CN206205946U - 凸轮轴调节器、内燃机和汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种凸轮轴调节器(1),具有驱动马达(2)和置于驱动马达(2)之后的传动机构(3),该传动机构带有用来联接至牵引机构的联接部件(4),该牵引机构被内燃机(图中未示出)的从动轴驱动。凸轮轴调节器(1)也具有用来联接至内燃机的凸轮轴(6)的联接区段(5),其中,传动机构(3)和联接区段(5)特别是直接通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件(7)抗旋转地相互连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节器,其具有驱动马达和置于驱动马达之后的传动机构,且具有用来联接至内燃机的凸轮轴的联接区段,该传动机构带有用来联接至牵引机构的联接部件,该牵引机构被内燃机的从动轴驱动。本实用新型还涉及带有这种凸轮轴调节器的内燃机。
此外,本实用新型涉及带有这种凸轮轴调节器或者带有内燃机的汽车,该内燃机具有这种凸轮轴调节器。
背景技术
内燃机的凸轮轴调节器有各种不同的设计,这些设计用来通过对凸轮轴的调节来调节内燃机的进气阀和排气阀的打开和关闭时间和/或打开和关闭时间点。
由EP 1 043 482 B1已知一种用于调节内燃机凸轮轴的装置,该内燃机进行内部燃烧。该装置具有用于驱动凸轮轴的驱动轮以及具有电动机,该驱动轮与凸轮轴同轴地布置,该电动机与凸轮轴通过谐波传动式传动机构而连接。谐波传动式传动机构由带有椭圆形内环的滚动轴承、设置在该滚动轴承上的柔性的外啮合的齿轮和刚性的内啮合的齿轮组成,其中内啮合的齿轮与外啮合的齿轮啮合。电动机具有壳体,该壳体通过保持部件牢固地与凸轮轴连接,其中,这些保持部件穿过驱动轮上的凹口,从而这些凹口限制了凸轮轴的允许的调节范围。
DE 10 2010 006 392 B3公开了一种夹紧轴传动机构,其带有至少两个输入端和一个输出端,由这些输入端的运动叠加来实现所述输出端的移动。在此,输入端之一被设计用来实施主运动,另一输入端用来实施调节运动,这种调节运动可相对于实施主运动的输入端的相位位置来调节输出端的相位位置。实施调节运动的输入端可克服夹紧轴传动机构的至少一个复位部件的力而移动。本实用新型还涉及用于带有这种夹紧轴传动机构的内燃机的凸轮轴调节器。
由EP 1 039 100 A2已知一种用于调节进行内部燃烧的内燃机的凸轮轴的装置,其带有用于驱动凸轮轴的且与凸轮轴同轴布置的驱动轮。该装置也具有用于使得凸轮轴相对于驱动轮转动的电动机,其中,该电动机具有两个相互同心地布置的转子,其中一个转子与凸轮轴连接,另一个转子与驱动轮连接。这些转子之一与第一线圈机构抗扭转地连接,该线 圈机构与固定不动的线圈机构处于电磁相互作用中,以便感应出或者传递对于电动机工作而言必需的能量。
DE 39 18 361 A1公开了一种用于内燃机凸轮轴的驱动装置。该驱动装置具有用于使得凸轮轴相对于驱动轮转动的机构。该机构具有与凸轮轴同轴地布置的、轴向地在两个终止位置之间可移动的接合套(Schaltmuffe),该接合套一方面通过斜啮合与驱动轮连接,另一方面通过直啮合与凸轮轴连接。通过接合套的轴向移动,且通过由此引起的在接合套与驱动轮之间的接合变化,可以相对于驱动齿轮调节凸轮轴的一定的角度位置。
DE 10 2008 060 927 A1披露了一种用于调节凸轮轴的一定的相位位置的相位调节装置。该相位调节装置具有传动单元,该传动单元带有用于调节凸轮轴的相位位置的传动部件。传动单元把驱动机构与凸轮轴连接起来,其中,有一个传动部件只能在轴向上移动,而其余的传动部件则相对于其它构件在空间上固定。
DE 41 10 088 C1公开了一种装置,其用来使得被驱动的轴、特别是相对于内燃机曲轴可调节的带有驱动轮的凸轮轴发生相对的转动位置改变。对一定的转动位置的调节借助于只能轴向移动的联接件来实现。
US 2009/0272349 A1披露了一种相位调节装置,其用来在内燃机中调节凸轮轴的一定的相位。这种调节通过驱动轴相对于凸轮轴的转动来实现,其中,驱动轴和凸轮轴彼此相对同轴地布置。
DE 10 2009 037 403 A1公开了一种带有调节传动机构的电的凸轮轴调节器,该调节传动机构可利用电动机通过带有轴向联接间隙的中间联接器而被驱动。该调节传动机构采用罐式构造方式被设计成轴传动机构。通过控制轮盘可使得从动部件弹性地变形。该控制轮盘借助轴向的引导件被保持在轴向确定的位置,从而控制轮盘的轴向移动性小于联接间隙。
DE 10 2007 049 072 A1披露了一种相位调节器,特别是用于内燃机的相位调节器,用来相对于曲轴调节凸轮轴的相对角度位置。该相位调节器包括带有从动轴的促动器、带有调节轴的且通过调节传动机构与凸轮轴连接的调节件、以及布置在从动轴与调节轴之间的带有奥尔德姆轮盘的奥尔德姆联接器。该相位调节器的特点是,奥尔德姆联接器的奥尔德姆轮盘由塑料构成。
由现有技术已知的这些装置存在如下缺点:凸轮轴及其凸轮轴轴承额外地受到很大负载。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的是提出一种用于调节凸轮轴的装置,其能实现节省安装空间却寿命长的凸轮轴支撑,且允许精确地调节控制时间。
凸轮轴调节器用于内燃机,该凸轮轴调节器具有驱动马达和置于驱动马达之后的传动机构,且具有用来联接至内燃机的凸轮轴的联接区段,该传动机构带有用来联接至牵引机构的联接部件,该牵引机构被内燃机的从动轴驱动,其特征在于,传动机构和联接区段通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件抗旋转地相互连接,或者直接通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件抗旋转地相互连接。
采用本实用新型的方式第一次认识到,如由现有技术已知的凸轮轴调节器并非仅仅产生用于调节凸轮轴的扭矩并传递用于凸轮轴旋转的扭矩,而且还把使得凸轮轴和凸轮轴轴承承受负载的力传递到凸轮轴上。所述力的产生原因是,凸轮轴调节器大多与牵引机构联接,通过所述牵引机构,这些施加负载的力持久地且反复地传递到凸轮轴调节器和凸轮轴以及凸轮轴轴承上,其引起特别是凸轮轴的弯曲。在凸轮轴调节器与凸轮轴联接的区域内,凸轮轴出现特别是强迫的径向振动,这种振动使得凸轮轴及其凸轮轴轴承持续地承受负载。因此,尤其是必须选择特别大的凸轮轴轴承,以便其持久地耐受住这种径向的振动。
为了避免因通过牵引机构传递到凸轮轴上的所述力造成凸轮轴承受负载,根据本实用新型规定,传动机构和联接区段特别是直接地通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件抗旋转地相互连接,由此实现凸轮轴与上述力脱离。
特别是可以有利地规定,传递部件经过设计,从而没有径向的横向力传递到联接区段上,特别是没有从牵引机构传递至凸轮轴调节器的径向的横向力传递到联接区段上。在此也可以规定,传递部件使得联接区段与径向的横向力脱离,特别是与经由牵引机构传递至凸轮轴调节器的联接部件的径向的横向力脱离,和/或,传递部件相对于在轴向上起作用的扭矩抗扭转地设计。这里还可以规定,传递部件在轴向上和/或在径向上弹性地构造。这些实施方式的优点是,凸轮轴的联接端不进行强迫的传递至凸轮轴其余部分的径向振动。
传递部件尤其可以—替代地或附加地—经过设计,从而没有径向的横向力从联接区段传递至凸轮轴调节器的其余部分和/或传递至牵引机构。就此而言,在这种设计中,凸轮轴调节器的其余部分以及牵引机构和联接于其上的部分都有效地受到保护而免受因径向振动的凸轮轴引起的持久负载。
传递部件可以有利地被设计为一方面径向柔性的和/或横向于轴向可弯曲的且另一方面抗扭转的联接器。采取该措施将使得凸轮轴有效地与由凸轮轴调节器实施的径向运动脱离,而不会不利地影响扭矩从凸轮轴调节器传递到凸轮轴上。
按照这种设计,联接器被设计成爪式联接器或叠片式联接器或柔性的联轴器或奥尔德姆联接器或折篷式联接器。
特别有利地使用叠片式联接器,这是因为其由于构造原因有较少的构件就足够了。特 别地,不同于例如奥尔德姆联接器,对于叠片式联接器而言,不必使得可移动的构件彼此相对滑动地放置。
传递部件例如也可以被构造成罐形的从动穹罩(Abtriebsglocke)。在本实用新型的意义下,术语“从动穹罩”是指如下构件:其适合于且被设置用于将扭矩从凸轮轴调节器传递到凸轮轴上,其中,从动穹罩并非必须具有传统的穹罩比如教堂式穹罩的形状。例如,从动穹罩也可以构造为罐形和/或非对称地构造。从动穹罩可以、但并非必须旋转对称地构造。从动穹罩例如也可以具有多个、至少部分地径向设置的辐条(Speiche)。尤其是,从动穹罩并非一定要具有闭合的壁。但这样是有利的。
然而,从动穹罩的旋转对称式的设计、特别是罐形设计或传统穹罩式设计是特别有利的,这是因为,这种设计可避免失衡,并且,要承受的径向的和/或轴向的力不论旋转位置如何始终都引起同样的变形。
通过优选柔性的且抗扭转的罐形从动穹罩,联接的凸轮轴持久地受到保护,免受因与凸轮轴联接的凸轮轴调节器的联接区段的径向的和/或轴向的振动运动特别是摇摆运动引起的损害。
按照一种有利的设计,传递部件具有至少一个弯曲区段,所述弯曲区段带有减小的壁厚。有利地,在此利用带有减小的壁厚的至少一个弯曲区段来实现柔性,同时具有抗扭转性。
在一种特殊的设计中,从动穹罩具有圆柱形的区段和/或沿径向延伸的底部区段。这种设计的优点尤其是,底部区段为与其它构件抗转动地联接提供了简单的可行方案。
按照一种特别有利的设计,从动穹罩尤其在径向上和/或在轴向上柔性地和/或弹性地设计,以便使得凸轮轴与径向力和振动脱离。从动穹罩尤其可以相对于在轴向和/或径向上起作用的力弹性地设计。为了实现此点,底部区段弹性地设计,或者底部区段在径向和/或轴向上弹性地设计。底部区段和/或圆柱形区段也可以波形地设计。从动部件特别是从动穹罩尤其可以具有折篷式构造的区域。但从动穹罩优选相对于沿切向方向起作用的力刚性地设计,以便实现抗扭转性,用于无延迟地将扭矩传递到联接的轴上。此外,圆柱形区段和底部区段可以在带有减小的壁厚的区域中彼此过渡。有利地,在此通过带有减小的壁厚的至少一个弯曲区段来实现柔性,同时具有抗扭转性。弯曲区段尤其可以有利地设置在从圆柱形区段到底部区段的过渡区域中。
在一种特殊的设计中,从动穹罩一体地与传动机构的环绕部件一起制造,和/或,从动穹罩一体地与传动机构的从动轴一起制造。这些设计是特别坚固的。从动穹罩、传动机构的环绕部件和传动机构的从动轴例如可以采用切削加工方法(比如车削方法)由单块原材料制得。
按照一种特别有利的设计,且根据一种独立的实用新型构思,传动机构被构造成无间隙的传动机构。使得凸轮轴承受负载的、通过牵引机构传递的力和/或由此引起的扭矩,也可以由此得到明显减小,或者甚至彻底消除,从而将传动机构构造成无间隙的传动机构。已表明,无间隙的传动机构对传递的力和扭矩明显不敏感。在设置有间隙的情况下,力和扭矩在通至相应终端位置的路径上积聚,从而它们在顶靠至终端位置时使得传动机构尤其地承受负载,且随着时间的推移而损坏传动机构。采用本实用新型的方式还认识到,这种现象对于无间隙的传动机构来说不会出现。
传动机构可以采用有利的方式被构造成同轴传动机构、特别是夹紧轴传动机构或行星传动机构。按照进一步有利的方式,传动机构可以被构造成叠加式传动机构或三轴式传动机构。传动机构尤其也可以具有上述类型的多个传动机构。传动机构可以被构造成环形传动机构形式的夹紧轴传动机构,或者,传动机构被构造成罐式传动机构形式的夹紧轴传动机构。
已表明,传动机构被构造成夹紧轴传动机构,在这种布置情况下,可以实现对控制时间的特别可靠且长久的调节。这种夹紧轴传动机构例如可以被构造成罐式传动机构。针对于这种传动机构,将弹性的柔轮构造成罐形(柔性罐)。
在夹紧轴传动机构被替代地设计成环形传动机构的情况下,弹性的柔轮并未设计成罐形,而是设计成环形(柔性环)。这种构造方式是有利的方式特别是轴向地非常紧凑,这明显便于与其它组件相互连接。此外,夹紧轴传动机构的这种设计对牵引机构的横向力特别不敏感,这与柔轮的罐形构造方式相反,这种构造方式由于其柔性而沿着整个罐对径向的负载敏感。
作为其它类型的可应用的无间隙的传动机构,例如可以采用无间隙的行星传动机构。然而,这种行星传动机构构造起来非常繁琐,因而很昂贵,且实际上比夹紧轴传动机构脆弱。
也可以采用三轴传动机构,其中,以有利的方式可以采用用来联接至凸轮轴的从动轴、用来与(例如电驱动的)驱动马达连接的第二轴和用来与所连接的内燃机的从动机构连接的第三轴。
根据一种特殊的设计,传动机构被构造成同轴传动机构,其带有设置在同轴传动机构的对称轴上的驱动部件和同轴布置的环绕部件,其中,与环绕部件抗扭地连接的罐形从动穹罩形成传递部件。在这里,由于穹罩形状而产生的特殊的柔性尤其适合于使得凸轮轴减轻径向的振动。
在一种特殊的设计中,传动机构具有环绕部件,该环绕部件尤其是仅被滑动放置,或者环绕部件仅仅被滑动支撑。这种设计特别耐用且稳固。这种设计尤其可以设计为,尽管有柔性,通过传动机构传动而输入的径向的和/或轴向的运动沿着滑动轴承和该布置中的其它构件(例如传动机构壳体或促动器壳体)被传导至内燃机的壳体特别是曲轴壳体或气缸头,和/或传导至车辆车身。替代地或附加地也可以规定,传动机构可旋转地放置在传递构件上,该传递构件支撑在气缸头或马达本体上。
滑动轴承还具有非常特殊的优点:其可以构造得非常耐用,还可成本低廉地制得。这种设计还有如下特点:其寿命特别长,且开篇所述的作用能有效地避免导致凸轮轴和凸轮轴轴承的额外负载的积聚的力和/或扭矩。
传动机构是夹紧轴传动机构,且环绕部件是刚轮或动态轮;和/或,传动机构是夹紧轴传动机构,且驱动部件是轴带发电机或者具有轴带发电机;和/或,传动机构是夹紧轴传动机构,且用来联接至牵引机构的联接部件抗扭地与传动机构的空心轮或刚轮或动态轮连接。
如已述,传动机构也可以是具有刚轮或动态轮作为环绕部件的夹紧轴传动机构。夹紧轴传动机构的驱动部件例如可以是轴带发电机,或者具有轴带发电机。用来联接至牵引机构的联接部件可以抗扭地与环绕部件连接,尤其是与空心轮连接,更特别地与传动机构的刚轮或动态轮连接。
根据一种特殊的设计,用于牵引机构的联接部件可以与动态轮或刚轮一体地构造。该联接部件也可以是一个独立的构件,其独立于动态轮。
在另一设计中,刚轮可以与传递部件和联接区段一体地构造。这些部件也可以是独立的构件,彼此独立,或者每两个一体地构造,这例如视安装空间要求、材料情况、脱离特性或其它条件而定。
根据一种特殊的设计,传动机构可以代替动态轮和/或刚轮而构造有其它形式的空心轴。在这种情况下,空心轴可以经过适当地放置,从而其承受全部通过牵引机构传动件而传递的径向的横向力。另一个轴可以穿过空心轴,这个轴用作凸轮轴调节器的调节轴,其中,该调节轴也可以构造成另一空心轴。也可以将螺钉或另一组件穿过该另一空心轴。
传动机构是行星传动机构,且环绕部件是行星轮架或空心轮;和/或,传动机构是行星传动机构,且驱动部件是太阳轮或者具有太阳轮;和/或,传动机构是行星传动机构,且用来联接至牵引机构的联接部件抗扭地与行星传动机构的空心轮连接。
在一种特殊的设计中,传动机构被设计成行星传动机构,其中,环绕部件可以是行星轮架或行星传动机构的空心轮。行星传动机构也可以具有太阳轮作为驱动部件,或者具有带太阳轮的驱动部件。
按照这种设计,用来联接至牵引机构的联接部件可以有利地抗扭地与行星传动机构的空心轮连接。
传动机构可旋转地被放置;和/或,传动机构或者传动机构的至少一个构件或者传动机 构的被构造成空心轮的构件可旋转地被放置,从而其能跟随通过牵引机构传递的传动运动;和/或,用来联接至牵引机构的联接部件抗扭地与传动机构的空心轮连接,该空心轮利用轴承可旋转地被放置,从而该轴承承受全部从牵引机构传递到联接部件上的径向的横向力。
在一种特殊的设计中,传动机构或者传动机构的至少一个构件特别是空心轮可旋转地被放置,从而其能跟随通过牵引机构传递的传动运动。
联接部件可以抗扭地与传动机构的空心轮连接,其中,该空心轮利用轴承可旋转地被支撑,从而该轴承承受传递到联接部件上的径向的横向力。这里采用有利的方式使得径向的横向力被该轴承承受,且通过其抗扭的但柔性的联接件不再继续传到凸轮轴上。
带有至少一个根据本实用新型的凸轮轴调节器的内燃机是特别有利的。例如,在内燃机中可以有多个根据本实用新型的凸轮轴调节器,用于多个凸轮轴。
传动机构可旋转地放置在气缸头或马达本体上;和/或,传动机构可旋转地放置在传递构件上,该传递构件支撑在气缸头或马达本体上;和/或,传动机构或者传动机构的至少一个构件或者传动机构的被构造成空心轮的构件可旋转地被放置在气缸头或马达本体上,从而其能跟随通过牵引机构传递的传动运动;和/或,用来联接至牵引机构的联接部件抗扭地与传动机构的空心轮连接,该空心轮利用轴承可旋转地被放置在气缸头或马达本体上,从而该轴承承受全部从牵引机构传递到联接部件上的径向的横向力。
上述轴承径向地大于凸轮轴轴承,内燃机的凸轮轴利用该凸轮轴轴承可旋转地被放置。
根据一种有利的设计,传动机构或者传动机构的至少一个构件特别是空心轮可旋转地放置在气缸头、马达本体或马达构件上,从而其可以跟随传动运动。
在一种特殊的设计中,联接部件可以抗扭地与传动机构的空心轮连接,其中,空心轮可旋转地放置在气缸头、马达本体或马达构件上,从而轴承或者那些多重地支撑空心轮的轴承部分地或完全地承受径向的横向力。采用有利的方式,该轴承或者这些轴承可以在多重地支撑在气缸头、马达本体或马达构件上的情况下径向地大于受驱动的凸轮轴的凸轮轴轴承。
根据一种特殊的设计,驱动马达和传动机构相互同轴地布置。替代地,驱动马达和传动机构也可以相互轴向平行地布置。也可以采用其它布置方式。因而可以有利地使得驱动马达相对于传动机构的布置方式适应现有的安装空间。
在同轴地布置驱动马达和传动机构的情况下,驱动马达和传动机构例如可以通过调节轴而连接。在轴向平行地布置的情况下,驱动马达和传动机构例如可以通过链条或牵引皮带作为牵引机构而连接,其中,驱动马达和传动机构为此必须具有相应的牵引机构支架,以便能够接上使得它们连接的牵引机构。
在一种特殊的设计中,驱动马达抗扭地固定在气缸头、马达本体或马达构件上。
传动机构通过牵引机构传动被驱动旋转,而驱动马达抗扭地固定在气缸头或马达本体上,只要不需要相位调节,由驱动马达驱动的且与传动机构的调节输入端连接的调节轴就以与传动机构相同的转速被驱动。
传动机构通过牵引机构传动被驱动旋转,而驱动马达抗扭地固定在气缸头或马达本体上,由驱动马达驱动的且与传动机构的调节输入端连接的调节轴在调节过程中以比传动机构高或低的转速被驱动。
根据一种特殊的设计,传动机构通过牵引机构传动而受驱动,而凸轮轴调节器的驱动马达抗扭地特别是固定地安置在气缸头、马达本体或马达构件上。在这种情况下,由驱动马达驱动的且与传动机构的调节输入端连接的调节轴以与传动机构的联接部件相同的转速被驱动,只要不需要凸轮轴的相位调节。如果需要凸轮轴的相位调节,调节轴就在调节过程中以比传动机构的联接部件高或低的转速被驱动,这要看相位是要事先调节还是事后调节而定。
在另一种设计中,(优选靠电工作的)驱动马达可旋转地被放置。按照这种设计,该布置具有特别是位置固定的电的滑动触点,通过这些滑动触点可以对驱动马达进行供电。由此保证即使在靠电工作的驱动马达被可旋转地支撑的情况下也能进行供电。
带有根据本实用新型的凸轮轴调节器和/或内燃机的汽车是尤其有利的,该内燃机包括根据本实用新型的凸轮轴调节器。
附图说明
附图中示范性地且示例性地示出本实用新型的主题,且将在下面参照附图予以介绍,其中,相同的或相同作用的部件大多标有相同的附图标记。其中:
图1示出根据本实用新型的用于内燃机的凸轮轴调节器的一个实施例;
图2示出根据本实用新型的用于内燃机的凸轮轴调节器的第二实施例;
图3示出根据本实用新型的用于内燃机的凸轮轴调节器的第三实施例。
具体实施方式
图1以横剖视图示意性地示出凸轮轴调节器1,其具有驱动马达2和置于驱动马达2之后的传动机构3,该传动机构例如可以构造成夹紧轴传动机构13,该传动机构带有联接至牵引机构(图中未示出)的联接部件4。该牵引机构被内燃机(图中未示出)的从动轴驱动。牵引机构例如可以是链条、传动带尤其是塑料传动带、硬橡胶传动带、楔形传动带、齿形传动带或类似部件。
凸轮轴调节器1具有用来联接至内燃机的凸轮轴6的联接区段5,其中,传动机构3和联接区段5特别是直接地通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件7抗旋转地相互连接。
用于牵引机构的联接部件4抗旋转地与凸轮轴调节器1的传动机构3连接。凸轮轴6借助多个凸轮轴轴承8可旋转地被支撑。
驱动马达2和传动机构3相互同轴地布置,且通过调节轴19连接。
按照图1中所示的设计,传动机构3或传动机构3的至少一部分可旋转地支撑在气缸头9上,或者替代地放置在传递构件上,该传递构件支撑在气缸头或马达本体上,从而该传动机构可以跟随通过牵引机构传动而传递的传动运动。传动机构3为此借助轴承10可旋转地支撑在内燃机的气缸头9上,其中,凸轮轴调节器1通过(未示出的)牵引机构受内燃机的从动件驱动,该牵引机构将扭矩传递到联接部件4上。这意味着,凸轮轴调节器1的传动机构3和与其连接的凸轮轴6在内燃机工作时持久地受到旋转驱动。通过这种牵引机构传动,负载的横向力F作用到凸轮轴调节器1上,由于一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或轴向可弯曲的传递部件7,所述横向力并未传递到凸轮轴6和凸轮轴轴承8上。
按照图1中所示的设计,驱动马达2牢固地固定在气缸头9上。在工作时,被驱动马达2驱动的且与传动机构3的调节输入端连接的调节轴19以与传动机构3的联接部件4相同的转速受到驱动,只要不需要凸轮轴6的相位调节。如果需要凸轮轴6的相位调节,调节轴19就在调节过程中以比传动机构3的联接部件4高或低的转速被驱动,这要看相位是要事先调节还是事后调节而定。
对凸轮轴调节器1的工作的控制例如通过(未示出的)电子控制单元来进行。
传递部件7经过适当设计,从而不会有径向的横向力传递到联接区段5上,特别是不会有由牵引机构传递至凸轮轴调节器1的径向的横向力F传递到联接区段5上。按照图1中所示的设计,传递部件7针对于在轴向上起作用的扭矩抗扭转地设计,而在轴向上和径向上弹性地设计。
由于传递部件7,不会有径向的横向力F传递到凸轮轴6和凸轮轴轴承8上,所以,凸轮轴轴承8看起来比通常情况下小,这是因为,这些凸轮轴轴承不必承受、特别是不必持久地承受径向的横向力F。因此,按照图1中所示的设计,轴承10在径向上大于凸轮轴轴承8。
图2以横剖视图示意性地示出凸轮轴调节器1的一种设计,其带有奥尔德姆(Oldham)联接器11。奥尔德姆联接器11设置在传动机构3与联接区段5之间,其一端抗转动地与传动机构3连接,另一端抗转动地与联接区段5连接。奥尔德姆联接器11一方面是径向柔性的,另一方面是抗扭转的。通过奥尔德姆联接器11,凸轮轴6有效地与径向的横向力F脱离,而不会不利地影响扭矩从凸轮轴调节器1传递到凸轮轴6。
图3以横剖视图示意性地示出凸轮轴调节器1的一种设计,其带有夹紧轴传动机构13。夹紧轴传动机构13具有柔轮(Flexspline)12、动态轮(Dynamicspline)14和刚轮(Circularspline)15。按照这种设计,带有动态轮14的夹紧轴传动机构13借助至少一个轴承10可旋转地放置在气缸头9上。在该设计中,轴带发电机(Wellengenerator)17具有被构造成滚动轴承的位于轴带发电机17与柔轮12之间的轴带发电机轴承18,其中,也可以采用滑动轴承。轴带发电机轴承18被设计成双排的球轴承。具体地,该双排球轴承由两个单球轴承构成,这些单球轴承通过分隔件而彼此分开。替代地例如也可以采用滚动轴承。
用于调节凸轮轴6的驱动通过连接在驱动马达2上的轴带发电机17来进行。
按照图3中所示的设计,驱动马达2牢固地固定在气缸头9上。在工作时,由驱动马达2驱动的且与传动机构3的调节输入端连接的调节轴19以与传动机构3相同的转速被驱动,只要不需要对凸轮轴6进行相位调节。如果需要对凸轮轴6进行相位调节,调节轴19就在调节过程中以高于或低于传动机构3的转速被驱动,这要看相位是要事先调节还是事后调节而定。
用于牵引机构的联接部件4与动态轮14一体地构造。刚轮15与传递部件7和联接区段5一体地构造。
传递部件7是径向柔性的,同时是抗扭转的。这样一来,就不会有通过牵引机构产生的横向力F传递到凸轮轴轴承8上。传递部件7在至少一个弯曲区段16上具有减小的壁厚度,由此提高了弯曲柔性,同时保持了抗扭转性。这样就能更好地将传递部件7脱离。
凸轮轴6借助螺钉20与联接区段5连接。
附图标记清单
1 凸轮轴调节器
2 驱动马达
3 传动机构
4 联接部件
5 联接区段
6 凸轮轴
7 传递部件
8 凸轮轴轴承
9 气缸头
10 轴承
11 联接器、奥尔德姆联接器
12 柔轮
13 夹紧轴传动机构
14 动态轮
15 刚轮
16 弯曲区段
17 轴带发电机
18 轴带发电机轴承
19 调节轴
20 螺钉
F 横向力
Claims (22)
1.一种凸轮轴调节器(1),用于内燃机,所述凸轮轴调节器具有驱动马达(2)和置于驱动马达(2)之后的传动机构(3),且具有用来联接至内燃机的凸轮轴(1)的联接区段(5),该传动机构带有用来联接至牵引机构的联接部件(4),该牵引机构被内燃机的从动轴驱动,其特征在于,传动机构(3)和联接区段(5)通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件(7)抗旋转地相互连接,或者直接通过一方面抗扭转的且另一方面径向柔性的和/或可轴向弯曲的传递部件(7)抗旋转地相互连接。
2.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,传递部件(7)被设计成一方面径向柔性的和/或横向于轴向可弯曲的且另一方面抗扭转的联接器(11)。
3.如权利要求2所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,联接器(11)被设计成爪式联接器或叠片式联接器或柔性的联轴器或奥尔德姆联接器(11)或折篷式联接器。
4.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,传递部件(7)被设计为从动穹罩。
5.如权利要求4所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,从动穹罩具有圆柱形的区段;和/或,从动穹罩具有沿径向延伸的底部区段。
6.如权利要求5所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.底部区段弹性地设计,或者,底部区段在径向和/或轴向上弹性地设计;和/或,
b.底部区段和/或圆柱形区段为波浪形;和/或,
c.圆柱形区段和底部区段在具有减小的壁厚的区域中彼此过渡。
7.如权利要求6所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.从动穹罩与传动机构(3)的环绕部件一体地制造;和/或,
b.传递部件(7)和/或从动穹罩与传动机构(3)的从动轴一体地制造。
8.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,传递部件(7)具有至少一个带有减小的壁厚的弯曲区段(16)。
9.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.传动机构(3)被构造成无间隙的传动机构;和/或,
b.传动机构(3)被构造成同轴传动机构或夹紧轴传动机构(13)或行星传动机构;和/或,
c.传动机构(3)被构造成叠加式传动机构;和/或,
b.传动机构(3)被构造成三轴式传动机构;和/或,
e.传动机构(3)被构造成环形传动机构形式的夹紧轴传动机构(13),或者,传动机构(3)被构造成罐式传动机构形式的夹紧轴传动机构(13)。
10.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,传动机构(3)被构造成同轴传动机构,该同轴传动机构带有设置在同轴传动机构的对称轴上的驱动部件和同轴布置的环绕部件,其中,与环绕部件抗扭地连接的从动穹罩形成传递部件(7)。
11.如权利要求10所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,环绕部件被滑动放置,或者,环绕部件仅仅被滑动支撑。
12.如权利要求10所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.传动机构(3)是夹紧轴传动机构(13),且环绕部件是刚轮(15)或动态轮(14);和/或,
b.传动机构(3)是夹紧轴传动机构(13),且驱动部件是轴带发电机(17)或者具有轴带发电机(17);和/或,
c.传动机构(3)是夹紧轴传动机构(13),且用来联接至牵引机构的联接部件(4)抗扭地与传动机构(3)的空心轮或刚轮(15)或动态轮(14)连接。
13.如权利要求10所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.传动机构(3)是行星传动机构,且环绕部件是行星轮架或空心轮;和/或,
b.传动机构(3)是行星传动机构,且驱动部件是太阳轮或者具有太阳轮;和/或,
c.传动机构(3)是行星传动机构,且用来联接至牵引机构的联接部件抗扭地与行星传动机构的空心轮连接。
14.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,
a.传动机构(3)可旋转地被放置;和/或,
b.传动机构(3)或者传动机构(3)的至少一个构件或者传动机构(3)的被构造成空心轮的构件可旋转地被放置,从而其能跟随通过牵引机构传递的传动运动;和/或,
c.用来联接至牵引机构的联接部件(4)抗扭地与传动机构(3)的空心轮连接,该空心轮利用轴承(10)可旋转地被放置,从而该轴承(10)承受全部从牵引机构传递到联接部件(4)上的径向的横向力(F)。
15.如权利要求1所述的凸轮轴调节器(1),其特征在于,驱动马达(2)和传动机构(3)彼此同轴地布置。
16.一种内燃机,具有根据权利要求1-15中任一项所述的凸轮轴调节器(1)。
17.如权利要求16所述的内燃机,其特征在于,
a.传动机构(3)可旋转地放置在气缸头或马达本体上;和/或,
b.传动机构(3)可旋转地放置在传递构件上,该传递构件支撑在气缸头或马达本体上;和/或,
c.传动机构(3)或者传动机构(3)的至少一个构件或者传动机构(3)的被构造成空心轮的构件可旋转地被放置在气缸头或马达本体上,从而其能跟随通过牵引机构传递的传动运动;和/或,
d.用来联接至牵引机构的联接部件(4)抗扭地与传动机构(3)的空心轮连接,该空心轮利用轴承(10)可旋转地被放置在气缸头或马达本体上,从而该轴承承受全部从牵引机构传递到联接部件上的径向的横向力。
18.如权利要求17所述的内燃机,其特征在于,所述轴承(10)径向地大于凸轮轴轴承,内燃机的凸轮轴(6)利用该凸轮轴轴承可旋转地被放置。
19.如权利要求16所述的内燃机,其特征在于,驱动马达(2)抗扭地固定在气缸头或马达本体上。
20.如权利要求19所述的内燃机,其特征在于,传动机构(3)通过牵引机构传动被驱动旋转,而驱动马达(2)抗扭地固定在气缸头或马达本体上,只要不需要相位调节,由驱动马达(2)驱动的且与传动机构(3)的调节输入端连接的调节轴(19)就以与传动机构(3)相同的转速被驱动。
21.如权利要求20所述的内燃机,其特征在于,传动机构(3)通过牵引机构传动被驱动旋转,而驱动马达(2)抗扭地固定在气缸头或马达本体上,由驱动马达(2)驱动的且与传动机构(3)的调节输入端连接的调节轴(19)在调节过程中以比传动机构(3)高或低的转速被驱动。
22.一种汽车,具有根据权利要求1-15中任一项所述的凸轮轴调节器(1),和/或,具有根据权利要求16-21中任一项所述的内燃机。
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