專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)，該可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)帶有至少一個(gè)凸輪裝置的凸輪軸，凸輪裝置中的凸輪可被相對(duì)于凸輪軸大致徑向地移動(dòng)，并且凸輪裝置具有至少一個(gè)、最好是兩個(gè)固定在凸輪軸上的基部圓盤(pán)。
背景技術(shù)：
從文件DE 100 53 776 A1知道有一種用于驅(qū)動(dòng)和控制內(nèi)燃機(jī)的凸輪的系統(tǒng)。凸輪可被沿凸輪軸的徑向移動(dòng)并包括一頂升段，該頂升段可在被驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)的方向前后移動(dòng)，還包括一可使凸輪嚙合于凸輪軸或脫離于凸輪軸的裝置，嚙合和脫離動(dòng)作的發(fā)生對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。凸輪是液壓驅(qū)動(dòng)的。
從文件DE 42 22 477 A1知道有一種用于頂升閥門(mén)的凸輪式閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，它包括一有一剛性零件的凸輪，該凸輪可被在一退回位置和一伸出位置之間在凸輪軸上被引導(dǎo)地沿徑向移位，并且設(shè)置有能夠限制其運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)限動(dòng)件。凸輪的運(yùn)動(dòng)依靠壓力介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，而壓力介質(zhì)通過(guò)凸輪軸里的縱向孔道供給。
各種液壓驅(qū)動(dòng)的可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是它們需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)以及為了主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)凸輪必須以相當(dāng)高的壓力供給液壓驅(qū)動(dòng)介質(zhì)。還有，上述各種可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置通常僅適用于某種型式的驅(qū)動(dòng)，也就是液壓驅(qū)動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)或電驅(qū)動(dòng)。
從出版物DE 41 41 482 A1、DE 37 37 824 A1和DE 199 08 435 A1得知，在起動(dòng)階段用脈沖充量進(jìn)行起動(dòng)或者通過(guò)延遲進(jìn)氣閥的開(kāi)啟來(lái)幫助起動(dòng)。
出版物DE 102 17 695 A1進(jìn)一步描述了一種采用改變進(jìn)氣閥定時(shí)以降低起動(dòng)過(guò)程中的壓縮功的起動(dòng)過(guò)程。文件JP 1-1117840 A也描述了在起動(dòng)階段改變進(jìn)氣閥的定時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免上述缺點(diǎn)并提出一種簡(jiǎn)單的可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置，它可用各種不同的調(diào)整裝置從外部進(jìn)行調(diào)整，并且它特別適用于幫助內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)。
本發(fā)明的目的依靠提出的、用定位在凸輪軸的側(cè)面的一調(diào)整元件驅(qū)動(dòng)凸輪的方法來(lái)達(dá)到。把沿徑向可移動(dòng)的凸輪直接由處在凸輪軸外面的調(diào)整元件驅(qū)動(dòng)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以采用機(jī)械的、電的或電磁的調(diào)整裝置，其效果可以和液壓的或氣動(dòng)的調(diào)整裝置一樣好。這種可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置將不會(huì)僅限于某一種型式的調(diào)整元件。
可以在凸輪的頂升階段之前或過(guò)程中用該調(diào)整元件使可徑向移動(dòng)的凸輪達(dá)到頂升位置。較佳的是，把調(diào)整元件構(gòu)造成一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪，例如可以用一偏心機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)滾輪。
可用一個(gè)彈簧元件把可沿徑向移動(dòng)的凸輪保持在凸輪軸上，并且，在頂升階段之后由這一彈簧元件把可沿徑向移動(dòng)的凸輪向后移動(dòng)到其在基圓里的初始位置。
為了能夠順暢地移動(dòng)凸輪而不會(huì)卡死，如果把凸輪設(shè)計(jì)成具有被引導(dǎo)在凸輪軸的環(huán)形引導(dǎo)表面上的諸滑動(dòng)表面，將是很有利的。這些滑動(dòng)表面的半徑和角度位置被構(gòu)造成使得在凸輪開(kāi)始移動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生自鎖。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳方案中，凸輪由兩個(gè)零件構(gòu)成，即第一個(gè)零件和第二個(gè)零件，，調(diào)整元件作用于在側(cè)視圖中看是大致叉形的第一個(gè)零件上，并保持住乃是凸輪的凸角(cam lobe)的第二個(gè)零件，并且用兩個(gè)銷(xiāo)子把兩個(gè)零件較佳地保持在一起。受調(diào)整元件作用的第一個(gè)零件以U形的形狀?yuàn)A持著第二個(gè)零件，并且在這兩個(gè)零件被套裝到凸輪軸上之后用兩個(gè)銷(xiāo)子把第一個(gè)零件和第二個(gè)零件連接在一起，第一個(gè)零件和第二個(gè)零件一起構(gòu)成整個(gè)凸輪。
調(diào)整元件具有至少一個(gè)工作表面，該表面與凸輪的第一個(gè)零件的對(duì)應(yīng)的配對(duì)表面互相作用。
如果調(diào)整元件有一大致U形的斷面，該U形斷面的兩個(gè)臂構(gòu)成諸工作表面，并且兩個(gè)臂之間的距離大于凸輪的第二個(gè)零件的寬度，將是非常有利的，調(diào)整元件只作用在可移動(dòng)的凸輪的第一個(gè)零件上并有一個(gè)U形斷面，第二個(gè)零件的凸輪的凸角可退回到U形斷面里，以這種方式在內(nèi)燃機(jī)的工作沖程階段凸輪不會(huì)頂升閥門(mén)。
為了容易把凸輪的各零件裝配到凸輪軸上，如果把至少一個(gè)基部圓盤(pán)(basecircle disk)做成為有一銷(xiāo)子可插進(jìn)去的徑向槽，并且把一基部圓盤(pán)上的徑向槽做成為錯(cuò)開(kāi)于另一基部圓盤(pán)上的徑向槽，將是特別有利的。由于兩基部圓盤(pán)上的徑向槽的位置是錯(cuò)開(kāi)的，閥門(mén)驅(qū)動(dòng)元件將能不間斷地接觸于基部圓盤(pán)，因而可避免不連續(xù)性。
本發(fā)明進(jìn)一步提出，兩基部圓盤(pán)中的至少一個(gè)在其圓周上設(shè)置一斜坡形狀的升坡，該升坡與凸輪的第二個(gè)零件的凸輪凸角一起構(gòu)成整個(gè)凸輪。與可移動(dòng)的凸輪凸角相組合的兩個(gè)基部圓盤(pán)上的斜坡形狀的兩個(gè)升坡將構(gòu)成凸輪的總體形狀。兩個(gè)基部圓盤(pán)上的斜坡形狀的升坡還可形成換氣閥的一被限定的基本開(kāi)啟程度。
本發(fā)明還進(jìn)一步提出，第一個(gè)零件的配對(duì)表面不是嚴(yán)格的圓柱形的并因而形成一個(gè)控制表面，這可使被驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)的閥門(mén)升程曲線產(chǎn)生于凸輪的第一個(gè)零件的配對(duì)表面的形狀和第二個(gè)零件的凸輪凸角的形狀，其中，配對(duì)表面和凸輪凸角的形狀使得閥門(mén)升程曲線是連續(xù)的，特別是在基部圓盤(pán)的基圓和凸輪凸角之間的過(guò)渡區(qū)域。
這種閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的完全可變性尤其使柴油機(jī)容易起動(dòng)。為了增高壓縮沖程終點(diǎn)的溫度，可以設(shè)計(jì)成在起動(dòng)階段和/或在以低壓縮比工作的過(guò)程中把進(jìn)氣閥的開(kāi)啟時(shí)刻向后“推遲”和/或把進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)刻向前“提早”。以這種方式，可在降低的壓縮比下達(dá)到足以點(diǎn)火的狀態(tài)。如果使氣缸的充入物回流入進(jìn)氣管而進(jìn)行多重壓縮，壓縮沖程終點(diǎn)的溫度可大大增高。在這種情況中進(jìn)氣閥開(kāi)始或關(guān)閉時(shí)刻的推移可達(dá)120°或更大的曲軸轉(zhuǎn)角。測(cè)量數(shù)據(jù)已經(jīng)表明，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速把所述推移設(shè)定為70°到120°曲軸轉(zhuǎn)角，可使壓縮沖程上死點(diǎn)附近氣缸充入物的溫度明顯增高。


下面參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置在調(diào)整開(kāi)始時(shí)的剖面圖，是沿著圖2中的線“I-I”剖取的；圖2是圖1的閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖，是沿著圖1中的線“II-II”剖取的；圖3是閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置在頂升位置時(shí)的剖視圖，是沿著圖4中的線“III-III”剖取的；
圖4是閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖，是沿著圖3中的線“IV-IV”剖取的；圖5是閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置在不起作用的位置時(shí)的剖視圖，是沿著圖6中線“V-V”剖取的；以及圖6是閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖，是沿著圖5中的線“VI-VI”剖取的。
具體實(shí)施例方式
所有各圖中都表示出了具有可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置2的內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸1?？勺冮y門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置2具有兩個(gè)固定在凸輪軸1上的基部圓盤(pán)3、一個(gè)可被在凸輪軸1上大致沿徑向移動(dòng)的凸輪4以及一個(gè)直接作用在凸輪4上的調(diào)整元件5。
凸輪4有兩個(gè)互鎖的零件，即第一零件6和第二零件8，調(diào)整元件5作用在第一零件6上，而第二零件8形成凸輪4的凸角7。第一零件6和第二零件8包圍著凸輪軸1的引導(dǎo)表面9，而凸輪4在引導(dǎo)表面9的區(qū)域具有諸滑動(dòng)表面10。第一零件6具有夾持著第二零件8的一叉形斷面，這從圖2可以看出。對(duì)角地相反于凸輪凸角7，第一零件6具有受調(diào)整元件5作用在其上的一控制表面11。在所示的實(shí)施例中，調(diào)整元件5包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪12，該滾輪12的大致U形的斷面有兩個(gè)臂23，它們是由驅(qū)動(dòng)滾輪12的兩個(gè)輪緣13形成的。輪緣13通過(guò)工作表面21作用在配對(duì)表面22上，而配對(duì)表面22是由凸輪4的第一零件6的控制表面11形成的。兩個(gè)輪緣13之間的距離a至少等于第二零件8的寬度b，這樣，在內(nèi)燃機(jī)的工作沖程階段凸輪就不會(huì)頂升閥門(mén)。
凸輪4由一彈簧元件14彈性地頂著，該彈簧元件14把凸輪4頂推到圖5和6中所示的不起作用的位置，在這一位置上只有基部圓盤(pán)3作用在閥門(mén)驅(qū)動(dòng)元件15上。
凸輪4的第一零件6和第二零件8互相靠在一起并由諸銷(xiāo)子16保持在一起。如果沒(méi)有由驅(qū)動(dòng)滾輪12施加的力，彈簧元件14就把凸輪4推到零升程位置。基部圓盤(pán)3里設(shè)置有容納銷(xiāo)子16的兩個(gè)裝配槽17。裝配槽17以交替的方式定位在基部圓盤(pán)3里，這樣可確?；繄A盤(pán)3和閥門(mén)驅(qū)動(dòng)元件15之間的不間斷接觸。驅(qū)動(dòng)滾輪12被構(gòu)造成可使凸輪凸角7在內(nèi)燃機(jī)的工作沖程過(guò)程中退回到兩個(gè)輪緣13之間的空間18里。除在閥門(mén)升起和控制階段之外，驅(qū)動(dòng)滾輪12和凸輪4之間不建立任何接觸，并且可以是一個(gè)推桿、或搖動(dòng)杠桿、或凸輪隨動(dòng)件的閥門(mén)驅(qū)動(dòng)元件15與基部圓盤(pán)3接觸，而基部圓盤(pán)3剛性地安裝在凸輪軸1上，在驅(qū)動(dòng)滾輪12的外面。
引導(dǎo)表面9和滑動(dòng)表面lO都是弧形的。它們的角度位置和半徑都被選擇為可使凸輪4在移位時(shí)不會(huì)有很大的摩擦，并且特別是在凸輪4開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠可靠地避免發(fā)生自鎖?？梢酝ㄟ^(guò)凸輪軸1里的中心孔道18很容易地供給用于潤(rùn)滑滑動(dòng)表面10的壓力油。
基部圓盤(pán)3可在它們的圓周上制出一斜坡形的升坡19，該升坡19與凸輪4的凸角7一起形成一個(gè)完整的凸輪。斜坡形的升坡19限定了換氣閥(附圖中沒(méi)有表示)的最小升程并構(gòu)成從基部圓盤(pán)3的基圓20到凸角7以及反過(guò)來(lái)從后者到前者的均勻的過(guò)渡。在閥門(mén)被頂升過(guò)程中，閥門(mén)升程曲線的形狀由控制表面11和凸輪4的凸角7的共同作用來(lái)限定。通過(guò)合理地設(shè)計(jì)控制表面11和凸角7，可以達(dá)到基圓20到凸角7和反過(guò)來(lái)凸部型面7到基圓20之間的均勻過(guò)渡。
圖l表示出閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置2處在凸輪調(diào)整開(kāi)始時(shí)的情形。驅(qū)動(dòng)滾輪12被從由虛線和標(biāo)號(hào)12’表示的、不起作用的位置沿著箭頭P1的方向向凸輪軸l移動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)滾輪12的兩個(gè)輪緣13作用在凸輪4的第一零件6的控制表面11上，進(jìn)而克服彈簧元件14的彈性力而把凸輪4從不起作用的位置推到圖3和4中所示的頂升位置。在這個(gè)項(xiàng)升位置凸角7伸出于基部圓盤(pán)3之外而作用在閥門(mén)驅(qū)動(dòng)元件15上。凸輪軸1是沿著箭頭P2所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過(guò)把第一零件6和第二零件8從相反的兩側(cè)滑裝到引導(dǎo)表面9上，可把這兩個(gè)零件安裝到凸輪軸1上。在凸輪4被克服彈簧元件14的力推到圖3中所示的頂升位置時(shí)，可把銷(xiāo)子16插進(jìn)伸向凸輪軸l的軸線1a的徑向槽中。
可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置2的優(yōu)點(diǎn)在于由于可從外部驅(qū)動(dòng)調(diào)整元件5，故可以有許多變化方案。調(diào)整元件5可以是氣壓驅(qū)動(dòng)的、液壓驅(qū)動(dòng)的、電驅(qū)動(dòng)的、電磁驅(qū)動(dòng)的、機(jī)械驅(qū)動(dòng)的或由這些驅(qū)動(dòng)方式的某種組合驅(qū)動(dòng)。
隨本申請(qǐng)書(shū)提交的專(zhuān)利權(quán)利要求是一些關(guān)于設(shè)計(jì)方案的建議，它不妨礙對(duì)延伸的專(zhuān)利保護(hù)的進(jìn)一步努力。本申請(qǐng)人保留進(jìn)一步要求保護(hù)至此僅在說(shuō)明和/或附圖中揭示的結(jié)構(gòu)特征的權(quán)利。
各項(xiàng)從屬權(quán)利要求中出現(xiàn)的引證是指主權(quán)利要求的主題物通過(guò)各從屬權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)特征而得以進(jìn)一步擴(kuò)展；不能把它們看作是放棄對(duì)各個(gè)從屬權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)特征要求獨(dú)立的、與主題物相關(guān)的專(zhuān)利保護(hù)。
這些從屬權(quán)利要求的對(duì)象可構(gòu)成一些獨(dú)立的發(fā)明，但是，它們的配置和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是獨(dú)立于其前面的各從屬權(quán)利要求的主題物。
還應(yīng)理解本發(fā)明不限于已說(shuō)明的各實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的框架內(nèi)做出許多改變和變型，尤其是方案、元件、組合和/或材料方面的改變，例如可以對(duì)各實(shí)施例的一般性說(shuō)明中或權(quán)利要求中或附圖中給出的結(jié)構(gòu)特征、元件或過(guò)程步驟進(jìn)行組合或變型，并且通過(guò)結(jié)構(gòu)特征的組合可得出新的對(duì)象、新的過(guò)程步驟或過(guò)程步驟的順序，包括制造過(guò)程、試驗(yàn)過(guò)程和工作過(guò)程，這些都是本發(fā)明的組成部分。
權(quán)利要求
1.一種包括一可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)，該可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有至少一帶有至少一凸輪裝置的凸輪軸，所述凸輪裝置包括一可相對(duì)于所述凸輪軸大致徑向移動(dòng)的凸輪和固定在所述凸輪軸上的至少一個(gè)、最好是兩個(gè)基部圓盤(pán)，其特征在于，所述凸輪可用安裝在所述凸輪軸的側(cè)面的一調(diào)整元件驅(qū)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在所述凸輪的頂升階段之前或過(guò)程中可用所述調(diào)整元件使所述凸輪從一不起作用的位置達(dá)到一頂升位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述可在所述凸輪軸上大致徑向移動(dòng)的凸輪由一彈簧元件保持在所述凸輪軸上在所述頂升位置的相反方向，并且在頂升階段之后所述凸輪可被所述彈簧元件退回到其不起作用的位置，在所述不起作用的位置的所述凸輪較佳地處在所述基部圓盤(pán)的基圓之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1到3之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述凸輪通過(guò)諸滑動(dòng)表面支承在所述凸輪軸的諸環(huán)形引導(dǎo)表面上。
5.如權(quán)利要求1到4之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述凸輪包括兩個(gè)零件，其中一第一個(gè)零件從側(cè)面看是大致叉形的，可被所述調(diào)整元件驅(qū)動(dòng)，并且?jiàn)A持著形成凸輪的凸角的一第二個(gè)零件，并且所述第一個(gè)零件和第二個(gè)零件是由多個(gè)銷(xiāo)子較佳地保持在一起。
6.如權(quán)利要求1到5之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述調(diào)整元件具有至少一個(gè)工作表面，該工作表面與所述凸輪的所述第一個(gè)零件上的對(duì)應(yīng)配對(duì)表面互相作用。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述調(diào)整元件具有一大致U形的斷面，該U形斷面的兩個(gè)臂作為諸工作表面，兩個(gè)臂之間的距離大于所述凸輪的所述第二個(gè)零件的寬度。
8.如權(quán)利要求6或7之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述調(diào)整元件被構(gòu)造成一驅(qū)動(dòng)滾輪，所述驅(qū)動(dòng)滾輪具有一突緣狀的輪緣，用作所述工作表面。
9.如權(quán)利要求5或8之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)基部圓盤(pán)具有一可插進(jìn)一銷(xiāo)子的徑向槽，一個(gè)基部圓盤(pán)的所述徑向槽相對(duì)于另一個(gè)基部圓盤(pán)的徑向槽較佳地錯(cuò)位布置。
10.如權(quán)利要求1到9之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)基部圓盤(pán)具有一斜坡形的升坡，它與凸輪的第二個(gè)零件的凸角一起限定至少一個(gè)換氣閥的升程曲線。
11.如權(quán)利要求1到9之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述凸輪的第一個(gè)零件的配對(duì)表面不是一嚴(yán)格的圓周形狀并限定一控制表面，使得對(duì)應(yīng)的換氣閥的閥門(mén)升程曲線由所述凸輪的第一個(gè)零件的所述控制表面的形狀和第二個(gè)零件的凸角的形狀形成。
12.如權(quán)利要求1到10之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述控制表面和所述凸輪的凸角的形狀使得所述閥門(mén)升程曲線是連續(xù)的，特別是在所述基部圓盤(pán)的基圓和所述凸輪的凸角之間的過(guò)渡區(qū)域。
13.一種用于使有完全可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的一內(nèi)燃機(jī)特別是一柴油機(jī)工作的方法，其特征在于，在起動(dòng)階段和/或在以低壓縮比工作的過(guò)程中把進(jìn)氣閥的開(kāi)啟時(shí)刻向后“推遲”或把進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)刻向前“提早”。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)，該可變閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有至少一個(gè)凸輪軸，凸輪軸上具有至少一個(gè)凸輪裝置。所述凸輪裝置包括一可被相對(duì)于所述凸輪軸大致徑向地移動(dòng)的凸輪以及至少一個(gè)、最好是兩個(gè)固定在所述凸輪軸上的基部圓盤(pán)。
文檔編號(hào)F01L1/04GK1839249SQ200480024212
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
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