[发明专利]可变气门机构和往复活塞式内燃机

说明书

本发明涉及一种可变气门机构和往复活塞式内燃机。可变气门机构包括滑杆(3)和用于沿纵向致动滑杆(3)的致动组件。滑杆(3)能够沿纵向运动地支承在往复活塞式内燃机的构件处，其中，通过滑杆(3)的纵向运动能够沿轴向致动可变气门机构的至少一个可切换摇臂(5)的耦联元件(53)，从而可切换摇臂(5)能够提供不同的凸轮升程。致动组件包括：电动机(1)，其包括输出轴；凸轮件(2)，其抗旋转地安装在输出轴处并且能够抵靠滑杆(3)，从而凸轮件(2)的旋转运动转换为滑杆(3)的纵向运动。往复活塞式内燃机包括上述可变气门机构。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域。本发明具体地涉及一种用于往复活塞式内燃机的可变气门机构以及往复活塞式内燃机。

背景技术

当前，可以利用可变气门技术根据车辆的行驶模式调节往复活塞式内燃机的汽缸的进气和/或排气，从而优化内燃机的燃料效率，尤其有利于减少二氧化碳和有害物质的排放。

已知在一种用于往复活塞式内燃机的可变气门方案中，为内燃机的每个汽缸配备有至少一个换气气门，换气气门的气门行程分别通过凸轮轴的凸轮和与凸轮配合的可切换摇臂确定。例如，在德国专利文献DE 102017101792 B4和中国专利申请文献CN 110439646A中均公开了此类可变气门机构，其中，可切换摆臂具有主臂和以能枢转的方式支承在主臂上的副臂，其中，通过使耦联元件沿凸轮轴的轴向运动，可以实现主臂和副臂的耦联和解耦。在耦联和解耦的不同的状态下，可切换摆臂分别将不同的气门行程提供至所配属的换气气门的气门杆，从而实现可变气门机构的可变气门行程。耦联元件的轴向致动借助由直线致动器操纵的滑杆实现。在这种情况下，直线致动器可以构造为液压式或气动式的调节缸或者电磁致动器。

然而在上述液压式或气动式的调节缸的方案中，需要为调节缸设置相应的压力介质通路，由此可变气门机构的整体结构较为复杂。而在当前的通过电动致动器驱动滑杆的方案中，需要将稳定的输入电流提供给电致动器，为此需要为电动致动器的电机控制单元提供电流闭环的通道，但是目前主流的电机控制单元没有额外的资源来为可变气门机构提供电流闭环通道。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于往复活塞式内燃机的可变气门机构，该可变气门机构尤其在可切换摇臂的耦联元件的致动方面具有简化的设计。

该目的通过一种用于往复活塞式内燃机的可变气门机构实现。该可变气门机构包括滑杆以及用于沿纵向致动滑杆的致动组件，滑杆能够沿纵向运动地支承在往复活塞式内燃机的构件处，其中，通过滑杆的纵向运动能够沿轴向致动可变气门机构的至少一个可切换摇臂的耦联元件，从而可切换摇臂能够提供不同的凸轮升。根据本发明的方案，致动组件包括电动机和凸轮件，其中，电动机具有输出轴，凸轮件抗旋转地安装在电动机的输出轴处并且能够抵靠滑杆，从而凸轮件的旋转运动能够转换为滑杆的纵向运动。

优选地，可变气门机构包括一组可切换摆臂，可切换摇臂优选沿用于往复活塞式内燃机的凸轮轴的轴向分布。可切换摆臂能够分别配合凸轮轴处的凸轮向相应的换气气门提供气门行程。在此，可切换摇臂具有主臂和以能枢转的方式支承在主臂处的副臂，其中，通过使耦联元件运动、优选沿凸轮轴的轴向运动，可以实现主臂和副臂的耦联和解耦、即锁定和解锁。在耦联和解耦的不同的状态下，可切换摆臂可以配合凸轮轴将分别将不同的气门行程提供至所配属的换气气门的气门杆，从而实现可变气门机构的可变气门行程。

优选地，各个可切换摆臂的耦联元件的致动在此借助共同的滑杆实现。即，滑杆的纵向运动在此可以同时致动多个可切换摇臂的耦联元件。在这种情况下，滑杆尤其平行于凸轮轴地布置缸盖上并且可相对缸盖沿纵向滑动。当滑杆沿其纵向运动时，可以实现在可切换摇臂的主臂和副臂之间的耦联和解耦，由此为气门杆提供不同的气门行程。

在本文的范围中，除非另有说明，否则“轴向”则指凸轮轴的轴向，“纵向”则指滑杆的纵向。在此，滑杆的纵向即凸轮轴的轴向。