用于内燃机的凸轮轴调节的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对内燃机的凸轮轴进行调节的装置，凸轮轴有至少一个抗扭布置在其上的凸轮件和带两个滑槽轨道的轴向滑环。滑槽轨道形式为开设在凸轮轴周向面内的控制槽。两个滑槽轨道的形状及走向在共同的轨道区段内重合，共同的轨道区段在分支部位处过渡为两个分属于滑槽轨道之一的沿轴向并列延伸的耦合区段。装置具有至少一个可相对于凸轮轴沿径向耦合到轴向滑环中的操作元件，用于沿轴向移动凸轮件。分支部位设计为使得从共同轨道区段出发朝向分支点导引的操作元件导入避让路径中，避让路径沿周向形成共同轨道区段超出分支部位的延长段。本发明专利技术还涉及一种具有所述装置的内燃机以及一种用于所述装置的轴向滑环。

【技术实现步骤摘要】
用于内燃机的凸轮轴调节的装置
本专利技术涉及一种用于对内燃机的凸轮轴进行调节的装置，所述凸轮轴具有至少一个抗扭地布置在凸轮轴上的凸轮件和带两个滑槽轨道的轴向滑环。所述滑槽轨道是开设在凸轮轴的周向面内的控制槽，它们的尺寸或形状及走向在共同的轨道区段内重合，其中，所述共同的轨道区段在分支部位处过渡为两个沿轴向并列延伸的耦合区段。此外，所述装置具有至少一个能相对于凸轮轴沿径向耦合到轴向滑环中的操作元件，用于沿轴向移动凸轮件。分支部位设计为，使得从耦合区段之一出发朝向分支部位在滑槽轨道之一中导引的操作元件导入所述共同的轨道区段中。
技术介绍
由DE102007010148A1已知一种内燃机的气门机构，其能够分级地调节内燃机的进气门和排气门的行程。这种用于凸轮调节的装置包括凸轮件作为凸轮轴的一部分，其抗扭但可沿轴向移动地布置在凸轮轴的承载轴上。凸轮件具有两个凸轮组，所述凸轮组分别带有两个沿轴向并列布置的具有不同凸轮形状的凸轮。所述装置能够通过以下方式调节配属于该凸轮组的气门的行程，即，将凸轮件移动到定义的轴向位置，由此使操作气门的摇臂的接触元件要么与两个凸轮之一接触，要么与“零凸轮”接触，所述“零凸轮”以不具有凸轮升程的凸轮件区段的形式构成。在摇臂接触两个凸轮之一时，以由相应的凸轮升程定义并且附加地与摇臂传动比有关的行程操作相应的气门。在摇臂接触“零凸轮”时，气门的行程由于缺少凸轮升程而等于零。因此通过“零凸轮”实现了气门的关闭。沿凸轮轴的轴向对单独的凸轮件的调节分别借助轴向滑环进行，所述轴向滑环是凸轮件的集成部件或一体部件。在轴向滑环内集成有两个滑槽轨道，所述滑槽轨道形式为沿周向以Y形延伸的控制槽。一个滑槽轨道用于沿轴向向前移动凸轮件，而另一个滑槽轨道用于沿轴向向后移动凸轮件。为此目的，两个滑槽轨道具有沿周向延伸的共同的轨道区段，其是两个滑槽轨道的一部分，因此两个滑槽轨道在该区段内的走向和形状重合。此外，两个控制槽在另一区段内具有两个分散延伸的部分槽，所述部分槽构成两个滑槽轨道的用于耦合操作元件的耦合区段并且在分支点处汇合为所述共同的轨道区段。所述调节通过调节设备实现，其具有形式为调节销的可移出式操作元件，其中分别有一个调节销根据凸轮件在承载轴上的相应位置和期望的调节方向(向前或者向后)移出并且啮合到耦合区段之一内。这由于轴向滑环相对于调节销的相对转动而导致凸轮件在承载轴上轴向移动。分支部位设置为，使得在轴向滑环旋转时在滑槽轨道之一中导引的操作元件从耦合区段之一出发朝向分支部位导入共同的轨道区段内。在图6中示出了传统的轴向滑环130。所述轴向滑环130是基本上呈环形的滑槽轮并且在其周向面内具有两个形式为控制槽的滑槽轨道132和134。滑槽轨道132和134具有共同的轨道区段135和两个分散延伸的、分别属于一个滑槽轨道的啮合区段137、138。在大约呈Y形的分支部位136处，两个啮合区段137、138汇合为共同的区段。由于啮合区段137与共同的轨道区段之间在分支部位处的接近于180°的钝角，在轴向滑环沿箭头方向旋转时在啮合区段之一137中导引的操作元件缓和地引入共同的轨道区段135中，因此，由于共同的轨道区段135与啮合区段137之间的轴向错移，与轴向滑环相连的凸轮件产生轴向移动。然而业已证明，在使用上述凸轮调节设备时操作元件可能损坏。在专利文献DE102007037232A1中描述了一种由于凸轮轴调节的备选设备。该设备的轴向滑环具有带第一深度的第一控制槽和带第二深度的第二控制槽，第二深度大于第一径向深度。换而言之，在这种轴向滑环中，不具有两个滑槽轨道的共同轨道区段。这种布局的优点在于，凸轮件的轴向移动可以借助两个操作元件实现，即啮合到第二滑槽轨道中的内部推杆和啮合到第一滑槽轨道中的包围内部推杆的套筒状外部推杆。由此可以节省轴向的结构空间。但是这种轴向滑环的制造较复杂并且容易损坏。在专利文献DE102009009080A1中描述了另一种由于凸轮轴调节的设备。在此，两个滑槽轨道沿周向依次地布置，因此只需要一个操作元件。然而由于缺少两个滑槽轨道的Y形几何形状，这种设备需要较大的结构空间。
技术实现思路
鉴于所述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于凸轮轴调节的装置，其能够可靠地工作并且特别耐用。该技术问题按本专利技术通过对已知的凸轮轴调节装置进行扩展设计而解决，其主要其特征在于，所述分支部位设计为，使得从所述共同的轨道区段出发朝向分支部位导引的操作元件导入避让路径(Ausweichweg)中，所述避让路径沿周向形成所述共同的轨道区段超出分支部位的延长段。本专利技术基于这样的认知，即本文开头所述的操作元件损坏的原因尤其可能在于，在某些边界条件下凸轮轴可能与规定的旋转方向相反地反向旋转。如果在进行这种反向旋转时操作元件恰巧处于共同的轨道区段内，则其沿反方向运行通过滑槽轨道并且在分支部位处正面碰撞到布置于两个啮合区段之间的控制槽壁上。在Y形分支部位分别具有共同轨道区段与两个啮合区段之间形成的钝角时，操作元件准确地碰撞在呈尖状地在该部位收缩的前壁上，这导致操作元件与尖部之间强硬地碰撞并且导致操作元件损坏，如弯曲或者断裂。例如，当在半发动机运行(Halfmotorbetrieb:可涉及部分气缸关闭)的一挡中恒定行驶时由于在没有踩离合器的情况下突然全力制动而使汽车停止时，可能在耦合的操作元件中出现凸轮轴反向旋转的情况。在这种情况下，发动机控制装置在转速低于转速下限之后发出切换至全发动机运行的指令，并且操作元件移出以进行凸轮轴调节。然而在此不能确保实现所需的凸轮轴转数以切换回全发动机运行。因此，在发动机反向旋转直至停止时(配气机构、曲轴传动机构和双惯量飞轮中的弹性松弛)，可能由于操作元件与Y形尖部的碰撞导致换挡滑槽损坏、扭转或者弯曲。此外，操作元件可能在碰撞时(尤其当操作元件设计为调节销的形式时)弯曲或折断。按照本专利技术，分支部位处的尖锐的Y形尖部由避让路径代替，从共同的轨道区段出发沿相反方向导引的操作元件引入所述避让路径中。避让路径从分支部位出发开始沿共同区段导入分支部位的方向延伸。换而言之，避让路径形成共同的轨道区段超过分支部位的延长段。避让路径在进一步的延伸中可以改变其方向，只要操作元件能够缓和而无障碍地转入该方向即可。在此，避让路径设计为，使得导入避让路径之中的操作元件不会突然碰到障碍物，而是充其量缓和地被转向(沿轴向或者沿径向)。为此目的，避让路径沿周向的延伸尺寸优选大于1cm，特别优选大于2cm，但优选小于10cm。对于普遍使用的轴向滑环外径，避让路径沿周向在优选大于5°、特别优选大于10°、尤其是20°或者更大的角度上延伸。在本专利技术的一种优选实施形式中，所述两个耦合区段和所述共同的轨道区段在分支部位处Y形地汇合，其中，所述两个耦合区段彼此形成锐角，优选形成小于20°、特别优选小于10°、尤其是5°或者更小的角。在这样设计的Y形分支部位处，避让路径起到特别积极的作用，因为可以避免与Y形尖部的强硬碰撞。在此，所述避让路径可以在所述两个耦合区段之间延伸，因为共同轨道区段的延长段通常沿周向在两个耦合区段之间延伸。因此在避让路径的延伸走向中操作元件不需要猛地转向。在一种特别优选的实施形式中，所述避让路径以斜面的形式构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对内燃机的凸轮轴(20)进行调节的装置(10)，所述凸轮轴具有至少一个抗扭地布置在其上的凸轮件(22)和带两个滑槽轨道(32、34)的轴向滑环(30)，所述滑槽轨道分别以开设在凸轮轴周向面内的控制槽的形式构成，其中，所述两个滑槽轨道(32、34)的形状和走向在共同的轨道区段(35)内重合，所述共同的轨道区段(35)在分支部位(36)处过渡为两个分别属于所述两个滑槽轨道之一的沿轴向并列延伸的耦合区段(37、38)，并且所述装置具有至少一个能相对于凸轮轴沿径向耦合到轴向滑环(30)中的操作元件(50)，用于沿轴向(A)移动凸轮件，其特征在于，所述分支部位(36)设计为，使得在凸轮轴(20)旋转时从所述共同的轨道区段(35)出发朝向分支部位(36)导引的操作元件(50)导入避让路径(40)中，所述避让路径形成所述共同的轨道区段(35)超出分支部位(36)的延长段。

【技术特征摘要】
2013.10.21 DE 102013221244.51.一种用于对内燃机的凸轮轴(20)进行调节的装置(10)，所述凸轮轴具有至少一个抗扭地布置在其上的凸轮件(22)和带两个滑槽轨道(32、34)的轴向滑环(30)，所述滑槽轨道分别以开设在凸轮轴周向面内的控制槽的形式构成，其中，所述两个滑槽轨道(32、34)的形状和走向在共同的轨道区段(35)内重合，所述共同的轨道区段(35)在分支部位(36)处过渡为两个分别属于所述两个滑槽轨道之一的沿轴向并列延伸的啮合区段(37、38)，并且所述装置具有至少一个能相对于凸轮轴沿径向耦合到轴向滑环(30)中的操作元件(50)，用于沿轴向(A)移动凸轮件，其特征在于，所述分支部位(36)设计为，使得在凸轮轴与规定的旋转方向相反地反向旋转时从所述共同的轨道区段(35)出发朝向分支部位(36)导引的操作元件(50)导入避让路径(40)中，所述避让路径形成所述共同的轨道区段(35)超出分支部位(36)的延长段。2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两个啮合区段(37、38)和所述共同的轨道区段(35)在分支部位处Y形地汇合，其中，所述两个啮合区段在分支部位(36)处彼此形成锐角(α)。3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个啮合区段在分支部位(36)处彼此形成小于20°的角。4.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个啮合区段在分支部位(36)处彼此形成小于10°的角。5.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个啮合区段在分支部位(36)处彼此形成5°或者更小的角。6.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述避让路径(40)在所述两个滑槽轨道的啮合区段(37、38)之间延伸。7.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述避让路径(40)以斜面(42)的形式构成，所述斜面具有从分支部位(36)出发逐渐减小的槽深度(T)。8.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述斜面的斜率设置为，使得通过所述斜面(42)导引的操作元件在发动机运行时沿径向被顶出所述轴向滑环(30)。9.按权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述斜面(42)相对于在分支部位(36)处的槽底上形成的切平面的上升角(β)大于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：D博多伊奇，D格鲁尔，O格尔，TE舒尔策，N瓦里克，K哈特尔，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE