[发明专利]凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的技术领域并且涉及一种用于内燃机的凸 轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置。

背景技术

在内燃机中，通过由曲轴置于旋转中的凸轮轴的凸轮来操纵换 气阀。为此目的，凸轮通常在凸轮组件，例如牵引杆、摇杆或杯形 挺杆上滚动，凸轮组件反作用于将换气阀保持在关闭位置中的阀门 弹簧的弹簧力。通过凸轮的布置和形状，能够有针对性地确定换气 阀的控制时间。

在热力学方法的背景下证明有利的是，在内燃机的运行期间， 根据当前的操作状态，如转速或载荷来影响换气阀的控制时间。为 此，尤其能够正面地影响废气特性并且降低燃料消耗。此外，能够 提高内燃机的效率、最大转矩和最大功率。换气阀在内燃机的工作 循环中的打开时间点和关闭时间点通过凸轮轴和曲轴之间的相对 的旋转位置(相位)预先给定。相应地，通过相对改变凸轮轴和曲 轴之间的旋转位置能够调节换气阀在工作循环中的控制时间。

充分公开了用于改变以及固定凸轮轴和曲轴之间相对旋转位 置的装置的应用，该装置在下面称为“凸轮轴调节器”。通过凸轮 轴调节器能够将转矩从曲轴上传递到凸轮轴上。此外，通过凸轮轴 调节器能够在内燃机运行期间保持凸轮轴和曲轴之间的相对旋转 位置并且在确定的角度范围内进行调节，从而改变换气阀的控制时 间。

凸轮轴调节器通常包括通过驱动轮与曲轴抗扭地连接的驱动 件和固定在凸轮轴上的从动件以及连接在驱动件和从动件之间的 调节驱动装置，该调节驱动装置将转矩从驱动件传递到从动件上并 且固定以及调整驱动件和从动件之间的相对旋转位置。该调节驱动 装置能够电操作、液压操作或者气动地进行操作。

液压操作的凸轮轴调节器以典型的方式构造成轴向活塞调节 器或旋转活塞调节器，其在下面进行详细解释。

在轴向活塞调节器中，驱动件通过斜齿部与活塞啮合，该活塞 本身又通过一斜齿部与从动件咬合。在驱动件和从动件之间构造压 力室，该压力室通过活塞分成两个压力腔。如果用压力介质加载两 个压力腔中的一个，而另一个与压力介质出口连接，则活塞沿轴向 移动，从而通过斜齿部改变驱动件和从动件之间的相对旋转位置。

在旋转活塞调节器中，构造成例如外转子形式的驱动件和构造 成例如内转子形式的从动件可相互旋转调节地同中心地进行设置。 外转子可以由多个抗扭地相互连接的结构部件，例如具有驱动轮和 可旋转地支承在内转子(下面称为转子)上的定子的壳体组成。

在旋转活塞调节器中，在定子和转子之间的径向的中间空间中 形成压力室，方法例如是，在定子中构造多个沿圆周方向隔开的空 腔，这些空腔从转子径向向外延伸并且在轴向上由侧壁压力密封地 进行限定。在每个压力室中，与转子连接的、下面称为叶片的密封 件径向向外延伸，由此将每个压力室分成两个基本上压力密封的压 力腔。通过所述叶片至少在很大程度上防止压力介质从一个压力腔 流入另一个压力腔。

压力介质管路相应地通入压力腔中，用于将压力介质输入压力 腔和/或从压力腔中输出。通过有针对性地对压力腔进行压力加载， 也就是说通过在相应的压力室的压力腔对上产生压力差，能够将叶 片偏转到压力室内部，从而通过抗扭地与凸轮轴连接的转子来旋转 凸轮轴，并且因此改变凸轮轴和曲轴之间的相对旋转位置。另一方 面，通过对各个压力室的两个压力腔相应地进行相同的压力加载， 能够保持该旋转位置。

通过控制单元控制液压凸轮轴调节器，该控制单元基于内燃机 的所检测到的特征数据，例如转速和载荷来控制压力介质流入各个 压力腔以及从各个压力腔中流出。压力介质流例如通过控制阀进行 控制。

为了防止在凸轮轴上出现的交变力矩或牵引力矩在压力介质 供给不足时传递到定子上，设置有锁止装置，用于将定子和转子抗 扭地地锁止在所谓的基本位置上，在该基本位置中定子和转子占据 了所希望的旋转位置，尤其是对内燃机的启动或空转来说最佳的旋 转位置。