凸轮轴调节器和用于运行凸轮轴调节器的方法技术

一种凸轮轴调节器(1)包括调节传动装置(2)，所述调节传动装置具有输入轴(7)、设计用于与凸轮轴抗转动地连接的输出轴(6)、以及调节轴(8)，其中调节轴(8)通过执行器(3)驱动。执行器(3)在克服与所述调节轴的角位置相关的扭矩(MB)的情况下驱动调节轴(8)，由此提供输出轴(6)的优选位置、尤其是锁定位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设计用于应用在内燃机中的凸轮轴调节器以及一种用于运行凸轮轴调节器的方法。
技术介绍
从DE 102 48 335A1中已知一种具有调节传动装置的电驱动的凸轮轴调节器，所述调节传动装置能够构成为双偏心轮传动装置或双行星传动装置。调节传动装置具有小的摩擦以及例如1:250的高传动比。从DE 10 2004 038 695 A1中已知另一凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器具有内偏心轮传动装置或行星传动装置作为调节传动装置。行星传动装置也是从DE 100 54 797 A1中已知的凸轮轴调节器的一部分，其中在该情况下能够液压地或电地进行调节。DE 10 2011 004 077 A1公开一种适合于凸轮轴调节器的轴传动装置。通常，凸轮轴调节器的轴传动装置能够实施为罐式传动装置或构成为扁平传动装置。轴传动装置为三轴传动装置。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是：相对于现有技术尤其在能量方面改进可电驱动的凸轮轴调节器。根据本专利技术，所述目的通过根据权利要求1的用于运行凸轮轴调节器的方法来实现。此外，所述目的通过根据权利要求6的适合用于执行该方法的凸轮轴调节器来实现。下面结合凸轮轴调节器阐述的本专利技术的设计方案和优点大体上也适用于运行方法并且反之亦然。凸轮轴调节器包括调节传动装置，所述调节传动装置具有输入轴、输出轴和调节轴，其中输入轴借助于牵引机构传动装置能够由内燃机的曲轴驱动，并且输出轴抗转动地与内燃机的凸轮轴连接。调节轴能够通过执行器驱动，所述执行器优选构成为电动机。然而，在电执行器的部位处也设有液压执行器。调节传动装置优选为三轴传动装置；同样能够实现作为四轴传动装置的实施方式。根据本专利技术，要由执行器施加以旋转调节轴的扭矩与调节轴的角位置相关。在优选的设计方案中，要由执行器施加的驱动力矩周期地波动，其中驱动力矩的波动的周期持续小于调节轴的半转。在调节轴中作用的扭矩的波动在此例如能够描述正弦形或锯齿形的变化。同样地，其他周期性波动的、与调节轴的角位置相关的扭矩变化曲线是可行的，所述扭矩变化曲线例如——至少近似地——能够通过多项式或三角函数描述。与通过扭矩变化描述的曲线的精确形状无关，在无负载的调节传动装置的调节轴转动一整圈的情况下，在执行器和调节轴之间作用的扭矩优选分别经过至少两个最小值和最大值，例如分别经过四个或十个最小值和最大值。在调节轴旋转时在所述调节轴中作用的扭矩的波动对应于输出轴相对于输入轴的限定的优选位置。输出轴仅能够借助调节轴的沿两个转动方向提高的扭矩调节离开优选位置。如果凸轮轴调节器处于优选位置中，那么这表示：相对于输出轴的其他位置在能量方面尤其有利地调节凸轮轴调节器。需要用于调节凸轮轴调节器的、要从执行器传递到调节轴上的扭矩的角度相关性的优点因此在于：凸轮轴调节器以相对小的能量耗费能够保持在优选位置中。要导入到调节轴中的扭矩的角度相关的波动远超过常规的发动机变速器装置的可能的扭矩波动。优选地，从执行器传递到调节轴上的最大扭矩和最小扭矩之间的差相当于在调节轴中作用的平均扭矩的至少20％。甚至在沿相同方向调节期间，调节轴中的扭矩的符号的变换是可行的。因此这等同于：凸轮轴调节器自动地进入到其优选位置中。一旦凸轮轴调节器处于优选位置中，那么能够停止对执行器通电。凸轮轴调节器的调节传动装置例如构成为轴传动装置。轴传动装置不仅在构成为罐式传动装置的情况下而且在构成为扁平传动装置的情况下包括弹性的有齿的构件。除了该构件之外，在优选的设计方案中，调节传动装置的其他构件至少稍微可弹性变形地构成。在此，其尤其为调节传动装置中的滚动轴承的轴承环。弹性的轴承环的优点尤其明显地在于：相应的滚动轴承具有偶数个滚动体。因为在轴传动装置中在滚动轴承的相反置的位置处出现负荷最大值，所以在轴承环的相应的位置处由于偶数个滚动体数量而总是或者存在两个滚动体或者存在两个间隙。滚动体优选被预紧，使得出现轴承环的弹性减振，其中所述滚动体是构成为轴传动装置的调节传动装置中的轴发电机的一部分，其中所述弹性减振与最大力导入的彼此错开180°的区域是否位于滚动轴承的环周部段中极其相关，在所述环周部段中通过滚动体支撑轴承环或者由于相邻的滚动体之间的间隙而较容易变形。较容易的变形性对应于调节轴的较容易的可旋转性。在极端情况下，扭矩变化曲线的最小值构成为锁定位置。在最简单的情况下，在操纵凸轮轴调节器时引起显著的扭矩波动，其方式在于，作用为轴发电机的部件的滚动轴承的轴承环、尤其外环是薄壁的，使得其能弹性变形进而产生锁定效果。替选地，滚动轴承的接触滚动体的轴或内环在环周上波形地构成。同样可行的是：滚动轴承的至少一个轴承环具有围绕其环周变化的壁厚度。也通过在滚动体滚道之下的孔能够实现有针对性地降低滚动轴承的径向刚性。滚动轴承在调节传动装置中的锁定效果也通过应用滚动体是可行的，所述滚动体的横截面不同于圆形。例如，非圆的滚子或滚针能够具有稍微椭圆形的或多边形的横截面。同样地，能够在滚动轴承之内应用不同的滚动体，所述滚动体具有彼此稍微不同的直径。例如，在滚动轴承的环周方向上总是能够交替存在两个较小的滚动体和一个较大的滚动体。凸轮轴调节器的调节传动装置具有高的减速比，所述减速比即使在调节轴的仅粗略的锁定的情况下引起输出轴相对于输入轴的角位置的多倍精细的锁定。优选地，存在输出轴的至少30个锁定位置。输出轴因此能够固定在其机械的端部止挡部之间的大量的位置中、即优选位置中，其中为了保持输出轴，即为了相对于曲轴固定凸轮轴，最多必须通过执行器施加小的扭矩。执行器在优选位置中至少尽可能地减负荷，而输出轴大部分地或完全地通过阻力保持在调节传动装置之内。原则上，即使在任何自锁的传动装置中也存在传动装置输出元件的这种自动的固定。然而，根据本专利技术的凸轮轴调节器的调节传动装置与其的区别基本上在于：仅在某些角位置中存在传动装置的输出轴的自动的固定。相反，用于调节凸轮轴调节器所需的平均扭矩显著小于在自锁的传动装置中的扭矩。与之相应地，根据本专利技术的调节传动装置的效率能够高于50％，这在自锁的传动装置中则不是这种情况。在凸轮轴调节器中使用的调节传动装置也称作为准自锁的传动装置或具有去干扰(gerasterter)的自锁装置的传动装置。这兼有自锁的传动装置的优点，即自动地保持传动装置输出元件，与非自锁的传动装置的主要优点，即与自锁的传动装置相比显著更高的效率。与调节传动装置的结构类型无关，用于旋转调节轴所需的扭矩优选至少在对应于优选位置的、狭窄受限的角范围中显著小于在常规的、电操纵的凸轮轴调节器中的扭矩，即使所述凸轮轴调节器——如常见的那样——具有非自锁的传动装置。相反，在两个点状的或近似点状的优选位置之间的角区域中能够施加扭矩，所述扭矩大于用于操纵常规的凸轮轴调节器所需的扭矩，并且位于对于自锁的传动装置典型的数量级中或高于所述数量级。由于在调节过程中对扭矩取平均值并且由于如下事实，即根据本专利技术的凸轮轴调节器在其运行持续时间的绝大部分期间在大量的优选位置中的一个中运行，所以凸轮轴调节器的能量需求最终与现有技术相比显著下降。附图说明下面，根据附图详细阐述本专利技术的多个实施例。其中示出：图1示出具有以扁平结构形式构成的轴传动装置的凸轮轴调节器的示意剖面图，图2示出具有罐结构类型的轴传动装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行凸轮轴调节器(1)的方法，所述凸轮轴调节器包括调节传动装置(2)，所述调节传动装置具有输入轴(7)、设计用于与凸轮轴抗转动地连接的输出轴(6)、以及调节轴(8)，其中所述调节轴(8)通过执行器(3)驱动，其特征在于，所述执行器(3)在克服与所述调节轴的角位置相关的扭矩(MB)的情况下驱动所述调节轴(8)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.05 DE 102014202060.31.一种用于运行凸轮轴调节器(1)的方法，所述凸轮轴调节器包括调节传动装置(2)，所述调节传动装置具有输入轴(7)、设计用于与凸轮轴抗转动地连接的输出轴(6)、以及调节轴(8)，其中所述调节轴(8)通过执行器(3)驱动，其特征在于，所述执行器(3)在克服与所述调节轴的角位置相关的扭矩(MB)的情况下驱动所述调节轴(8)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述执行器(3)传递到所述调节轴(8)上的所述扭矩(MB)周期地波动，其中扭矩波动的周期持续小于所述调节轴(8)的半转。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述执行器(3)和所述调节轴(8)之间，在沿相同方向调节期间扭矩(MB)的符号是变换的。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在无负载的所述调节传动装置(2)的所述调节轴(8)转动一整圈的情况下，在所述执行器(3)和所述调节轴(8)之间作用的扭矩(MB)分别经过至少两个最小值(MB_min)和最大值(MB_max)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述执行器(3)和所述调节轴(8)之间作用的最大扭矩(MB_max)和在所述执行器(3)和所述调节轴(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克·科尔斯，延斯·舍费尔，马尔科·希尔德布兰德，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE