接的叉臂9、10,它們在其端部上與氣門20、21有 效接觸。通過叉形滾子搖臂6的叉臂9、10的這種特殊構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)通過可移動(dòng)的凸輪組 2同步地操作兩個(gè)氣門20、21，其中，氣門20、21的升程是通過與凸輪滾子7接合的凸輪3、 4、5的凸輪輪廓13、14、15來確定的。
[0025] 可沿凸輪軸30的縱軸線31在軸向上移動(dòng)的凸輪組2與至少兩個(gè)凸輪3、4、5優(yōu)選 三個(gè)凸輪3、4、5以及叉形滾子搖臂6的組合，可以在小氣缸孔尤其是70mm-74mm的小氣缸 孔情況下實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或更多個(gè)不同的氣門行程曲線，其中，所述至少兩個(gè)凸輪3、4、5全都具 有彼此不同的凸輪輪廓13、14、15,所述叉形滾子搖臂6具有兩個(gè)或三個(gè)叉臂9、10,其中，各 個(gè)叉臂9、10與氣門20、21如此有效連接，S卩，通過叉形滾子搖臂6的運(yùn)動(dòng)基于叉形滾子搖 臂6的凸輪滾子7在其中一個(gè)凸輪3、4、5的凸輪輪廓13、14、15上的滾動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)氣門20、 21的同步氣門行程。
[0026] 也就是說，氣門控制裝置1可以實(shí)現(xiàn)將可移動(dòng)凸輪組2用于具有小氣缸孔的發(fā)動(dòng) 機(jī)中。由于氣缸頭殼體和凸輪軸殼體中的結(jié)構(gòu)空間狹窄，利用目前已知的氣門控制裝置還 無法實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)。
[0027] 圖3以剖面圖示出本發(fā)明氣門控制裝置1的、可沿凸輪軸30的縱軸線31在軸向 上移動(dòng)的凸輪組2。三個(gè)凸輪3、4、5分別具有不同的凸輪輪廓13、14、15。第一凸輪3的凸 輪輪廓13呈圓柱形，從而當(dāng)凸輪3作用于叉形滾子搖臂6的凸輪滾子7時(shí)不執(zhí)行叉形滾子 搖臂6的樞轉(zhuǎn)并且相應(yīng)不實(shí)施與叉形滾子搖臂6的叉臂9、10有效接觸的氣門20、21的氣 門行程。
[0028] 與第一凸輪3相比，第二凸輪4和第三凸輪5具有真正凸輪形的外形。由此確保， 當(dāng)叉形滾子搖臂6的凸輪滾子7在凸輪4、5的凸輪輪廓14、15上的滾動(dòng)時(shí)，實(shí)施叉形滾子 搖臂6的樞轉(zhuǎn)并且進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣門20、21的氣門行程。在此，第三凸輪5實(shí)現(xiàn)氣門20、21的 最高行程，而中等的第二凸輪4實(shí)現(xiàn)了氣門20、21的最小行程。
[0029] 在圖4至圖6中分別示意性以俯視圖示出具有叉形滾子搖臂6和可軸向移動(dòng)凸輪 組2的氣門控制裝置1。在圖4中，凸輪組2處于第一位置，其中，最大的第三凸輪5與叉形 滾子搖臂6的凸輪滾子7接觸。在圖5中，中等的第二凸輪4與叉形滾子搖臂6的凸輪滾 子7接合，而在圖6中，最小的第一凸輪5與叉形滾子搖臂6的凸輪滾子7接合。視乎三個(gè) 凸輪3、4、5中的哪個(gè)與叉形滾子搖臂6的凸輪滾子接觸而定，就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)氣門20、21 的各異的同步氣門行程。
[0030] 為了凸輪組2沿凸輪軸30的縱軸線31的軸向移動(dòng)，凸輪組2具有在此呈導(dǎo)向槽 形式的兩個(gè)導(dǎo)向輪廓11。這樣例如可以通過尤其是呈銷釘形式的調(diào)整元件(其設(shè)置在布置 于凸輪組2之外的導(dǎo)向元件上)，通過接合在凸輪組2的周面中的導(dǎo)向槽11中來實(shí)現(xiàn)凸輪 組2的軸向移動(dòng)。
[0031] 附圖標(biāo)記列表
[0032] 1氣門控制裝置
[0033] 2凸輪組
[0034] 3 凸輪
[0035] 4 凸輪
[0036] 5 凸輪
[0037] 6叉形滾子搖臂
[0038] 7凸輪滾子
[0039] 8主體件
[0040] 9 叉臂
[0041] 10 叉臂
[0042] 11導(dǎo)向輪廓
[0043] 12氣門間隙補(bǔ)償件
[0044] 20 氣門
[0045] 21 氣門
[0046] 30凸輪軸
[0047] 31縱軸線
【權(quán)利要求】
1. 一種用于至少兩個(gè)氣門（20、21)的氣門控制裝置（1)，所述氣門控制裝置具有凸輪 組（2)，所述凸輪組包括至少兩個(gè)凸輪（3、4、5)，所述至少兩個(gè)凸輪具有彼此不同的凸輪輪 廓（13、14、15)，其中，所述凸輪組（2)能夠抗轉(zhuǎn)動(dòng)且可軸向移動(dòng)地設(shè)置在凸輪軸（30)上，其 特征在于， 設(shè)有叉形滾子搖臂（6)，其能夠設(shè)置在所述凸輪組（2)和所述氣門（20、21)之間并被構(gòu) 造用于同步操作所述氣門（20、21)，其中，所述叉形滾子搖臂（6)具有凸輪滾子（7)、主體件 (8)和兩個(gè)或多個(gè)與所述主體件（8)相鄰接的叉臂（9、10)，所述凸輪滾子作用于所述凸輪 組（2)的所述凸輪（3、4、5)的所述凸輪輪廓（13、14、15)，所述凸輪滾子（7)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承 在所述主體件上，其中，為了操作氣門（20、21)，各個(gè)叉臂（9、10)能夠與其中一個(gè)所述氣門 (20、21)有效連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門控制裝置（1 )，其特征在于，所述凸輪組（2)具有至少一 個(gè)導(dǎo)向輪廓（11)尤其是導(dǎo)向槽，以便所述凸輪組（2)沿著所述凸輪軸（30)的縱軸線（31) 在軸向上移動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣門控制裝置（1 )，其特征在于，所述氣門控制裝置（1) 具有氣門間隙補(bǔ)償元件（12)尤其是液壓氣門間隙補(bǔ)償元件，并且所述叉形滾子搖臂（6)具 有支承區(qū)域用以支承在所述氣門間隙補(bǔ)償元件（12)上。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣門控制裝置（1 )，其特征在于，所述凸輪滾子（7)通 過滾子軸承設(shè)置在所述叉形滾子搖臂（6)的所述主體件（8)上。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣門控制裝置（1 )，其特征在于，在各個(gè)叉臂（9、10) 上設(shè)有導(dǎo)向元件用于在側(cè)向上保持各個(gè)氣門（20、21)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣門控制裝置（1 )，其特征在于，所述凸輪組（2)通過 滾動(dòng)軸承支承在所述凸輪軸（30)上。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣門控制裝置（1)，其特征在于，所述凸輪（3、4、5)的 所述凸輪輪廓（13、14、15)如此構(gòu)造，使得在操作所述叉形滾子搖臂（6)時(shí)，各個(gè)凸輪（3、4、 5)分別造成了所述氣門（20、21)的、不同于其他凸輪（3、4、5)的行程。
【文檔編號(hào)】F01L1/18GK104100316SQ201410140619
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】弗蘭克·豪布納 申請人:Fev有限責(zé)任公司