具有可调式摇臂的气门传动系统的制作方法

本发明涉及一种具有可调式摇臂的气门传动系统，其用于借助可调式摇臂的至少一个主臂操纵内燃机的至少一个气缸的至少一个气门，在主臂上以能绕枢转轴线枢转的方式布置有能与主臂锁止的副臂，其中，这些臂中的至少一个臂具有至少一个凸轮推动面用来抵靠到凸轮轴的至少一个配属的凸轮上，其中，在主臂与副臂之间布置有能控制的锁定设备，锁定设备具有能通过平行于凸轮轴布置的控制元件上的至少一个切换梁腹来加载的锁定销，如果凸轮轴的配属于至少一个凸轮推动面的凸轮以其凸轮基圆处于所配属的凸轮推动面的区域中，锁定销就能运动到使副臂与主臂形状锁合地(formschlüssig)锁止的锁止位置中，并且其中，锁定销能返回到去锁位置中。

背景技术：

由wo2015/181264a1公知了这种类型的气门系统，其具有两个平行布置的可调式摇臂用以操纵内燃机的至少一个气缸中的两个并排布置的气门。为了能控制地操纵锁定设备，平行于凸轮轴地布置有能借助电驱动器转动的控制轴。控制轴具有控制凸轮，以便使各自的锁定销运动到使副臂在主臂上形状锁合地锁止的锁止位置中。该公知的布置方案需要对带凸轮的锁止轴的转动支承来操纵锁定设备，以及需要电驱动器，以便造成所需的转动运动。锁止轴在内燃机气缸盖中的支承以及电驱动器的支承在空间且成本方面耗费过高，并且因此在很多情况下不能实现。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的任务在于，为用于使可调式摇臂在锁止位置(在该锁止位置中主臂与副臂彼此机械锁止)与去锁位置(在该去锁位置中取消主臂与副臂的机械连接)之间转换的机械的器件提供运动学和结构空间方面最有利的方案并且尽可能廉价地塑造。

该任务通过具有权利要求1的特征的气门传动系统来解决。在从属权利要求中提到有利的改进方案。

因此，本发明涉及一种具有可调式摇臂的气门传动系统，该气门传动系统用于借助可调式摇臂的至少一个主臂操纵内燃机的至少一个气缸的至少一个气门，在主臂上以能绕枢转轴线枢转的方式布置有能与主臂锁止的副臂，其中，这些臂中的至少一个臂具有至少一个凸轮推动面用来抵靠到凸轮轴的至少一个配属的凸轮上，其中，在主臂与副臂之间布置有能控制的锁定设备，锁定设备具有能通过平行于凸轮轴布置的控制元件上的至少一个切换梁腹来加载的锁定销，如果凸轮轴的配属于至少一个凸轮推动面的凸轮以其凸轮基圆处于所配属的凸轮推动面的区域中，锁定销就能运动到使副臂与主臂形状锁合地锁止的锁止位置中，并且其中，锁定销能返回到去锁位置中。

在该气门传动系统中根据本发明设置的是，具有至少一个切换梁腹的控制元件能借助控制单元以平行于凸轮轴转动轴线的方式平移式运动，以便使锁定销运动到锁止位置中或运动到去锁位置中。

针对内燃机的气门传动系统相应于气缸或气门数量地具有一个或多个可调式摇臂，以及包括具有相应的控制轮廓的控制元件。这些控制轮廓可以有选择地借助锁止机构断开作用连接(wirkverbindung)，并且使可调式摇臂因此置于第一切换状态中，或者可以通过控制元件的移位处于作用连接中，以便使可调式摇臂因此置于第二切换状态中。根据本发明，该移位如已描述那样平移式地进行，该平移相对于现有技术所公知的控制轮廓的旋转式的移位是有利的。锁止机构在不处于与控制轮廓的作用连接的状态中的抵靠可以通过复位弹簧来实现。然而此外，在控制轮廓与锁止机构之间在两个方向上起作用的接口能够类似于连控轨道式(desmodromisch)控制来实现。气门传动系统可以在多个气缸上延伸，其中，只有当内燃机的凸轮轴上的凸轮的各个凸轮基圆处于针对凸轮轴的配属于凸轮推动面的凸轮的凸轮推动面区域中时，才会进行切换。

根据本发明，在此，作用到锁定销上的调节冲量(verstellimpuls)被机械地暂存在控制轮廓与锁止机构之间的接口中的弹性构件中。只要锁止机构尚未到达其锁止的最终定位，就会一直进行该暂存。当凸轮轴的配属于凸轮推动面的凸轮以其凸轮基圆处于主臂和副臂上的凸轮推动面的区域中时，锁止机构的剩余行程被释放并且使该锁止机构由锁定销上的暂存的弹簧力跟着引导(nachführen)到其最终位中。根据特别有利的设计方案，控制轮廓可以自带弹性地实施，例如由弹簧带材料构成。

根据具有本发明的特征的气门传动系统的有利的改进方案设置的是，锁定销能克服弹簧元件的力地运动到锁止位置中。该结构的优点还将借助实施例进行详细解释。

构造为锁定销的能伸缩区域的弹簧元件相应地包括压缩弹簧，该压缩弹簧的弹簧常数大于锁定销上的复位弹簧的弹簧常数。通过能平移式移动的控制元件的切换梁腹促成构造为锁定销的能伸缩区域的弹簧元件以暂存的方式进行的预紧，直到锁定销到达其锁止位置中，在锁止位置中，凸轮轴的配属于凸轮推动面的凸轮以其凸轮基圆处于凸轮推动面的区域中，并且通过暂存的弹簧力使锁定销跟着引导到其锁止位置中。

具有至少一个切换梁腹的能平移式移动的控制元件优选可以构造为切换棒，并且可以借助构造为液压或电的直线执行器的控制单元在锁止位置与去锁位置之间通过发动机控制单元以受控制的方式被操纵。

根据有利的改进方案可以设置的是，可调式摇臂被构造成用于对内燃机的至少一个气缸的两个并排布置的气门进行操纵。

附图说明

下面将参照附图中所示的实施例来进一步阐述本发明。其中：

图1示出用于同时操纵两个平行地布置在内燃机的气缸盖中的气门的开叉的可调式摇臂的立体图；

图2以俯视图示出在如下切换位置中的根据图1的开叉的可调式摇臂的示意图，在该切换位置中，可调式摇臂的副臂与主臂脱联接；

图3示出在如下切换位置中的根据本发明的开叉的可调式摇臂的示意图，在该切换位置中，锁定销的弹簧元件被暂存在弹性的构件中，以及仅示出了对于这种暂存是必要的结构元件，并且

图4以俯视图示出在借助位于其引起主臂与副臂之间的锁止的卡锁位置中的锁定销产生的主臂与副臂的锁止位置中的根据图3的可调式摇臂的示意图。

具体实施方式

因此，图1示出了开叉的可调式摇臂1，其可以同时操纵两个平行地布置在内燃机的气缸盖中的气门11、12。可调式摇臂1由主臂2和以能绕枢转轴线4枢转的方式支承在主臂2上的副臂3构成。主臂2包括两个相互平行的、轴向间隔开的凸轮推动面5、6，未示出的凸轮轴的配属于凸轮推动面的凸轮可以作用到这些凸轮推动面上，以便使可调式摇臂1摆动并且打开和关闭气门11、12。在副臂3上以能绕转动轴线7a转动地支承的方式布置有凸轮滚子7，与凸轮滚子7间隔开且平行地未示出的凸轮轴以公知的方式支承在内燃机的气缸盖中。凸轮滚子7的表面形成针对布置在凸轮轴上的凸轮的凸轮推动面8以用于操纵副臂3。

在主臂2上布置有锁定设备9，该锁定设备的锁定销10可轴向移位，以便为了使主臂2与副臂3锁止而嵌入到副臂3的未示出的凹部中，并且引起两个结构元件之间的锁止。

与可调式摇臂1的开叉的端部相对置的端部借助于球头支架13以能枢转的方式支承在内燃机的未示出的气缸盖上。布置在锁定设备9两侧的两个涡卷弹簧14、15被用于使副臂3保持在能够实现主臂2与副臂3之间锁止的位置中，以及承担使副臂3在脱联接状态下始终抵靠在凸轮轴的配属于副臂的凸轮上。

图2示意性地以俯视图示出与形式为能平移式移动的切换棒的控制元件19协作的可调式摇臂1，能平移式移动的切换棒具有切换梁腹20，切换梁腹具有阶梯状的几何形状。该控制元件19利用可见的切换梁腹20作用到可调式摇臂1的锁定销10上。控制元件可以借助机电的或液压的直线执行器21运动到图2中所示的位置中，在该位置中，锁定销10不与副臂3的凹部进行嵌接。为了遵循该控制元件19的切换梁腹20的阶梯状的几何形状，弹簧力朝向切换梁腹20的方向地作用到锁定销10上。该弹簧力由复位弹簧16产生，复位弹簧同轴地包围锁定销10，并且以靠近切换梁腹的端部支撑在支座17上，该支座构造在锁定销10上。复位弹簧16以其另外的轴向端部支撑在主臂2上。

控制元件19可以在内燃机的各自的气缸的工作周期的任意时刻借助直线执行器21运动到图3中所示的位置中，由此使锁定销10抬起并且以其另外的端部触碰副臂3的壁。由此，使构造为锁定销10的能伸缩区域的弹簧元件18压缩，在其中布置有压缩弹簧，该压缩弹簧的弹簧常数大于复位弹簧16的弹簧常数，从而使该压缩弹簧的弹簧力可以一直被暂存，只要锁止机构尚未能到达其在图4中示出的锁止的最终定位。一旦凸轮轴的配属于凸轮推动面5、6；8的凸轮以其凸轮基圆处于这些凸轮推动面5、6；8的区域中，锁止机构就可以到达该最终定位，从而使锁定销10可以进入到副臂3的相应的凹部中。

当根据图2副臂3与主臂2没有锁止时，仅内燃机凸轮轴上的配属于主臂2上的凸轮推动面5、6的凸轮作用到可调式摇臂1，而在主臂2上发生凸轮加载时副臂3无作用地弹跳。这可以意味着，气门11、12保持关闭或者仅轻微打开或者仅以小的打开角度打开。以这种方式，使所配属的气缸可以完全切断地或以变小的但低功耗的功率运行。如果需要内燃机的全功率，那么根据图4使主臂2与副臂3锁止，从而使凸轮轴上的凸轮作用到副臂3的凸轮滚子7上，并且由此促成气门11、12的较大的打开升程和/或较长的气门打开时间。该转换通过发动机控制单元依赖于对内燃机的功率需求来自动地进行。

可以清楚看到具有至少一个切换梁腹20的控制元件19，该控制元件平行于凸轮轴转动轴线地借助控制单元21能平移式地运动，以便使锁定销10运动到根据图4的锁止位置中及运动到根据图2的去锁位置中，这可以实现使主臂2与副臂3的机械连接不仅在运动学方面而且也在所需结构空间方面都以特别有利的方案得以实现，并且相对于现有技术实现显著的进步。

附图标记列表

1可调式摇臂

2主臂

3副臂

4枢转轴线

5主臂的第一凸轮推动面

6主臂的第二凸轮推动面

7凸轮滚子

7a凸轮滚子的转动轴线

8凸轮滚子上的凸轮推动面

9锁定设备

10锁定销

11气门

12气门

13球头支架

14第一涡卷弹簧

15第二涡卷弹簧

16复位弹簧

17针对复位弹簧的支座

18弹簧元件、能伸缩区域

19控制元件、能平移式移动的切换棒

20切换梁腹

21直线执行器