[发明专利]用于可变地调整内燃机换气阀的配气正时的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可变地调整内燃机换气阀的配气正时的装置，具有传动件、从动件、至少一个压力室、至少一个转角界定装置和至少一个蓄压器(Druckspeicher)，其中，通过向压力室输送压力介质或将压力介质从压力室排出可以在最大可能的角度范围内改变从动件与传动件之间的相位，其中，每个转角界定装置在锁入状态下，将从动件相对于传动件的相位至少界定在一个小于最大可能的角度范围的角度范围上，其中，转角界定装置可以通过经由控制管施加压力介质而转移到解锁状态，并且其中，蓄压器在内燃机运行期间至少暂时与控制管连通。

背景技术

在现代化的内燃机中使用用于可变地调整换气阀的配气正时的装置，以便可以使曲轴与凸轮轴之间的相位关系在最大提前位置与最大滞后位置之间的限定角度范围内可变地构成。为此目的，将该装置集成在传动系中，通过传动系将转矩从曲轴传递到凸轮轴上。该传动系例如可以作为皮带、链条或者齿轮传动装置来实现。

这种装置例如由US 6,450,137 B2公知。该装置包括两个可以彼此相对扭转的转子，其中，外转子与曲轴保持传动连接而内转子与凸轮轴抗扭地连接。该装置包括四个压力腔，其中，每个压力腔借助叶片分成两个互相作用的压力室。通过向压力室输送压力介质或将压力介质从该室排出，叶片在压力腔的内部移动，由此促使转子彼此相对地并且因此促使凸轮轴相对于曲轴有针对性地扭转。

向压力室输送压力介质或将压力介质从压力室排出借助一般情况下为液压换向阀(控制阀)的控制单元来控制。从控制阀出发，设置有压力介质管，该压力介质管通入到各自的压力室内。

控制单元又借助调节器来控制，该调节器利用传感器来确定内燃机内凸轮轴相位的实际位置和标准位置并相互进行比较。如果确定两个位置之间的差异得以确定，那么向控制单元发送信号，该控制单元使向压力室去的压力介质流与该信号相适应。

为了保证该装置的功能，内燃机压力介质回路内的压力必须超过确定的数值。因为压力介质一般情况下由内燃机的油泵来提供并且所提供的压力因此与内燃机的转速同步地上升，所以在确定的转速下，油压还太小，以致于不能有针对性地改变或保持转子的相位。这例如可能是在内燃机的起动阶段或者怠速阶段期间出现的情况。

在这些阶段期间，该装置会实施不受控制的振动，这导致内燃机出现噪声扩散增加、磨损增加、运转不平稳和未处理排放增加。为了防止这种情况，设置有锁紧机构，该锁紧机构在内燃机的临界运行阶段期间将两个转子机械抗扭地联接。

锁紧机构包括两个转角界定装置，其中，第一转角界定装置在锁入状态下允许内转子相对于外转子在最大滞后位置与限定的中间位置(锁紧位置)之间的间隔内移位。第二转角界定装置在锁入状态下允许内转子相对于外转子在中间位置与最大提前位置之间的间隔内扭转。如果两个转角界定装置处于锁入状态下，那么内转子相对于外转子的相位限制在中间位置上。

每个转角界定装置由弹簧施加的销子组成，该销子布置在外转子的孔内。每个销子借助于弹簧在内转子的方向上被施加力。在内转子上，为每个销子构成有一个容纳处，该容纳处在装置的确定的运行位置上与对应的销子相对而立。在这些运行位置上，由弹簧施加的销子可以嵌入容纳处内。在此，相应的转角界定装置从解锁状态过渡到锁入状态。

每个转角界定装置可以通过对容纳处施加压力介质而从锁入状态转移到解锁状态。在这种情况下，压力介质将销子挤回其容纳处内，由此撤消内转子与外转子的机械联接。为了保证压力介质输送，每个转角界定装置与压力介质管之一保持连接。这些压力介质管从控制阀出发以朝向转角界定装置之一的相应容纳处的方式分布并且从那里继续分布到对应的压力室内。

内燃机的起动过程和怠速阶段期间，两个转子借助转角界定装置机械联接。但内转子相对于外转子实施小振幅的振荡运动。这种振荡的原因是转角界定装置的锁紧余隙，该锁紧余隙是必要的，以便能够结合内燃机运行期间作用于凸轮轴上的交变力矩实现将销子可靠地锁入在容纳处内。由于交变力矩，内转子相对于外转子首先在周向上扭转，直至这种扭转由一个转角界定装置停止下来(第一终端位置)。随后在相反的周向上进行扭转，直至这种扭转由另一个转角界定装置停止下来(第二终端位置)。这些终端位置之间的相位差相应于由锁紧余隙限定的角度在从第一终端位置向第二终端位置运动时，两个互相作用的压力室之一的容积以量V变小，而另一个压力室的容积则以量V增加。在此适用的是：

其中，h为压力室的轴向长度，R为凸轮轴调节器的旋转轴与压力室的内表面之间的距离和r为凸轮轴调节器的旋转轴与叶片附近内转子的外表面之间的距离。