[发明专利]具有通过流体静力学地运动的滑动套筒进行气体交换控制的对置活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明尤其适用于在对置活塞式发动机中应用。所述对置活塞式发动机通常工作在二冲程工作过程中。在此，两个活塞反向地在共同的气缸中运动，在所述活塞气缸的两个端部上设有曲轴，所述曲轴通过相应的传动装置来同步，并且所述曲轴以已知的方式将活塞的往复运动通过连杆和曲柄梢转换成转动运动。

背景技术

在此，通过活塞进行气体交换，所述活塞在其下止点的行程区域内开启进气口或者排气口，新鲜气体穿过所述进气口或者排气口在燃烧之前能够流入到气缸中，并且废气在燃烧后能够从气缸中流出。因为随着曲轴的每次旋转来重复所述循环，所以以该方式不能够实现四冲程工作过程。此外，出现下述缺点，即在气缸壁上的、为了润滑所需要的油层通过活塞和其活塞环在溢出控制开口时脱落到狭缝中。这导致提高的油消耗和差的废气排放。

已知的是（DE-A-1906542），通过滑动套筒控制在内燃机中的气体交换。还已知的是（DE202005021624U1和DE202006020546U1），通过在对置活塞式发动机中控制气体交换的这种滑动套筒避免活塞的狭缝溢流。在此，能够不仅在二冲程工作过程中而且在四冲程工作过程中实现任意的控制时间。为了能够利用所述优点，需要滑动套筒的简单并且可靠的驱动。在此，通过控制凸轮进行的直接的机械驱动需要两个凸轮轴；对于入口套筒和出口套筒各一个。这需要用于凸轮轴的相应的齿轮传动机构，所述凸轮轴应该尽可能定位在待驱动的滑动套筒附近，以便实现直接的、容易的和低振动的操纵。这种布置不总是能够简单地实现并且要求耗费的传动装置，尤其对于四冲程工作过程而言，因为凸轮驱动装置在此以一半的曲轴转数运行并且因此需要大的驱动齿轮。滑动套筒对于机械的操纵不是在任意位置上是可接触的并且此外，将滑动力导入到滑动套筒中通常必须单侧地进行并且因此导致滑动套筒的多数出于重量原因而相对薄的壁厚度的变形。

发明内容

因此，本发明基于下述目的，简化了滑动套筒的驱动并且避免了前述的难点。

根据本发明，该目的由此实现，流体静力学地操纵滑动套筒并且仅通过设置在任意位置上的凸轮轴进行控制。目的明确的是，滑动套筒如空心液压活塞一样构成，并且在其外侧上，在任意的、或者目的明确的位置上具有如阶梯活塞一样的压力阶梯。所述压力阶梯通过两个同心的、但是不同的外直径来形成。因此，液压压力作用到在两个直径之间的端面上。在发动机壳体中的、引导滑动套筒的气缸孔同样具有该压力阶梯。所述结构具有下述优点，即横向力均匀地并且在没有单侧的变形的情况下作用到滑动套筒上。因此，滑动套筒的打开运动和关闭运动能够通过流体静力学的挤压来进行。然而，还提出，仅流体静力学地进行打开运动并且以如在传统的内燃机中的进气阀门和排气阀门中发生关闭的方式一样，借助一个或多个弹簧关闭滑动套筒。

滑动套筒的往复运动通过位于凸轮轴上的入口凸轮和出口凸轮来触发。目的明确的是，凸轮轴中央地设置，即设置在两个曲轴之间的中部中，以便实现短的液压管路。通过凸轮操纵的推杆构成为泵活塞并且在泵气缸中引导。优选地，本来存在于发动机中的润滑油设置为液压液体，所述润滑油从发动机的油底壳输送给泵。由此取消耗费的密封件和油回路的分隔件。所出现的泄露保留在发动机之内。用于流体静力学地操纵的油被泵通过相应的外部的或者内部的管路引导至滑动套筒的压力阶梯。在泵气缸中的泵侧的供油孔通过泵活塞的行程来封闭并且在滑动套筒和泵活塞之间的空间封闭并且能够在其中构成压力之后，开始滑动套筒的行程。在行程结束之后，滑动套筒借助于弹力或替选地通过借助于配合凸轮进行的流体静力学的运动返回到起始位置中并且由此紧接着泵活塞运动地，液柱被回压。因此，在打开供油孔之后，能够再次补偿在操纵期间的可能的、少量的泄露。

控制时间，即滑动套筒行程的开始和结束通过泵气缸的调节来进行。在此，泵气缸的旋紧实现纵向校准并且因此实现供油孔关闭的时间点。

通过-类似于在喷油泵中-泵活塞是可转动的并且具有倾斜的控制棱，根据本发明的布置还实现可变的控制时间。替选地，泵气缸还能够旋转或者实施纵向运动。

凸轮形状就此不同于传统的凸轮轮廓：必须考虑预行程阶段，在所述预行程阶段中泵活塞经过路径直到关闭供油孔。类似地并且如在阀门控制的内燃机中的通常传统的液压推杆中已知的方式一样，而由此得到自动的间隙补偿。当将止回阀装入到至泵元件的供油中时，得到气体交换控制的所述操纵的替选实施形式。所述止回阀仅能够通流下述量的液压液体，所述量由于在先前的推杆行程中的泄露而流失。以该方式取消预行程。