CN102913296B - 带有曲轴传动件的冲程活塞内燃机 - Google Patents

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Abstract

冲程活塞内燃机移行凸轮单元的推移槽型廓。该内燃机具有：气缸盖，其进、排气通道由换气阀掌控，其可通过凸轮轴凸轮和由其驱动的传递元件操作，凸轮构造成每移行凸轮单元带至少一个凸轮的移行凸轮，其抗相对转动但轴向可推移地布置在主轴上；与内燃机固定的促动器单元，带促动器销，用于借助在移行凸轮单元或固定于其处的构件的圆周处与此销共同起作用的推移槽将移行凸轮单元推移到不同轴向位置，此槽呈螺旋形构造并具有用于促动器销的移入区和移出区及在对置侧上的推移侧壁和支撑侧壁；及卡位机构，用于相对与内燃机固定的构件将移行凸轮单元止动在不同轴向位置，沿推移槽走向平行于移行凸轮单元推移方向在推移侧壁与支撑侧壁之间的间距恒定。

Description

带有曲轴传动件的冲程活塞内燃机
技术领域
冲程活塞内燃机，具有：曲轴传动件；至少一个气缸盖，该气缸盖的进气通道和排气通道由至少各一个构造为进气阀和排气阀的换气阀来掌控，换气阀通过至少一个凸轮轴的凸轮和由这些凸轮驱动的传递元件来操作，其中，凸轮构造为每移行凸轮单元带至少一个凸轮的移行凸轮，凸轮抗相对转动地但轴向可推移地布置在主轴上，其中，主轴与内燃机固定地被引导；至少一个与内燃机固定的促动器单元，促动器单元带有至少一个促动器销，用于借助于至少一个在移行凸轮单元的圆周处或在固定于移行凸轮单元上的构件的圆周处的与促动器销共同起作用的推移槽将移行凸轮单元推移到不同的轴向位置中，其中，推移槽呈螺旋形地构造，并具有用于促动器销的移入区和移出区和在相对置的侧上的推移侧壁和支撑侧壁；以及卡位机构，用于相对于与内燃机固定的构件将移行凸轮单元止动在不同的轴向位置中。
背景技术
这样的带有推移槽的移行凸轮单元作为用于冲程活塞内燃机凸轮轴的组成部件由DE 10 2004 008 670 A1公知。推移槽在相对置的侧上具有侧向的推移侧壁和支撑侧壁，促动器销嵌接到推移侧壁与支撑侧壁之间，并且相应于推移侧壁处的推移型廓和支撑侧壁处的相对型廓来推移移行凸轮单元，并且再制动该推移运动。在此，用于促动器销的移入区如此宽地选择，即：使得促动器销在顾及到促动器销与推移槽之间不同的公差的情况下总是可挤入到推移槽中。紧接于移入区，推移槽变得越来越细窄，并且基本上等于促动器销的直径。这样的推移槽以如下方式实现，即：以两个铣刀运行轨迹进行两次铣削，其中，其中一个铣刀运行轨迹制造出带支撑侧壁的移入区以及移出区，而第二铣刀运行轨迹制造出移入区的相对置的侧壁、支撑侧壁和移出区的相对置的侧。
两个铣刀运行轨迹仅在紧邻的推移区中实际上重叠。这导致：在推移槽借助于两个占据360°角度的铣刀运行轨迹的铣削的情况下，产生高的制造成本。
额外地，当促动器销在支撑侧壁上制动的情况下，出现高的负面加速力。
发明内容
本发明的任务是，以如下方式改进推移槽，即：使得推移槽能以显著较低成本地来制造。在此，在加速区中及在制动区中在推移侧壁和支撑侧壁与促动器销之间在此形成的接触力最高处在到当前为止的水平上、优选地处在明显更小的水平上。
本发明的任务以如下方式来解决，即：沿推移槽的整个走向平行于推移凸轮单元的推移方向在推移侧壁与支撑侧壁之间的间距是恒定的。
由此，推移槽可在唯一的铣刀运行轨迹中被生成，其中，实现了显著的制造减少。在此，在推移槽的侧壁之间的间距匹配于移入区的宽度，其中，该宽度被以如下方式选择，即，使得促动器销在顾及到推移槽与促动器销之间最大的公差的情况下达到推移槽的移入区。由此，制造出如下的推移槽，该推移槽与移入区的宽度相应而且连续地保持该宽度，为此当然使用比现有技术情况下更大厚度的铣刀。因此，推移槽可在铣削过程中借助于铣刀、尤其是立铣刀来制造。这同样适用于在推移凸轮单元的圆周处的所有推移槽类型，例如对于双S形槽或Y形槽的情况而言。此外，凸轮轴或者说内燃机的所有推移凸轮单元的所有推移槽被相应地制造，从而总体上获得显著的节省。
在另外的设计方案中提出：推移槽紧接于不带有坡度的移入区地具有加速区、过渡区和制动区。加速区包含加速斜坡和紧接加速斜坡的加速侧壁，其中，制动区具有制动侧壁和紧接制动侧壁的制动斜坡。在此，加速侧壁具有比加速斜坡更大的坡度，而制动斜坡具有比在先的制动侧壁较小的坡度，其中，这些坡度是相对于推移凸轮单元自移入区出发的相应横截平面来测量。在加速侧壁与制动侧壁之间的过渡区中，视冲程活塞内燃机的转速而定地出现推移凸轮单元关于位置固定的促动器销的自由飞行阶段，由此，发生了促动器销在推移侧壁与支撑侧壁之间的贴靠变换。然而，通过对加速斜坡的优化，在例如4000转/分钟(U/min)的发动机转速的情况下在促动器销与推移凸轮单元之间只出现2.5米/秒的最大速度差，由此，在相对置的制动侧壁处得出的制动力被显著地降低到低于700N的值上。
在推移凸轮单元的低转速的情况下不出现自由飞行阶段，由此，到相对置的支撑侧壁上的贴靠变换在止动件卡位的情况下才发生。
在此，加速斜坡的坡度被这样优化，即：在冲程活塞内燃机较高转速的情况下作用到促动器销上的制动力发生明显降低。
附图说明
为了进一步阐释本发明，对附图加以参考，在附图中，简化地示出本发明的实施例。
其中：
图1示出了用于制造推移凸轮单元的两个依次布置的推移槽的铣刀运行轨迹的示意性走向，其中，上部的曲线示出了铣刀运行轨迹沿着推移槽的圆周的行程，而下部的线条是径向于推移凸轮单元的铣入的深度。
具体实施方式
在图1中示出了表示双S形槽走向的铣刀运行轨迹。这涉及两个推移槽1和1a，推移槽1和1a表示出推移凸轮单元的外壳的360°的完整圆周。推移槽1、1a具有用于未示出的促动器销的移入区2和2a。移入区2和2a的大宽度用于补偿在促动器销与推移槽1和1a之间由于不同材料的热膨胀和制造公差引起的位置误差。此外，移入区2、2a用于(如由深度曲线3和3a得悉地)使促动器销移入到槽底中。紧接于推移槽1和1a的移入区2和2a(该移入区2和2a相对于推移凸轮单元的横截平面无坡度地实施)地接有带有加速斜坡4的加速区。起初平缓走向的(即设有角度大约45°的小的坡度的)加速斜坡4、4a用于：消除推移槽1和1a的推移侧壁与促动器销之间的所有余隙。相应于促动器销与推移侧壁之间真实存在的余隙地，推移凸轮单元在小余隙情况下已被轻微加速，或者说在大余隙情况下加速斜坡4、4a几乎完全用于余隙补偿。在所有余隙被补偿之后，开始坡度大约67°角度的较陡的加速侧壁5和5a，加速侧壁5和5a较强烈地加速推移凸轮单元，并且使得止动件从确定的位置中的跳出成为可能。在推移槽1和1a的加速侧壁5和5a上紧接有坡度大约22°角度的过渡区6和6a，在其中，可视转速而定地存在自由飞行阶段。通过对加速斜坡的优化，推移凸轮单元在自由飞行阶段中最大速度降低大约35％。由此，几乎实现在冲程活塞内燃机的4000转/分钟时的范围内必需的制动力减半。在低转速的情况下，由于推移凸轮单元过小的轴向加速度而不在过渡区6、6a中出现自由飞行，因此，推移侧壁与支撑侧壁之间的侧壁变换当止动件卡位到相邻的位置中时才出现。紧接于过渡区6和6a上的是带有制动侧壁7和7a以及制动斜坡8和8a的制动区。起初平缓地走向的坡度大约65°角度的制动侧壁7和7a在推移过程之后用于将促动器销和缓地安置在推移槽1和1a的支撑侧壁上。紧接于该平缓的区域地，制动侧壁过渡为坡度大约42°角度的制动斜坡8和8a，以便于在整个公差范围上确保推移凸轮单元的恒定的限定的速度(加速度此时为零)，并且使得止动件在所有公差条件下的卡位成为可能。如已在普适的说明中所提及的那样，角度是关于推移凸轮单元自移入区出发的横截平面而言的。
移出区(在深度曲线3和3a的端部处可见，在端部中，深度又接近推移凸轮单元的外圆周)用于将促动器销再次受控地从推移槽1和1a中移出，以便于在移出斜坡的端部处使得促动器销在促动器单元中可靠的确定成为可能。
附图标记列表
1、1a 推移槽
2、2a 移入区
3、3a 深度曲线
4、4a 加速斜坡
5、5a 加速侧壁
6、6a 过渡阶段
7、7a 制动侧壁
8、8a 制动斜坡

Claims (10)

1.带有曲轴传动件的冲程活塞内燃机，其具有：
至少一个气缸盖，所述气缸盖的进气通道和排气通道由至少各一个构造成进气阀和排气阀的换气阀来掌控，所述换气阀能通过至少一个凸轮轴的凸轮和由所述凸轮驱动的传递元件来操作，其中，所述凸轮构造成每移行凸轮单元带至少一个凸轮的移行凸轮，所述移行凸轮抗相对转动地但轴向能推移地布置在主轴上，其中，所述主轴与内燃机固定地被引导；
至少一个与内燃机固定的促动器单元，所述促动器单元带有至少一个促动器销，用于借助于至少一个在所述移行凸轮单元的圆周处或在固定于所述移行凸轮单元处的构件的圆周处的与所述促动器销共同起作用的推移槽(1、1a)将所述移行凸轮单元推移到不同的轴向位置中，其中，所述推移槽呈螺旋形地构造，并具有用于所述促动器销的移入区(2、2a)和移出区以及具有在相对置的侧上的推移侧壁和支撑侧壁；以及
卡位机构，用于相对于与内燃机固定的构件将所述移行凸轮单元止动在不同的轴向位置中，
其特征在于，沿所述推移槽(1或1a)的走向平行于所述移行凸轮单元的推移方向在所述推移侧壁与所述支撑侧壁之间的间距是恒定的。
2.根据权利要求1所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述在所述推移侧壁与所述支撑侧壁之间的间距相应于所述移入区(2或2a)的宽度，其中，所述宽度以如下方式选择，即：使得所述促动器销在顾及到所述推移槽(1或1a)与所述促动器销之间的最大公差的情况下达到所述推移槽(1或1a)的所述移入区(2或2a)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述推移槽(1、1a)在铣削过程中借助于铣刀来制造。
4.根据权利要求1所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，冲程活塞内燃机的一个凸轮轴和/或所有凸轮轴的复数个推移凸轮单元和/或一个推移凸轮单元的所有推移槽(1和1a)借助于相同规格的铣刀来制造。
5.根据权利要求1所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述推移槽(1或1a)紧接于所述移入区(2或2a)地具有加速区、过渡区(6、6a)和制动区，其中，所述过渡区(6、6a)具备依赖于转速的自由飞行阶段。
6.根据权利要求5所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述加速区具有加速斜坡(4、4a)和紧接所述加速斜坡(4、4a)的加速侧壁(5、5a)。
7.根据权利要求6所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述制动区具有制动侧壁(7、7a)和紧接所述制动侧壁(7、7a)的制动斜坡(8、8a)。
8.根据权利要求7所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述加速侧壁(5和5a)比在先的部段具有更大的坡度，而所述制动斜坡(8和8a)比在先的部段具有更小的坡度，其中，这些坡度相对于所述移行凸轮单元自所述移入区出发的相应横截平面来确定。
9.根据权利要求5所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述过渡区(6、6a)具有恒定的坡度。
10.根据权利要求5所述的冲程活塞内燃机，其特征在于，所述过渡区(6、6a)比所述加速区和制动区具有明显更小的坡度，并且如此长地设定，即：使得在所述冲程活塞内燃机的较高转速的情况下，进行所述移行凸轮单元的自由飞行阶段。
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