內燃機用氣門傳動裝置的制作方法

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本發(fā)明涉及一種內燃機用氣門傳動裝置、一種具有發(fā)動機制動器的內燃機以及一種運行所述氣門傳動裝置的方法。

背景技術：

由de102007048915a1已知一種內燃機用氣門傳動裝置。該氣門傳動裝置包括可軸向移動的凸輪元件和調節(jié)裝置。該調節(jié)裝置包括被設置用于使凸輪元件軸向移入第一轉換位置的第一配合元件。該調節(jié)裝置還包括被設置用于使凸輪元件軸向移入第二轉換位置的第二配合元件。該調節(jié)裝置具有第一滑軌，在第一轉換位置中第一配合元件在所述第一滑軌中被導引。該調節(jié)裝置還具有第二滑軌，在第二轉換位置中第二配合元件在所述第二滑軌中被導引。該第一配合元件構建為與該第二配合元件強制耦合。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的特別是在于，實現(xiàn)內燃機的特別可靠的運行。所述目的通過根據(jù)權利要求1和9所述的本發(fā)明的設計方案以及通過根據(jù)權利要求10所述的本發(fā)明的方法來實現(xiàn)。本發(fā)明的進一步方案參閱從屬權利要求。

本發(fā)明以一種內燃機用氣門傳動裝置為出發(fā)點，其具有可軸向移動的凸輪元件和調節(jié)裝置，該調節(jié)裝置包括第一配合元件和第二配合元件，所述第一配合元件被設置用于使得凸輪元件軸向移入第一轉換位置，所述第二配合元件被設置用于使得凸輪元件軸向移入第二轉換位置，其中所述調節(jié)裝置具有第一滑軌和第二滑軌，在第一轉換位置中所述第一配合元件在所述第一滑軌中被導引，在第二轉換位置中所述第二配合元件在所述第二滑軌中被導引，其中所述第一配合元件構建為與所述第二配合元件強制耦合。

本發(fā)明提出，所述調節(jié)裝置包括觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置被設置用于以與復位力相反的方式將第一配合元件固定保持在第二轉換位置中。這樣一來，特別是即便在所述觸發(fā)裝置出現(xiàn)故障的情況下，也能實現(xiàn)特別可靠的發(fā)動機運行。可有利地避免附加的觸發(fā)裝置。此外，能夠特別可靠地實施轉換位置的頻繁切換，這對特別是貨運車輛的內燃機的發(fā)動機制動器特別有利。所述氣門傳動裝置優(yōu)選被設置用于貨運車輛的內燃機。

所述凸輪元件優(yōu)選以可旋轉且可軸向移動的方式支承?！耙钥尚D且可軸向移動的方式支承的凸輪元件”特別是指：以可相對內燃機的氣缸蓋或另一位置固定地布置的構件旋轉及軸向移動的方式支承的凸輪元件。優(yōu)選地，一個支承元件以可旋轉的方式容置所述凸輪元件，并且特別是與該凸輪元件共同以可軸向移動的方式支承在所述氣缸蓋中?！拜S向”概念特別是與所述凸輪元件的主旋轉軸線相關，故“軸向”表述特別是表示一個與該主旋轉軸線平行或同軸線地延伸的方向。此外，“徑向”概念特別是與所述凸輪元件的主旋轉軸線相關，故“徑向”表述特別是表示一個垂直于該主旋轉軸線延伸的方向。

所述凸輪元件優(yōu)選能夠為實現(xiàn)氣門行程轉換而軸向移動?！皻忾T行程轉換”特別是應指至少兩個氣門操縱曲線之間的離散轉換，這些氣門操縱曲線定義至少一個換氣氣門的操縱。“凸輪元件”特別是指具有至少一個用于操縱換氣氣門的凸輪的元件。優(yōu)選地，僅所述第一配合元件被設置用于使該凸輪元件沿兩個相反方向軸向移動。就此而言，“第一轉換位置”特別是指工作位置。就此而言，“第二轉換位置”特別是指觸發(fā)位置和/或發(fā)動機制動位置。所述復位力優(yōu)選至少大體恒定?！氨辉O置”特別是指專門構建、設計、配設和/或布置。

根據(jù)本發(fā)明的另一設計方案提出，所述觸發(fā)裝置包括電磁體，所述電磁體被設置用于以與復位力相反的方式將第一配合元件固定保持在第二轉換位置中。優(yōu)選地，所述觸發(fā)裝置被設置用于提供一個自凸輪元件出發(fā)徑向延伸的觸發(fā)力。這樣便能特別長期及快速地激活和/或維持第二轉換位置。在將所述氣門傳動裝置用于發(fā)動機制動過程的情況下，此方案特別有利。

本發(fā)明還提出，所述觸發(fā)裝置包括復位彈簧，所述復位彈簧被設置用于以朝向第一滑軌的方式對第一配合元件施加復位力。所述復位彈簧優(yōu)選形成一個螺旋壓縮彈簧。此外，所述復位力優(yōu)選徑向朝向所述凸輪元件取向。這樣便能有利地在無外部供能的情況下激活和/或維持第一轉換位置。在所述電磁體出現(xiàn)故障的情形下，能夠可靠地占據(jù)第一轉換位置。

本發(fā)明還提出，所述復位彈簧被設置用于在電磁體關斷后將第一配合元件送回第一滑軌，以實施轉換至第一轉換位置的轉換過程。這樣便能在電磁體出現(xiàn)電力故障的情況下，有利地在第一轉換位置中繼續(xù)工作。此外，為了實施轉換至第一轉換位置的轉換過程，優(yōu)選不需要外部能量，如特別是電能。

本發(fā)明還提出，所述第一滑軌被設置用于在凸輪元件在第一轉換位置中旋轉時，使得第一配合元件沿凸輪元件的徑向振蕩運動。優(yōu)選地，在周緣延伸范圍內視之，第一滑軌相對于凸輪元件的主旋轉軸線具有不同距離。這樣便能根據(jù)凸輪元件的旋轉角有利地對第一配合元件進行導引。此舉能夠有利地提高運行可靠性。

本發(fā)明還提出，所述第一配合元件如此相對所述觸發(fā)裝置布置，使得在第一配合元件的運動分區(qū)中復位力大于觸發(fā)裝置的作用于第一配合元件上的觸發(fā)力。就此而言，“觸發(fā)力”特別是指保持力和/或磁力，特別是吸引磁力。就此而言，“運動分區(qū)”特別是指最大可能運動區(qū)域的一個分區(qū)。所述觸發(fā)裝置優(yōu)選僅在觸發(fā)力大于復位力的近區(qū)域內對第一配合元件起作用。這樣便能有利地避免在凸輪元件的不期望的旋轉角位置發(fā)生轉換過程。優(yōu)選地，也可以不精確地和/或獨立于凸輪元件的旋轉角位置對所述觸發(fā)裝置進行時間控制。

本發(fā)明還提出，所述調節(jié)裝置包括杠桿元件，所述杠桿元件將第一配合元件以及第二配合元件圍繞一個共用的擺動軸線支承。所述擺動軸線優(yōu)選平行于凸輪元件的主旋轉軸線延伸。這樣便能在結構簡單的設計方案中將第二配合元件的運動與第一配合元件耦合。不必再增設其他觸發(fā)裝置。能夠特別運行可靠且長期地實現(xiàn)第一配合元件的運動與第二配合元件的運動之間的同步。

本發(fā)明還提出，所述氣門傳動裝置包括用于以不能相對轉動的方式將所述凸輪元件支承的凸輪軸，其中所述調節(jié)裝置布置在該凸輪軸的自由的縱向端部上。這樣便能特別簡單地將所述氣門傳動裝置整合在內燃機中。就此而言，“自由的縱向端部”特別是指關于元件主延伸方向自由的端部。

本發(fā)明還提出一種具有發(fā)動機制動器的內燃機，所述內燃機具有本發(fā)明的氣門傳動裝置。在此情形下，可以特別頻繁地轉換所述凸輪元件，以可靠地激活發(fā)動機制動器。

本發(fā)明還提出一種借助調節(jié)裝置使得旋轉的凸輪元件沿兩個相反方向自第一轉換位置軸向移入第二轉換位置的方法，其中第一配合元件與第二配合元件強制耦合，且其中藉由觸發(fā)裝置以與復位力相反的方式將所述第一配合元件固定保持在第二轉換位置中。這樣便能實現(xiàn)特別高的運行可靠性。

附圖說明

更多優(yōu)點參閱以下附圖說明。圖1至9示出本發(fā)明的實施例。附圖、附圖說明以及權利要求書包含大量特征組合。本領域技術人員也可以酌情將這些特征視作單個特征，并以其他合理的方式進行組合。其中：

圖1為一個氣門傳動裝置的等軸測圖；

圖2為所述氣門傳動裝置的另一等軸測圖；

圖3為所述氣門傳動裝置在最大振蕩角下的側視圖；

圖4為所述氣門傳動裝置的沿ⅳ-ⅳ的剖視圖；

圖5為所述氣門傳動裝置在最小振蕩角下的另一側視圖；

圖6為所述氣門傳動裝置在觸發(fā)過程中的剖視圖；

圖7為所述氣門傳動裝置在卡入過程中的另一剖視圖；

圖8為所述氣門傳動裝置在壓下過程中的另一側視圖；以及

圖9為所述氣門傳動裝置在關閉過程中的另一側視圖。

具體實施方式

圖1及2示出用于未詳細繪示的內燃機的氣門傳動裝置。所述內燃機具有發(fā)動機制動器。所述氣門傳動裝置包括可軸向移動的凸輪元件10。所述氣門傳動裝置具有凸輪軸22。凸輪軸22被設置用于以不能相對轉動的方式將凸輪元件10支承。為此，凸輪元件10以不能相對轉動的方式與凸輪軸22連接。凸輪元件10以可圍繞主旋轉軸線23旋轉的方式支承。凸輪軸22以可圍繞主旋轉軸線23旋轉的方式支承。凸輪軸22具有兩個未詳細繪示的采用不同設計方案的凸輪。其中所述不同的凸輪具有相同的基圓半徑。所述不同的凸輪分別適用于不同的工作模式，如特別是點火模式與發(fā)動機制動模式。

所述氣門傳動裝置具有調節(jié)裝置11。調節(jié)裝置11包括第一配合元件12。第一配合元件12被設置用于使得凸輪元件10軸向移入第一轉換位置。第一配合元件12呈圓柱形。

調節(jié)裝置11具有第一滑軌14。第一滑軌14具有不同的區(qū)段。一個區(qū)段形成第一接合區(qū)段27。另一區(qū)段形成第一調節(jié)區(qū)段28。第一接合區(qū)段27沿周向延伸，并且具有三個沿周向錯開120°的突出部。故在周緣延伸范圍內視之，第一滑軌14相對于凸輪元件10的主旋轉軸線23具有不同距離。若第一配合元件12在第一接合區(qū)段27上運行，則所述第一配合元件在凸輪元件10旋轉期間實施振蕩運動。在位于所述突出部中的一個上時，第一配合元件12達到最大振蕩角。在處于兩個突出部之間的中心處時，第一配合元件12達到最小振蕩角。第一滑軌14被設置用于在凸輪元件10在第一轉換位置中旋轉時，使得第一配合元件12沿凸輪元件10的徑向19振蕩運動。

在第一接合區(qū)段27旁連接有第一調節(jié)區(qū)段28。第一調節(jié)區(qū)段28具有一包含徑向及軸向分量的方向。借助所述軸向分量，凸輪元件10能夠軸向移動。第一調節(jié)區(qū)段28的徑向深度相應于第一接合區(qū)段27的徑向深度。第一調節(jié)區(qū)段28的第一導引壁29的徑向高度保持不變。

調節(jié)裝置11包括第二配合元件13。第二配合元件13被設置用于使得凸輪元件10軸向移入第二轉換位置。調節(jié)裝置11布置在凸輪軸22的自由的縱向端部26上。第二配合元件13呈圓柱形。

調節(jié)裝置11具有第二滑軌15。第二滑軌15與第一滑軌14間隔一定軸向距離。第二滑軌15具有不同的區(qū)段。一個區(qū)段形成第二接合區(qū)段30。第二接合區(qū)段30沿周向延伸，且其在周向上相對于主旋轉軸線23的距離保持不變。在第二接合區(qū)段30旁連接有第二調節(jié)區(qū)段31。第二調節(jié)區(qū)段31具有一包含徑向及軸向分量的方向。借助所述軸向分量，凸輪元件10能夠軸向移動。與第二接合區(qū)段30相比，第二調節(jié)區(qū)段31與主旋轉軸線23間隔的距離更遠。

在第二接合區(qū)段30與第二調節(jié)區(qū)段31之間構建有一個在整個周緣范圍內延伸的臺階。第二調節(jié)區(qū)段31的第二導引壁32的高度沿周向減小。第二調節(jié)區(qū)段31被設置用于在激活所述第二轉換位置時將第二配合元件13沿第二導引壁32導入接合區(qū)段30。其中使得凸輪元件10軸向移動。第二導引壁32與凸輪元件10的主旋轉平面互成一銳角。所述主旋轉平面垂直于主旋轉軸線23延伸。

第一配合元件12在第一轉換位置中在第一滑軌14中受到導引。在此情形下，所述氣門傳動裝置處于點火模式中。第一配合元件12在第一滑軌14上沿徑向上下運動。圖3示出具有最大振蕩角的第一配合元件12。在此情形下，第一配合元件12最靠近主旋轉軸線23。如圖4所示，第一配合元件12位于第一接合區(qū)段27的兩個突出部之間。所述突出部中的一個在凸輪元件10進一步旋轉的情況下擠壓第一配合元件12，使其遠離主旋轉軸線23。圖5示出具有最小振蕩角的第一配合元件12。在此情形下，第一配合元件12與主旋轉軸線23間隔的距離最遠。其中第一配合元件12位于第一接合區(qū)段27的突出部中的一個上。

第二配合元件13在點火模式期間與第二滑軌15間隔一定距離。第一配合元件12構建為與第二配合元件13強制耦合。調節(jié)裝置11包括杠桿元件33。杠桿元件33將第一配合元件12以及第二配合元件13圍繞一個共用的擺動軸線21支承。所述共用的擺動軸線21平行于凸輪元件10的主旋轉軸線23延伸。

觸發(fā)裝置16包括復位彈簧18。復位彈簧18對第一配合元件12施加一復位力。其中復位彈簧18被設置用于朝向第一滑軌14將所述復位力施加至第一配合元件12。復位彈簧18形成一個螺旋壓縮彈簧。所述復位力徑向朝向凸輪元件10取向。

調節(jié)裝置11包括觸發(fā)裝置16。觸發(fā)裝置16被設置用于改變工作模式。更確切言之，觸發(fā)裝置16被設置用于激活發(fā)動機制動模式。為此，觸發(fā)裝置16以與所述復位力相反的方式將第一配合元件12固定保持(圖6)。為此，觸發(fā)裝置16包括電磁體17。電磁體17被設置用于以與所述復位力相反的方式將第一配合元件12固定保持在第二轉換位置中。可通過電纜34對電磁體17進行電控制。

觸發(fā)裝置16被設置用于提供一個自凸輪元件10出發(fā)徑向延伸的觸發(fā)力。在本實施例中，所述觸發(fā)力相應于一個磁保持力。在徑向自主旋轉軸線23出發(fā)的情況下，電磁體17設于第一配合元件12后。在激活狀態(tài)下，電磁體17吸引第一配合元件12。電磁體17包括磁線圈24。電磁體17還包括磁殼體25，磁線圈24設于所述磁殼體中。復位彈簧18布置在磁殼體25內。復位彈簧18被磁線圈24包圍。復位彈簧18相對磁線圈24同軸布置。

其中第一配合元件12如此相對觸發(fā)裝置16布置，使得在第一配合元件12的運動分區(qū)20中復位力大于觸發(fā)裝置16的作用于第一配合元件12上的觸發(fā)力。其中由本領域技術人員如此設計電磁體17之間的距離以及電磁體17的磁力，使得所述觸發(fā)力僅在所述最小振蕩角的范圍內超出所述復位力。

若例如在所述最大振蕩角的范圍內激活電磁體17，則觸發(fā)裝置16不實施觸發(fā)，因為作用于配合元件12的磁力小于復位彈簧18的復位力。隨著振蕩角減小，以及隨著第一配合元件12因而靠近電磁體17，所述磁力對第一配合元件12的作用增大，并最終在一個近距離內超出所述復位力。第一配合元件12隨即被吸引至電磁體17。

通過杠桿元件33使得第二配合元件13抵靠在第二滑軌15上。凸輪元件10通過第二配合元件13抵靠在第二導引壁32上而軸向移動并于是運動到第二接合區(qū)段30中。這樣便實現(xiàn)凸輪元件10的軸向閉鎖(圖7)。在此情形下占據(jù)第二轉換位置。第一配合元件13在第二轉換位置中抵靠在電磁體17上。

為轉換回到所述第一轉換位置，將電磁體17關斷。復位彈簧18被設置用于在電磁體17關斷后將第一配合元件12送回第一滑軌14，以實施轉換至第一轉換位置的轉換過程。在電磁體17出現(xiàn)故障的情況下，同樣實施轉換至第一轉換位置的轉換過程。

如圖8所示，在電磁體17關斷后，復位彈簧18將第一配合元件12壓向第一滑軌14。其中第一配合元件12位于第一調節(jié)區(qū)段28的軸向高度上。在到達第一導引壁29時，凸輪元件10軸向移動(圖9)。最后，凸輪元件10位于第一接合區(qū)段27中。

參考標號清單

10凸輪元件

11調節(jié)裝置

12配合元件

13配合元件

14滑軌

15滑軌

16觸發(fā)裝置

17電磁體

18復位彈簧