凸輪調節機構、內燃機和輕便摩託車的製作方法
2023-06-03 00:09:26
凸輪調節機構、內燃機和輕便摩託車的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於機動車、例如載重汽車、客車、摩託車或輕便摩託車的內燃機的凸輪調節機構（1），其具有凸輪軸（2），第一凸輪（3）不可移動地固定在該凸輪軸上並且第二凸輪（4）能夠相對於第一凸輪（3）轉動地支承在該凸輪軸上，其中但是第二凸輪（4）在軸向上不能移動地支承在該凸輪軸（2）上，其中為了實現轉動運動，第二凸輪（4）支承在能夠軸向移動的滑槽引導裝置（6）內。本發明還涉及具有這種凸輪調節機構的內燃機和具有單缸內燃機的輕便摩託車，該單缸內燃機具有頂置的凸輪軸和這種凸輪調節機構。
【專利說明】凸輪調節機構、內燃機和輕便摩託車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於機動車、例如載重汽車、客車、摩託車或輕便摩託車的內燃機的凸輪調節機構，其具有凸輪軸，第一凸輪不能移動地固定在該凸輪軸上並且第二凸輪能夠相對於第一凸輪轉動地支承在該凸輪軸上，其中但是第二凸輪在軸向上不能移動地支承在該凸輪軸上。
【背景技術】
[0002]從現有技術中，例如從JP09324614和US2009/0240420A1中公知有大量凸輪調節機構。從DE10352362A1和DE102008049166A1中也公知有凸輪調節機構。
[0003]因此DE102008049166A1公開了一種具有至少一個用於容納振蕩的活塞的燃燒室的內燃機，該活塞通過曲柄傳動裝置與曲軸聯結。內燃機包括用於控制燃燒氣體進入燃燒室和將燃燒過的氣體排出燃燒室的換氣閥，其打開運動和關閉運動通過傳動裝置與活塞的振蕩運動的相聯繫，其中換氣閥的打開參數和關閉參數依賴於內燃機的其它運行參數可變化地調節。換氣閥通過具有至少兩個行星級的擺動傳動裝置與曲軸聯結，該擺動傳動裝置將驅動旋轉轉變至從動軸的振蕩的轉動運動和能夠變化地進行調節的擺動角度。
[0004]DE10352362A1公開了具有雙自由輪的凸輪軸調節器。在那裡公開的設計方案涉及用於調節和保持凸輪軸相對於內燃機的曲軸的轉動角度位置的凸輪軸調節器，該凸輪軸調節器具有沿兩個調節方向作用的雙自由輪，具有至少兩個相對被彈簧加載的夾緊件，所述夾緊件布置在驅動輪的外環與夾緊面(其與凸輪軸抗相對轉動地連接)之間，並且所述夾緊件在已調整的運行中鎖止兩個轉動方向，而在調節運行中，鎖止期望的凸輪軸調節的夾緊件可通過與調節元件連接的切換元件在調節之前解鎖。可普遍使用的雙自由輪通過如下方式創造，即，雙自由輪構造為分離的自由輪級，並且可以與任意的凸輪軸調節器組合。
[0005]在隨後闡述的發明的範圍內，凸輪軸調節機構與凸輪調節機構在術語上同義地使用。
[0006]本發明涉及操縱轉速的機械機構的領域，該機構用於在單缸摩託車中相位調節凸輪，該機構具有頂置的凸輪軸，該凸輪軸也被稱為SOHC布置(單頂置凸輪軸布置)。該發動機布置首先在具有汽化器的摩託車中，在亞洲範圍內(尤其在中國和印度)廣泛使用。通過操縱轉速的、用於相位調節的機械機構可能的是:不依賴於排氣閥而多級地變化進氣閥的階段位置。為此基於法律規章而產生這樣做的必要性，即也在摩託車中廣泛使用。在此在閥門傳動裝置中，該變化性幫助滿足法律要求。因此可以減少燃料消耗和有害物質排放。
[0007]然而迄今公知的解決方案都要麼在力學上不適合要麼/且非常貴。
【發明內容】
[0008]本發明的任務是避免現有技術的缺點，並且尤其保障排氣凸輪相對於進氣凸輪的廉價的調節可能性。
[0009]該任務根據本發明通過如下方式來解決，S卩，為了實現轉動運動，第二凸輪支承在在軸向上能夠移動的滑槽引導裝置中。
[0010]在此可實現的是:進氣凸輪通過該凸輪相對於凸輪軸的相對轉動來改變階段位置。純粹機械的、轉速受控的機構以如下方式構造，即，在低的凸輪軸轉速時，進氣凸輪的階段位置「延遲地」移動，並且因此在空轉運行中對發動機的燃燒穩定性、燃料消耗和廢氣排放產生積極影響。
[0011]有利的實施方式在從屬權利要求中要求保護並且隨後詳細闡述。
[0012]因此有利的是，滑槽引導裝置構造為鎖定套筒，其至少局部地、優選完整地包繞凸輪軸。通過局部的包繞，優選完整的包繞，在使用中保障鎖定套筒和凸輪軸的不可分離性，而以鎖定套筒形式實現滑槽引導裝置是特別廉價的。
[0013]還有利的是，鎖定套筒在內側具有槽，所述槽包括第一槽區段，該第一槽區段優選沿軸向方向延伸；此外所述槽包括第二槽區段，該第二槽區段優選也沿軸向方向延伸；所述槽還具有連接第一槽區段和第二槽區段的、傾斜於軸向方向延伸的槽連接區段，以便在鎖定套筒軸向移動時實現第二凸輪的強制轉動。軸向方向理解為沿著凸輪軸的縱軸線的方向。
[0014]有利的是，第二凸輪通過銷固定在滑槽引導裝置上，該銷形狀鎖合地嵌接到槽中。以該方式可利用少量附加的構件來實現第二凸輪與滑槽引導裝置的與功能有關的連接。
[0015]有利的實施例的特徵也在於，可通過凸輪軸的旋轉偏轉的配重件安裝在滑槽引導裝置上，從而可導致滑槽引導裝置的軸向運動。如果基於凸輪軸的增加的旋轉而向外驅動配重件，那麼滑槽引導裝置在配重件的鉸接點的方向軸向移動，這導致銷的強制運動，因此與該第二凸輪牢固地連接 的銷導致第二凸輪的強制轉動運動。
[0016]還有利的是，滑槽引導裝置不能轉動地，但在軸向上能夠移動地固定在凸輪軸上，這是因為能特別好地保障了功能。
[0017]為了實現將滑槽引導裝置固定在其極端位置，也就是說在凸輪軸上移動至完全向左的位置和完全向右的位置，有利的是，兩個軸向相互間隔的、環繞的溝槽構造在滑槽引導裝置的內側，優選地，彈簧預緊的球可嵌接到所述溝槽中。兩個溝槽在此存在於槽的遠側端部的區域中。
[0018]為了阻止滑槽引導裝置相對於凸輪軸的可轉動性有利的是，軸向取向的空隙存在於滑槽引導裝置中，通過該空隙，藉助形狀鎖合元件，比如滑鍵，滑槽引導裝置轉動角確定地得到支承。
[0019]此外有利的是，中間套筒位置固定地與凸輪軸連接，並且通過第一槓桿與配重件連接，該配重件通過第二槓桿與滑槽引導裝置連接。以該方式可在滑槽引導裝置中通過配重件導致在軸向方向上的強制運動。
[0020]還有利的是，三個配重塊均勻地分布到凸輪軸的周邊上。由此力分布是特別均勻的。配重件也可多件式地構造，例如兩件式地構造。
[0021 ] 有利的是，在特別有效的且簡單構造的實施例中，第二槓桿能夠運動地聯接在滑槽引導裝置的保持舌板上。
[0022]當在中間套筒與滑槽引導裝置之間布置有彈簧，比如壓力彈簧時，可實現滑槽引導裝置的良好的可復位性。
[0023]當第一凸輪或第二凸輪要麼是進氣凸輪要麼是排氣凸輪時，要麼進氣凸輪相對於排氣凸輪調節，要麼排氣凸輪相對於進氣凸輪調節。在兩種情況下都保障兩個凸輪相互的相對調節。
[0024]在特別的實施方式中，對於裝配來說證明有利的是:彈簧支撐在貼靠於滑槽引導裝置上的盤上。
[0025]本發明也涉及具有根據本發明的凸輪調節機構的內燃機和具有單缸內燃機的輕便摩託車，該單缸內燃機具有頂置的凸輪軸和根據本發明的凸輪調節機構。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]本發明隨後也藉助附圖詳細闡述。第一實施例藉助五幅圖來詳細說明。其中:
[0027]圖1示出穿過根據本發明的第一凸輪調節機構的橫截面圖，
[0028]圖2以相對於圖1所示視圖轉動的角度位置示出穿過圖1的凸輪調節機構的橫截面圖，
[0029]圖3示出在圖1所示的實施例中使用的滑槽引導裝置的立體圖，
[0030]圖4以相對於圖1和圖2所示角度位置轉動的位置示出穿過圖1和圖2的凸輪調節機構的橫截面圖，
[0031]圖5示出圖1至圖4的根據本發明的具有相鄰的搖杆的凸輪調節機構的立體圖。
[0032]圖僅是示意性的性質並且僅用於理解本發明。相同的元件設有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0033]在圖1中示出根據本發明的凸輪調節機構I的實施方式。凸輪調節機構I是機動車、尤其輕便摩託車的內燃機的一部分，並且具有凸輪軸2。
[0034]第一凸輪3不可移動地固定在凸輪軸2上。在所示的實施方式中，第一凸輪是凸輪軸2的排氣凸輪和集成的組成部分。
[0035]第二凸輪4不可軸向移動地，然而可轉動移動地支承在凸輪軸2上。第二凸輪4是進氣凸輪。也可能的是:第二凸輪4是排氣凸輪而第一凸輪3是進氣凸輪。
[0036]軸向方向依賴於凸輪軸2的縱軸線5來限定。軸向方向因此通過縱軸線5給出。
[0037]第二凸輪4支承在構造為鎖定套筒7的滑槽引導裝置6上。
[0038]與凸輪軸位置固定地連接地布置有中間套筒8，其包繞凸輪軸2。在中間套筒8與滑槽引導裝置6之間存在彈簧9，其可貼靠盤10，其中盤10貼靠在鎖定套筒7上。
[0039]配重塊11通過第一槓桿12聯接在中間套筒8上並且通過第二槓桿13藉助保持舌板14聯接在滑槽引導裝置6上。槓桿12和13通過栓連接件與保持舌板14或中間套筒8的鏡像元件連接。
[0040]應該提及的是:彈簧9構造為壓力彈簧，並且固定在中間套筒8的止擋件上。為了固定軸向位置，間隔套筒15貼靠第二凸輪4和排氣凸輪3。
[0041]在圖2中示出銷16的固定的安裝，其中像在圖2中看到的那樣，也可稱為銷釘的銷16嵌接地位於槽17中。槽17劃分成三個區段，即第一槽區段18、第二槽區段19和連接這兩個槽區段18和19的槽連接區段20。
[0042]環繞的、相互軸向間隔的第一溝槽21和第二溝槽22能夠實現各一個在凸輪軸2中彈簧預緊地支承的球的嵌接，該球未示出。[0043]空隙23能夠實現滑鍵24的在圖4中所示的嵌接。
[0044]在圖5中示出第二凸輪4與搖杆25的共同作用，從而可實現作用於內燃機的進氣閥。
[0045]工作原理闡述如下:
[0046]凸輪軸2的進氣凸輪可轉動地支承在同軸於凸輪軸2的鎖定套筒7上。鎖定套筒7藉助滑鍵24抗相對轉動地並且可軸向移動地布置在凸輪軸2上。
[0047]固定在第二凸輪4中的銷16插入鎖定套筒7的第一槽區段18中，並且阻止鎖定套筒7相對於凸輪軸2的轉動。
[0048]相位調節通過如下方式實現，即，鎖定套筒7向左軸向運動。在該情況下，與第二凸輪4、也就是說進氣凸輪連接的銷16從左邊的槽(也就是說鎖定套筒7的第一槽區段18)移動到右邊的槽(也就是說鎖定套筒7的第二槽區段19)。由此進氣凸輪相對於位於凸輪軸2上的排氣凸輪(也就是說第一凸輪3)的階段位置改變。
[0049]移動通過配重塊11引起，所述配重塊在凸輪軸2的轉速升高時徑向向外運動。配重塊11利用第一槓桿12和第二槓桿13可轉動地支承在鎖定套筒7上和位置固定地固定在凸輪軸2上的中間套筒8上。鎖定套筒7藉助壓力彈簧通過盤10相對於凸輪軸2軸向地按壓。
[0050]鎖定套筒7的移動通過如下方式實現，即，配重塊11在轉速升高之前徑向向外運動。在該情況下，鎖定 套筒7相對於壓力彈簧向左運動。現在，稱為銷釘的銷16從左邊的槽運動到右邊的槽。由此實現凸輪的階段移動。
[0051]為了阻止銷16在第一槽區段18與第二槽區段19之間的過渡區域中的穩定位置，各一個位於凸輪軸I中的彈簧預緊的球置入兩個環繞的槽形的溝槽21和22中的一個內。
[0052]位於進氣凸輪與集成到凸輪軸2中的排氣凸輪之間的間隔套筒15阻止進氣凸輪的軸向運動。
[0053]附圖標記列表
[0054]I凸輪調節機構
[0055]2凸輪軸
[0056]3第一凸輪
[0057]4第二凸輪
[0058]5縱軸線
[0059]6滑槽引導裝置
[0060]7鎖定套筒
[0061]8中間套筒
[0062]9 彈簧
[0063]10 盤
[0064]11配重塊
[0065]12第一槓桿
[0066]13第二槓桿
[0067]14保持舌板
[0068]15間隔套筒[0069]16 銷
[0070]17 槽
[0071]18第一槽區段
[0072]19第二槽區段
[0073]20槽連接區段
[0074]21第一溝槽
[0075]22第二溝槽
[0076]23 空隙
[0077]24 滑鍵
[0078]25 搖杆
【權利要求】
1.一種用於機動車、例如載重汽車、客車、摩託車或輕便摩託車的內燃機的凸輪調節機構(1)，所述凸輪調節機構具有凸輪軸(2)，第一凸輪(3)不能移動地固定在所述凸輪軸上並且第二凸輪(4)能夠相對於第一凸輪(3)轉動地支承在所述凸輪軸上，其中但是第二凸輪(4)在軸向上不能移動地支承在所述凸輪軸(2)上，其特徵在於，為了實現轉動運動，所述第二凸輪(4)支承在能夠軸向移動的滑槽引導裝置(6)內。
2.根據權利要求1所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，所述滑槽引導裝置(6)構造為鎖定套筒(7)，所述鎖定套筒至少局部地、優選完整地包繞所述凸輪軸(2)。
3.根據權利要求2所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，所述鎖定套筒(7)在內側具有槽(17)，所述槽包括第一槽區段(18)，所述第一槽區段優選沿軸向方向延伸；此外所述槽包括第二槽區段(19)，所述第二槽區段優選也沿軸向方向延伸；所述槽還具有連接第一槽區段(18)和第二槽區段(19)的、傾斜於軸向方向延伸的槽連接區段(20)。
4.根據權利要求3所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，所述第二凸輪(4)通過銷(16)固定在所述滑槽引導裝置(6)上，所述銷形狀鎖合地嵌接到所述槽(17)中。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，能通過凸輪軸(2)的旋轉偏轉的配重件(11)安裝在所述滑槽引導裝置(6)上，從而能導致所述滑槽引導裝置(6)的軸向運動。
6.根據權利要求 1至5中任一項所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，所述滑槽引導裝置(6)不能轉動地，但不能軸向移動地固定在所述凸輪軸(2)上。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，軸向取向的空隙(23)存在於所述滑槽引導裝置(6)中，通過所述空隙，藉助形狀鎖合元件，比如滑鍵(24)，所述滑槽引導裝置(6)轉動角確定地得到支承。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的凸輪調節機構(1)，其特徵在於，中間套筒(8)位置固定地與所述凸輪軸(2)連接，並且通過第一槓桿(12)與所述配重件(11)連接，所述配重件通過第二槓桿(13)與所述滑槽引導裝置(6 )連接。
9.一種具有根據前述權利要求中任一項所述的凸輪調節機構(I)的內燃機。
10.一種具有單缸內燃機的輕便摩託車，所述單缸內燃機具有頂置的凸輪軸(2)和根據權利要求1至8中任一項所述的凸輪調節機構(I)。
【文檔編號】F01L13/00GK104040121SQ201280036880
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年5月22日 優先權日:2011年8月5日
【發明者】米夏埃爾·弗萊舍, 克勞迪婭·傑林斯基, 米夏埃爾·伯格納 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司