滑动凸轮系统和用于操作内燃机的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于可变阀门机构的滑动凸轮系统。滑动凸轮系统包括凸轮轴、凸轮支座、凸轮随动件和第一致动器。凸轮支座的第一凸轮和凸轮支座的第二凸轮布置成沿着凸轮轴的纵向轴线彼此偏离。第一凸轮包括基圆区域和具有与第一凸轮的基圆区域相邻的边界部分的阀门升程区域。第二凸轮包括基圆区域和具有与第二凸轮的基圆区域相邻的边界部分的阀门升程区域。第一凸轮的边界部分和第二凸轮的边界部分具有相同构造并且布置在环绕凸轮轴的纵向轴线的相同圆周位置。第一致动器、凸轮随动件和第一接合轨道布置并构造成使得凸轮支座的轴向移动能够在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮的边界部分和/或第二凸轮的边界部分期间进行。

Sliding Cam System and Methods for Operating Internal Combustion Engines

The invention relates to a sliding cam system for a variable valve mechanism. The sliding cam system includes camshaft, cam support, cam follower and uniform actuator. The first cam of the cam support and the second cam of the cam support are arranged to deviate from each other along the longitudinal axis of the camshaft. The first cam includes a base circle region and a valve lift region having a boundary portion adjacent to the base circle region of the first cam. The second cam includes a base circle region and a valve lift region with a boundary portion adjacent to the base circle region of the second cam. The boundary part of the first cam and the boundary part of the second cam have the same structure and are arranged in the same circumference position around the longitudinal axis of the camshaft. The first actuator, the cam follower and the first engagement track are arranged and constructed so that the axial movement of the cam support can be carried out during the period when the cam follower is operatively connected to the boundary part of the first cam and/or the boundary part of the second cam.

【技术实现步骤摘要】
滑动凸轮系统和用于操作内燃机的方法
本专利技术涉及用于可变阀门机构的滑动凸轮系统、可变阀门机构、机动车辆和用于操作内燃机的方法。
技术介绍
阀门控制式内燃机针对每个气缸具有一个或多个可控的进气阀门和排气阀门。可变阀门控制装置实现了阀门的灵活控制，以改变打开时间、关闭时间和/或阀门升程(Ventilhub)。例如，由此能够使发动机操作适应于特定的负载状况。DE19611641C1公开了一种阀门机构，通过该阀门机构能够利用多个不同的升程曲线来致动换气阀门。为此，具有至少一个包括多个凸轮轨道的凸轮部分的滑动凸轮不可旋转地但可轴向移动地安装在凸轮轴上，将具有销形式的致动器从外部径向地引入凸轮部分的凸轮轮廓中，以使滑动凸轮产生轴向移动。在各个换气阀门中，通过滑动凸轮的轴向移动来设置不同的阀门升程。通过使容纳并安装在凸轮轴中的被弹簧加载的锁定球接合在至少一个锁定槽中，滑动凸轮在同样相对于凸轮轴轴向地移动之后锁定在其在凸轮轴上的轴向相对位置上。滑动凸轮的用于改变阀门升程的轴向移动仅出现在该凸轮部或每个凸轮部或其凸轮轨道的所谓的基圆中。由此，限制了阀门机构的转换速度。凸轮的彼此重合的基圆越短，可用于滑动凸轮的轴向移动的时间越短。可用于滑动凸轮的轴向移动的时间越短，转换滑槽(接合轨道)的坡面必须被实施得越陡。在滑动凸轮轴向移动时，在致动器的销和转换滑槽之间出现接触的情况下在局部出现相当大的力。特别地，尤其是在陡的坡面的情况下会出现大的力，该力会对滑动凸轮系统的使用寿命产生不良影响并且/或者限制最大转换速度。DE102012112482A1公开了一种用于操作具有多个气缸的内燃机的方法。为了致动换气阀门，发动机具有阀门机构，阀门机构具有至少一个可旋转地安装的凸轮轴和至少一个能够在各个凸轮轴上轴向移动的滑动凸轮。各个滑动凸轮具有至少一个滑槽部，滑槽部具有至少一个形成在各个滑槽部的外侧面上的凹槽，其中，各个滑动凸轮具有至少一个包括多个凸轮轨道的凸轮部，以用于设定不同的阀门升程。致动器的可致动的销从外侧径向地被引入到滑槽部的凹槽中，以产生各个滑动凸轮的轴向移动。各个滑动凸轮的轴向移动根据其轴向移动方向且/或根据该凸轮部或每个凸轮部的基圆外部的阀门间隙来进行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种替代的或改进的滑动凸轮系统以及一种用于操作内燃机的方法，相较于常规系统，减小了在凸轮支座的移动过程期间产生的力。通过根据独立权利要求的滑动凸轮系统和方法来实现本目的。在从属权利要求和说明书中阐述了有利的实施方式。滑动凸轮系统用于机动车辆的内燃机的可变阀门机构，特别地，机动车辆是商用车辆。滑动凸轮系统包括凸轮轴和凸轮支座。凸轮支座以不能旋转但能在第一轴向位置和第二轴向位置之间轴向地移动的方式布置在凸轮轴上，并且包括第一凸轮、第二凸轮和用于凸轮支座的轴向移动的第一接合轨道。滑动凸轮系统包括凸轮随动件，凸轮随动件在凸轮支座的第一轴向位置操作地连接至第一凸轮，并且在凸轮支座的第二轴向位置操作地连接至第二凸轮。滑动凸轮系统包括第一致动器，第一致动器包括用于接合在第一接合轨道中以用于凸轮支座的轴向移动的可伸缩元件，特别地，可伸缩元件是销。第一凸轮和第二凸轮布置成沿着凸轮轴的纵向轴线彼此偏离。第一凸轮包括基圆区域和具有边界部分的阀门升程区域，第一凸轮的边界部分布置成相邻于第一凸轮的基圆区域。第二凸轮包括基圆区域和具有边界部分的阀门升程区域，第二凸轮的边界部分布置成相邻于第二凸轮的基圆区域。第一凸轮的边界部分和第二凸轮的边界部分具有相同构造，并布置在环绕凸轮轴的纵向轴线的相同圆周位置。第一致动器、凸轮随动件和第一接合轨道布置并构造成使得凸轮支座的轴向移动能够在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮的边界部分和/或第二凸轮的边界部分期间进行。滑动凸轮系统通过在凸轮的边界部分中的扩展延长了可用于凸轮支座的轴向移动的时间段。在轴向运动的相同转换速度情况下，由于较大的转换区域而降低了加速度，并且由此降低了惯性力。一方面，例如，可以由于较小的力和压力而提高功能可靠性和使用寿命。另一方面，例如还可以提高系统的最大转换速度。特别地，第一凸轮构造成直接相邻于第二凸轮。在特别优选的实施例中，第一致动器、凸轮随动件和第一接合轨道布置并构造成使得凸轮支座的轴向移动在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮的边界部分或第二凸轮的边界部分期间开始和/或结束。由此，特别地，凸轮支座的轴向移动的开始位置或结束位置能够转移到边界区域中。因此，能够延长可用于凸轮支座的轴向移动的持续时间。在一个实施例中，边界部分的延伸范围等于或大于1°凸轮轴角。在另一实施例中，边界部分的延伸范围在5°凸轮轴角和45°凸轮轴角之间，特别地在15°凸轮轴角和30°凸轮轴角之间。在另一实施例中，边界部分形成共同的平坦坡面。在一个变型例中，边界部分布置在第一凸轮和第二凸轮的转出区域(Auslaufbereich)中。替代地或附加地，凸轮支座的轴向移动在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮或第二凸轮的边界部分期间开始。优选地，轴向移动在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮或第二凸轮的基圆区域期间结束。然而，也可行的是，轴向移动仅在第一或第二凸轮的转入区域(Einlaufbereich)中的另一边界部分中结束，其中，第一和第二凸轮的另一边界部分仍具有相同构造，并布置在环绕凸轮轴的纵向轴线的相同圆周位置。在另一变型例中，边界部分布置在第一和第二凸轮的转入区域中。替代地或附加地，凸轮支座的轴向移动在凸轮随动件操作地连接至第一或第二凸轮的边界部分期间结束。有利地，凸轮支座的轴向移动在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮或第二凸轮的基圆区域期间开始。然而，也可行的是，轴向移动已经在第一或第二凸轮的转出区域中的另一边界部分中开始，其中，第一和第二凸轮的另一边界部分仍具有相同构造并且布置在环绕凸轮轴的纵向轴线的相同圆周位置。在一个实施例中，凸轮支座包括第二接合轨道，以用于凸轮支座的在由第一接合轨道引起的轴向移动的相反方向上的轴向移动。另外，滑动凸轮系统还包括第二致动器，第二致动器包括用于接合在第二接合轨道中以用于凸轮支座的轴向移动的可伸缩元件，特别地，可伸缩元件是销。第二致动器、凸轮随动件和第二接合轨道布置并构造成使得凸轮支座的轴向移动能够在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮的边界部分或第二凸轮的边界部分期间进行(特别是，开始和/或结束)。特别地，第一致动器和第二致动器可以布置成彼此分离。然而，第一致动器和第二致动器也可以设置在共同壳体中。优选地，第一接合轨道和第二接合轨道可以布置成彼此分离。然而，第一接合轨道和第二接合轨道也可以布置在凸轮支座的相同区域中。优选地，第一接合轨道和第二接合轨道可以彼此交叉。在另一实施例中，第一接合轨道具有横截面收缩部(Querschnittsver-engung)，以用于在接合(伸展的元件在第一接合轨道中的接合)时减少第一接合轨道和第一致动器的可伸缩元件之间的间隙。横截面收缩部布置成使得间隙的减小发生在凸轮随动件操作地连接至第一凸轮和第二凸轮的边界部分之前。由此，接合轨道的用于减小间隙的部分不会缩短接合轨道的用于使凸轮支座轴向地移动的部分。为了实现相同的优点，第二接合轨道可以具有横截面收缩部，以用于在接合(伸展的元件在第二接合轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑动凸轮系统(11)，所述滑动凸轮系统用于机动车辆的内燃机的可变阀门机构(10)，所述机动车辆特别是商用车辆，所述滑动凸轮系统包括：凸轮轴(12)；凸轮支座(14)，其以不能旋转但能够在第一轴向位置和第二轴向位置之间轴向地移动的方式布置在所述凸轮轴(12)上，并包括第一凸轮(32)、第二凸轮(34)和用于所述凸轮支座(14)的轴向移动的第一接合轨道(42)；凸轮随动件(16A)，其在所述凸轮支座(14)的所述第一轴向位置操作地连接至所述第一凸轮(32)，并且在所述凸轮支座(14)的所述第二轴向位置操作地连接至所述第二凸轮(34)；和第一致动器(24)，其包括用于接合在所述第一接合轨道(42)中以用于所述凸轮支座(14)的轴向移动的可伸缩元件，所述第一致动器的所述可伸缩元件特别是销，其中，所述第一凸轮(32)和所述第二凸轮(34)布置成沿着所述凸轮轴(12)的纵向轴线彼此偏离，所述第一凸轮(32)包括基圆区域(32)和具有边界部分(32C)的阀门升程区域(32B)，所述第一凸轮的所述边界部分相邻于所述第一凸轮(32)的所述基圆区域(32A)，所述第二凸轮(34)包括基圆区域(34A)和具有边界部分(34E)的阀门升程区域(34D)，所述第二凸轮的所述边界部分相邻于所述第一凸轮(34)的所述基圆区域(34A)，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)具有相同构造，并且布置在环绕所述凸轮轴(12)的纵向轴线的相同圆周位置，且所述第一致动器(24)、所述凸轮随动件(16A)和所述第一接合轨道(42)布置并构造成使得所述凸轮支座(14)的轴向移动能够在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和/或所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)期间进行。...

【技术特征摘要】
2017.07.27 DE 102017116987.31.一种滑动凸轮系统(11)，所述滑动凸轮系统用于机动车辆的内燃机的可变阀门机构(10)，所述机动车辆特别是商用车辆，所述滑动凸轮系统包括：凸轮轴(12)；凸轮支座(14)，其以不能旋转但能够在第一轴向位置和第二轴向位置之间轴向地移动的方式布置在所述凸轮轴(12)上，并包括第一凸轮(32)、第二凸轮(34)和用于所述凸轮支座(14)的轴向移动的第一接合轨道(42)；凸轮随动件(16A)，其在所述凸轮支座(14)的所述第一轴向位置操作地连接至所述第一凸轮(32)，并且在所述凸轮支座(14)的所述第二轴向位置操作地连接至所述第二凸轮(34)；和第一致动器(24)，其包括用于接合在所述第一接合轨道(42)中以用于所述凸轮支座(14)的轴向移动的可伸缩元件，所述第一致动器的所述可伸缩元件特别是销，其中，所述第一凸轮(32)和所述第二凸轮(34)布置成沿着所述凸轮轴(12)的纵向轴线彼此偏离，所述第一凸轮(32)包括基圆区域(32)和具有边界部分(32C)的阀门升程区域(32B)，所述第一凸轮的所述边界部分相邻于所述第一凸轮(32)的所述基圆区域(32A)，所述第二凸轮(34)包括基圆区域(34A)和具有边界部分(34E)的阀门升程区域(34D)，所述第二凸轮的所述边界部分相邻于所述第一凸轮(34)的所述基圆区域(34A)，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)具有相同构造，并且布置在环绕所述凸轮轴(12)的纵向轴线的相同圆周位置，且所述第一致动器(24)、所述凸轮随动件(16A)和所述第一接合轨道(42)布置并构造成使得所述凸轮支座(14)的轴向移动能够在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和/或所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)期间进行。2.根据权利要求1所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述第一致动器(24)、所述凸轮随动件(16A)和所述第一接合轨道(42)布置并构造成使得所述凸轮支座(14)的轴向移动在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述凸轮(32)的所述边界部分(32C)或所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)期间开始或结束。3.根据权利要求1或2所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)的延伸范围大于或等于1°凸轮轴角，并且/或者所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)的延伸范围在5°凸轮轴角和45°凸轮轴角之间，特别地在15°凸轮轴角和30°凸轮轴角之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)和所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)形成共同的平坦坡面。5.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)布置在所述第一凸轮(32)的转出区域中，且所述第二区域(34)的所述边界部分(34E)布置在所述第二凸轮(34)的转出区域中，并且/或者所述凸轮支座(14)的轴向移动在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)或所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)期间开始，且优选地在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述基圆区域(32A)或所述第二凸轮(34)的所述基圆区域(34A)期间结束。6.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)布置在所述第一凸轮(32)的转入区域中，且所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)布置在所述第二凸轮(34)的转入区域中，并且/或者所述凸轮支座(14)的轴向移动在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述边界部分(32C)或所述第二凸轮(34)的所述边界部分(34E)期间结束，且优选地在所述凸轮随动件(16A)操作地连接至所述第一凸轮(32)的所述基圆区域(32A)或所述第二凸轮(34)的所述基圆区域(34A)期间开始。7.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统(11)，其中，所述凸轮支座(14)包括第二接合轨道(44)，以用于所述凸轮支座(14)的在与由所述第一接合轨道(42)引起的轴向移动相反的方向上的轴向移动，且所述滑动凸轮系统(11)还包括：第二致动器(26)，其包括用于接合在所述第二接合轨道(44)中以用于所述凸轮支座(14)的轴向移动的可伸缩元件，所述第二致动器的所述可伸缩元件特别是销，其中，所述第二致动器(26)、所述凸轮随动件(16A)和所述第二接合轨道(44)布置并构造成使得所述凸轮支座(14)的轴向移动能够在所述凸轮随动件...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽伦·弗兰克，蒂洛·科瓦尔奇克，法比安·蔡尔，海科·诺伊基兴尔，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE