具有杠杆元件的配气机构控制设备的制作方法

1.本发明涉及一种配气机构控制设备。


背景技术：

2.配气机构控制设备例如从de 10 2017 101 792 a1中已知。在此，描述与内燃机的可变配气机构相关的配气机构控制设备。内燃机具有换气阀，所述换气阀的气门升程分别通过凸轮轴的主凸轮和副凸轮预设，并且能够经由具有主杠杆和副杠杆的可切换的拖杆选择性地传递给相关的换气阀。主杠杆能够经由可通过调节设备调节的轴向可运动的闭锁销与可枢转地支承在主杠杆处的副杠杆耦联。闭锁销能够通过轴向可运动支承的切换销抵抗弹簧元件的复位力而移动。切换销的轴向外端部与切换弹簧连接，所述切换弹簧与推板耦联。推板在拖杆的上方平行于相关联的凸轮轴设置，并且能够经由直线式执行器抵抗复位弹簧的复位力在轴向方向上从起始位置移动到切换位置中。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，能够更柔性地构造配气机构控制设备，并且提高配气机构控制设备的可靠性。此外，应降低配气机构控制设备相对于外部干扰影响、例如加速力或温度变化的易受影响性。
4.所述目的中的至少一个目的通过根据本发明的配气机构控制设备来实现。由此，能够降低配气机构控制设备相对于外部干扰影响、例如加速力或温度变化的易受影响性，并且提高可靠性和稳固性。另外，能够更柔性地安装执行器。此外，在将执行器运动转换成切换运动时，能够减少运动损失。也降低意外的切换运动的危险。
5.配气机构控制设备能够安装在车辆中。内燃机能够是往复式活塞发动机。气门能够是换气阀、尤其进气阀或排气阀中的换气阀。
6.升程传递元件能够设置在凸轮与气门之间，并且根据凸轮位置来引起气门升程。升程传递元件能够是可切换的，并且能够占据第一切换状态和第二切换状态。升程传递元件能够是拖杆、尤其滚轮拖杆。切换元件能够与升程传递元件连接，并且在此将第一切换位置和第二切换位置传递给升程传递元件，以便在所述升程传递元件中设定对应的第一切换状态或第二切换状态。切换弹簧能够在升程传递元件与切换元件之间有效地设置。切换弹簧能够在升程传递元件处与优选地可在轴向方向上运动的切换销连接。切换弹簧能够是板簧。切换弹簧能够紧固在切换元件上。
7.第一气门升程能够大于第二气门升程。第一气门升程能够是全升程(vollhub)，并且第二气门升程能够是零升程。由此能够实现内燃机的选择性的缸关闭。第一气门升程能够是全升程，并且第二气门升程能够是在时间上跟随全升程且在数值上小于全升程的后升程(nachhub)。
8.执行器能够是直线式执行器、尤其直线式磁阻执行器。执行器能够与连接壳体连接，例如经由形状配合、材料配合和/或力配合的连接，尤其经由过盈配合和/或螺旋连接与
连接壳体连接。执行器能够与连接壳体连接作为子组件。具有连接壳体的执行器能够形状配合、材料配合和/或力配合地紧固在容纳承载件上。连接壳体能够与容纳承载件一件式实施。容纳承载件能够固定在内燃机上，尤其与缸盖连接。容纳承载件能够与内燃机拧紧。
9.切换元件能够是推板。切换元件能够沿着切换运动方向线性移动。第一切换位置能够是关于切换运动方向的第一位置，并且第二切换位置能够是关于切换运动方向的轴向偏移的位置。切换运动方向能够与纵向方向相同。执行器运动方向能够与高度方向相对应。
10.杠杆元件能够作为单个构件与执行器和切换元件直接连接。杠杆元件能够设置在连接壳体中。杠杆轴线能够通过活节螺栓形成。活节螺栓能够压入到连接壳体中。杠杆元件能够围绕活节螺栓可旋转地支承。杠杆旋转运动能够通过止挡部在至少一个第一旋转方向上被限制。由此，杠杆元件、执行器和/或切换元件的过冲能够消失。
11.执行器能够在第一力作用部位处与杠杆元件连接。切换元件能够在第二力作用部位处与杠杆元件连接。作为在第一力作用部位与杠杆轴线之间的间距的第一杠杆长度能够与作为在第二力作用部位与杠杆轴线之间的间距的第二杠杆长度相同或不同。杠杆轴线能够沿着垂直于切换运动方向和执行器运动方向伸展的横向方向设置。
12.在本发明的一个优选实施方案中，杠杆元件是偏转杠杆，所述偏转杠杆将执行器运动方向转换成与其不同的切换运动方向。由此能够实施成本低且节省结构空间的设置。
13.在本发明的一个特定实施方案中，执行器关于垂直于切换运动方向和执行器运动方向的横向方向相对于切换元件偏移地设置。
14.在本发明的另一特定实施方案中，切换运动和/或执行器运动是直线运动。在执行器运动和/或切换运动的对应的旋转运动中，切换运动方向和/或执行器运动方向也能够是环周方向。然后，纵向方向能够通过与切换运动方向的环周方向相对应的中心轴线预设。然后，高度方向能够通过与执行器运动方向的环周方向相对应的中心轴线预设。
15.在本发明的一个优选实施方案中，执行器运动方向相对于切换运动方向偏移大于零的偏移角。偏移角能够小于等于90
°
。偏移角能够处于通过纵向方向和横向方向展开的平面中。偏移角或类似地另一偏移角能够处于通过高度方向和纵向方向展开的平面中。
16.在本发明的一个有利的实施方案中，执行器运动方向垂直于切换运动方向。由此能够实现节省结构空间的设置。此外，能够在加速力方面实现执行器的和切换元件的惯性的解耦。
17.在本发明的一个优选的实施方案中，切换元件关于切换运动方向具有第一端部区域和相对的第二端部区域，所述切换元件具有处于所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的切换元件长度，以及杠杆元件在关于切换运动方向处于第一端部区域与第二端部区域之间的耦联区域处与切换元件耦联。由此能够至少部分地拉动切换元件用于在第一切换位置与第二切换位置之间进行转换。由此在切换运动时能够减小切换元件的变形。此外，能够减小通过不同的热膨胀系数引起的不同的膨胀、尤其切换元件与执行器之间的膨胀。
18.耦联区域能够设置在如下区域中：所述区域从第一端部区域或第二端部区域起始关于切换运动方向处于切换元件长度的直至25％。由此，相对于端侧操纵，通过不同的热膨胀系数引起的不同的膨胀能够以直至25％减小。耦联区域也能够设置在切换元件的中心区域中。如果耦联区域处于切换元件的中心，则通过不同的热膨胀系数引起的不同的膨胀能
够以直至50％减小。
19.在本发明的一个特定实施方案中，切换元件具有操纵凹槽，杠杆元件接合到所述操纵凹槽中。操纵凹槽能够是引导槽。杠杆元件能够具有偏转螺栓，所述偏转螺栓容纳在操纵凹槽中。偏转螺栓能够与杠杆元件一件式实施，或者能够实施为与杠杆元件分开的构件。偏转螺栓能够在杠杆元件中压入。操纵槽能够朝向执行器单侧敞开。操纵凹槽能够朝向敞开区域具有扩宽的轮廓。由此，杠杆元件尤其偏转螺栓能够更简单地导入到操纵凹槽中。
20.在本发明的一个特定实施方案中，执行器运动和/或切换运动抵抗复位弹簧的复位力进行，其中复位弹簧直接作用在杠杆元件处。复位弹簧由此能够设置在切换元件的外部。复位弹簧能够实施为轭簧(schenkelfeder)，尤其能够实施为旋转轭簧。在操纵力消失的情况下，复位弹簧能够通过执行器将切换元件保持在与第一切换位置相对应的位置中。
21.在本发明的一个优选实施方案中，气门是换气阀，执行器是直线式执行器，并且切换元件是推板。
22.本发明的其他优点和有利的设计方案从附图说明和附图中得出。
附图说明
23.在下文中参照附图详细描述本发明。详细示出：
24.图1示出具有本发明的一个特定实施方式中的配气机构控制设备的内燃机的局部的立体视图。
25.图2示出处于第一切换位置中的本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备的立体视图。
26.图3示出处于第二切换位置中的图2中的配气机构控制设备的立体视图。
27.图4示出本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备的执行器和连接壳体的横截面。
28.图5示出本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备的执行器和容纳承载件的立体视图。
29.图6示出图5中的彼此紧固的执行器和容纳承载件的立体视图。
具体实施方式
30.图1示出具有本发明的特定实施方式中的配气机构控制设备12的内燃机10的局部的立体视图。用于控制与内燃机10相关联的可变配气机构14的配气机构控制设备12设置在车辆的内燃机10的缸盖16中。内燃机10具有多个缸，并且每个缸与至少两个气门相关联。气门是换气阀，并且为每个缸分配至少一个进气阀和排气阀。气门由至少一个凸轮轴18操纵，所述凸轮轴可旋转地支承并且具有用于操纵气门的多个凸轮。在此，与凸轮轴的旋转位置相关的凸轮位置预设相应气门的气门升程。
31.分别在凸轮与气门之间设置有升程传递元件、例如用于将凸轮调节运动传递到气门的气门升程运动中的滚轮拖杆。升程传递元件可切换地实施用于设定气门的最大气门升程。在此，升程传递元件能够占据第一切换状态和第二切换状态，在所述第一切换状态中气门的第一最大气门升程被预设，在所述第二切换状态中气门的第二最大气门升程被预设。
32.升程传递元件与切换元件20连接。切换元件20是能够沿着纵向方向a1移动的推
板。切换元件20能够占据引起第一切换状态的第一切换位置以及引起第二切换状态的第二切换位置。如果切换元件20处于第一切换位置中，则升程传递元件处于第一切换状态，并且对应地，如果在第二切换位置中，则升程传递元件处于第二切换状态。在此，第一切换位置是沿着纵向方向a1的第一位置，以及第二切换位置是沿着纵向方向a1的第二位置。
33.切换弹簧22有效地设置在升程传递元件与切换元件20之间。切换弹簧22能够与在升程传递元件处的优选地能够沿着纵向方向a1运动的切换销连接。相应的切换位置经由切换弹簧22传递给切换销，所述切换销又根据位置来触发第一切换状态或第二切换状态。切换弹簧22能够是与切换元件20牢固连接的板簧。
34.切换元件20实施切换运动以用于在第一切换位置与第二切换位置之间转换，所述切换运动沿着切换运动方向c进行。在此，切换运动方向c尤其与纵向方向a1相同。
35.配气机构控制设备12还具有用于实施执行器运动的执行器24。执行器运动实现作为沿着执行器运动方向b的直线运动。切换元件20与执行器24连接，并且在此由执行器运动引起切换运动。执行器运动方向b处于垂直于纵向方向a1的高度方向a2，并且不同于与纵向方向a1相同的切换运动方向c。执行器运动方向b相对于切换运动方向c偏移大于零的偏移角。偏移角处于通过纵向方向a1和高度方向a2展开的平面中。在此，偏移角等于90
°
，这意味着直线式执行器运动方向b垂直于直线切换运动方向c。
36.执行器24优选地是直线式执行器，并且能够是直线式磁阻执行器。执行器24经由至少一个螺栓25与容纳承载件26连接。容纳承载件26经由至少一个另外的螺栓27固定在缸盖16上。
37.在图2中示出处于第一切换位置中的本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备12的立体视图。执行器24经由能够绕杠杆轴线d旋转的杠杆元件28与切换元件20连接。杠杆元件28通过绕杠杆轴线d的杠杆旋转运动将沿着执行器运动方向b实现为直线运动的执行器运动转换成沿着切换运动方向c实现为直线运动的切换运动。执行器运动方向b相对于切换运动方向c偏移90
°
。由此能够降低配气机构控制设备12相对于外部干扰影响例如加速力的易受影响性。另外，能够柔性地安装执行器24。此外，在将执行器运动转换成切换运动时能够减少运动损失。也降低了意外的切换运动的危险。
38.与切换元件20牢固连接的切换弹簧22将切换运动和相应的切换位置传递给在此未示出的相应的升程传递元件。升程传递元件分别占据与第一切换位置或第二切换位置相关的对应的第一切换状态或第二切换状态。
39.杠杆元件28容纳在连接壳体30中。在此，杠杆轴线d通过压入到连接壳体30中的活节螺栓形成。执行器24与连接壳体30拧紧作为子组件31。连接壳体30能够形状配合地紧固在容纳承载件上。
40.执行器24沿着垂直于切换运动方向c和执行器运动方向b的横向方向e相对于切换元件20偏移地设置。关于执行器运动方向c，切换元件20具有第一端部区域e1和相对的第二端部区域e2，所述切换元件具有处于所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的切换元件长度l。杠杆元件28包括偏转螺栓32，所述偏转螺栓接合到切换元件20中的操纵凹槽34中。操纵凹槽34实施为引导槽，所述引导槽朝向执行器24单侧地敞开，并且朝向敞开区域具有扩宽的轮廓。由此，杠杆元件28尤其偏转螺栓32能够更简单地导入到操纵凹槽34中。偏转螺栓32能够与杠杆元件28一件式实施，或者能够实施为与杠杆元件28分开的构件。
41.偏转螺栓32与操纵凹槽34形成关于切换运动方向c处于第一端部区域e1与第二端部区域e2之间的耦联区域36，杠杆元件28通过所述耦联区域与切换元件20耦联。由此能够至少部分地拉动切换元件20用于在第一切换位置与第二切换位置之间进行转换。由此，在切换运动时能够减小切换元件20的变形。此外，能够减小通过各个材料的不同的热膨胀系数引起的不同的膨胀、尤其切换元件20与执行器24之间的膨胀。
42.耦联区域36设置在区域38中，所述区域从第一端部区域e1或第二端部区域e2起始关于切换运动方向c处于切换元件长度l的大约20％至25％处。由此，相对于端侧操纵，通过不同的热膨胀系数引起的不同的膨胀能够以直至25％减小。
43.图3示出处于第二切换位置中的图2中的配气机构控制设备12的立体视图。杠杆元件28相对于第一切换位置绕杠杆轴线d旋转。通过耦联区域36，杠杆元件28的旋转运动已经转换成切换元件20沿着切换运动方向c的直线运动，所述切换元件由此处于第二切换位置中。
44.在图4中示出本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备12的执行器24和连接壳体30的横截面。在此，执行器24处于与切换元件的第一切换位置相对应的基本位置中。执行器24具有沿着执行器运动方向b可直线运动的执行器元件40，所述执行器元件能够移出和移入，并且在第一力作用部位42处与杠杆元件28耦联。在此未示出的切换元件在通过偏转螺栓32在耦联区域36处形成的第二力作用部位43处与杠杆元件28连接。
45.在此，作为在第一力作用部位42与杠杆轴线d之间的间距的第一杠杆长度l1优选地与作为在第二力作用部位43与杠杆轴线d之间的间距的第二杠杆长度l2相等。在执行器运动与切换运动之间的所期望的转换能够通过第一杠杆长度l1和第二杠杆长度l2的适当的设计来设定。
46.杠杆轴线d沿着垂直于执行器运动方向b和切换运动方向c的横向方向设置。在此，杠杆轴线d通过活节螺栓44形成，所述活节螺栓压入到连接壳体30中并且可旋转地容纳杠杆元件28。
47.执行器元件40将直线式执行器运动传递给杠杆元件28，所述杠杆元件由此围绕杠杆轴线d实施杠杆旋转运动46，并且在第二力作用部位43处将杠杆旋转运动46转换成切换元件的直线切换运动。在此，杠杆元件28作为单个构件与执行器24和切换元件直接连接。杠杆元件28设置在连接壳体30中。
48.杠杆旋转运动46能够在第一旋转方向上、在此在顺时针方向上通过止挡部限制。直接在杠杆元件28与连接壳体30之间形成止挡部。由此，杠杆元件28、执行器24以及与其连接的切换元件的过冲能够消失。在相反的旋转方向上、在此逆时针方向，执行器24本身提供止挡限界，在所述止挡限界时，执行器元件40具有最大移入位置。
49.杠杆元件28实施为偏转杠杆，所述偏转杠杆将执行器运动方向b转换成与其不同的切换运动方向c。从第一切换位置起始朝向第二切换位置抵抗复位弹簧50的复位力实现执行器运动进而还有切换运动。由此，复位弹簧50能够设置在切换元件的外部。复位弹簧50一方面直接设置在杠杆元件28处，以及另一方面直接设置在连接壳体30处并且在此分别支撑。复位弹簧50实施为围绕活节螺栓44设置的旋转轭簧。
50.图5示出本发明的另一特定实施方式中的配气机构控制设备12的执行器24和容纳承载件26的立体视图。执行器24与连接壳体30形状配合地连接，例如通过螺栓形状配合地
连接，在所述连接壳体中设置有杠杆元件28。执行器24与连接壳体30产生能够形状配合地紧固在容纳承载件26上的子组件31。
51.图6中示出图5中的彼此紧固的执行器24和容纳承载件26的立体视图。执行器24与其中设置有杠杆元件28的连接壳体30经由螺栓27与容纳承载件26牢固地连接作为子组件31。杠杆元件28的偏转螺栓32与切换元件耦联。作为推板的在此未描绘的切换元件在容纳承载件26中的两个引导开口52中可移动地引导。容纳承载件26能够紧固在马达缸体上并且具有用于容纳轴承的至少一个轴承容纳部54。
52.附图标记表
53.10 内燃机
54.12 配气机构控制设备
55.14 可变配气机构
56.16 缸盖
57.18 凸轮轴
58.20 切换元件
59.22 切换弹簧
60.24 执行器
61.25 螺栓
62.26 容纳承载件
63.27 螺栓
64.28 杠杆元件
65.30 连接壳体
66.31 子组件
67.32 偏转螺栓
68.34 操纵凹槽
69.36 耦联区域
70.38 区域
71.40 执行器元件
72.42 第一力作用部位
73.43 第二力作用部位
74.44 活节螺栓
75.46 杠杆旋转运动
76.50 复位弹簧
77.52 引导开口
78.54 轴承容纳部
79.a1 纵向方向
80.a2 高度方向
81.b
ꢀꢀ
执行器运动方向
82.c
ꢀꢀ
切换运动方向
83.d
ꢀꢀ
杠杆轴线
84.e
ꢀꢀ
横向方向
85.e1 第一端部区域
86.e2 第二端部区域
87.f
ꢀꢀ
杠杆旋转运动
88.l
ꢀꢀ
切换元件长度
89.l1 第一杠杆长度
90.l2 第二杠杆长度