液压式间隙补偿机构 本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述类型的液压式间隙补偿机构。
这类间隙补偿机构对专业人员而言是熟知的，它们例如组装在内燃机的气门机构中并补偿在内燃机工作期间由于热膨胀和磨损在那里产生的不希望的间隙增加或减少。这一机构用伺服介质如液压介质工作，在间隙补偿机构的高压阶段，液压介质经壳体和压力活塞之间的泄漏间隙压过。
行家们由先有技术已知，尤其在内燃机从很低的温度起的暖机期间，不能实现在此工作时刻尤其是对间隙减小的补偿。产生这种间隙的减小是由于，内燃机由其冷态重新点火时，尤其在排气门上供入了大量的热。这种加热促使此气门相对于其周围的零件相对伸长。迄今的间隙补偿机构，由于其泄漏特性和下沉特性，在凸轮旋转多圈之后已不再有能力充分补偿这种负的间隙变化。当在气门机构温度改变时累加的压力活塞与壳体每个往复循环相互的下沉距离的斜率，在数量上比配设有间隙补偿机构的气门杆一端与凸轮基圆之间的间隙减小的斜率更平时，便出现上述情况。这些因此而长开着的气门，由于气缸充填恶化和燃烧不良，在极端情况下会导致燃烧中止。在最不利的条件下内燃机可能“死火”。除此以外，由于未经燃烧地气体，还可能导致废气催化剂提前失效。在一定的情况下，内燃机在其上述的熄火后，由于气门仍旧打开着并因而压缩不足，有时不再能容易地起动。
间隙变小带来的这些问题，还由于油压过高或油压脉动以及其它原因而变得更为严重。
因此本发明的目的是创造一种前言所述类型的间隙补偿机构，它克服了上述缺点，尤其是与迄今已知的方案相比，它的下沉值在一个宽大的温度范围内得到明显的提高。
按本发明这一目的通过权利要求1和赋予的权利要求2的特征部分所述特征来达到，从属权利要求说明了本发明的有利的实施例，它们可包含也可独立保护的措施。
采取在主权利要求和赋予的权利要求内指出的措施，可在一个宽大的温度范围保证，此所涉及的间隙补偿机构有能力充分和迅速地补偿气门机构内尤其是负的长度变化。在这种情况下专家们可借助于所掌握的理论，通过改变所建议的参数，可以将泄漏间隙处调整为始终有最佳的条件。为避免此下沉值过大地分散，至少对涉及的具体的内燃机，同样建议，由数量上最大和最小下沉值得出的商基本上不大于6。这一商有利地不仅可用于所涉及的该内燃机的各个间隙补偿机构，而且可用于有关的此类内燃机的所有间隙补偿机构。
因此最小的值AWmin·dm-1＝0.03[sec/mm2]表征在行程循环期间的最大行程损失，并通过凸轮关闭斜坡的最大斜坡高度限制此值的进一步减小；因为这样的下沉值必须通过斜坡的高度来维持。过快的下沉会导致所涉及的换气门过早和过快地到达其气门座，其结果是一方面意味着提前磨损和产生噪声，另一方面恶化换气。上限值AWmax·dm-1＝0.5[sec/mm2]表征所涉及的间隙补偿机构最慢可能的下沉，此时在全部温度范围在换气门正的长度改变时正好能完全关闭此换气门。若由于在泄漏间隙处相应地较差的条件而超过了此值，则在内燃机工作期间导致前面所说明的缺点。
全部列举的尺寸比原则上针对一种通过顶置式换气门的筒形挺杆或类似物直接操纵的换气门，在通过气门摇臂或牵引杆间接操纵换气门时，必须在此数据内计入相应的传动比。
上述条件的实现可按本发明的设计，使在间隙补偿机构处的泄漏间隙，例如与同类内燃机相同尺寸的间隙补偿机构的传统设计的泄漏间隙相比，制作得宽得多来达到。同样可以达到这一目的的是，通过缩短泄漏间隙的长度，或通过在高压腔中附加的泄漏位置，如孔之类。
由于按本发明现在调整为更快的下沉值从而具有较大的行程损失，所以在另一项从属权利要求中建议，通过合乎目的地设计凸轮的气门关闭斜坡来补偿此较大的行程损失。其中，沿旋转方向位于凸轮基圆前面的气门关闭斜坡不应超过最大允许高度，并与此同时保证换气门以一个尽可能低的就座速度坐落在其气门座上。
同样，在本发明的实施例中还建议，不进行不必要的朝基圆方向延长关闭斜坡的斜坡区，因为这将会不利地造成气门重叠。因此，仅仅是最经常关闭换气门的关闭斜坡区，应将其传递给该换气门的关闭速度设计为线性的，在其两侧的边区沿旋转方向速度渐减。若尽管如此在极限温度下换气门在其上死点进入了其中一个减速区，但这是可以接受的，因为统计表明冲击系数很小所以只有很小的磨损。
为了更好地理解，借助于唯一的图详细说明本发明。图中表示了液压式间隙补偿机构1，它以已知的方式装在一个筒形挺杆2中。间隙补偿机构包括一个空心圆柱形壳体3，在壳体3的孔4内装有一个可相对此壳体移动的压力活塞5。压力活塞5以其一个端面6支承在筒形挺杆2的底部7上。压力活塞5沿相反的方向通过弹簧装置9支承在壳体3的底部8上。与此同时压力活塞5有一个朝底部8的方向开启的在这里无需详述的单向阀10。用于液压介质的高压腔11在压力活塞5和底部8之间沿轴向延伸。筒形挺杆2在其底部7沿冲程方向受凸轮12的作用力。因此，凸轮12的升程从此底部7出发通过筒形挺杆2传递给面朝壳体3底部8的换气门13，例如排气门。
对于装入筒形挺杆2内的间隙补偿机构1工作方式的原理性说明，由于在专业界是众所周知的，所以这里不再进行。然而应当指出，在凸轮12的每次升程运动期间，都有少量液压介质经由壳体3和压力活塞5之间延伸的泄漏间隙15压出。在凸轮12的基圆阶段B5期间，在气门机构内产生的间隙被消除，这是通过从一个被压力活塞5围绕着的储槽16将一定量的液压介质吸入高压腔11达到的。与此同时，弹簧装置9保证在筒形挺杆2、凸轮12与换气门13之间保持无间隙地力闭合。上述间隙补偿机构1由于从高压腔11压出液压介质引起的长度变化，不仅为了补偿气门间隙是必须的，而且也是用于补偿气门机构的伸缩，发生这种伸缩的原因可能由于如说明书前言详细阐明的气门座磨损或热膨胀。
因此按本发明建议，将泄漏间隙15例如其宽度b设计得比类似的间隙补偿机构1中的更宽和/或其长度设计得更短。在这种情况下专家们可通过试验确定这些尺寸，亦即在标准条件下将负荷时压力活塞5相对于壳体3的下沉值AW[sec/mm]与平均泄漏间隙直径dm[mm]之比，调整为大约在0.03与0.05[sec/mm2]之间的范围内。为保证相同尺寸的一种内燃机类型的间隙补偿机构1分散度小，特别有利的是使最大下沉值AWmax与最小下沉值AWmin之比为AWmax/AWmin≤6。因此，在全部温度范围(见说明书前言部分)压力活塞5相对于壳体3有足够的下沉，尤其是由于高的热量供入使换气门13朝凸轮12的方向迅速伸长时。在遵守这些参数的情况下，对于发动机专家而言便可以简单的方式成功地做到在所有的工作条件下保证关闭换气门13。与此同时，低值0.03[sec/mm2]规定了一个极限，在遵守此极限时，换气门13不会由于泄漏间隙阻力小而过早地到达它的气门座，从而避免已知的缺点。
在凸轮12上的区域B2-B4表征气门关闭斜坡，其中，B1表示随凸轮尖端17之后的凸轮回程段侧面，B5表示凸轮12的基圆。为了补偿在间隙补偿机构1中下沉时间引起的最大的行程损失，关闭斜坡B2至B4的高度hR(图中没有表示)设计为应≤0.35mm，并与此同时换气门13在区域B2-B4内的关闭速度V也不应超过40[μm/°NW]。区域B3可设计为和认为是这样的区域，即从统计看在这一区域内换气门13最经常地坐落在其气门座上。因此建议将区域B3设计为使其传递给换气门13的速度变化是线性的(常数)，从而保证换气门13足够“柔和地”坐落在其气门座上。为了缩短其余的关闭斜坡区B2、B4，进一步建议，沿旋转方向看它们设计为由其造成的速度变化是渐减的。当然还可设想将关闭斜坡B2-B4的全部区域设计为由其造成的速度变化是连续降低的。