用于热机的执行器技术 本申请是国际申请日为 2004 年 3 月 26 日、 国际申请号为 “200480011379.0” 、 发明 名称为 “用于内燃机的换气门的升程调节的可变气门升程装置” 的发明专利申请的分案申 请。技术领域
本发明涉及一种用于热机的执行器技术， 该热机具有用于内燃机的换气门的升程 调节的可变气门控制。 背景技术
用于内燃机的换气门的升程调节的调节装置从 DE 195 48 389 A1 和 DE 101 23 186 A1 得知， 借此在 DE 195 48 389 A1 中的调节装置具有一偏心轴， 用于换气门的气门升 程的设置或对准， 该偏心轴借助电力发动机可旋转地嵌在汽缸盖内， 该电力发动机借助于 发动机轴由蜗轮驱动， 发动机轴和蜗轮经齿轮与偏心轴和控制单元确定地连接， 该控制单 元控制电力发动机。借助于偏心轮的可调节升程的设置也从现有技术得知。在调节气门升程位置中偏心轮扭转和偏心轮支撑必需的力直接响应能量输入并于是响应具有可变气门 升程的内燃机的消耗。此外， 知道借助于电气 - 液压驱动调节偏心轴， 然而该电气 - 液压驱 动复杂， 并且在内燃机的所有工作条件下不能足够快地调节偏心轴。分别设置全可变气门 操作机构的气门升程与平行四边形的对准从 DE101 40 635.5 得知。然而， 平行四边形由多 个独立元件、 调节杆、 几个导向件及具有几个节点的拉杆建造。于是， 基于元件公差和必需 的接合公差， 产生高成本需要。
一般地说， 在全可变气门操作机构中， 控制用于负载设置的气门升程。 在多缸内燃 机中， 用于怠速控制的气门升程在零点几毫米的范围内调节。由此， 在这个负载点中， 在汽 缸之间的气门升程可能仅相差近似 10％的值， 因为否则作为汽缸不同负载的结果， 整个发 动机被激发成不正确的震动， 这在车辆中造成不能接受的舒适损害。 发明内容
本发明的目的在于产生一种用于内燃机的换气门的升程调节的气门升程装置， 使 调节力和保持力尽可能地低， 独立于所述保持力和调节力被机械地、 液压地或电气地施加， 使气门升程的调节尽可能成本有效， 并且使多缸内燃机的各个汽缸之间得到分别设置气门 升程调节的最大精度， 并且另外在最小公差内实现具有几个汽缸的内燃机的气门的气门升 程的控制可能性。
这个目的借助于专利权利要求 1 的特征部分中的特征实现。由此， 用于内燃机的 换气门的升程调节的气门升程装置呈现可旋转偏心轴， 该偏心轴包括几个偏心轮， 并且借 此偏心轮的所有可能轮廓在一个圆内， 该圆借助于偏心轴的轴承直径形成。
便利地， 提供成 ： 偏心轴穿过在汽缸盖材料中的贯穿钻孔是可插入的， 并且直接嵌 在汽缸盖的贯穿钻孔内 ； 并且偏心轴作为可插入偏心轴从汽缸盖的前壁之一是可安装的。便利的选择例在其中看到 ： 偏心轴嵌在分离壳体中， 该壳体与汽缸盖相连接， 借此 在壳体中也嵌入凸轮轴 ； 或者在壳体中， 嵌入偏心轴、 摆杆、 凸轮轴及开槽连杆作为预安装 单元。
便利地， 偏心轴借助于在汽缸盖内的抗摩擦轴承嵌入。
气门升程装置的优选实施例在其中包括 ： 偏心轮廓能形成为任意轮廓， 特别是形 成为圆， 并且由偏心轴的轴承的外径限制 ； 偏心轴的最大直径提供为特别是在汽缸盖内的 偏心轴的轴承， 并且以到摆杆的摆动点和设置点的最短距离嵌入 ； 及偏心轴平行于凸轮轴 布置。
此外， 除气门的气门升程的机械调节之外， 作为选择例提供 ： 偏心轴是液压可调节 的； 或者偏心轴借助于电力发动机是可调节的， 该电力发动机以与凸轮轴或与偏心轴的对 准方式提供， 借此电力发动机的轴线设置成与凸轮轴的轴线相平行或与偏心轴的轴线相平 行。
优选实施例在其中看到 ： 在排列有两个或几个进气门或排气门的情况下， 偏心轮 彼此相对地以角度 α 错开地排列， 从而在偏心轴的旋转位置中， 对于气门生成不同的气门 升程。
特别优选的实施例在其中看到 ： 在用于进气门和排气门的致动的汽缸盖中， 提供 几个偏心轴， 借此几个进气门或排气门的偏心轴在偏心轮的轮廓方面不同。
此外， 便利地提供 ： 邻近汽缸的气门借助于摆杆以不同的偏心轮廓致动 ； 并且不 同地设计用于气门的凸轮轴轮廓， 这些气门属于一个汽缸。
优选实施例在其中看到 ： 与偏心轴接触的摆杆的工作轮廓形成平面 ； 或者与偏心 轴接触的摆杆的工作轮廓形成凹面或凸面。
情况可能是， 优选实施例在其中看到 ： 偏心轮与摆杆的嵌入辊相接触。
另外， 可以提供 ： 摆杆的工作轮廓设计成与第二摆杆的工作轮廓不同， 它们借助于 一个轴线彼此直接连接。
偏心轴的新颖设计的基本特征在于 ： 借助于其， 使用很低的调节力和保持力， 独立 于所述保持力和调节力是否机械地、 液压地、 或电气地施加， 在最小公差内得到具有一个或 几个进气门或排气门的内燃机的气门的气门升程的控制可能性， 并且在多缸内燃机的各个 汽缸之间分别得到设置及调节气门升程的最大精度。
此外， 本发明涉及一种用于热机的执行器技术， 该热机具有用于内燃机的换气门 的升程调节的可变气门控制系统， 具有可旋转偏心轴， 该可旋转偏心轴嵌在汽缸盖内， 用于 换气门的气门升程的调节， 借此布置在壳体内可更换的、 不同设计的执行器布置成底侧在 嵌在汽缸盖中的偏心轴处用于其扭转， 并且借助于安装元件安装在汽缸盖处， 这些安装元 件提供在壳体处， 借此借助于提供在偏心轴上的连接元件， 发生执行器运动到偏心轮的扭 转运动的传递， 并且借此通过不同执行器与用于偏心轴的连接元件的更换， 能执行气门升 程从无级可变气门升程调节到分级变化的转换， 而没有在汽缸盖处的变化。连接元件作为 独立元件或作为偏心轴的构成部分而提供， 借此独立连接元件与执行器一起是可更换的。 借助于不同执行器的更换实现的、 内燃机的换气门的气门升程的变化的简单转换具有用于 汽缸盖的成本有效、 整体模块概念是可能的优点， 因为只有在执行器与嵌在汽缸盖内的偏 心轴之间的执行器和离合器的连接必须改变， 并且借此， 对于汽缸盖制造的资金投资对于不同的气门升程调节较低。因为， 可选择地， 也能实现从两个到四个气门升程位置， 所以与 具有对于气门升程确定的操作时段的发动机相比， 关于性能和转矩对于发动机的改进是可 能的。
便利地， 可更换执行器或者呈现液压调节元件， 或者可选择地形成为电力发动机， 该电力发动机直接作用在偏心轴上或者形成为升程磁铁。
可能并且情况可能是， 优选实施例在其中看到 ： 电力发动机或升程磁铁提供在黑 箱内， 该黑箱在其前壁处在壳体处具有用来安装在汽缸盖处的安装元件， 这些安装元件彼 此相对地布置。
此外， 便利地提供 ： 在气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转换的情 况下， 偏心轴是相同的 ； 或者对于特定用途， 偏心轴也是模块的， 并且独立于执行器的设计 是可更换的。
优选选择例在其中看到 ： 对于气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转 换， 形成为离合器的对应连接元件是可更换的。
优选地， 提供 ： 执行器与在汽缸盖的前壁或后侧上的偏心轴相连接。
可选择地， 也提供 ： 对于不同实施例， 执行器没有布置成直接与偏心轴对准 ； 然 而， 在执行器与偏心轴之间， 提供中间齿轮箱。 便利实施例在其中看到 ： 对于无级可变气门升程调节， 为了换气门的气门升程的 位置的反馈信号， 气门升程借助于布置在汽缸盖处的传感器探测。
优选选择例在其中看到 ： 借助于执行器的更换执行的、 换气门对于进气门和排气 门的气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转换以一种方式提供， 即为换气门分 别提供气门升程在两个气门侧处的全可变或分级变化、 或在一个气门侧的分级和在另一个 气门侧的全可变变化。
另一个便利实施例在其中看到 ： 具有为在进气门侧和排气门侧处的换气门提供的 液压调节元件的执行器具有占据不同切换位置的转子。
便利地， 具有液压调节元件的执行器由塑料形成， 其中其转子呈现至少一个转子 翼。
关于生产技术优选的实施例在其中看到 ： 具有液压调节元件的执行器供有来自发 动机循环的液压油压力。
而且， 便利地提供 ： 用于具有液压调节元件的执行器的致动的电磁阀固定在汽缸 盖处， 该电磁阀特别是形成为升程磁铁。最后， 也能便利的是 ： 用于具有液压调节元件的执 行器的致动的电磁阀定位在执行器内， 优选地与执行器中心线同轴。
对于新执行器特性必需的是 ： 借助于不同执行器的更换， 对于不同的发动机得到 气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的内燃机的换气门的气门升程的变化的转 换而没有在汽缸盖处的变化。
本发明的另一个便利实施例涉及一种用于特别是内燃机的换气门的可变气门控 制或气门调节的装置， 具有 ： 凸轮轴调节装置 ； 可旋转的、 优选地在汽缸盖内的嵌入偏心 轴； 每个换气门一个的凸轮轮廓， 用于至少一个换气门的气门升程的控制或调节 ； 以及执 行器， 该执行器为偏心轴在其底部处的扭转而设置。 偏心轴作用在至少一个摆杆上， 摆杆的 运动顺序能借助于偏心轴的扭转而影响， 借此摆杆啮合到凸轮轴和凸轮随动件中， 该凸轮
随动件作用在换气门上。
原则上， 对于本领域的技术人员已知的所有调节装置能用作凸轮轴调节装置。优 选的是根据翅室原理应用凸轮轴调节装置， 如它们例如从 DE 199 43 833 A1 知道那样， 或 借助于活塞工作的凸轮轴调节装置， 该活塞在斜齿轮齿尾 (tailing) 上可轴向移动， 像例 如在 US5,031,583 中描述的那样。
根据本发明， 借助于凸轮轴调节装置以分级或无级方式能执行凸轮轴的调节。
由此， 执行器提供成可更换的和不同地形成， 并且布置成底侧在偏心轴处用于其 扭转， 该偏心轴嵌在汽缸盖内， 并且借助于两个安装元件安装， 这两个安装元件提供在壳体 处， 在汽缸盖处。
借助于提供在偏心轴处的离合器， 发生执行器运动到偏心轴的旋转运动的传递， 借此借助于不同执行器与用于偏心轴的对应离合器的更换， 能执行气门升程从无级可变气 门升程调节到分级变化的转换， 而没有在汽缸盖处的变化。借助于不同执行器的更换实现 的、 内燃机的换气门的气门升程的变化的简单转换具有成本有效、 整体模块汽缸盖概念是 可能的优点， 因为只有在执行器与嵌在汽缸盖内的偏心轴之间的执行器和离合器的连接必 须改变， 并且借此， 对于汽缸盖制造的资金投资对于不同的气门升程调节较低。因为， 可选 择地， 也能实现从两个到四个气门升程位置， 所以与具有对于气门升程确定的操作时段的 发动机相比， 关于性能和转矩对于发动机的改进是可能的。此外， 对于每个换气门， 对于气 门升程调节只有在偏心轴上的一个凸轮是必要的， 这与已知多凸轮系统相比有助于减小制 造成本。 根据本发明的装置能借助于用于无级可调节气门升程调节的执行器、 或借助于用 于气门升程的分级变化的执行器、 或借助于用于无级可调节气门升程调节和气门升程的分 级变化的执行器运行。由此， 依据相应要求借助于每气门一个凸轮以无级方式和 / 或分级 方式能改变气门升程。在对于气门可调节性具有低要求的内燃机的情况下， 其中负载控制 不分别借助于气门升程及气门升程轮廓的全可变变化执行， 并借此产生系统制造成本方面 的显著优点， 分别具有中间位置的气门升程及气门升程轮廓就足够了， 因为它们能借助于 气门升程的分级变化实现。
便利的是 ： 可更换执行器或者具有液压调节元件， 或者可选择地形成为电力发动 机， 该电力发动机直接作用在偏心轴上或者作为升程磁铁。
可能并且情况可能是， 优选实施例在其中看到 ： 电力发动机或升程磁铁提供在黑 箱内， 该黑箱在其前壁处在壳体处提供用来安装在汽缸盖处的安装元件， 这些安装元件彼 此相对地布置。
此外， 便利地提供 ： 在气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转换的情 况下， 偏心轴是相同的。
优选选择例在其中看到 ： 对于气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转 换， 对应离合器是可更换的。
优选地， 提供 ： 执行器与在汽缸盖的前壁或后侧上的偏心轴相连接。
可选择地， 也提供 ： 对于不同实施例， 执行器没有布置成直接与偏心轴对准 ； 然 而， 在执行器与偏心轴之间， 提供中间齿轮箱。
便利实施例在其中看到 ： 对于无级可变气门升程调节， 关于换气门的气门升程的
位置的反馈信号， 气门升程借助于布置在汽缸盖处的传感器探测。
优选实施例在其中看到 ： 借助于执行器的更换执行的、 换气门对于进气门和排气 门的气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转换以一种方式提供， 即为换气门提 供气门升程分别在两个气门侧处的全可变、 部分全可变、 分级变化 ； 或在两个气门侧的分级 变化。
另一个便利实施例在其中看到 ： 具有为在进气门侧和排气门侧处的换气门提供的 液压调节元件的执行器具有占据不同切换位置的转子。
便利地， 具有液压调节元件的执行器由塑料形成， 其中其转子呈现至少一个转子 翼。
关于生产技术优选的实施例在其中看到 ： 具有液压调节元件的执行器供有来自发 动机循环的液压油压力。
同样， 便利地提供 ： 用于具有液压调节元件的执行器的致动的电磁阀固定在汽缸 盖处， 该电磁阀特别是形成为升程磁铁。
最后， 可能便利的是 ： 用于具有液压调节元件的执行器的致动的电磁阀定位在执 行器内， 优选地与执行器中心线同轴。 本发明也涉及一种内燃机， 该内燃机呈现根据本发明的装置的至少一个。
此外， 本发明涉及具有两个或多个凸轮轴的内燃机， 该内燃机至少在凸轮轴之一 处呈现根据本发明的装置， 并且在另外的凸轮轴处仅呈现分级或无级凸轮调节装置， 或者 其中每个凸轮轴呈现根据本发明的装置。
原则上， 对于具有汽缸盖的内燃机， 该汽缸盖具有两个或多个凸轮轴， 根据本发明 的装置与各个或几个凸轮轴的任意组合是可能的。由此， 优选的是在凸轮轴处提供根据本 发明的装置， 该凸轮轴控制进气门， 借此用于排气门的凸轮轴仅提供一个凸轮轴调节装置 或不提供。
对于根据本发明的装置基本是 ： 借助于不同执行器的更换， 对于不同的发动机实 现内燃机的换气门的气门升程变化的气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的转 换， 而没有在汽缸盖处的改变， 这产生凸轮轴的同时可调节性到甚至更好的干涉， 并且借此 产生伴随同时燃料减少的内燃机的性能优化。
本发明的另一个优选实施例涉及一种用于特别是内燃机的换气门的可变气门升 程调节的装置， 该内燃机具有如下元件的一种或几种布置 ： 至少一个摆杆 ； 它在借助于凸 轮轴致动的开槽连杆中运行 ； 用于气门致动的装置， 它与摆杆啮合 ； 弹簧， 它把摆杆压靠到 凸轮轴上 ； 及用于气门升程调节的多部分偏心轴， 它具有一个或几个偏心轮。
特别是， 对于具有下部凸轮轴的内燃机， 根据本发明的装置在凸轮轴与摆杆之间 呈现推杆、 中间杆以及调节元件。 分别根据内燃机的构造方法及凸轮轴的位置， 在凸轮轴与 摆杆之间也能提供较少或较多元件或其它元件。
根据本发明的装置的偏心轴优选地呈现具有每换气门一个偏心轮的同轴构造。 根 据本发明， 作为换气门， 优选地理解分别用于进气门和排气门， 优选地是用于内燃机的汽缸 的。
此外， 根据本发明， 能个别地和独立于偏心轴的其它部分调节的偏心轴的每个部 分呈现偏心轮， 借此各个偏心轮的形式能相同或者能彼此不同。
优选的是借助于至少一个执行器调节偏心轴的部分。优选地， 所述执行器也呈现 具有同轴构造的调节装置。优选的是应用执行器， 借助于电力发动机或液压角度调节装置 为这些执行器提供调节。特别是在使用控制时， 另外供给优选地不同的传感器和适当控制 技术。 由此， 控制的快速响应性能是重要的， 从而例如气门升程从零升程到最大升程的调节 能优选地在小于 300ms 内发生。由此， 偏心轴的部分优选地在近似 120°的角度内扭转。
用于各个偏心轴部分的无级和 / 或分级调节的适当执行器的不同实施例在 DE 103 52 677.1 中描述， 其内容完全包括在本申请的上下文中。 借助于适当的执行器， 于是有 可能例如在每汽缸两个进气门的情况下， 以这样一种方式调节具有多部分偏心轴的所述气 门的气门升程， 从而气门的气门升程和其它气门的气门升程是分级可调节的。这种方案对 于每汽缸分别多于两个进气门和排气门也是可想象的， 借此能个别和独立于其它气门， 特 别是汽缸的类似气门， 调节每个个别气门的气门升程。 在极端情况下， 由此个别气门或气门 组能在零升程下运行， 借此个别汽缸的关闭是可能的。
便利地， 当在用于进气门和排气门的致动的汽缸盖中使用根据本发明的装置时， 能提供几个偏心轴。也可想象分配给每个进气门或排气门其自己的偏心轴。
也有可能在根据本发明的装置中为邻近汽缸的气门提供不同的偏心轮形式。这 里， 对于偏心轮形式， 优选地理解偏心轮廓， 该偏心轮廓接触摆杆用于气门升程的调节。
此外， 本发明涉及一种通过使用根据本发明的装置用于特别是内燃机的换气门的 可变气门升程调节的过程， 其中能个别和独立于偏心轴的其它偏心轮调节每个个别偏心 轮。在根据本发明的过程中， 偏心轴的个别部分优选地借助于一个或几个执行器用对应偏 心轮调节。
最后， 本发明也涉及一种内燃机， 该内燃机呈现根据本发明的至少一个装置。
优选地， 可旋转偏心轴的偏心轮的所有可能轮廓定位在一个圆内， 该圆借助于偏 心轴的轴承直径形成。多部分偏心轴于是可穿过在汽缸盖材料中的贯穿钻孔插入， 并且优 选地直接嵌在汽缸盖内的贯穿钻孔中， 借此偏心轴作为可插入偏心轴可从汽缸盖的前壁之 一安装。
另一个便利选择例在其中看到 ： 偏心轴嵌在分离壳体中， 该壳体与汽缸盖相连接， 借此在壳体中也能嵌入凸轮轴 ； 或者在壳体中， 嵌入偏心轴、 摆杆、 凸轮轴及开槽连杆作为 预安装单元。
优选的是偏心轴借助于在汽缸盖内的抗摩擦轴承嵌入。然而， 有可能应用任何可 选择的轴承， 这些轴承适用于所述嵌入， 这些轴承对于本领域的技术人员是已知的。
根据本发明的装置的另外优选实施例在其中包括 ： 偏心轮廓形成为任意轮廓， 特 别是形成为圆， 并且由偏心轴的轴承的外径限制， 从而偏心轴的最大直径提供为特别是在 汽缸盖内的偏心轴的轴承， 并且以到摆杆的摆动点和调节点的最短距离嵌入 ； 及偏心轴优 选地平行于凸轮轴布置。
此外， 除气门的气门升程的机械调节之外， 作为选择例优选的是 ： 偏心轴是可调节 的， 例如借助于调节装置， 液压地或借助于电力发动机， 该电力发动机优选地以与凸轮轴或 与偏心轴的对准方式提供， 借此电力发动机的轴线优选地提供成与凸轮轴的轴线相平行或 与偏心轴的轴线相平行。 此外， 在分别为调节装置的偏心轴与执行器之间， 能提供适当的离 合器。根据本发明的装置的特别实施例在其中看到 ： 在用于进气门和排气门的致动的汽 缸盖内， 提供几个偏心轴， 借此几个进气门或排气门的偏心轴在偏心轮的轮廓方面不同。
此外， 可以优选地提供 ： 具有不同偏心轮廓的邻近汽缸的气门借助于摆杆致动 ； 并且不同地形成用于气门的凸轮轴轮廓， 这些气门属于一个汽缸。
另一个优选实施例在其中看到 ： 与偏心轴接触的摆杆的工作轮廓例如形成平面、 凹面或凸面。也有可能偏心轮与嵌入在摆杆内的辊相接触。
另外， 能提供 ： 摆杆的工作轮廓与另一个摆杆的工作轮廓不同地形成， 它们优选地 借助于一个轴线直接连接。
尤其， 根据本发明的装置的优点在于 ： 在最小公差内得到具有一个或几个进气门 或排气门的内燃机的气门的气门升程的控制可能性， 同时具有很低的调节力和保持力， 独 立于所述保持力和调节力是否机械地、 液压地、 或电气地施加， 并且在多缸内燃机的各个汽 缸之间得到气门升程的控制或调节的最大精度。
根据本发明的装置的一个实施例借助于两个摆杆提供例如汽缸的两个进气门的 可变气门升程调节， 这两个摆杆借助于接合轴线彼此连接。 优选的是， 在两个摆杆之间的所 述轴线上提供在开槽连杆中运行的辊。 开槽连杆优选地以固定方式分别与汽缸盖及壳体连 接， 并分别是汽缸盖的一部分及壳体的一部分。 由此， 例如借助于圆弧能确定开槽连杆的轮 廓， 该圆弧具有在辊凸轮随动件 ( 用于气门的致动的装置 ) 的辊的轴线上的圆心、 和例如依 据摆杆的辊的一个或几个直径限定的半径。 由凸轮轴驱动的两个摆杆由此借助于绕偏心轴的偏心轮的摆动而运动。由此， 对 于根据本发明的装置， 有可能借助于偏心轴的转动， 个别地和独立于一个邻近或多个邻近 摆杆， 借助于偏心轴的偏心轮， 调节每个个别摆杆的摆动点及转动中心， 该偏心轴与摆杆相 连接。由此， 偏心轴的可调节升程优选地是近似 3.5mm， 并且是适当的， 由此优选地从 0 至 10mm 调节气门升程。
关于摆杆绕偏心轴的旋转运动， 重要的是极好地分布摆杆质量和以这样一种方式 平衡， 从而作用在偏心轴上的接触力很低并且也不会随内燃机转速的增大而增大。
例如， 这能由摆杆的适当构造支撑， 借此摆杆不由充满的材料制造， 而是具有凹 腔， 这些凹腔减小质量或者也减小尺寸。 此外， 摆杆的转动中心应该接近或应该是摆杆的质 心。
特别是汽缸的两个进气门的气门升程的调节的所述全可变和独立可能性具有重 要价值， 特别是对于具有每汽缸四气门， 优选地两个进气门和两个排气门， 的内燃机， 因为 能个别地调节分别用于每对气门 ( 分别有一对进气门及一对排气门 ) 的每个个别气门的气 门升程和气门打开时间。 在极端情况下， 每个气门能个别地以零升程运行， 这能导致例如相 关汽缸只借助于一个进气门或一个排气门运行。 气门升程和气门打开时间优选地借助于凸 轮轴的凸轮轮廓形式和摆杆的工作曲线的形式确定。结果， 这例如能与对于仅 0.25mm 的气 门升程在近似 90°的曲轴角度的空转运行中的气门打开时间相符， 借此近似 320°的曲轴 角度对于全气门升程是可能的， 借此还实现良好的空转运行质量。
在另一个优选实施例中， 具有根据本发明的装置的内燃机适于例如以高达每分钟 8,500 转的转速运行。 在这个实施例中， 对于每个气门能独立全可变地控制或调节气门打开 时间和气门升程。如果例如内燃机在空转运行下运行， 则气门升程近似是 0.3mm， 并且气门
打开时间由此与近似 90°的曲轴角度相对应。对于全负载， 气门升程对应于例如 9mm， 借此 气门以 320°的曲轴角度打开。
也在优选实施例中， 在近似 120°的偏心轴的转动下发生气门的零升程到最大升 程的调节。由此， 偏心轴的最大气门保持力矩和气门调节力矩是对于两个气门测得的近似 4Nm。
在另一个优选实施例中， 气门打开时间能与气门升程一起与具有全可变可调节长 度的一个或几个进气系统有关地改变， 这导致明显的转矩改进。根据本发明的装置也能与 用于在内燃机内的可变汽缸压缩的系统相结合。
本发明的另一个便利实施例涉及用于热机的可变气门升程控制系统， 该热机具有 下部凸轮轴， 用于至少一个进气门和 / 或排气门负载依赖和转速依赖的气门升程和打开时 间的调节以及用于内燃机的个别汽缸的关闭， 其中借助于凸轮轴的凸轮驱动的摆杆和摇臂 借助于啮合到另外的摆杆或摇臂中致动进气门和排气门， 借此下部凸轮轴借助于推杆经液 压气门间隙调节元件驱动摆杆， 该摆杆具有曲线轮廓， 该曲线轮廓在中间杆的辊上运行， 该 中间杆借助于两个辊是可移动的， 这两个辊布置在一个轴线上在开槽连杆中， 这些开槽连 杆以固定方式与汽缸盖相连接， 借此中间杆在调节杆处以啮合区域 ( 轮廓 ) 支撑， 调节杆在 壳体中被引导， 并且对于在凸轮随动件的辊上的工作曲线滚动， 并且借此凸轮随动件借助 于啮合区域作用在液压调节元件和热机的气门上， 这些啮合区域分别被提供在底侧。 优选的是， 借助于调节杆的移动调节中间杆的工作曲线的区， 在凸轮轴的转动中， 中间杆与凸轮随动件的辊一起使用。借此， 调节气门升程和依赖于它的进气门和排气门的 打开时间。
由此尤其是摆杆的工作曲线确定气门的打开特性， 工作曲线特别是由几个个别区 以这样一种方式构造， 从而第一区确定零升程， 它借助于绕中间杆的辊的中心的圆弧限定， 在它之后是第二区， 第二区限定打开斜坡， 及在它之后是部分升程区和全升程区， 借此各个 区借助于过渡半径彼此连接 ； 并且在整个曲线区上， 放置曲线尺， 以便没有冲击地彼此连接 曲线区。
此外， 优选的是， 借助于凸轮轴的凸起、 借助于摆杆的曲线轮廓及借助于中间杆的 工作曲线， 气门的打开特性是可确定的。
优选实施例在其中看到 ： 到目前为止以已知方式布置在中间杆上的工作曲线现在 布置在凸轮随动件上 ； 并且凸轮随动件的在前辊是中间杆的构成部分。
在另一个实施例中， 摆杆具有辅助辊， 该辅助辊与在开槽连杆处运行的中间杆的 辊直接接触。
同样便利的实施例在其中看到 ： 中间杆通过支腿弹簧或通过具有侧线的开槽连杆 被轴向引导。
另一个优选实施例在其中看到 ： 中间杆以在调节杆处的圆形轮廓支撑， 借此所述 轮廓也能支撑嵌在摩擦轴承或抗摩擦轴承中的辊。
另一个同样便利的实施例是 ： 调节杆呈现例如圆弧、 下凹、 上升及倾斜形状的接触 轮廓， 因为借助于调节杆的接触轮廓的形式， 尤其也影响内燃机的气门的加速性能。
在具有几个进气门和排气门的内燃机的一个实施例中， 具有不同气门升程并借此 与不同打开时间相联的气门由此借助于几个调节杆被调节， 这些调节杆借助于各个执行器
是可调节的， 对应设置值借助于过程控制发动机特性或借助于程序控制模型计算。
柴油机的所述可变气门升程控制系统的主要优点在其中包括 ： 借助于例如两个进 气门的气门升程的个别控制， 能调节汽缸中流动的曲折， 并且四冲程发动机的主要优点在 其中包括 ： 例如在两个进气门的情况下， 能以一种方式调节汽缸内流动， 即， 使把燃料直接 喷射到燃烧室中的燃料喷射阀在宽工作范围中有利。 直接喷射的燃料进口阀与具有下部凸 轮轴的气门操作机构的结合有利于燃料喷射阀在燃烧室内的布置的新的可能性， 因为借助 于顶部凸轮轴的限制不存在。
实施例的便利可选择例在其中看到 ： 省去调节元件 ； 或者只应用一个气门间隙调 节元件。
此外， 也优选的是， 提供由铝或由钛合金形成的中间杆。
另外的便利实施例在其中看到 ： 或者所有辊嵌在抗摩擦轴承中 ； 或者辊嵌在抗摩 擦轴承和摩擦轴承中 ； 及摆杆嵌在抗摩擦轴承或摩擦轴承中。
对于用于具有下部凸轮轴的热机的新可变气门升程控制系统必需的是 ： 由此能负 载依赖地和转速依赖地调节一个或多个进气门和 / 或排气门的气门升程 ； 同时与气门升程 相联系地， 也调节气门的打开时间 ； 及另外借助于气门的零升程的调节， 能关闭内燃机的个 别汽缸。借助于这种方式实现减小燃料消耗。 本发明此外涉及一种优选地分叉摆杆， 该分叉摆杆具有确定轮廓、 工作曲线及至 少一个辊。 所述摆杆能优选地可选择地或与摆杆结合地应用， 摆杆具有代替确定轮廓的辊。 在进行时， 没有辊和代替其提供确定轮廓具有几个优点。代替辊的确定轮廓减小摆杆的重 量并且增加其刚性。包括与辊有关的轴线、 轴承及制造成本的辊的经济性进一步导致摆杆 的整体较低成本。然而， 更显著的优点是用于可变气门升程调节或气门升程控制系统的根 据本发明的装置的功能精度的提高。 如果代替辊而提供确定轮廓， 那么省略钻孔的公差， 该 公差对于辊轴线以及用于辊的适当轴承的公差是必需的。此外， 例如， 轮廓能在夹持中加 工或生产， 这节省制造时间以及制造成本。最后， 对于具有确定轮廓的摆杆， 在摆杆 - 调节 元件 - 接触中实现较低的高加载压力 ： 例如， 作为调节元件能应用偏心轴或调节杆。原则 上， 轮廓的形式或形状是可自由选择的， 并且除扁平滑板之外也呈现凸起或下凹滑板或其 组合。由此， 球形弯曲平面是可想象的， 以便形成线接触和点接触可变的接触形式。
用于气门升程的可变调节的根据本发明的装置能应用在具有顶部凸轮轴的内燃 机中以及具有下部凸轮轴的内燃机中， 借此例如借助于一个或多个调节杆或一个或多个单 件或多部分偏心轴进行摆杆的调节， 该调节杆或偏心轴由适当的执行器驱动， 像例如根据 本发明的执行器技术， 并且借此借助于在进气门侧和 / 或排气门侧的凸轮轴调节装置， 凸 轮轴的辅助调节是可能的。
在下面， 借助于优选实施例举例说明本发明。
附图说明
表示的是 ： 图 1 根据本发明的气门升程系统的立体图 ； 图 2 在截面中的偏心轴 ； 图 3 在截面中具有偏心轮的偏心轴， 这些偏心轮错开地布置 ；图 4 在立体图中根据本发明的执行器的实施例 ； 图 5-11 在不同切换位置和图中具有液压调节元件的执行器的实施例 ； 图 12 根据本发明的装置的另一个实施例 ； 图 13-19 在不同切换位置和图中具有液压调节元件的执行器的另外实施例 ； 图 20 根据本发明的装置的另一个立体图 ； 图 21 以截面图示出另一个偏心轴 ； 图 22 以截面图示出具有偏心轮的另一个偏心轴， 这些偏心轮错开地布置 ； 图 23 气门的打开特性 ； 图 24 气门控制系统的第一实施例 ； 图 25 以横向视图示出第一实施例 ； 图 26 气门控制系统的第二实施例 ； 图 27 气门控制的第三实施例 ； 及 图 28 根据本发明的摆杆的实施例。具体实施方式
图 1 表示用于气门升程装置 1 的换气门 2 的可变升程调节的气门升程系统， 气门 升程装置 1 呈现可旋转偏心轴 3， 该可旋转偏心轴 3 包括几个偏心轮 4、 5， 其中偏心轮 4、 5 的所有可能轮廓在一个圆内， 该圆借助于偏心轴 3 的轴承 6、 7 的外径形成 ( 图 2)。偏心轴 3 可穿过在未表示的汽缸盖材料中的贯穿钻孔插入， 并且直接嵌在汽缸盖内的贯穿钻孔中。 由此， 偏心轴 3 能作为可插入偏心轴 3 从汽缸盖的前壁之一安装。偏心轴 3 能嵌在分离壳 体中， 该壳体与汽缸盖相连。在壳体中， 嵌入偏心轴 3、 摆杆 9、 10、 凸轮轴 8 及开槽连杆 11 作为预安装单元。也有可能借助于在汽缸盖内的抗摩擦轴承嵌入偏心轴 3。
偏心轮 4、 5 的轮廓能形成为任意轮廓， 特别是形成为圆， 并且借助于偏心轴 3 的轴 承 6、 7 的外径限制。由此， 偏心轴 3 的最大直径为特别是在汽缸盖内的偏心轴 3 的嵌入而 提供， 并且以到摆杆 9、 10 的摆动点和调节点的最短距离嵌入。偏心轴 3 平行于凸轮轴 8 布 置。偏心轴 3 是液压可调节的或者借助于电力发动机是可调节的， 该电力发动机以与凸轮 轴 7 或与偏心轴 3 的相对准地提供。此外， 电力发动机的轴线设置成与凸轮轴的轴线相平 行或与偏心轴的轴线相平行。由此， 与两个或几个进气门或排气门组合的偏心轮 4、 5 彼此 相对地以角度 α 错开地排列 ( 图 3)， 在偏心轴 3 的旋转位置中， 对于气门 2 生成不同的气 门升程。在一个汽缸盖中为进气门和排气门的致动提供几个偏心轴 3 的情况下， 那么几个 进气门或排气门的偏心轴 3 在偏心轮 4、 5 的轮廓方面不同。邻近汽缸的气门 2 能借助于摆 杆 9、 10 以不同的偏心轮廓致动。能不同地形成用于气门 2 的凸轮轴轮廓， 这些气门 2 属于 一个汽缸。
与偏心轴 3 接触的摆杆 9、 10 的工作轮廓能形成平面或凹面或凸面。然而， 也有可 能的是， 偏心轮 4、 5 与嵌在摩擦轴承或抗摩擦轴承中的辊相接触， 以便减小摩擦和磨蚀。然 而， 对于两种轴承， 假定最小轴承间隙。摆杆 9 的工作轮廓 12 与第二摆杆 10 的工作轮廓 13 不同地形成， 它们借助于轴线 14 直接连接。
图 4 表示用于换气门 111、 112 的升程调节的执行器 101， 执行器 101 布置在壳体 102 内。在这个实施例中是电力发动机的、 未详细表示的、 及布置在黑箱、 壳体 102 内的执行器 101 布置成底侧在可旋转偏心轴 108 处， 可与偏心轴 108 的扭转更换， 偏心轴 108 嵌在 未详细表示的已知汽缸盖中。执行器 101 也能形成为升程磁铁或形成为具有液压调节元件 的执行器。根据图 4， 执行器 101 借助于两个安装夹片 103、 104， 借助于安装元件固定在未 详细表示的汽缸盖处， 这两个安装夹片 103、 104 具体地彼此相对地布置在壳体 102 的前壁 处， 这些安装元件携带在安装夹片 103、 104 的凹口 105、 106 中。此外， 执行器 101 借助于离 合器 107 与偏心轴 108 相连接， 用于执行器运动到偏心轴 108 的旋转运动的传递。在执行 器 101 形成为升程磁铁的情况下， 那么所述执行器也布置在黑箱中。 优选的是在偏心轴 108 上提供几个偏心轮 109、 110。偏心轴 108 嵌在未详细表示的分离壳体中， 或者直接嵌在汽 缸盖内， 借此壳体与汽缸盖相连接。此外， 在壳体中除偏心轴 108 之外， 嵌入摆杆 113、 114。 借助于不同执行器 1 的更换， 气门升程调节的转换对于换气门 111、 112 以这样一种方式气 门升程从无级可变气门升程调节到分级变化发生， 从而发生对于换气门 111、 112 的气门升 程的在两个气门侧处的全可变、 部分全可变、 分级 ； 或在两个气门侧的分级变化。 对于转换， 仅必须改变执行器 101， 执行器 101 借助于离合器 107 与偏心轴 108 相连接。依据不同实施 例， 执行器 101 不能提供成与偏心轴 108 直接对准， 然而， 在执行器 101 与偏心轴 108 之间提 供未详细表示的中间齿轮箱， 借此对应执行器 101 布置在汽缸盖的上部区中或者在前壁上 或在后侧上。在执行器 101 提供为电力发动机的情况下， 那么电力发动机直接作用在偏心 轴 108 上。对于换气门 111、 112 的无级全可变气门升程调节， 用传感器辅助测量气门升程， 该传感器提供在汽缸盖处并且未详细表示， 借此需要换气门 111、 112 的气门升程的位置反 馈。在到换气门 111、 112 的气门升程的分级变化的转换发生的情况下， 那么提供至少从两 个到四个气门位置。在换气门 111、 112 的气门升程的变化到气门升程的分级全可变变化的 转换中， 偏心轴 108 设有可更换离合器 107。
图 5-11 用对应图表示在不同切换位置中作为具有两个、 三个及四个位置的执行 器的液压执行器 101 的实施例。
图 5a 和 5b 表示执行器 101， 执行器 101 用转子 115 形式的液压调节元件形成具有 两个位置的执行器。由此， 转子呈现两个转子翼 116、 117， 并且在定子壳体 119 中绕转动轴 线 118 在根据图 5a 和 5b 的两个切换位置中直到停止位置 120、 121 可旋转。
图 6a 和 6b 表示执行器 101， 执行器 101 用转子 115 形式的液压调节元件形成为 具有两个位置的执行器。转子 115 由此呈现转子翼 116， 并且在定子壳体中绕转动轴线 118 在近似 300°内直到在根据图 6a 和 6b 的两个切换位置中的停止位置 120、 121 可旋转。
图 7 表示对于一翼执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 122 的图示例子， 由此， 用于执行器 101 的致动的方向控制阀 122 能定位在执行器 101 内， 优选地对于执行器 中心线同轴。执行器 101 优选地由塑料形成。执行器 101 供有来自发动机循环的液压油压 力， 借此用于执行器 101 的致动的方向控制阀 122 安装在汽缸盖处， 并且具体地定位在执行 器 101 内， 优选地对于执行器中心线 118 同轴。
图 8a、 8b、 8c 表示执行器 101， 执行器 101 用具有转子翼 116、 117 的内转子 115、 及 外转子 123 形式的液压调节元件形成为具有三个位置的执行器， 内转子 115 和外转子 123 在定子壳体 119 内绕转动轴线 118 在根据图 8a、 8b、 8c 的三个切换位置中直到内转子 115 的停止位置 120、 121 和直到对于外转子 123 的停止位置 124、 125 可旋转。
图 9 表示对于具有三个位置的执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 126、127 的图示例子。
图 10a、 10b、 10c、 10d 表示执行器 101， 执行器 101 用具有内转子 115 和外转子 123 形式的液压调节元件形成为具有四个位置的执行器， 内转子 115 和外转子 123 在定子壳体 119 内绕转动轴线 118 在根据图 10a、 10b、 10c、 10d 的四个切换位置中可旋转。
图 11 表示对于具有四个位置的执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 126、 127 的图示例子。
图 12 表示根据本发明的装置， 该装置具有 ： 凸轮轴调节单元 230， 它优选地提供在 凸轮轴 232 在其轴向延伸的一端处 ； 偏心轴 208 ； 及用于换气门 211 或 212 的升程调节的执 行器 1， 它布置在壳体 202 内。在这个实施例中是电力发动机的、 未详细表示的、 及布置在 黑箱、 壳体 202 内的执行器 201 布置成底侧在可旋转偏心轴 208 处， 可与偏心轴 208 的扭转 更换， 偏心轴 208 嵌在未详细表示的已知汽缸盖中。执行器 201 也能形成为升程磁铁或形 成为具有液压调节元件的执行器。根据图 12， 执行器 201 借助于安装元件， 具体地借助于 两个安装夹片 203 和 204， 安装在未详细表示的汽缸盖处， 这两个安装夹片 203 和 204 具体 地彼此相对地布置在壳体 202 的前壁处， 这些安装元件携带在安装夹片 203 和 204 的凹口 205 和 206 中。此外， 执行器借助于离合器 207 与偏心轴 208 相连接， 用于执行器运动到偏 心轴 208 的旋转运动的传递。在执行器 201 形成为升程磁铁的情况下， 那么所述升程磁铁 也布置在黑箱中。 优选的是在偏心轴 208 上提供几个偏心轮 209 和 210， 例如对于具有每汽 缸多于一个进气门的内燃机。偏心轴 208 嵌在分离壳体中， 该分离壳体未详细表示并且与 汽缸盖相连接。除偏心轴 208 之外， 辊凸轮随动件 213 和 214 也嵌在壳体中， 辊凸轮随动件 213 和 214 作用在换气门 211 和 212 上。借助于偏心轴 208， 影响摆杆 236 和 238 的运动， 摆杆 236 和 238 分别借助于凸轮轴 232 的凸轮 234 驱动。借助于不同执行器 201 的更换， 对于换气门 211 和 212 气门升程从无级可变气门升程调节到分级变化的气门升程调节的转 换发生， 从而发生对于换气门 211 和 212 的气门升程的在两个气门侧处的全可变、 部分全可 变、 分级变化 ； 或在两个气门侧的分级变化。对于转换， 仅必须改变执行器 201， 执行器 201 借助于离合器 207 与偏心轴 208 相连接。 然而依据不同实施例， 执行器 201 不能提供成与偏 心轴 208 直接对准， 那么， 在执行器 201 与偏心轴 208 之间提供未详细表示的中间齿轮箱， 借此对应执行器 201 布置在汽缸盖的上部区中或者在前壁上或在后侧上。在执行器 201 提 供为电力发动机的情况下， 那么电力发动机直接作用在偏心轴 208 上。对于换气门 211 和 212 的无级全可变气门升程调节， 用传感器辅助测量气门升程， 该传感器提供在汽缸盖处并 且未详细表示， 借此需要换气门 211 和 212 的气门升程的位置反馈。
在到换气门 211 和 212 的气门升程的分级变化的转换的情况下， 那么提供至少从 两个到四个气门位置。为了换气门 211 和 212 的气门升程的变化到气门升程的无级、 全可 变变化的转换， 偏心轴 208 设有可更换离合器 207。
图 13-19 用对应图表示在不同切换位置中作为具有两个、 三个及四个位置的执行 器的液压执行器 201 的实施例。
图 13a 和 13b 表示执行器 201， 执行器 201 用转子 215 形式的液压调节元件形成为 具有两个位置的执行器。由此， 转子 215 呈现两个转子翼 216、 217， 并且在定子壳体 219 中 绕转动轴线 218 在 180°内在两个切换位置中直到根据图 13a 和 13b 的停止位置 220、 221 可旋转。图 14a 和 14b 表示执行器 201， 执行器 201 用转子 215 形式的液压调节元件形成为 具有两个位置的执行器。由此， 转子 215 呈现转子翼 116， 并且在定子壳体 219 中绕转动轴 线 218 在 270°内在根据图 14a 和 14b 的两个切换位置中直到停止位置 220、 221 可旋转。
图 15 表示对于一翼执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 222 的图示例子， 由此， 用于执行器 201 的致动的方向控制阀 222 能定位在执行器 201 内， 优选地对于执行器 中心线同轴。执行器 201 优选地由塑料形成。执行器 201 供有来自发动机循环的液压油压 力， 借此用于执行器 201 的致动的方向控制阀 222 安装在汽缸盖处， 并且优选地定位在执行 器 201 内， 优选地对于执行器中心线 218 同轴。
图 16a、 16b、 及 16c 表示执行器 201， 执行器 201 用具有转子翼 216、 217 的内转子 215、 及外转子 223 形式的液压调节元件形成为具有三个位置的执行器， 内转子 215 和外转 子 223 在定子壳体 219 内绕转动轴线 218 在 180°内在根据图 16a、 16b、 16c 的三个切换位 置中直到内转子 215 的停止位置 220、 221、 和直到对于外转子 223 的停止位置 224、 225 可旋 转。
图 17 表示对于具有三个位置的执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 226、 227 的图示例子。 图 18a、 18b、 18c、 及 18d 表示执行器 201， 执行器 201 用具有内转子 215 和外转子 223 形式的液压调节元件形成为具有四个位置的执行器， 内转子 215 和外转子 223 在定子壳 体 219 内绕转动轴线 218 在根据图 18a、 18b、 18c、 18d 的四个切换位置中可旋转。
图 19 表示对于具有四个位置的执行器和用于连接 A 和 B 的 4/2 方向控制阀 226、 227 的图示例子。
图 20 表示用于汽缸的两个换气门 312 和 314( 例如两个进气门 ) 的可变气门升程 调节的根据本发明的装置 310， 装置 310 呈现可旋转偏心轴 316， 可旋转偏心轴 316 在这个 实施例中由两个偏心轴部分 318 和 320 建造， 这两个偏心轴部分 318 和 320 彼此相对同轴 地布置， 借此一个偏心轮 322 优选地是偏心轴部分 318 的整体部分， 并且一个偏心轮 324 优 选地是偏心轴部分 320 的整体部分。同轴安置的、 并且能彼此独立运动的两个偏心轴部分 318 和 320 都在一个连接位置 330 处彼此接触， 可从外面观察。原则上， 所述位置能提供在 两个偏心轮 322 和 324 之间的任何位置处。为了稳定性原因， 连接位置 330 提供成在一个 轴承位置处， 然而， 该位置基本上不是强制性的。优选地， 偏心轮 322 和 324 的所有可能轮 廓定位在一个圆内， 该圆借助于偏心轴 316 的轴承 326 和 328 的外径形成 ( 比较图 21)。偏 心轴 316 可穿过在未表示的汽缸盖材料中的贯穿钻孔插入， 并且直接嵌在汽缸盖内的贯穿 钻孔中。由此， 偏心轴 316 能作为可插入偏心轴 316 从汽缸盖的前壁之一安装。优选地， 偏 心轴 316 嵌在分离壳体 ( 未表示 ) 中， 该壳体与汽缸盖相连。在壳体中， 嵌入偏心轴 316、 摆 杆 332 和 324、 一个凸轮轴 336 及开槽连杆 338 作为预安装单元。也有可能借助于在汽缸盖 内的抗摩擦轴承嵌入偏心轴 316。
偏心轮 322 和 324 的轮廓能形成为任意轮廓， 特别是形成为圆， 并且由偏心轴 316 的轴承 326 和 328 的外径限制。由此， 特别是， 偏心轴 316 的最大直径为在汽缸盖内的偏心 轴 316 的轴承而提供， 并且优选地， 以到摆杆 332 和 324 的摆动点和调节点的最短距离嵌 入。优选地， 偏心轴 316 平行于凸轮轴 336 布置。
为了各个偏心轴部分 318 和 320 的交错， 执行器 340 优选地借助于离合器元件 342
与偏心轴 316 相连接。由此， 优选地， 执行器 340 以与偏心轴 316 的转动轴线 344 对准的方 式布置。执行器 340 借助于壳体 346 被保护， 并分别能与汽缸盖及壳体相连接， 在壳体中借 助于适当的安装装置 348 嵌入偏心轴 316。例如， 执行器 340 能呈现用于偏心轴 316 的角度 的交错或调节的液压、 电气或电磁装置。 除提到的装置之外， 可选择装置以及提到装置的组 合也是可想象的。执行器 340 的调节轴线能进一步提供成与凸轮轴轴线相平行或与偏心轴 轴线相平行。
由于偏心轮 322 和 324 能与彼此相对以角度 α 错开 ( 比较图 22) 的例如两个或较 多几个进气门或排气门组合地布置， 在偏心轴部分 318 和 320 的转动位置中， 对于气门 312 和 314 能产生不同的气门升程。
在一个汽缸盖中为进气门和排气门的致动提供几个偏心轴 316 的情况下， 那么几 个进气门或排气门的偏心轴 316 在偏心轮 322 和 324 的轮廓方面不同。两个邻近汽缸的气 门能借助于摆杆 332 和 334 以不同的偏心轮廓致动。对于属于一个汽缸的气门 312 和 314， 也能不同地形成凸轮轴 336 的凸轮轴轮廓。
与偏心轴 316 的偏心轮 322 和 324 相接触的摆杆 332 和 334 的工作轮廓能形成平 面、 凹面或凸面。然而， 也有可能的是， 偏心轮 322 和 324 例如借助于摩擦轴承或抗摩擦轴 承与嵌在对应摆杆 332 和 334 中的辊相接触， 以便减小摩擦和磨蚀。然而， 对于两种轴承， 假定最小轴承间隙。
摆杆 332 和 334 的每一个呈现工作轮廓， 该工作轮廓与用于气门致动的装置 350 和 352 相啮合。作为用于气门致动的装置 350 和 352， 例如能应用辊凸轮随动件， 如在图 20 中表示的那样。用于气门致动的两个装置 350 和 352 把对应摆杆 332 或 334 的运动传递到 气门 312 或 314 之一上。此外， 优选的是提供气门清洁调节元件 354 和 356。
在未表示的另一个实施例中， 摆杆能呈现代替工作轮廓的辊， 并且用于气门致动 的装置能呈现工作轮廓。 在两个描述的实施例中， 都能不同地形成不同摆杆、 或用于气门致 动的不同装置的工作轮廓， 这些不同摆杆优选地直接借助于轴线 358 彼此连接。
摆杆 332 和 334 借助于弹簧 360 压向凸轮轴 336。
对于与气门升程一起也改变打开时间的气门操作机构， 根据图 23， 也能负载依赖 和转速依赖地调节上截 (overcutting) 和进口关闭时间。 特别是， 有可能 ： 在空转运行中使 上截最小以便改进空转运行质量 ； 在部分负载操作范围中借助于气门升程控制上截和与其 一起的残余气体部分 ； 及对于全负载借助于进气门关闭的控制改进转矩和性能。这借助于 气门升程控制系统的第一实施例实现， 该气门升程控制系统表示在图 24 中， 具有表示在图 23 中的特征 a、 b、 c 及 d。因为对于根据本发明的新气门操作机构， 已不必考虑在空转运行 质量与最大性能之间的协调， 因为情况是分别对于固定上截及确定的控制时间， 对于高转 速， 气门升程也能连续并具有一打开时间， 这对于跑车 (sport) 发动机仍很普遍， 跑车发动 机可能把任何空转运行质量放在一边。
关于燃料消耗借助于在凸轮轴上的辅助相位滑移器改进根据本发明的技术方案 的有效性， 借助于该辅助相位滑移器在负载操作范围内另外改进在部分负载操作范围内的 燃料消耗， 而没有借助于早期吸气关闭的阻塞。 用在凸轮轴上的相位滑移器， 对于冷发动机 和对于冷催化剂， 能移动出口扩散或排气门的打开时间， 从而富能排出气体流入催化剂中 并且较快地加热催化剂。具有可变气门升程和依赖于气门升程调节的打开时段的气门升程操作机构的第 一实施例表示在图 24 中。下部凸轮轴 401 借助于推杆 403 和借助于液压气门间隙调节元 件 402 驱动摆杆 404。摆杆 404 具有曲线轮廓 414， 该曲线轮廓在中间杆 409 的辊 413 上运 行。由此， 中间杆 409 嵌在轴线 418 上。在轴线 418 的端部处 ( 图 25)， 布置两个辊 415。由 此， 两个辊 415 在开槽连杆 410 中运行， 这些开槽连杆 410 以固定方式与汽缸盖相连接。中 间杆 409 支撑在壳体中被引导的调节杆 411 处， 并且以工作曲线 416 在凸轮随动件 407 的 辊 408 上滚动， 凸轮随动件 407 嵌在壳体处。凸轮随动件 407 支撑在液压调节元件 406 和 热机的气门 405 上。借助于调节杆 411 的移动， 在凸轮轴 401 的转动中借助凸轮随动件 407 的辊 408 调节中间杆 409 的工作曲线 416 的区。由此， 调节气门 405 的气门升程和依赖于 其的打开时间。中间杆 409 的工作曲线 416 由几个个别区构造。例如， 一个区描述所谓的 零升程， 它借助于绕辊 413 的中心的圆弧限定。在它之后是限定打开斜坡的区， 在它之后有 部分升程区和全升程区。所有各个区借助于过渡半径彼此连接。然后， 在整个区上放置曲 线尺， 它没有冲击地彼此连接所有曲线区。以类似方式， 形成摆杆 404 的曲线轮廓 414。借 助于凸轮轴 401 的凸起、 借助于摆杆 404 的曲线轮廓 414 及借助于中间杆 409 的工作曲线 416， 确定根据凸轮机构的图 23 的打开特性。
在根据图 26 的第二实施例中， 工作曲线 416 布置在凸轮随动件 407 处， 并且辊 408 是中间杆 409 的构成部分。此外， 中间杆 409 根据图 26 以圆形轮廓 419 支撑在调节杆 411 处。 在另一个非示范实施例中， 所述轮廓也能支撑在辊上， 该辊嵌在摩擦轴承或抗摩擦轴承 中。
在根据图 27 的第三实施例中， 摆杆 404 具有辊 412， 该辊 412 直接与中间杆 409 的 辊 413 一起运行。中间杆 409 能通过支腿弹簧 417 或通过具有侧线 421 的开槽连杆 410 被 轴向引导。在另一个非示范实施例中， 调节杆 411 也能提供另一种轮廓， 例如圆弧形、 下凹、 上升及倾斜形， 借此借助于中间杆 409 的轮廓 419 和调节杆 411 的接触轮廓 420 的形式， 尤 其也影响内燃机的气门 405 的加速性能。
在另一个非示范实施例中， 对于具有几个进气门和排气门的内燃机， 能以不同的 气门升程和与此相关地以不同的打开时间控制气门。然后， 这能借助于几个调节杆 411 进 行， 这些调节杆 411 借助于各个执行器控制。由此， 借助于过程控制特性图、 或借助于程序 控制模型， 计算对应设置值。借助于几个、 非示范偏心轴也能进行气门升程的控制。对于柴 油机， 借助于例如两个进气门的气门升程的个别控制， 能控制汽缸中流动的曲折。
在四冲程发动机的情况下， 通过例如两个进气门的个别控制， 能以这样一种方式 调节汽缸内流动， 从而使把燃料直接喷射到燃烧室中的燃料喷射阀在宽工作范围中有利。 直接喷射的燃料进口阀与具有下部凸轮轴的气门操作机构的结合有利于燃料喷射阀在燃 烧室内的布置的新的可能性， 因为借助于顶部凸轮轴的限制不存在。
实施例的便利可选择例在其中看到 ： 或者省去调节元件 ； 或者不应用气门间隙调 节元件， 并且中间杆由铝或由钛合金形成。
另外的便利实施例在其中看到 ： 或者所有辊借助于抗摩擦轴承嵌入 ； 或者辊借助 于抗摩擦轴承和摩擦轴承嵌入 ； 及摆杆借助于抗摩擦轴承或摩擦轴承嵌入。
由于环境， 另一个便利实施例在其中看到 ： 不必应用调节元件 ； 并且那么气门间 隙在摆杆处是机械可调节的。图 28 表示具有工作曲线 510 的根据本发明的摆杆 500 的优选实施例， 工作曲线 510 作用在用来致动气门的装置 ( 未表示 ) 上， 像例如作用在辊凸轮随动件上。呈现的摆 杆 500 的优点是平轮廓 520， 借助于平轮廓 520 摆杆支撑在调节元件上， 该调节元件改变其 转动操作中心， 像例如调节杆或偏心轴 ( 未表示 )。 基本上， 轮廓的形式是自由地可选择的， 只要适于保证对于调节元件的接触， 特别是在操作方式期间。在摆杆 500 的一个端部处， 提 供凹口， 该凹口适于携带轴线， 在该轴线上优选地布置辊。 例如， 所述辊接触凸轮轴的凸轮。 在图 28 中表示的摆杆 500 优选地用作在根据本发明的装置中的摆杆， 如以前描述的图中所 示。
附图标记清单 ：
1 气门升程装置
2 气门
3 偏心轴
4 偏心轮
5 偏心轮
6 偏心轴的轴承的外径
7 偏心轴的轴承的外径
8 凸轮轴
9 摆杆
10 摆杆
11 开槽连杆
12 摆杆的工作轮廓
13 摆杆的工作轮廓
14 摆杆的轴线
101 执行器
102 壳体
103 安装元件
104 安装元件
105 在安装元件中的凹口
106 在安装元件中的凹口
107 离合器
108 偏心轴
109 偏心轮
110 偏心轮
111 换气门
112 换气门
113 摆杆
114 摆杆
115 转子
116 转子翼19102359403 A CN 102359419
说转子翼 转动轴线 定子壳体 在定子壳体内的停止位置 在定子壳体内的停止位置 方向控制阀 外转子 在外转子内的停止位置 在外转子内的停止位置 方向控制阀 方向控制阀 执行器 壳体 安装元件 安装元件 在安装元件中的凹口 在安装元件中的凹口 离合器 偏心轴 偏心轮 偏心轮 换气门 换气门 辊凸轮随动件 辊凸轮随动件 转子 转子翼 转子翼 转动轴线 定子壳体 在定子壳体内的停止位置 在定子壳体内的停止位置 方向控制阀 外转子 在外转子内的停止位置 在外转子内的停止位置 方向控制阀 方向控制阀 凸轮轴调节单元明书17/19 页117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 23020102359403 A CN 102359419
说凸轮轴 凸轮 摆杆 摆杆 用于可变升程调节的装置 换气门 换气门 偏心轴 偏心轴部分 偏心轴部分 偏心轮 偏心轮 偏心轴的轴承的外径 偏心轴的轴承的外径 连接位置 摆杆 摆杆 凸轮轴 开槽连杆 执行器 离合器元件 转动轴线 壳体 安装装置 用于气门致动的装置 用于气门致动的装置 气门间隙调节元件 气门间隙调节元件 摆杆的轴线 弹簧 凸轮轴 气门间隙调节元件 推杆 摆杆 气门 调节元件 凸轮随动件 凸轮随动件 407 的辊 中间杆明书18/19 页232 234 236 238 310 312 314 316 318 320 322 324 326 328 330 332 334 336 338 340 342 344 346 348 350 352 354 356 358 360 401 402 403 404 405 406 407 408 40921102359403 A CN 102359419
说开槽连杆 调节杆 摆杆 404 的辊 中间杆 409 的辊 摆杆 404 的曲线轮廓 辊 中间杆 409 的工作曲线 支腿弹簧 轴线 中间杆 409 的轮廓 调节杆 411 的接触轮廓 开槽连杆的侧线 摆杆 工作曲线 轮廓 凹口明书19/19 页410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 500 510 520 530