內燃機的配氣機構的製作方法
2023-05-13 14:43:01 1
內燃機的配氣機構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種內燃機的配氣機構(1)，所述配氣機構具有至少一個主凸輪軸(2)，在該主凸輪軸上以不能相對轉動而能在至少兩個軸向位置之間軸向移動的方式設置有至少一個凸輪支承件(3)，其中，為所述凸輪支承件(3)分配有至少一個氣門操縱凸輪(5、6)，所述氣門操縱凸輪用於操縱內燃機的換氣門。本發明提出：氣門操縱凸輪(5、6)以能轉動的方式被支承，藉助於調節裝置(10)能調節氣門操縱凸輪(5、6)相對於凸輪支承件(3)的轉角位置。
【專利說明】內燃機的配氣機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內燃機的配氣機構，所述配氣機構具有至少一個主凸輪軸，在該主凸輪軸上以不能相對轉動而能在至少兩個軸向位置之間軸向移動的方式設置有至少一個凸輪支承件，其中，為所述凸輪支承件分配有至少一個氣門操縱凸輪，所述氣門操縱凸輪用於操縱內燃機的換氣門(進、排氣門)。
【背景技術】
[0002]由現有技術已知了前述類型的配氣機構。其用於內燃機，其中為了改善熱力學特性可以影響內燃機的單個氣缸的換氣門的工作參數。至少一個凸輪支承件(也可以稱為凸輪件)以不能相對轉動但能軸向移動的方式布置在主凸輪軸上。通常為凸輪支承件分配有多個、即至少兩個氣門操縱凸輪。該氣門操縱凸輪的每個具有偏心部，在主凸輪軸的轉角確定時，該偏心部用於操縱內燃機的換氣門之一。因此，氣門操縱凸輪和主凸輪軸共同轉動，從而內燃機的相應的換氣門在主凸輪軸的每一轉至少一次由配屬的氣門操縱凸輪或其偏心部操縱。氣門操縱凸輪為此通過與換氣門的滾輪隨動杆抵靠接觸來優選和換氣門的滾輪隨動杆共同作用。
[0003]優選設置了多個氣門操縱凸輪，其能夠配屬於不同的凸輪組。凸輪組的氣門操縱凸輪在此例如在其偏心部的角位置方面或者其沿徑向方向(高度)和/或周向方向(長度)的尺寸方面有所區別。通過凸輪支承件的軸向移動可以使凸輪支承件處於至少兩個軸向位置中，例如在第一和第二軸向位置中。換氣門在第一軸向位置中由第一個氣門操縱凸輪操縱以及在第二軸向位置中由第二個氣門操縱凸輪操縱，所述氣門操縱凸輪配屬於相同的凸輪組。因此通過移位凸輪支承件尤其可以選擇換氣門的開啟正時、打開持續時間和/或行程，尤其是基於內燃機的運行狀態。
[0004]藉助於調節裝置進行凸輪支承件沿軸向方向的移動或移位，所述調節裝置包括配屬於凸輪支承件的切換導向結構和位置固定地布置的執行器，所述執行器通常固定在內燃機的氣缸蓋上。執行器例如具有能移出的出隨動件，該隨動件可以與尤其是切換導向結構的盤旋狀或螺旋狀的導向滑道接合。導向滑道設置在切換導向結構上，該切換導向結構配屬於凸輪支承件。例如，切換導向結構位於凸輪支承件上或者至少與其有效連接以軸向移動。導向滑道優選作為徑向槽存在，該徑向槽嵌合到切換導向結構的周部中，即邊緣敞開地形成在該切換導向結構中。在此，切換導向結構具有至少一個導向滑道，執行器的隨動件能進入該導向滑道中以移動凸輪支承件。
【發明內容】
[0005]本發明的任務在於，建議一種內燃機的配氣機構，該配氣機構為換氣門的操縱、尤其是在開啟正時方面實現了儘可能大的調節可能性。
[0006]根據本發明，這藉助於具有權利要求1所述的特徵的配氣機構實現。在此提出，氣門操縱凸輪以能轉動的方式被支承，藉助於調節裝置能調節氣門操縱凸輪相對於凸輪支承件的轉角位置。因此，氣門操縱凸輪相對於主凸輪軸的相位位置是可變的。通過這種方式，藉助於調節裝置進行相應的轉角位置調節，可以改變氣門操縱凸輪的相位位置，特別是使換氣門的開啟正時在時間上向前或向後推移。轉角位置的調節優選連續地或不連續地以至少兩個級進行。即可以調節出至少兩個彼此不同的轉角位置。轉角位置和軸向位置的調節原則上可以按任意順序相繼地或在至少部分重疊的時窗中執行。在根據本發明的配氣機構中要強調的是:在調節時氣門操縱凸輪的轉角位置不僅相對於主凸輪軸改變，而且也相對於凸輪支承件改變。即氣門操縱凸輪既相對於主凸輪軸可轉動地支承，也相對於凸輪支承件可轉動地支承，且可藉助於調節裝置轉動。
[0007]因此，優選地可與凸輪支承件的軸向位置無關地調節氣門操縱凸輪的轉角位置。如果氣門操縱凸輪能與凸輪支承件一起沿軸向方向在至少兩個軸向位置之間移位，也就是可以規定:通過相應地選擇軸向位置而選擇出期望的氣門操縱凸輪以用於操縱換氣門且額外地使該氣門操縱凸輪處於如下的轉角位置中:其中在所存在的內燃機運行狀態方面實現了特別有利的運行。軸向位置和轉角位置優選如此調節，即提高內燃機的功率和/或降低其能耗或降低其有害物質排放。
[0008]尤其有利的是:多個、即至少兩個氣門操縱凸輪一尤其是一個凸輪組的所有氣門操縱凸輪——能藉助於調節裝置被共同帶到期望的轉角位置。氣門操縱凸輪的每一個都具有前述的偏心部，其中對多個氣門操縱凸輪來說所述偏心部可以分別存在於不同的角位置處和/或藉助於不同的尺寸實現。換句話說，也可以設計為，僅有一個氣門操縱凸輪是可移位的，然而該氣門操縱凸輪具有多個凸輪型線，其中每個凸輪型線具有根據前述實施方案的偏心部。
[0009]在本發明的一改進方案中提出:氣門操縱凸輪以能轉動的方式相對凸輪支承件和/或主凸輪軸被支承，尤其是支承在凸輪支承件和/或主凸輪軸上。氣門操縱凸輪原則上可以相對於凸輪支承件任意布置。例如，其沿軸向方向與凸輪支承件直接相鄰地坐置於主凸輪軸上。相應地，氣門操縱凸輪支承在凸輪支承件旁被支承或支承在主凸輪軸上。第一實施方案是優選的，因為在這種情況下，氣門操縱凸輪和凸輪支承件一起沿軸向方向可移位或者說可移動。也可以設計為，氣門操縱凸輪設置在凸輪支承件上、即圍繞該凸輪支承件。為此，氣門操縱凸輪具有例如中央缺口，該中央缺口由凸輪支承件沿軸向方向穿過。因此，氣門操縱凸輪通過軸承支承在凸輪支承件本身上，該軸承例如構造為滑動軸承或滾動軸承。當然，氣門操縱凸輪也可以替代地沿軸向方向與凸輪支承件間隔開。在這種情況下，氣門操縱凸輪通常並不是與該凸輪支承件一起藉助於調節裝置來移位的。
[0010]在本發明的一改進方案中，調節裝置具有可軸向移位的、帶有切換齒的切換元件，其中切換齒與配屬於氣門操縱凸輪的凸輪齒相嚙合，切換齒和凸輪齒都構造為斜齒。氣門操縱凸輪的轉角位置的調節藉助於切換元件進行，該切換元件關於主凸輪軸和/或凸輪支承件可軸向移位。尤其優選地，切換元件相對於主凸輪軸以不能相對轉動的方式支承，即與之一起轉動。切換元件具有切換齒，該切換齒與凸輪齒嚙合。凸輪齒配屬於氣門操縱凸輪，即在優選的實施方案中可以形成在氣門操縱凸輪上。
[0011]然而可選地，凸輪齒也可以存在於另一個元件上，該元件優選與氣門操縱凸輪剛性連接，從而所述另一個元件的轉動能傳遞至氣門操縱凸輪。所述齒分別構造為斜齒或螺紋。相應地，切換元件的軸向移位引起凸輪齒的轉動且相應地引起氣門操縱凸輪的轉動。因此，通過選擇切換元件的軸向位置，可以調節出氣門操縱凸輪的期望的轉角位置。在此優選如此構造齒，即通過改變軸向位置可以改變轉角位置。而沿周向作用在氣門操縱凸輪上的力應該不會導致氣門操縱凸輪的轉動、進而不會導致軸向位置的改變。因此，齒優選構造為自鎖的。
[0012]在本發明的一改進方案中，調節裝置具有至少一個相對於主凸輪軸可軸向移位的和/或可轉動的調節軸，該調節軸與氣門操縱凸輪有效連接。調節軸原則上可以任意布置。調節軸關於主凸輪軸軸向可移位或可轉動。在第一情況下(軸向可移位)，調節軸例如可以為了操縱或軸向移位前述的切換元件而與該切換元件有效連接。因此，調節軸與氣門操縱凸輪的有效連接僅間接地通過該切換元件來實現。如果調節軸相對於主凸輪軸可轉動，則優選設計為，調節軸通常與該主凸輪軸一起轉動且僅為了改變氣門操縱凸輪相對於主凸輪軸的轉角位置而轉動。
[0013]在本發明的一改進方案中，調節軸通過調節傳動裝置與氣門操縱凸輪有效連接。尤其當氣門操縱凸輪的轉角位置的調節應該藉助於相對於主凸輪軸可轉動的調節軸進行時，是這種情況。調節傳動裝置在調節軸和氣門操縱凸輪之間的有效連接中如此設置，即調節軸的轉動導致了氣門操縱凸輪的轉角位置的改變。調節傳動裝置可以如此構造，即調節軸和氣門操縱凸輪分別具有齒，其中所述齒直接彼此嚙合。相應地在調節軸和氣門操縱凸輪之間存在直接的有效連接。
[0014]在本發明的一改進方案中，調節傳動裝置具有至少一個齒輪，該齒輪存在於調節軸和氣門操縱凸輪之間的有效連接中。相應地，在調節軸與氣門操縱凸輪之間的有效連接僅間接地實施，即通過至少一個齒輪實施。在此例如設置了，調節軸具有齒，該齒與齒輪的齒嚙合。齒輪的齒又與氣門操縱凸輪的齒嚙合。優選地，調節軸、齒輪和氣門操縱凸輪的轉動軸線相對彼此平行地布置。然而可選地當然也可以設置角偏移，其中在這種情況下齒相應地構造。在轉動軸的平行布置中，存在根據行星傳動裝置類型的調節軸、齒輪和氣門操縱凸輪的布置；調節傳動裝置設計為這種行星傳動裝置。相應地也可以設置多個齒輪，該齒輪同樣在調節軸的圓周上分布地布置。尤其優選設置三個或四個齒輪。
[0015]在本發明的一改進方案中，調節軸的軸齒或齒輪與氣門操縱凸輪的凸輪齒哨合。上文已經對這種實施方案進行了探討。調節軸具有軸齒，氣門操縱凸輪具有凸輪齒。齒輪的齒在此與這二者相嚙合。相應地通過齒輪可在調節軸和氣門操縱凸輪之間傳遞轉矩用於調節轉角位置。
[0016]在本發明的一改進方案中，調節軸容納在主凸輪軸中和/或與主凸輪軸同軸地布置。原則上，調節軸相對於主凸輪軸可任意布置。然而尤其優選地，主凸輪軸構造為空心軸，其中調節軸布置在存在於主凸輪軸中的空腔中。這樣實現了配氣機構的特別節省空間的構造。在這種情況下可以設計為，調節軸與主凸輪軸共軸。在此優選地，有效連接通過按照行星傳動裝置類型的前述齒輪建立。然而當然也可以設計為，調節軸的轉動軸線不與主凸輪軸的轉動軸線重合，而是間隔開，然而與其平行。調節軸在主凸輪軸中的容納可以設計為完全的或僅是局部的。在後一種情況(局部容納)中調節軸的至少一部分伸出主凸輪軸的周緣。
[0017]在本發明的一改進方案中，調節軸通過一穿過主凸輪軸的保持元件與氣門操縱凸輪有效連接。該保持元件例如可以是槽楔等。氣門操縱凸輪通過保持元件以不能相對轉動的方式與調節軸連接。因此，這種調節軸的轉動直接引起氣門操縱凸輪的轉角位置的改變。優選地，保持元件沿徑向方向穿過主凸輪軸。這表示，調節軸至少部分地容納在主凸輪軸中，而氣門操縱凸輪沿徑向方向位於主凸輪軸外。保持元件可以允許調節軸和氣門操縱凸輪相對彼此軸向移位，從而額外地實現氣門操縱凸輪連同凸輪支承件的共同移動。
[0018]在本發明的一改進方案中，藉助於唯一的執行器進行轉角位置和軸向位置的調節。原則上可以設計為，存在多個單獨的執行器，其中使用至少一個執行器使凸輪支承件軸向移動，使用至少一個另外的執行器來調節轉角位置。然而有利地，僅使用唯一的執行器和/或唯一的切換導向結構來對配氣機構進行轉角位置調節和軸向位置調節。在前述實施方案的每個中，每個執行器和/或每個切換導向結構可以用於調節至少兩個不同的轉角位置和/或至少兩個軸向位置。為了藉助於唯一的執行器或唯一的切換導向結構實現調節，可以設計為，轉角位置和/或軸向位置可鎖定。為此例如凸輪支承件與切換元件和/或調節軸連接。
[0019]轉角位置和/或軸向位置的鎖定例如通過卡鎖實現，從而為了改變轉角位置和/或軸向位置施加一力，該力超過了相應的調節力。此時，如果用於調節轉角位置的調節力被選擇為與用於調節軸向位置的調節力不同(或者反之)，則可以在施加例如較小的第一力時僅改變第一參量，在施加例如較大的第二力時僅改變另一參量。此外，也可以可切換地、即有針對性地進行鎖定。因此，可以通過解除或建立鎖定來影響:藉助於唯一的執行器希望調節轉角位置還是軸向位置。優選地，可切換地鎖定軸向位置，而轉角位置不可切換地鎖定。因此，在使用唯一的執行器時，通過鎖定來控制轉角位置和軸向位置的調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面參考附圖中示出的實施例詳細描述本發明，同時不限制本發明。在此示出:
[0021]圖1是第一實施方案中內燃機的配氣機構的區域的局部剖開的視圖；
[0022]圖2示出第二實施方案的配氣機構；
[0023]圖3示出第三實施方案的配氣機構；
[0024]圖4示出第四實施方案的配氣機構；
[0025]圖5示出第五實施方案的已經已知的配氣機構；
[0026]圖6示出第六實施方案的配氣機構；
[0027]圖7示出第七實施方案的配氣機構，以及
[0028]圖8示出第八實施方案的配氣機構。
【具體實施方式】
[0029]圖1示出內燃機(未詳細示出)的配氣機構I的區域的局部剖開的視圖。配氣機構I包括主凸輪軸2和在該主凸輪軸上能沿軸向移動的凸輪支承件3，該凸輪支承件在此僅示意性示出。軸向方向可理解為平行於主凸輪軸2的縱軸線4或轉動軸線的方向。凸輪支承件3具有中央缺口，主凸輪軸2穿過該中央缺口。在該缺口的區域中，凸輪支承件3例如具有內齒，所述內齒與主凸輪軸2的外齒(在此不能看見)共同作用，以便凸輪支承件3以不能相對轉動但能軸向移動的方式保持在主凸輪軸2上。凸輪支承件3具有多個氣門操縱凸輪5和6，所述氣門操縱凸輪配屬於凸輪組7。除了在此示出的凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6外，凸輪支承件3可以具有至少一個另外的、具有另外的氣門操縱凸輪的凸輪組(未示出)。此外，凸輪支承件3具有切換導向結構8。藉助於軸向調節裝置可使凸輪支承件3在主凸輪軸2上沿軸向移位。軸向調節裝置例如包括切換導向結構8。替代地或附加地，軸向調節裝置可以具有另外的(此處未示出的)切換導向結構。
[0030]氣門操縱凸輪5和6用於操縱內燃機的未示出的換氣門。氣門操縱凸輪5和6是偏心的，其中，偏心部可以存在於不同的角位置中或者說在凸輪支承件3方面存在於不同的圓周位置中，和/或偏心部沿徑向方向和/或圓周方向的尺寸可以不同。為了操縱此處未示出的換氣門，氣門操縱凸輪5和6例如與相應的換氣門的滾輪隨動杆通過抵靠接觸共同作用。在此為每個滾輪隨動杆分配有相應的凸輪組7的相應的氣門操縱凸輪5和6。第一滾輪隨動杆由凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6中的一個操縱，而另一個滾輪隨動杆由另一個凸輪組的氣門操縱凸輪操縱。
[0031]因此，通過凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6相互間的不同的設計方案出現了換氣門的相應的行程、開啟正時和/或打開持續時間。通過凸輪支承件3的軸向移動，能夠使得相應的凸輪組7的氣門操縱凸輪5或6來操縱滾輪隨動杆。凸輪支承件3例如基於內燃機的運行狀態而被移動，從而始終由如下的氣門操縱凸輪5或6與相應的滾輪隨動杆共同作用以用於其操縱:藉助於該氣門操縱凸輪例如可實現內燃機的最優效率或最優功率。
[0032]凸輪支承件3的移位例如藉助於此處未示出的執行器引起，該執行器同樣是軸向調節裝置的組成部分且具有能沿徑向方向移位的隨動件。為了使凸輪支承件3移位，隨動件沿徑向方向移位成使之例如接合在切換導向結構8的導向滑道9中或者接合在另外的切換導向結構的導向滑道中。導向滑道9構造成:在隨動件進入時在凸輪支承件3位於第一軸向位置中的情況下使切換導向結構8被朝向第二軸向位置推壓，反之亦然。當然也可以實現凸輪支承件3在多於兩個軸向位置之間的移位且藉助於相應的匹配的切換導向結構8或軸向調節裝置實現。
[0033]除了凸輪支承件3的軸向位置、進而氣門操縱凸輪5和6的軸向位置外，應該在此額外地可調節氣門操縱凸輪5和6相對於凸輪支承件3的轉角位置。為此設置了調節裝置10。此外，氣門操縱凸輪5和6以可轉動方式支承。該可轉動方式的支承在此處示出的實施例中設置在凸輪支承件3上。調節裝置10具有可軸向移位的切換元件11。該切換元件圍繞主凸輪軸2且因此在其上可軸向移位地被支承。切換元件11又部分地被氣門操縱凸輪5和6圍繞，所述氣門操縱凸輪在此處示出的實施方案中構造為一件式且材料一致。切換元件11具有切換齒12，該切換齒是外齒，而氣門操縱凸輪5和6具有凸輪齒13，該凸輪齒是內齒。切換齒12和凸輪齒13構造為斜齒且彼此嚙合。這表示,通過切換元件11沿軸向方向的移位實現了氣門操縱凸輪5和6的轉動。因此，通過相應地選擇切換元件11的軸向位置可以調節或選擇氣門操縱凸輪5和6的轉角位置。在示出的實施方案中，切換元件11與切換導向結構8有效連接。藉助於切換導向結構8可以使切換元件11沿軸向方向移位，從而實現氣門操縱凸輪5和6的轉動。
[0034]圖2不出第二實施方案的配氣機構I。該實施方案和隨後描述的實施方案基本上與根據圖1描述的類似，從而在此參見前述實施方案。在第二實施方案中，配氣機構I具有調節軸14，該調節軸相對於主凸輪軸2可轉動。調節軸14布置在構造為空心軸的主凸輪軸2中，其中主凸輪軸2和調節軸14共軸，即具有相同的轉動軸線4。調節軸14具有軸齒15，該軸齒是外齒。通過該軸齒15建立調節軸14與氣門操縱凸輪5和6之間的有效連接，從而在調節軸的轉動中改變氣門操縱凸輪5和6的轉角位置。氣門操縱凸輪5和6為了建立該有效連接還具有凸輪齒13，然而在此該凸輪齒是直齒。
[0035]在調節軸14和氣門操縱凸輪5和6之間設置了調節傳動裝置16，該調節傳動裝置在該實施例中具有至少一個齒輪17。優選設置了多個齒輪17，該齒輪沿徑向方向存在於調節軸14與氣門操縱凸輪5和6之間。齒輪17或其齒既與軸齒15接合、也與凸輪齒13接合。因此，通過調節軸14的轉動可以改變氣門操縱凸輪5和6的轉角位置。
[0036]圖3不出配氣機構I的另一個實施方案。在該實施方案中，設置了多個調節軸14,例如兩個、三個或四個。在該實施方案中，取消了齒輪17，因為軸齒15伸出主凸輪軸2的周緣且因此可以直接與凸輪齒13接合。調節軸14的轉動軸線與轉動軸線4不同，然而與該轉動軸線4平行地間隔開。調節軸4相對於轉動軸線4對稱地布置，尤其是在主凸輪軸2的周向上均勻分布。
[0037]圖4示出第四實施方案的配氣機構I。在該實施方案中，僅設置了唯一的調節軸14，該調節軸如此布置，即其軸齒15可以與凸輪齒13接合。此外，示出的配氣機構I構造為與根據圖3描述的類似。
[0038]根據圖5描述第五實施方案的配氣機構I。在該實施方案中，調節軸14同樣被接納在主凸輪軸2中且在其中可轉動地支承。通過主凸輪軸2 (其也作為空心軸存在)中的缺口 18建立了調節軸14與氣門操縱凸輪5和6之間的有效連接，例如通過保持元件19，該保持元件作為槽楔存在。保持元件19部分地接合在氣門操縱凸輪5和6的、沿周向與該保持元件19形狀匹配的缺口中，並且以不能相對轉動但優選能軸向移動的方式保持在調節軸14上。相應地可以通過調節軸14相對於主凸輪軸2的轉動來改變氣門操縱凸輪5和6的轉角位置。然而同時允許氣門操縱凸輪5和6和凸輪支承件3共同的軸向移位，同時調節軸14不必同樣軸向移位。
[0039]由圖6看出配氣機構I的第六實施方案。可看出，氣門操縱凸輪5和6不是布置在凸輪支承件3上，而是布置在其旁邊。在此，氣門操縱凸輪或者支承在凸輪支承件3上或者直接支承在主凸輪軸2上。另外可以設計為:藉助於凸輪支承件3僅能使另一凸輪組22的另外的氣門操縱凸輪20和21沿軸向方向移位。在該實施方案中，凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6不能與凸輪支承件3 —起移位。而僅該氣門操縱凸輪相對於主凸輪軸2和凸輪支承件3的轉角位置是可調節的。為此，與圖5描述的實施方案類似，設置了穿過缺口 18的保持元件，通過該保持元件建立了調節軸14與氣門操縱凸輪5和6之間的有效連接。然而當然也可以在該實施方案中，把氣門操縱凸輪5和6支承在凸輪支承件3上，從而也可以既為氣門操縱凸輪5和6進行軸向移位，也為氣門操縱凸輪調節轉角位置。
[0040]圖7示出第七實施方案的配氣機構I。在該實施方案中，除了凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6外一像已經描述的那樣，還設置有凸輪組22的氣門操縱凸輪20和21。主凸輪軸2未示出。凸輪支承件3藉助於軸承23支承，例如支承在氣缸蓋殼體中。軸承23在此沿徑向方向保持凸輪支承件3，然而允許沿著縱軸線4的軸向移位。切換導向結構8在此設計為凸輪支承件3的唯一的切換導向結構。這表示，希望藉助於切換導向結構8既能沿軸向方向移動凸輪支承件3，也能操縱切換元件11。為了實現這一點，為凸輪支承件3分配有第一鎖定裝置24，為切換元件11分配有第二鎖定裝置25。第一鎖定裝置24包括止動元件26,例如球,該止動元件沿軸向方向位置固定地保持。止動元件26接合在多個止動凹槽27之一中，該止動凹槽布置在凸輪支承件3上。該止動元件26沿徑向方向向內，即朝向縱軸線4擠壓。相應地，為了沿軸向方向移位凸輪支承件3需要確定的第一調節力才能將止動元件26從當前的止動凹槽中擠出。
[0041]例如，第二鎖定裝置25構造為與第一鎖定裝置24類似且包括止動元件28和多個止動凹槽29。然而也可設想其它實施方案。止動元件28例如固定在凸輪支承件3上，止動凹槽29固定在切換導向結構8上。止動元件28在此處示出的實施方案中沿徑向方向被向外擠壓，以使之接合到止動凹槽29之一中。因此，切換導向結構8可以通過施加第二調節力沿軸向方向關於凸輪支承件3移位。切換導向結構8與切換元件11有效連接，從而這種軸向移位也導致了切換元件11的軸向移位並進而導致氣門操縱凸輪5和6的轉角位置的改變。
[0042]因此，通過相應地選擇第一調節力和第二調節力可以實現，在對切換導向結構8沿軸向方向施加確定的力時首先設定轉角位置或設定凸輪支承件3的軸向位置。因此，僅當調節力較低的元件達到了終點位置時，才調節調節力較高的元件。然而當然也可以將鎖定裝置24和25中的至少一個，優選兩個設置成可切換的。在這種情況下，可以有針對性地使止動元件26或止動元件28由相應的止動凹槽27或29移出，從而可選擇相應的調節力。因此，例如可以使止動元件26從止動凹槽27移出，以便在下一次操縱切換導向結構8時僅使凸輪支承件3移位，而不使切換元件11移位。相反，可以如此朝向止動凹槽27的方向擠壓止動元件26，使得在如此操縱切換導向結構8時凸輪支承件3不能移位，從而使切換元件11移動且進而調節氣門操縱凸輪5和6的期望的轉角位置。
[0043]圖8示出配氣機構I的第八實施方案。在該實施方案中，凸輪組7和22的氣門操縱凸輪5和6以及20和21分別與切換導向結構8直接相鄰地布置。除了切換導向結構8夕卜，還設置了另一個切換導向結構30，其配屬於軸向調節裝置。藉助於切換導向結構30可以沿軸向方向移動凸輪支承件3。而切換導向結構8既用於調節凸輪組7的氣門操縱凸輪5和6的轉角位置，也用於調節凸輪組22的氣門操縱凸輪20和21的轉角位置。為此，切換導向結構8沿軸向方向可移位地支承在凸輪支承件3上且具有兩個切換元件11，其中一個切換元件配屬於氣門操縱凸輪5和6，另一個切換元件配屬於氣門操縱凸輪20和21。
[0044]凸輪支承件3例如藉助於軸承23支承。凸輪支承件3可以配屬於內燃機的一個或多個氣缸且用於操縱相應的氣門操縱凸輪。除了氣門操縱凸輪5、6、20和21外，其可以具有其它的、配屬於凸輪組35和36的氣門操縱凸輪31、32、33和34。這些氣門操縱凸輪31至34固定地安置在凸輪支承件3上。這些氣門操縱凸輪可以與該凸輪支承件一起沿軸向方向移位，然而不能藉助於切換導向結構8對這些氣門操縱凸輪的轉角位置進行調節。氣門操縱凸輪5和6或20和21的凸輪齒13和相應的切換齒12可以如此構造，即切換導向結構8關於凸輪支承件3沿軸向方向的移位引起相應的氣門操縱凸輪5和6或20和21沿相同或相反方向的轉角位置的改變。藉助於調節裝置10可以把多個配屬於凸輪支承件3的凸輪組7和22帶到確定的轉角位置中。相反，另一個切換導向結構30用於軸向移位整個凸輪支承件3連同所有氣門操縱凸輪5、6、20、21以及31至34。原則上可以存在任意數量的氣門操縱凸輪和/或凸輪組。
[0045]原則上可以任意設計切換導向結構8或30。例如,其設計為與多銷(Mehrpin)執行器、尤其是雙銷執行器或三銷執行器共同作用。與此處描述的實施方案不同，其具有多於一個隨動件，即兩個或三個形式為銷的隨動件。所有實施例的共同點是:可始終與軸向位置無關地調節轉角位置。例如，通過這種方式實現了:氣缸填充和/或換氣運動狀態(其分別是轉角位置的運行參數)與內燃機的至少兩個、然而優選多於兩個的不同的運行狀態(在這些運行狀態中存在不同的軸向位置)相匹配。軸向位置和轉角位置的調節當然可以按任意順序或同時進行。原則上主凸輪軸可以通過相位調節器與曲軸有效連接，藉助於該相位調節器可額外地調節主凸輪軸關於曲軸的角位置。
[0046]附圖標記列表
[0047]I配氣機構
[0048]2主凸輪軸
[0049]3凸輪支承件
[0050]4縱軸線
[0051]5氣門操縱凸輪
[0052]6氣門操縱凸輪
[0053]7凸輪組
[0054]8切換導向結構
[0055]9導向滑道
[0056]10調節裝置
[0057]11切換元件
[0058]12切換齒
[0059]13凸輪齒
[0060]14調節軸
[0061]15 軸齒
[0062]16調節傳動裝置
[0063]17 齒輪
[0064]18 缺口
[0065]19保持元件
[0066]20氣門操縱凸輪
[0067]21氣門操縱凸輪
[0068]22凸輪組
[0069]23 軸承
[0070]24第一鎖定裝置
[0071]25第二鎖定裝置
[0072]26止動元件
[0073]27止動凹槽
[0074]28止動元件
[0075]29止動凹槽
[0076]30切換導向結構
[0077]31氣門操縱凸輪
[0078]32氣門操縱凸輪
[0079]33氣門操縱凸輪
[0080]34氣門操縱凸輪
[0081]35凸輪組
[0082]36凸輪組
【權利要求】
1.一種內燃機的配氣機構(I)，所述配氣機構具有至少一個主凸輪軸(2)，在該主凸輪軸上以不能相對轉動而能在至少兩個軸向位置之間軸向移動的方式設置有至少一個凸輪支承件(3)，其中，為所述凸輪支承件(3)分配有至少一個氣門操縱凸輪(5、6)，所述氣門操縱凸輪用於操縱內燃機的換氣門，其特徵在於，氣門操縱凸輪(5、6)以能轉動的方式被支承，藉助於調節裝置(10)能調節氣門操縱凸輪(5、6)相對於凸輪支承件(3)的轉角位置。
2.根據權利要求1所述的配氣機構，其特徵在於，氣門操縱凸輪(5、6)以能轉動的方式相對凸輪支承件(3)和/或主凸輪軸(2)被支承，尤其是支承在凸輪支承件和/或主凸輪軸上。
3.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節裝置(10)具有能軸向移位的切換元件(11)，所述切換元件具有切換齒(12)，其中切換齒(12)與分配給氣門操縱凸輪(5、6)的凸輪齒(13)相嚙合，切換齒(12)和凸輪齒(13)都構造為斜齒。
4.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節裝置(10)具有至少一個相對於主凸輪軸(2)能軸向移位的和/或能轉動的調節軸(14)，所述調節軸與氣門操縱凸輪(5、6)有效連接。
5.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節軸(14)通過調節傳動裝置(16)與氣門操縱凸輪(5、6)有效連接。
6.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節傳動裝置(16)具有至少一個齒輪(17)，所述齒輪位於調節軸(14)與氣門操縱凸輪(5、6)之間的有效連接中。
7.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節軸(14)的軸齒(15)或齒輪(17)與氣門操縱凸輪(5、6)的凸輪齒(13)相嚙合。
8.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節軸(14)容納在主凸輪軸(2)中和/或布置為與主凸輪軸(2)共軸。
9.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，調節軸(14)通過穿過主凸輪軸⑵的保持元件(19)與氣門操縱凸輪(5、6)有效連接。
10.根據前述權利要求中任一項所述的配氣機構，其特徵在於，藉助於唯一的執行器對轉角位置和軸向位置進行調節。
【文檔編號】F01L13/00GK104271903SQ201380022460
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2012年4月28日
【發明者】M·格羅斯, H·施拉姆, M·埃爾-加姆爾 申請人:奧迪股份公司