CN102782263B - 可变地调节内燃机换气阀控制时间的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于可变调节内燃机（1）的换气阀（9、10）的控制时间的装置（11），所述装置具有：驱动件（13），其能够与内燃机（1）的曲轴（2）构成驱动连接；从动件（14），其能够与内燃机（1）的凸轮轴（6、7）构成驱动连接并且以可相对于所述驱动件（13）摆动的方式设置；和至少一个侧盖（15），其设置在从动件（14）或驱动件（13）的轴向侧面处并且抗相对转动地与驱动件（13）或从动件（14）连接并且具有盘片形区段（33），其中，盘片形区段（33）具有朝向驱动件或从动件（13、14）敞开的滑槽式凹进部（36c），止挡件（40）设置在滑槽式凹进部中，并且其中，滑槽式凹进部（36c）和止挡件（40）构造滑槽，锁止件（38）能够嵌入滑槽中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置，所述装置具有：驱动件，该驱动原件能够与所述内燃机的曲轴进入驱动连接；从动件，该从动件能够与所述内燃机的凸轮轴进入驱动连接并且以可相对于所述驱动件摆动的方式设置；以及至少一个侧盖，所述至少一个侧盖设置在所述从动件的或所述驱动件的轴向侧面处并且抗相对转动地与所述驱动件或所述从动件连接，并且具有盘片形区段，其中，所述盘片形区段具有对所述驱动件或从动件敞开的滑槽式凹进部，止挡件设置在所述滑槽式凹进部中，并且其中，所述滑槽式凹进部和所述止挡件构造如下滑槽，锁止件能够嵌入所述滑槽。
背景技术
在现代内燃机中，使用用于可变调节换气阀的控制时间的装置，以便可以在限定角度区间内、在最大提前位置与最大滞后位置之间，可变地调节曲轴与凸轮轴之间的相位关系。该装置集成在传动系中，通过该传动系将转矩从曲轴传递至凸轮轴。该传动系例如可以实现为皮带传动装置、链条传动装置或者齿轮传动装置。此外，该装置抗相对转动地与凸轮轴连接并且可以具有例如一个或者多个压力腔，借助于该压力腔可以通过施加压力介质而有针对性地改变曲轴与凸轮轴之间的相位关系。
这种装置例如已由DE102006020314A1公知。该装置具有驱动件、从动件和两个侧盖，其中，驱动件与曲轴处在驱动连接中，并且从动件抗相对转动地固定在凸轮轴上。从动件以可在限定角度区间内以相对于驱动件可摆动的方式设置。驱动件、从动件和侧盖限定多个压力室，所述压力室被叶片分为彼此逆作用的压力腔。所述压力腔构造液压调节驱动装置，借助于该液压调节驱动装置可以可变调节从动件与驱动件之间的相位。侧盖设置在从动件的和驱动件的轴向侧面处，并且借助于螺栓抗相对转动地与驱动件连接。为了向压力腔供给压力介质而在从动件中开设有孔，所述孔从从动件的中央开口出发沿径向分布并且通入压力腔。
该装置具有锁止机构，该锁止机构包括滑槽和弹簧加载的锁止件。滑槽由构造为坚固铸件的侧盖中的凹进部以及设置在该凹进部中的、经硬化的置入件构造。为了保证侧盖的轴向侧面与置入件之间的齐平封闭必须对凹进部进行切削的后期加工。锁止件可沿轴向移动地设置在构造在从动件之内的容纳部内部。如果滑槽和锁止件轴向相对，那么锁止件可以嵌入到滑槽中并且从动件与驱动件可以机械连接。为了解除锁止而向滑槽输送压力介质，所述压力介质将锁止件压回至容纳部。置入件提供用于锁止件的止挡面，从而仅置入件必须具有较高强度，而侧盖可以由成本更低廉的材料加工。从置入件至侧盖的力传导经由面式接触进行，从而在该位置处的负荷与在锁止件与置入件之间线型接触的情况下相比更小。
发明内容
本发明的任务在于建议一种成本低廉的和重量优化的装置。
根据本发明该任务如此解决，即，所述滑槽式凹进部的底部具有平坦的接触面，止挡件贴靠所述平坦的接触面，其中，所述接触面与所述滑槽式凹进部的边缘保持间隔地设置，并且所述接触面的深度小于所述滑槽式凹进部的最大深度地实施。
所述装置具有驱动件和从动件，其中，所述驱动件由内燃机曲轴驱动，并且所述从动件驱动内燃机凸轮轴。所述驱动件例如可以借助于牵引机构传动装置或者齿轮传动装置与曲轴处在驱动连接中。所述从动件例如可以抗相对转动地与凸轮轴连接。
所述从动件在预定角度区间内相对于驱动件可摆动。为实现此目的，所述装置例如可以具有带至少一个压力室的液压调节驱动装置。
在所述驱动件或从动件的轴向侧面上设有侧盖，所述侧盖与所述构件中的一个抗相对转动地连接。在此，所述侧盖具有盘片形区段，必要的话具有中央开口，所述中央开口例如沿轴向密封压力室。所述盘片形区段具有滑槽式凹进部，独立加工的止挡件固定在所述滑槽式凹进部中。滑槽式凹进部和止挡件构造滑槽，所述锁止件可以嵌入滑槽中，所述锁止件设置在所述装置的可相对于侧盖摆动的构件中。如果所述锁止件嵌入滑槽，则从动件与驱动件机械联接。在此，曲轴的驱动转矩经由锁止件和止挡件从驱动件传递至从动件。力传导一方面在锁止件与止挡件之间通常经由线型接触接触，并且在止挡件与滑槽式凹进部的轴向分布的边界壁之间经由面式接触进行。因而仅锁止件和止挡件是要硬化的，侧盖可以由成本更低廉的材料制成，这是因为负荷由于止挡件与侧盖之间的面式接触而较小。
所述滑槽式凹进部的底部具有平坦的接触面，止挡件贴靠所述平坦的接触面。所述接触面与所述滑槽式凹进部的边缘保持间隔地设置，其中，所述接触面的深度小于所述滑槽式凹进部的最大深度地实施。在此可以规定，所述接触面的深度小于所述滑槽式凹进部在边缘区域的深度地构造。滑槽式凹进部的边缘理解为滑槽式凹进部的与滑槽式凹进部的轴向分布的边界壁相邻的区域。深度理解为在盘片形区段的朝向从动件的和或朝向驱动件的侧面与滑槽式凹进部的底部的相应点之间的轴向距离。
通过台地形地由滑槽式凹进部的底部伸出的接触面确保了，止挡件与盘片形区段的侧面齐平地封闭。所述接触面可以在盘片形区段的制造过程中以较高尺寸精度构造。例如可以规定，所述盘片形区段借助于深拉工艺制造，所述滑槽式凹进部和所述接触面同时也借助于深拉工艺构造。备选地，所述盘片形区段能够借助于深拉工艺制造，所述滑槽式凹进部同时也借助于深拉工艺构造，随后所述接触面借助于冲压工艺构造。尺寸可以在制造工艺进行中过程可靠地（Prozesssicher）实现，从而可以取消滑槽式凹进部的高开支的切削的后期加工步骤，并且尽管如此止挡件仍然与第一侧盖的侧面齐平封闭。通过与滑槽式凹进部的边缘保持间隔的并且突出于滑槽式凹进部底部的接触面保证了，止挡件在其安装期间不陷入（在滑槽式凹进部的底部与轴向分布的边界壁之间的过渡区域中构造的）半径的区域中。因而止挡件可以精确定位在滑槽式凹进部中，在这里避免了损伤壁。同时可以在轴向分布的边界壁与止挡件之间建立力配合的连接。材料配合的或形状配合的连接同样也是可以设想的。与坚固构造的（铸造）侧盖相比则可以应用薄壁的金属板材盖或者塑料盖，由此降低重量和制造成本。
在本发明一个有利改进方式中可以规定，所述滑槽式凹进部在所述盘片形区段的背对所述驱动件的一侧构造有突出部。通过提升（外部）面积而改善侧盖的冷却，进而由此降低热负荷。
按照有利方式，所述止挡件向所述滑槽方向超出所述接触面。所述止挡件通过贴靠接触面而定位，其中，接触面未延伸直至进入止挡件与锁止件之间的接触区域中。因而确保了，锁止件仅贴靠止挡件，并且力传递未直接在侧盖与锁止件之间进行。
所述止挡件可以在贴靠接触面的侧面上具有至少一个槽以进行压力介质导向，从而例如可以为滑槽或者为通向压力室中的一个的压力介质管路供给压力介质。
附图说明
由以下说明以及简单示出本发明实施例的附图得到本发明的其他特征。其中：
图1仅非常简化示意地示出内燃机；
图2示出用于可变调节内燃机换气阀的控制时间的根据本发明的装置的纵截面；
图3沿着图2中的线III-III示出根据本发明的装置的横截面图；
图4示出侧盖的贴靠驱动件的侧面的俯视图；
图5示出图4中的侧盖的外侧的透视示图；
图6沿图4中的线VI-VI的示出侧盖的纵截面图；
图7示出根据图4的不含止挡件的侧盖的视图。
具体实施方式
图1示意性绘出内燃机1，其中，表示出坐落在曲轴2上的、汽缸4之内的活塞3。在所示的实施方式中，曲轴2经由各一个牵引机构传动装置5与进气凸轮轴6或者排气凸轮轴7处在连接中，其中，为了可变地调节换气阀9、10的控制时间，第一和第二装置11可以负责曲轴2与凸轮轴6、7之间的相对转动。凸轮轴6、7的凸轮8操作一个或多个进气换气阀9或者一个或多个排气换气阀10。
图2和图3以纵剖图或横剖图示出根据本发明的装置11。该装置11具有驱动件13、从动件14以及两个侧盖15、16，所述两个侧盖设置在驱动件13的轴向侧面处，并且借助于螺栓12固定在所述驱动件上。从动件14构造为叶轮形式，并且具有基本上圆柱形实施的轮毂件17，叶片18从该轮毂件的圆柱形外壳面沿径向向外延伸。
凸出部20从驱动件13的外圆周壁19出发沿径向向内延伸。驱动件13借助于所述凸出部20的径向处在内部的圆周壁以可相对于从动件14转动的方式支承在该从动件上。
驱动件13配设有皮带轮21，经由该皮带轮借助于未示出的皮带传动装置可以将转矩从曲轴2传递至驱动件13。从动件14借助于中心螺栓22抗相对转动地与凸轮轴6、7连接。
在装置11之内，在各两个沿周向相邻的凸出部20之间构造压力室23。所述压力室23中的每个沿周向由相邻凸出部20限定，沿轴向由侧盖15、16限定，沿径向向内由轮毂件17限定，而沿径向向外由圆周壁19限定。叶片18伸入各个压力室23中，其中，所述叶片18不仅贴靠侧盖15、16，也贴靠圆周壁19。因而，每个叶片18将各个压力室23分为两个彼此逆作用的压力腔24、25。
从动件14相对于驱动件13在限定角度范围内可转动地设置。该角度范围在从动件14的一个转动方向上通过如下方式限定，即，使叶片18中的每个贴靠提前止挡26。类似地，该角度区间在另一个转动方向上通过如下方式限定，即，使叶片18中的每个贴靠滞后止挡27。
通过一组压力腔24、25的加压和另一组的泄压可以改变驱动件13相对于从动件14的相位（由此还有凸轮轴6、7相对于曲轴2的相位）。通过两组压力腔24、25加压可以使相位保持不变。
凸轮轴6、7具有中央压力介质管路28和多个轴平行的压力介质管路29，它们沿轴向延伸。压力介质管路28、29经由构造在凸轮轴6、7外壳面上的环槽30a、30b与未示出的控制阀连通。轴平行的压力介质管路29经由径向孔39与第一组压力腔24连通。
中央压力介质管路28穿过中心螺栓22延伸至从动件14的背离凸轮轴6、7的一侧，并且通入封闭的空间31，该空间由封盖32密封。
图4至图6以各种不同视图示出第一侧盖15。第一侧盖15具有带中心开口34的盘片形区段33并且由钢板制成。在盘片形区段33上，在背离从动件14的侧面上构造有多个突出部35a-c（图5）。第一突出部35a围绕中心开口34环状地延伸。此外，还设有五个第二突出部35b，所述五个第二突出部呈肋状地并且从第一突出部35a出发径向向外地延伸。第三突出部35c在其中一个第二突出部35b的区域中连接在第一突出部35a上并且覆盖两个第二突出部35b之间的盘片形区段33的部分区域。通过突出部35a-c扩大了第一侧盖15的表面积，从而改善装置11的冷却。此外，在内燃机1运行期间，所述突出部35a-c在第一侧盖15区域中形成气旋，由此进一步改善其冷却。总而言之，这导致第一侧盖15的少的热负荷，并且导致存在于装置11中的压力介质（通常是内燃机1的机油）的更有效的冷却，。
同时，突出部35a-c增强第一侧盖15的刚性，由此能改善压力腔24、25的密封或者第一侧盖15能以更薄壁的方式构造。
在突出部35a-c的区域中，在盘片形区段33的朝向从动件14的侧面上构造有对应的第一凹进部36a、对应的第二凹进部36b和滑槽式凹进部36c（图4）。第一凹进部36a呈环形通道形式地构造，并且经由空间31与中央压力介质管路28连通。第二凹进部36b呈沿径向延伸的槽的形式地构造，其通入第一凹进部36a中并且与第二组压力腔25连通。
在内燃机1运行期间，经由未示出的压力介质泵向未示出的控制阀输送压力介质。如果发动机控制装置要求向提前控制时间方向的相位调节，那么压力介质从未示出的控制阀经由环槽30a、轴平行压力介质管路29和径向孔39到达第一压力腔24。同时，压力介质由第二压力腔25经由第二凹进部36b、第一凹进部36a、空间31、中央压力介质管路28和环槽30b排出至控制阀，并且从那里排放到内燃机1的油箱中。由此，叶片18向提前止挡26的方向受挤压并向提前方向调节控制时间。
如果发动机控制装置要求向滞后控制时间方向的相位调节，那么压力介质从未示出的控制阀经由环槽30b、中央压力介质管路28、空间31、第一凹进部36a和第二凹进部36b到达第二压力腔25中。同时，压力介质从第一压力腔24经由径向孔39、轴平行的压力介质管路29和环槽30a排出至控制阀，从那里排放到内燃机1的油箱中。由此，叶片18向滞后止挡27的方向受挤压并向滞后方向调节控制时间。
因而，压力介质输入至第二压力腔25或从第二压力腔中的排出经由第一和第二凹进部36a、b实现，所述第一和第二凹进部构造在第一侧盖15的盘片形区段33上。从动件14之内的、其他情况下通常的（必须借助于切削的后期加工步骤开设在坯件中的）径向孔可以取消，由此显著降低了该从动件的制造开支。
装置11还具有锁止机构，借助于该锁止机构可以在从动件14与驱动件13之间建立可解除的机械连接。为实现此目的，从动件14具有容纳部37，可沿轴向移动的锁止件38容纳在该容纳部中。借助于压缩弹簧向盘片形区段33的方向对锁止件38施加力。
滑槽式凹进部36c以相对于锁止件38的过盈尺寸制成并容纳止挡件40。止挡件40和滑槽式凹进部36c限定如下滑槽，当锁止件38沿轴向与该滑槽相对时，锁止件38可以嵌入该滑槽。因而，在从动件14与驱动件13之间建立机械连接。如果应当解除这种连接，则向滑槽输送压力介质，该压力介质将锁止件38压回至容纳部37中。
杯形滑槽式凹进部36c的底部具有平坦的接触面43（图7）。接触面43与滑槽式凹进部36c的边缘（也就是与滑槽式凹进部36c的轴向分布的边界壁）保持间隔地实施。在此，接触面43的深度（也就是与盘片形区段33的朝向从动件14的侧面之间的轴向距离）小于滑槽式凹进部36c的在相邻的边缘区域中的深度，从而构造有环绕接触面43的槽形凹入部。止挡件40与滑槽式凹进部36c力配合地连接，其中，止挡件40的轴向侧面贴靠接触面43。通过台地形的接触面43确保了，止挡件40不嵌入滑槽式凹进部36c的如下边缘区域中，该边缘区域典型地具有如下半径。在此，接触面43有利地超出该半径区域，从而止挡件40可以与盘片形区段33的侧面齐平地接合，而不损坏滑槽式凹进部36c，其中，可以在止挡件40与滑槽式凹进部36c的轴向分布的壁之间建立力配合的连接。
止挡件40沿滑槽的方向超出接触面43，从而锁止件38仅会贴靠止挡件40而不会贴靠接触面43。如果锁止件38嵌入滑槽，则通常经由线型触进行力传导。在所示实施方式中，这种线型接触建立在锁止件38与止挡件40之间，该止挡件具有比盘片形区段33的强度更高的强度。从止挡件40至盘片形区段33的力传导通过面式接触实现，从而在该位置处负荷较小。因而盘片形区段33可以由成本更低廉的材料制造，并且仅止挡件40被赋予较高强度。因为止挡件40沿滑槽方向超出接触面43，从而确保了，力从锁止件38仅传递至止挡件40。
止挡件40在朝向接触面43的侧面上具有两个槽41、42。第一槽41连接第一凹进部36a与第二凹进部36b，其连接在滑槽式凹进部36c上，从而经由第一槽41向第二凹进部36b由此还向对应的压力腔25进行压力介质供给。第二槽42连接第一槽41与滑槽，因而确保了其压力介质供给，以解除驱动件13与从动件14之间的机械连接。槽41、42可以备选地或者额外地在滑槽式凹进部36c中在止挡件40的区域中构造。
如果第一侧盖15借助于无切屑变形工艺或者金属铸造工艺或注塑成形工艺制造，那么可以不增加成本地加工突出部35a-c和对应的凹进部36a-c。第一侧盖15例如可以借助于深拉工艺由板坯件制成，其中，利用该工艺同时可以构造滑槽式凹进部36c和接触面43。备选地，第一侧盖15包括滑槽式凹进部36c可以通过深拉过程制造，接触面43可以借助于冲压在另外的工作步骤中构造。
附图标记
1内燃机
2曲轴
3活塞
4汽缸
5牵引机构传动装置
6进气凸轮轴
7排气凸轮轴
8凸轮
9进气换气阀
10排气换气阀
11装置
12螺栓
13驱动件
14从动件
15侧盖
16侧盖
17轮毂件
18叶片
19圆周壁
20凸出部
21皮带轮
22中心螺栓
23压力室
24第一压力腔
25第二压力腔
26提前止挡
27滞后止挡
28中央压力介质管路
29轴平行压力介质管路
30ab环槽
31空间
32封盖
33盘片形区段
34开口
35abc突出部
36ab凹进部
36c滑槽式凹进部
37容纳部
38锁止件
39径向孔
40止挡件
41第一槽
42第二槽
43接触面
Claims (8)
1.一种用于可变地调节内燃机(1)的换气阀(9、10)的控制时间的装置(11)，所述装置具有：
-驱动件(13)，其能够与所述内燃机(1)的曲轴(2)构成驱动连接，
-从动件(14)，其能够与所述内燃机(1)的凸轮轴(6、7)构成驱动连接并且能够相对于所述驱动件(13)摆动，和
-至少一个侧盖(15)，其设置在所述从动件(14)的或所述驱动件(13)的轴向侧面处并且以抗相对转动的方式与所述驱动件(13)或所述从动件(14)连接并且具有盘片形区段(33)，
-其中，所述盘片形区段(33)具有朝向所述驱动件或所述从动件(13、14)敞开的滑槽式凹进部(36c)，止挡件(40)设置在所述滑槽式凹进部中，并且其中，所述滑槽式凹进部(36c)和所述止挡件(40)构造滑槽，锁止件(38)能够嵌入所述滑槽中，其特征在于，
-所述滑槽式凹进部(36c)的底部具有平坦的接触面(43)，所述止挡件(40)贴靠所述接触面，其中，所述接触面(43)与所述滑槽式凹进部(36c)的边缘相间隔，所述滑槽式凹进部(36c)的边缘为滑槽式凹进部(36c)的轴向分布的边界壁，所述接触面(43)的深度小于所述滑槽式凹进部(36c)的最大深度。
2.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述接触面(43)的深度小于所述滑槽式凹进部(36c)在边缘区域的深度。
3.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述滑槽式凹进部(36c)在所述盘片形区段(33)的背离所述驱动件(14)的一侧构造突出部(35c)。
4.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述止挡件(40)与所述滑槽式凹进部(36c)力配合地连接。
5.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述止挡件(40)沿所述滑槽方向超出所述接触面(43)。
6.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述止挡件(40)在贴靠所述接触面(43)的侧面上具有至少一个槽(41、42)用于引导压力介质。
7.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述盘片形区段(33)是借助于深拉工艺制造的，借助于该深拉工艺同时构造所述滑槽式凹进部(36c)和所述接触面(43)。
8.根据权利要求1所述的装置(11)，其特征在于，所述盘片形区段(33)是借助于深拉工艺制造的，借助于该深拉工艺同时构造所述滑槽式凹进部(36c)，随后借助于冲压工艺构造所述接触面(43)。
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