阅读说明：本技术 内燃机的配气机构 (Valve train of internal combustion engine ) 是由 帕特里克·奥尔瑟 托尔斯腾·伊内 罗尔夫·科尔施耐尔 马里奥·莫勒 马库斯·瓦尔希 于 2020-02-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种配气机构(1),包括：凸轮轴(3),其包括第一凸轮(4)和第二凸轮(6)；位移螺栓(8),其能够在至少两个位置之间调节,至少一个凸轮辊(9)以轴向固定以及可旋转的方式安装在位移螺栓(8)上；引导轮廓件(11),其包括在交叉区域(20)彼此交叉的第一引导轨道(12)和第二引导轨道(13)；切换销(14),其可选地接合第一或者第二引导轨道(12、13),其中在第一位置,至少一个凸轮辊(9)与第一凸轮(4)协作,在第二位置其与第二凸轮(6)协作；其中第一捕获凹槽(15)和布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽(16)设置在位移螺栓(8)上；其中设置了预偏置捕获元件(19),其将位移螺栓(8)稳固在第一或者第二位置并且在交叉区域(20)中接合第三捕获凹槽(18)。从而能够创建安装空间优化和摩擦降低的配气机构(1)。(The invention relates to a valve train (1), comprising: a camshaft (3) comprising a first cam (4) and a second cam (6); a displacement bolt (8) which is adjustable between at least two positions, at least one cam roller (9) being mounted on the displacement bolt (8) in an axially fixed and rotatable manner; a guide profile (11) comprising a first guide track (12) and a second guide track (13) crossing each other at a crossing region (20); a switching pin (14) which selectively engages the first or the second guide track (12, 13), wherein in a first position the at least one cam roller (9) cooperates with the first cam (4) and in a second position it cooperates with the second cam (6); wherein a first catching groove (15) and a second catching groove (16) arranged axially adjacent thereto are provided on the displacement bolt (8); wherein a pre-biased catch element (19) is provided which secures the displacement bolt (8) in the first or second position and engages the third catch groove (18) in the intersection region (20). Thus, a valve drive (1) with optimized installation space and reduced friction can be created.)

内燃机的配气机构

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的内燃机的配气机构(valvetrain)，其包括凸轮轴，凸轮轴包括第一凸轮和与其轴向相邻布置的第二凸轮，并且包括摇杆臂组件。此外本发明涉及用于该类型配气机构的位移螺栓。

背景技术

内燃机的通用配气机构是公知的，其在凸轮轴上具有用于配气机构的至少一个第一凸轮以及至少一个布置成与其相邻的第二凸轮。同样提供了摇杆臂组件，其包括位移螺栓，位移螺栓能够至少在两个位置之间在轴向方向上被调节，且至少一个凸轮辊以轴向固定以及同时可旋转的方式安装在位移螺栓上。位移螺栓从而安装在摇杆臂组件的关联支承耳中，其中，凸轮辊轻敲第一或者第二凸轮的凸轮轮廓。包括第一引导轨道和第二引导轨道的引导轮廓件布置在凸轮轴本身上，其中，位移螺栓的位移经由切换销发生，切换销布置在位移螺栓中并且可选地接合第一或者第二引导轨道，因而调节其两个位置之间的位移螺栓，其中，关联凸轮辊与第一凸轮或者第二凸轮协作。在位移螺栓的第一位置，凸轮辊因而与第一凸轮协作，即其第一凸轮轮廓，以及在位移螺栓的第二位置其与第二凸轮协作。此外，第一捕获凹槽和在位移螺栓的轴向方向上布置成轴向相邻第一捕获凹槽的第二捕获凹槽通常布置在位移螺栓上，其中，位移螺栓被稳固在第一或者第二位置，其中捕获设备接合捕获元件，捕获元件偏置至第一或者第二捕获凹槽。

引导轮廓件的两个引导轨道从而能够独立于彼此行进，其中，在该情况下通常提供操作设备，操作设备操作在位移螺栓上的切换销，因而将它们推至第一引导轨道或者第二引导轨道。

包括两个引导轨道的引导轮廓件也是可能的，它们在交叉区域彼此交叉，因而称为x-引导轮廓件。相比于包括单独引导轨道的调节系统，依靠降低部件的数量，结合能够随其降低的存储、物流以及组装成本，可以获得尤其是关于安装空间以及成本优化的显著优化潜能，。但是，该类X-引导轮廓件通常不使用在实践中，因为没有依靠分别关联的凹槽边缘引导的区域存在于两个引导轨道的交叉区域，以及因而会发生与分离引导轨道分叉的辐部的碰撞或者切换销行进入错误的引导轨道。在第一种情形下，存在破坏或者毁坏切换销的风险，而在第二种情形下不能改变操作模式。

由于在该情况下切换销未被引导在交叉区域中，除了发动机速度(特定初始速度)，移动部件(相应凸轮套筒或者位移螺栓)的摩擦是用于成功调节的主要影响因素。在公知于现有技术的可变配气机构系统的情形下，要移位的组件(即例如轴向可调节的位移螺栓或者凸轮套筒)经由关联于捕获凹槽(例如槽)的弹簧加载式捕获元件(例如球)被保持，捕获凹槽以刚性方式限定端部位置并且将相应的可调节元件(即例如凸轮套筒或者位移螺栓)保持在此处。在柱形区域中偏置捕获元件至关联捕获凹槽的弹簧被最大张紧，从而柱形区域位于捕获凹槽之间，这导致响应于调节的高摩擦，尤其使得依靠X-凹槽的切换复杂化。

响应于调节位移螺栓的高摩擦、所需的高安装空间以及源于此的高成本是公知可变配气机构系统的劣势。

发明内容

因而本发明处理的问题是，指定一种用于通用类型配气机构的改进的或者至少可替换实施例，其克服公知于现有技术的劣势。

该问题根据本发明依靠独立权利要求1的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明是基于这样的总体构思：位移螺栓上的捕获轮廓件形成为不仅具有两个轴向邻近彼此的捕获凹槽，而且在这两个捕获凹槽之间提供第三捕获凹槽，由此一方面能够最小化响应于调节的摩擦，从而不会危及各移动部件的紧密配合，即在当前情形中位移螺栓在其相应的位置。第三捕获凹槽从而在轴向方向上由第一和第二捕获突起限制，由此捕获元件被可靠地保持在第三捕获凹槽的边缘之间，并且在所引导的引导轨道区域中被拉过相应的捕获突起。在捕获突起的落入边缘的情形下，因作用在x-方向(位移螺栓的轴向方向)的一部分弹簧力使切换销额外地经历额外加速。此外提供了包括在交叉区域彼此交叉的引导轨道的引导轮廓件，其中，捕获元件在该交叉区域中接合第三捕获凹槽，偏置捕获元件至第三捕获凹槽的弹簧元件因而施加较小力，由此又能够降低摩擦。因而弹簧偏置力在两个引导轨道的交叉区域中最小，其中，仅在通过交叉区域之后越过第二捕获突起。能够依靠x-引导轮廓件额外地获得安装空间优化，由此能够实现额外的组装以及成本优势。根据本发明的内燃机的配气机构具有凸轮轴，其包括至少一个第一凸轮和至少一个布置成轴向相邻于其的第二凸轮。此外配气机构具有包括位移螺栓的摇杆臂组件，位移螺栓能够在至少两个位置之间在轴向方向上(基于位移螺栓的轴线)被调节，至少一个凸轮辊以轴向固定以及可旋转的方式安装在位移螺栓上。位移螺栓从而分别安装或者引导在摇杆臂组件的关联支承耳中。以上描述的x形状引导轮廓件包括第一和第二引导轨道，它们在交叉区域彼此交叉，现在布置在凸轮轴上。切换销布置在位移螺栓中，切换销可选地接合第一或者第二引导轨道，因而在其两个端部位置之间调节位移螺栓。在第一端部位置，至少一个位移螺栓的凸轮辊与第一凸轮的凸轮轮廓协作，在位移螺栓的第二端部位置其与第二凸轮的凸轮轮廓协作。第一捕获凹槽和布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽现在布置在位移螺栓本身上，其中，捕获设备的弹簧偏置式捕获元件接合第一或者第二捕获凹槽，因而将位移螺栓稳固在第一或者第二(端部)位置。根据本发明，以上描述的第三捕获凹槽现在设置在第一捕获凹槽和布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽之间，其中，第一捕获突起布置于第一和第三捕获凹槽之间，第二捕获突起布置于第二和第三捕获凹槽之间，并且其中，捕获元件在两个引导轨道的交叉区域中接合第三捕获凹槽并且经由后者可靠地引导切换销越过交叉区域，无需害怕所述切换销碰撞用来分离两个引导轨道的辐部，或者行进入错误的引导轨道。因而相比于公知于现有技术的可变配气机构系统，依靠根据本发明的配气机构能够获得若干优势，包括尤其降低部件的数量，与此关联地降低存储以及物流成本，降低组装努力，以及安装空间优化以及降低摩擦。在此段落中，配气机构从而始终描述为具有位移螺栓，依靠其来使关联的凸轮辊移位，由此显而易见地还清楚的是，描述的系统还能够类似地在凸轮轴上具有轴向静止凸轮辊以及轴向可移位引导轮廓件，以及凸轮轴上有轴向可调节的凸轮，尤其呈凸轮套筒的方式。

在根据本发明的方案的有利进一步发展的情形下，第一捕获突起和/或第二捕获突起具有导圆的或者尖的末端。例如，相比于尖末端，导圆末端的优势为更平滑的过渡以及较大的接触表面，由此能够减小捕获元件上的支承压力，并且能够降低磨损。但是，利用尖末端，第三捕获凹槽和第一或者第二捕获凹槽之间的更快的直接过渡或者反之亦然是可行的。

在根据本发明方案的进一步有利实施例的情形下，第一捕获突起的倾斜至第三捕获凹槽的边缘比倾斜至第一捕获凹槽的边缘具有更大的下坡度。此外或者可替换地，其还能够提供的是，第二捕获突起的倾斜至第三捕获凹槽的边缘比倾斜至第二捕获凹槽的边缘具有更大下坡度。在从第一或者第二捕获凹槽的方向越过第一或者第二捕获突起之后，位移螺栓的轴向位移从而能够被支撑，切换销因而能够被可靠地引导在两个引导轨道的交叉区域中。

捕获凹槽有利地具有球，其布置在支承耳侧并且被弹簧偏置至第一、第二或者第三捕获凹槽。一方面，该类型的球为位移螺栓提供了低摩擦调节，同时还提供了各个捕获凹槽之间平滑的过渡。

在根据本发明方案的进一步有利实施例的情形下，第三捕获凹槽比第一捕获凹槽和第二捕获凹槽具有更大轴向长度L。从而能够在两个引导轨道的交叉区域中没有任何问题地引导切换销，同时与第一或者第二凸轮的相应凸轮轮廓通过在轴向方向上更短的第一和第二捕获凹槽协作，可靠地稳固位移螺栓因而关联凸轮辊于它们的位置。

在根据本发明方案的进一步有利实施例的情形下，第一和/或第二捕获突起的径向高度H小于位移螺栓的半径R。为了越过第一和/或第二捕获突起，因而要求在捕获元件上显著较低的弹簧偏置力，由此能够促进调节移动，并且能够降低磨损。但是，第一和/或第二捕获突起的径向高度H同时定尺寸为，使得捕获元件能够可靠地引导在相应的捕获凹槽中，并且能够避免两个相邻捕获凹槽之间的无意识改变。

本发明进一步基于这样的总体构思：改进分别用于以上描述的配气机构或者该类型配气机构的位移螺栓，使得其不仅像以前一样具有第一捕获凹槽和轴向相邻于其的第二捕获凹槽，而是额外地具有第三捕获凹槽，经由连接于第一捕获凹槽的第一捕获突起以及经由连接于第二捕获凹槽的第二捕获突起将第三捕获凹槽隔开在这两个捕获凹槽之间。依靠该类型位移螺栓，包括在交叉区域以x形状方式交叉的引导轨道的用于切换销的引导轮廓件是可行的，由此该类型位移螺栓是用于以上描述的根据本发明的配气机构的基础。

在根据本发明的位移螺栓的有利进一步发展的情形下，第一捕获突起和/或第二捕获突起具有导圆的或者尖的末端。相比于尖末端，导圆末端的优势在于更平滑的过渡以及更大的接触表面，由此能够减小捕获元件上的支承压力，以及因而能够降低磨损。但是，利用尖末端，第三捕获凹槽和第一或者第二捕获凹槽之间的快速的直接过渡或者反之亦然是可行的。

在根据本发明的位移螺栓的进一步有利实施例的情形下，捕获凹槽具有球，所述球布置在支承耳侧以及被弹簧偏置至第一、第二或者第三捕获凹槽。一方面，该类型球为位移螺栓提供了低摩擦调节，同时还提供了各个捕获凹槽之间的平滑过渡。

在根据本发明的位移螺栓的进一步有利实施例的情形下，第一和/或第二捕获突起的径向高度H小于位移螺栓的半径R。为了越过第一和/或第二捕获突起，因而要求在捕获元件上显著低的弹簧偏置力，由此能够促进调节移动并且能够降低磨损。

本发明的进一步重要的特征及优势得自于从属权利要求、附图以及基于附图的对应附图说明。

毫无疑问，上述提到的特征和以下将描述的特征不仅能够使用在相应的指定组合中，而且能够使用在其他组合中或者单独使用，这并未脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选示范实施例图示于附图以及将更详细地描述在以下说明中，由此相同附图标记指代相同或者类似或者功能相同的部件。

在每个情况下示意地，

图1示出了根据本发明的配气机构的视图，

图2示出了根据本发明的位移螺栓的视图，

图3示出了来自图2的细节图，

图4示出了根据本发明的位移螺栓的细节图，包括单独生产的捕获设备。

具体实施方式

根据图1，根据本发明的未详细示出的内燃机2的配气机构1具有凸轮轴3，凸轮轴3包括第一凸轮4和在轴向方向5上相邻于第一凸轮4的第二凸轮6。还提供了摇杆臂组件7，其包括位移螺栓8(还见图2和图3)，位移螺栓8能够在至少两个位置之间在轴向方向5上调节，以及至少一个凸轮辊9，此处两个凸轮辊9以轴向固定以及可旋转的方式安装至位移螺栓8。位移螺栓8从而安装在摇杆臂组件7的关联支承耳10上。包括第一引导轨道12和第二引导轨道13的引导轮廓件11布置在凸轮轴3上。切换销14额外地布置在位移螺栓8中，切换销14可选地接合第一或者第二引导轨道12、13(根据图1第二引导轨道13)，因而在其两个位置之间调节位移螺栓8。在位移螺栓8的第一位置，一个凸轮辊9或者多个凸轮辊9分别从而与第一凸轮4(见图1)协作，在位移螺栓8的第二位置，其与第二凸轮6协作。例如，从而能够实现不同的阀打开时间或者还有气缸关闭。

第一捕获凹槽15和在轴向方向5上布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽16现在布置在位移螺栓8(见图2和图3)上。此外设置了捕获设备17，其包括捕获元件19，捕获元件19被弹簧偏置至第一、第二或者第三捕获凹槽18并且稳固位移螺栓8，以及假如捕获元件19接合第一或者第二捕获凹槽15、16，则经由位移螺栓8使至少一个凸轮辊9处于第一位置或者第二位置。

当进一步看图1，可见的是，引导轨道12、13彼此以x形状方式在交叉区域20交叉。根据图2和图3，上述提到的第三捕获凹槽18在位移螺栓8上设置在第一捕获凹槽15和布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽16之间，其中，第一捕获突起21布置于第一和第三捕获凹槽15、18之间，第二捕获突起22布置于第二和第三捕获凹槽16、18之间，由此捕获元件19在交叉区域20中接合第三捕获凹槽18以及被引导在其中，因而在交叉区域20可靠地引导切换销14，所述切换销不会碰撞将两个引导轨道12、13分离的辐部23或者行进入错误的引导轨道12、13因而不会过渡切换。利用根据本发明的第三捕获凹槽18，因而能够使用包括彼此交叉的引导轨道12、13的安装空间优化的引导轮廓件11，因而创建不仅安装空间优化、而且组装友好及成本有效的配气机构1。

当看图2至看4，可见的是，第一捕获突起21和/或第二捕获突起22具有导圆末端24。从而各个捕获凹槽15、18、16之间的平滑过渡是可行的。毫无疑问，可替换地，还提供的是，末端24形成尖的，由此能够快速越过末端24，在末端24被越过时，能够提供用于在轴向方向5上将位移螺栓8移位的轴向力支撑。

根据图2和图3，第一捕获突起21的倾斜至第三捕获凹槽18的边缘从而比倾斜至第一捕获凹槽15的边缘具有更大下坡度，由此能够提供更高支撑力作用在轴向方向5上用于在轴向方向5上将位移螺栓8移位。第二捕获突起22的倾斜至第三捕获凹槽18的边缘同样也比倾斜至第二捕获凹槽16的边缘具有更大下坡度。当进一步看根据图2和图3的各个捕获凹槽15、18、16，可见的是，第三捕获凹槽18具有比第一捕获凹槽15和第二捕获凹槽16更大的轴向长度L，由此能够在交叉区域20中平滑调节调节螺栓8，同时能够在交叉区域20中可靠地引导切换销14。由于第一和第二捕获凹槽16的显著较小轴向长度，此处发生捕获元件19的窄轴向引导，因而凸轮辊9可靠引导在第一或者第二凸轮4、6的相应凸轮轮廓上。第一和/或第二捕获突起21、22的径向高度H从而小于位移螺栓8的半径R，由此能够促进切换处理和位移螺栓8的移位。落入第三捕获凹槽18的第一或者第二捕获突起21、22上的边缘从而能够线性地形成，正如指示的，或者能够凹形地过渡，因而不存在第三捕获凹槽18的底部25中的结点(kink)。

除了整个配气机构1，根据本发明的用于该类型配气机构1的位移螺栓8也被保护，其中，根据图2，位移螺栓具有以上描述的第一捕获凹槽15以及布置成轴向相邻于其的第二捕获凹槽16和在轴向方向5上布置于它们之间的第三捕获凹槽18。第一捕获突起21从而布置于第一和第三捕获凹槽15、18之间，而第二捕获突起22布置于第二和第三捕获凹槽16、18之间。在该情况下第一、第二和第三捕获凹槽15、16、18形成为浮凸部(relief)。捕获设备17因而与位移螺栓8形成一件式。

在可替换中，还可想到的是，捕获凹槽15、16、18和第一和第二捕获突起21、22是单独捕获元件26的一部分，单独捕获元件26由与剩余位移螺栓8不同的材料组成。在该情况下，捕获元件26因而能够形成为***件，其与位移螺栓8上的对应凹槽接合。捕获元件26从而能够以非积极方式(a non-positive manner)、以积极方式(a positive manner)和/或尤其依靠物质间结合而连接至位移螺栓8，例如依靠锡焊、粘附或者焊接。

捕获元件26还能够包括或者能够具有陶瓷材料或者金属基质复合材料、优选硬质金属，由此能够显著改善其磨损阻力。捕获元件26还能够依靠烧结而不在精加工至最终轮廓的情况下生产，由此同样能够创建耐磨部件。

利用根据本发明的位移螺栓8，首次能够使用包括在交叉区域20彼此交叉的两个引导轨道12、13的安装空间优化的引导轮廓件11，从而响应于调节螺栓8从其第一位置至其第二位置的调节，因而至少一个凸轮辊9从第一至第二凸轮4、6或反之亦然的扣合变化，而无需害怕担心行进入错误的引导轨道12、13或者碰撞用来将两个引导轨道12、13分离的辐部。

在根据本发明的位移螺栓8的情形下，第一捕获突起21和/或第二捕获突起22具有导圆末端24，由此各个捕获凹槽15、18、16之间的平滑过渡是可能的。此外第一和/或第二捕获突起21、22能够被固化、热处理和/或涂覆。依靠固化，以及依靠涂覆(例如DLC涂层)，尤其能够增加磨损阻力。