用於調整內燃機的氣門正時的調整裝置的製作方法

2023-06-03 00:10:23

本發明涉及一種用於調整機動車輛，優選摩託車或者小型摩託車的內燃機(例如汽油或柴油發動機)的氣門正時的調整裝置，所述調整裝置具有驅動輪和與凸輪軸固定的或能與凸輪軸固定地裝配的從動部段，所述驅動輪直接地或者間接地與內燃機的輸出軸抗扭地連接或能夠抗扭地連接。

背景技術：

由現有技術原則上已知這種被裝配在內燃機的凸輪軸的端部上的調整裝置，例如形式為根據葉片單元結構的液壓凸輪軸調整裝置。例如，在專利文獻de10253496a1中公開了這種凸輪軸調整裝置。

這種已知的液壓凸輪軸調整裝置由於液壓式的控制和其相對複雜的結構特別適合用在汽車應用方面，但是不太適合成本低廉的內燃機，尤其在小型發動機的機動車(例如，諸如摩託車或小型摩託車的雙輪車輛)的範圍內的內燃機，因為在這些小型車輛中液壓性能明顯較低或發動機電子裝置相對於私人車輛或載重貨車明顯受到限制。尤其地，採用這種凸輪軸調整裝置的價格高昂的換檔致動器會導致如在汽車領域所熟知的內燃機更加不適合在雙輪摩託車中使用。

此外還有已廣為人知的機械凸輪軸調整裝置，但這種凸輪軸調整裝置具有包括相對多的組件的相對複雜的機構/機構件。

技術實現要素：

因此，本發明所要解決的技術問題在於，提供一種凸輪軸的調整裝置，這種調整裝置一方面應具有儘可能少的部件並且能夠被價格低廉地製造，且另一方面在調整裝置的運行過程中對其進行操作過程時由內燃機消耗的功率應儘可能地低。

所述技術問題通過權利要求1的特徵來解決，其中驅動輪這樣地通過離心力操作裝置可轉動地與從動部段連接，使從動部段在運行時能夠相對於驅動輪、根據驅動輪的轉速、在(第一)轉動角範圍內轉動至提前位置或滯後位置。

離心力操作裝置具有多個離心件，優選兩個、特別優選多於兩個，其中每個離心件的質量重心/質量中心的被設置為偏心於驅動輪和/或從動部段(即，偏心於驅動輪和/或從動部段的旋轉軸線)。由此使離心力操作裝置的構造尤其簡單。

另外，離心件在第一容置區域中可擺動地/可轉動地支承在驅動輪上的第一支承位置上。在這種情況下，至少一個離心件優選能夠繞著第一支承位置在一定的(第二)轉動角範圍內轉動。由此，實現了對離心件相對於驅動輪的特別穩定的支承。

此外，離心件在第二容置區域中通過形狀配合式連接與從動部段連接。在這種情況下，所述形狀配合式連接被這樣設計，使各自的離心件相對於從動部段在徑向方向上可移動地導引。由此使調整裝置的構造尤其簡單。

離心件通過與驅動輪固定連接的運動銷或連接銷(也被稱為支承銷)被支承在驅動輪上構造的支承位置處。此外，每個離心件通過運動銷形狀配合地在從動部段中的徑向延伸的槽中被可移動地導引。由此，僅僅需要在從動部段中，優選在從動部段的端側設置槽，以便使從動部段與至少一個離心件建立有效連接。因此，離心件根據本發明在第二容置區域中通過形狀配合式連接與從動部段連接，並且分別通過運動銷(它形狀配合地在從動部段中徑向延伸的、被設計為長槽的槽中被可移動地支承運動銷)在從動部段中被形狀配合地可移動地導引。由此實現了價格特別低廉的支承。

根據本發明實現了離心力致動的、非連續的雙葉片調整裝置，這種調整裝置主要被使用在摩託車的單氣缸發動機或單氣缸內燃機中。因此，針對尤其能夠被成本低廉地製造的內燃機實現內燃機的輸出軸和凸輪軸之間的可靠的相位調整。

其他有利的實施方式在從屬權利要求中要求得到保護並在下面被詳細地闡述。

有利的是，驅動輪和從動部段相互同軸地布置。由此進一步簡化了調整裝置的構造。

此外，從動部段直接地構成凸輪軸的端部區域，即集成地/材料一體地與凸輪軸連接，進一步簡化了調整裝置的構造。

如果支承位置以及運動銷是偏心的，即被布置在至少一個離心件的質量重心外，從而至少一個離心件在超出確定的轉速閾值的情況下通過在其上施加的離心力/離心作用力自動地向外運動，則實現了在提前位置和滯後位置之間的特別簡單的切換。

在這方面，有利的是，離心力操作裝置具有兩個離心件，由此使驅動輪和從動部段之間的連接更加穩定。如果離心件優選沿著驅動輪的圓周均勻分布地布置，則實現了離心力操作裝置的儘可能平衡的設置。

此外，還有利的是，第一離心件相對第二離心件被彈性地預壓緊，其中復位彈簧以一定的預壓緊力將離心件彼此預壓緊。尤其地，復位彈簧被設計為螺旋彈簧。由此，在內燃機的靜止位置中保證了離心力操作裝置的起始位置。

如果從動部段通過軸向端部區域插入驅動輪的通孔中，則實現了調整裝置的特別緊湊設計。在這方面，特別有利的是，從動部段和驅動輪的端側/端面在軸向方向上被設置為彼此齊平。

如果離心力操作裝置還具有至少一個將驅動輪在提前位置和/或滯後位置處相對於從動部段在轉動方向上封閉/固定的制動單元，則調整裝置在相應的端部位置中被可靠地支承。

根據本發明的另外的實施方式，還有利的是，構成用於離心件的連接銷/支承銷被固定在從動部段中/與從動部段連接，並且容置離心件的運動銷的槽取而代之地被安置在驅動輪中。在這方面，還有利的是，至少一個制動單元具有彈性地被預壓緊的止動體，其中所述止動體能卡在驅動輪中的配屬於提前位置或滯後位置中的凹槽中。球體尤其能被用作所述止動體。由此使制動單元的構造尤其簡單。

附圖說明

下面，根據結合附圖來闡述本發明。

附圖為：

圖1是根據本發明的有利的實施例的調整裝置的等軸圖，其中驅動輪、從動部段還有離心力操作裝置都能夠被清楚地看出，

圖2是圖1中所示的調整裝置的側視圖，

圖3是圖1和圖2的根據本發明的調整裝置的前視圖，其中驅動輪的端側和從動部段的端側都可被清楚觀察到，並且離心力操作裝置的離心件的可旋轉的支承被示出，

圖4是根據圖3的前視圖，其中在圖示中離心力操作裝置的兩個離心件的其中一者以及將這兩個離心件的預壓緊的復位彈簧被省略，這樣在從動部段的槽內的被拿出的離心件的運動銷的布置和兩個在驅動輪中的屬於制動單元的凹槽能夠被觀察到，

圖5是類似於圖2中所選擇的調整裝置的側視圖，其中，但是此處的調整裝置被設置為相對於圖2旋轉一定角度範圍，

圖6是根據圖1的按照本發明的調整裝置的縱向剖視圖，其中剖切面平行於調整裝置的旋轉軸線並與該旋轉軸線相隔，且該剖切面延伸穿過離心件的支承位置和制動單元延伸，其中制動單元的內部結構也能被觀察到，

圖7是已經在圖6中示出的調整裝置在縱向方向上的等軸圖，其中在剖切面中能夠觀察到兩個離心件的布置，

圖8是根據本發明的調整裝置的立體的縱向剖視圖，其中此處的調整裝置被這樣地剖切，使剖切面沿著旋轉軸線延伸並同時沿著兩個離心件(在此為清楚起見被省略)的運動銷延伸，

圖9是根據圖8的在縱向方向上剖切調整裝置所得的側視圖，其中此時採用兩個離心件，並被剖切地示出，

圖10是根據圖9的在縱向方向上剖切的調整裝置的等軸圖，

圖11是如在第一個實施例的調整裝置中所使用的驅動輪的單獨的立體圖，

圖12是圖11中所示的驅動輪的前視圖，

圖13是如在第一個實施例的調整裝置中所使用的從動部段的等軸圖，以及

圖14是從動部段的前視圖，其中尤其能觀察到從動部段的端側，其中，容置離心力操作裝置的運動銷的兩個槽在運行中形狀配合地插入該端側中。

附圖僅僅是示意性的本質並僅被用於理解本發明。相同的部件以相同的參考標號標記。

具體實施方式

在圖1中能夠從整體上觀察根據本發明的調整裝置。調整裝置1用於調整/設定內燃機的氣門的氣門正時/正時。為了清楚起見在這裡未示出內燃機，但優選設計為單氣缸內燃機。所述內燃機是摩託車的發動機。

調整裝置1具有驅動輪2。驅動輪2在這裡被設計為外齒形的正齒輪或圓柱齒輪。驅動輪2以常規的方式被用於抗扭地容置環形牽引器件，即鏈(備選地也可以是皮帶)、牽引傳動器件(鏈傳動裝置或皮帶傳動裝置)，所述裝置在此為了清楚起見未被進一步示出。因此，驅動輪2在內燃機的運行狀態中通過牽引器件抗扭地與調整裝置1的輸出軸/曲軸連接。

調整裝置1除了驅動輪2還具有與凸輪軸固定的從動部段3。該從動部段3在本實施例中為凸輪軸18的集成組件，即材料一體式組件。在此為了清楚起見未示出的另外的實施方式中，也可行的是，所述與凸輪軸固定的從動部段3在成形過程中與凸輪軸18分離，並且在調整裝置1裝配時才與內燃機的凸輪軸18抗扭地安裝在一起。

由於在圖1中所選的從動部段3與凸輪軸18的集成式的設計方案，凸輪軸18的多個用於操作內燃機的不同的進氣或排氣閥的凸輪19同樣與從動部段3集成在一起。

驅動輪2這樣地通過離心力操作裝置4旋轉地與從動部段3連接，使從動部段3根據驅動輪2的轉速相對於驅動輪2在提前位置和滯後位置之間的轉動角範圍內轉動。如同樣在圖1中可見，離心力操作裝置4具有兩個離心件5a和5b，這兩個離心件相同地成形。分別構成離心力質量塊/離心力重量塊的離心件5a和5b沿著關於驅動輪2/從動部段3的旋轉軸線17(圖2)的圓周分布地(錯移180°以及旋轉180°)布置。第一離心件5a與第二離心件5b一樣地被成形，並且以相同的方式被容置/固定在驅動輪2和從動部段3上。

第一離心件5a被安裝在驅動輪2上的第一支承位置6a上。第二離心件5b被安裝在驅動輪2上的第二支承位置6b上，其中該第二支承位置被設置為沿著圓形圓周線與第一支承位置6a偏移180°。如可在圖4中特別清楚地觀察到，每個支承位置6a、6b被設計為通過支承銷20a、20b來實現，所述支承銷20a、20b將離心件5a、5b容置/可擺動地支承在第一容置區域21上。因此，第一離心件5a繞著第一支承銷20a可轉動地/可擺動地支承在驅動輪2上。第二離心件5b繞著第二支承銷20b可轉動地/可擺動地支承在驅動輪2上。

每個支承銷20a、20b在旋轉軸線17的軸向方向上遠離驅動輪11的端側11/端面延伸。由於清楚起見未被進一步示出的第一離心件5a的重心在圓周方向上以及在徑向方向上被相對於第一離心件5a的通過支承銷20a構成的旋轉軸線偏移錯開地布置。第二離心件5b同樣在圓周方向上以及在徑向方向上被相對於第二離心件5b的通過支承銷20b構成的旋轉軸線偏移錯開地布置。

各個離心件5a的第一容置區域21被設置為在根據圖1-圖10的靜止位置中。所述靜止位置對應於凸輪軸18的提前位置。在另一實施方式中，所述靜止位置對應於滯後位置。在靜止位置中觀察，在支承位置6a、6b的徑向內部運動銷7a、7b被安裝/固定在離心件5a、5b的第二容置區域23上。所述第一運動銷7a平行於相應的離心件5a、5b的支承銷20a、20b延伸。由於第一運動銷7a平行於旋轉軸線17延伸，所以支承銷20也平行於所述旋轉軸線17延伸。第一運動銷7a在軸向方向上延伸，直至它形狀配合地伸入在從動部段3的端側12中的第一槽8a中。第二運動銷7b同樣在軸向方向上延伸，直至它形狀配合地伸入在從動部段3的端側12中的第二槽8b中。

如例如在圖4、13和14中可見，每個槽8a、8b被設計為長槽，該長槽沿著關於旋轉軸線17的徑向線在徑向方向上延伸。因此，第一運動銷7a相對於從動部段3在徑向方向上可移動地支承在第一槽8a內部，並且第二運動銷7a相對於從動部段3在徑向方向上可移動地支承在第二槽8b內部。在圖4中第一運動銷7a被安置在第一槽8a內部的屬於從動部段3的提前位置/靜止位置的位置上。

如果超過了預定的轉速閾值(即，使驅動輪2及從動部段3旋轉的第一最小轉速)，則離心件5a或5b中的每一者在徑向方向上由於在其重心上作用的離心力/離心作用力(由於離心件5a或5b的重心被設置為偏心於從動部段3的驅動輪2的旋轉軸線17)向外偏移。在這種情況下，離心件5a和5b繞著在驅動輪2上的支承位置6a和6b旋轉預定的第二轉動角範圍至擺動位置，所述擺動位置與靜止位置區別開，其中運動銷7a或7b同時在兩個槽8a和8b內部在徑向方向上向外轉移/移動。在這種情況下，由於運動銷7a和7b繞著各自的支承位置6a和6b旋轉，運動銷7a或7b不僅只在純粹的徑向方向上移動，也在旋轉軸線17的圓周方向上相對於從動部段3移動一定量。這使得在驅動輪2和從動部段3之間相對轉動第一轉動角範圍，該轉動角範圍與第二轉動角範圍相關。在由此實現的滯後位置處，從動部段3以轉動角範圍被轉動地相對於驅動輪2安置。在擺動位置處，每個離心件5a、5b緊貼在與驅動輪2固定連接的止擋銷24上。在所述滯後位置屬於靜止位置的另外的實施方式中，擺動位置屬於提前位置。

此外，如在圖1中還能夠清楚可見的是，兩個離心件5a和5b的兩個運動銷7a和7b通過設計為螺旋彈簧的復位彈簧16被彈性地彼此預壓緊。在此，復位彈簧16被設計為拉力彈簧，並因此使離心件5a和5b在運行中在關於它們的運動銷7a和7b方面通過一定的彈性預壓緊力被彼此擠壓。因此，除了離心件5a和5b的慣性之外，復位彈簧16和制動單元13的預壓彈簧22的彈簧力能夠確定使離心件5a或5b從靜止位置/提前位置自動切換到擺動位置/滯後位置中的最小轉速。

在圖9中還可以看出，從動部段3以及由此凸輪軸18通過從動部段3的軸向端部區域9被移進形式為圓形貫穿孔/貫穿洞的中央通孔10中。另外，此處還能夠觀察到，驅動輪2的端側11與從動部段3的端側12在離心件5a、5b一側齊平。

如在圖6和7中進一步所示，每個離心件5a和5b還配屬有制動單元13，其中在此為了清楚起見僅示出第二離心件5b的制動單元13，但是第一離心件5a的第一制動單元13具有相同的結構和功能。制動單元13具有預緊彈簧22和形式為球的止動體14。預緊彈簧22通過端部緊貼止動體14，通過與第一端部對置的第二端部在被設計為盲孔的容置孔中被支承在第二離心件5b中。在提前位置及滯後位置處，止動體14被卡在驅動輪2的凹槽15中，這樣在提前位置及滯後位置中必然會施加一定的最小調整力，以便使離心件5a或5b能夠離開提前或滯後位置再次運動。在圖6中，止動體14咬合/卡在屬於提前位置的具有球部段形狀的凹槽15中。

為了完整起見還應該提到的是，出於清楚顯示考慮此處未被示出的另外的實施例，還可能的是，在構造中示出的凸輪軸18/從動部段3的槽8a/8b和(連接支承銷20a、20b的)銷連接部也能夠被替換。因此，在另外的實施方式中，構成用於離心件5a、5b中的一者的支承位置6a、6b的連接銷/支承銷20a、20b被固定在從動部段3中/與該從動部段3連接，並且取而代之地，容置離心件5a、5b的運動銷7a、7b的槽8a、8b被安置在驅動輪2中。

而且，在其他實施方案中，甚至在離心力操作裝置4中設置多於2個離心件5a、5b。

換句話說，本發明由此包括受離心力控制的兩點式凸輪軸調整裝置(具有離心力操作裝置4的驅動輪2)，該兩點式凸輪軸調整裝置將主要在發動機啟動時和在內燃機的較低發動機轉速時較高的氣門衝突性降低。這個概念基於如下工作原理：離心重塊(離心件5a和5b)在運行時在凸輪軸18和鏈輪或驅動輪2之間形成轉動。隨著發動機轉速的增加並且在超過換擋轉速之後，離心重塊5a和5b的運動使凸輪軸18相對於驅動輪2的位置轉動。離心重塊接著在朝向外徑方向移動至端部止擋件(止擋銷24)。端部止擋件24位於驅動輪2中。在這種情況下，鏈旋轉的傳輸始終是由鏈輪或驅動輪2通過連接銷(支承銷20a、20b)至離心重塊5a和5b進行，以及還通過運動銷7a、7b和槽8a、8b至凸輪軸18。通過離心重塊5a、5b的位置的改變，藉助在槽8a、8b中的運動銷7a、7b產生在驅動輪2和凸輪軸18之間的轉動。該轉動最終表示為驅動輪2和凸輪軸18之間的調整角度。調整裝置1由此與轉速相關地從基本位置(靜止位置)切換至具有最大調整位置(擺動位置)。在最終位置處的制動可以考慮通過另外的制動裝置(制動單元13)來實現(球彈簧單元)。

凸輪軸18和驅動輪2應在軸向上彼此儘可能地齊平，其中驅動輪2提供兩個連結銷20a、20b的容置部。應該有兩個或多個離心重塊5a、5b被安置為對稱於旋轉軸線17，並且通過各自的連接銷20a、20b與驅動輪2固定地連接。離心重塊5a、5b通過各自的運動銷7a、7b連接在凸輪軸18上，所述運動銷嵌在離心重塊5a、5b中且切線地形狀配合地通過槽8a、8b與凸輪軸18連接。在這種情況下，通過儘可能遠地朝外設置的(連接驅動輪2/離心重塊5a、5b的)銷位置來實現最大的離心力作用。離心重塊5a、5b的最大向外移動通過額外地裝配在驅動輪2中的端部止擋件24限制。懸掛在凸輪軸18中間的復位彈簧16預定雙翼板(凸輪軸調整裝置)的基本位置。備選地，復位彈簧16也可以設計為(由板彈簧材料製成的)扭轉彈簧，該扭轉彈簧優選直接連接在離心重塊5a、5b上。

能通過各自的藉助制動單元13實現的最終位置止擋來確保兩個所述的調整角度(即，調整位置)，以抵抗作用的凸輪軸變換力矩。所述制動單元13由在離心重塊5a、5b中集成的具有預緊彈簧22及形式為球形的止動體14的盲孔和兩個位於驅動輪2中的凹陷部15構成。止動體14嵌入相應的半球形的凹陷部15(兩個調整位置為：在較低的發動機轉速時的偏好位置(靜止位置)和在較高發動機轉速時的最大的調整位置(擺動位置))中。制動單元13用於確保所期望的(驅動輪2相對於凸輪軸18的)最終位置，這樣能夠更好地獲取凸輪軸變換力矩。由於凸輪軸變換力矩伴隨著較高的發動機轉速的遞增，離心重塊5a和5b的慣性應該能夠防止制動單元13的不被期望的脫離。

附圖標記列表

1調整裝置

2驅動輪

3從動部段

4離心力操作裝置

5a第一離心件

5b第二離心件

6a第一支承位置

6b第二支承位置

7a第一運動銷

7b第二運動銷

8a第一槽

8b第二槽

9從動部段的軸向端部區域

10通孔

11驅動輪的端側

12從動部段的端側

13制動單元

14止動體

15凹槽

16復位彈簧

17旋轉軸線

18凸輪軸

19凸輪

20a第一支承銷

20b第二支承銷

21第一容置區域

22預緊彈簧

23第二容置區域

24止擋銷