专利名称：具有电动液压气门控制机构的内燃机气缸盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电动液压气门控制机构的内燃机气缸盖，该
控制机构包括
■ 至少一个由凸轮轴传动的发送器单元，
■ 至少一个气门侧的接收器单元，
■ 至少一个可电控的液压阀，
■ 至少一个卸压室，
■ 和至少一个容积可变的压力室，其设置在所属的发送器单元 与所属的接收器单元之间的传递方向上并可通过所属的液压阀与所属 的卸压室连接。在此方面，至少发送器单元、接收器单元、压力室、 液压阀、卸压室和至少一个止回阀在与一个共用的液压箱连接的情况 下属于一个预安装且固定在气缸盖上的液压单元，该液压单元通过在 液压单元的方向上打开的止回阀与内燃机的液压油供油装置连接。
背景技术：
在现有技术中具有电动液压气门控制机构的内燃机上，由凸轮升 程向进气门液压传递所需的主要部件设置在一个预安装和固定在气缸 盖上的液压单元内。例如在被视为分类构成同时也作为本发明参考的
EP 1 338 764 Bl公开了一种具有上面安装液压单元的气缸盖。该液压 单元在第一实施方式中作为独立于凸轮轴轴承结构的液压箱及里面设 置发送器单元、接收器单元、液压蓄压器以及接口和连接通道构成。 在第二实施方式中，此外凸轮轴的支承部位和润滑油供给与液压箱整 体构成。
电动液压气门控制机构正常工作所需的前提条件当然是向其提供 足够理想不压縮和实际上尽可能无气泡的液压油。这种供油可以在内
燃机的工作期间通过液压单元与内燃机的液压油或者润滑油供油装置 连接和需要时通过用于从液压单元分离气泡的适当装置得到保证。在 内燃机停机的状态下，在液压单元方向上打开的止回阀防止液压油回 流到液压油供油装置内并因此液压单元内部出现气泡。但所引用的该 文献中所提出的装置并未考虑到液压单元初次安装到气缸盖内或者其 在内燃机的维修情况下重新拆卸的情况。在这种情况下，液压单元虽 然预安装，但却没有或者没有完全加注安装到气缸盖内。内燃机随后 的起动过程会因此而失败，即凸轮升程由于发送器单元与接收器单元 之间所夹杂的气泡而不能传递到进气门上和进气门因此保持关闭。内 燃机成功的重新或者再次起动当然是在明显和不能接受的延迟时间之 后才有可能，在此期间内燃机以起动转速运转和液压单元的重新或再 次加注取决于液压油供油装置中本来就时间延迟和然后必然不足的压 力构成。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种消除所提到的缺点的上述类型 的气缸盖。液压单元据此不仅在内燃机的工作和处于其间的停机阶段 期间，而且还在液压单元刚刚安装到气缸盖内之后，无论是在初次安 装时还是在内燃机的修理或者维护情况下，均被充足地加注液压油。
该目的依据本发明直接通过权利要求1所述的特征得以实现，为 了对卸压室和/或压力室初次加注液压油，除了止回阀还具有至少一个 独立于液压油供油装置且在液压箱上构成的具有封闭件的加注装置。 该目的还间接通过从属权利要求12中对液压单元介绍的特征得以实 现。因此利用简单的装置消除开头所描述的缺点，因为液压单元借助 加注装置现在独立于内燃机的液压油供油装置并可以很容易地加注液 压油并在内燃机的起动过程之前就在液压的意义上准备运行。在此方 面，概念"初次加注"既是指液压单元在其初次安装在气缸盖上之前、 期间或者特别是之后的第一次加注，也是指在内燃机的维护或者修理 情况中液压单元的再次加注。此外在这种上下文中，使用无流动打开
的液压阀支持卸压室和压力室的共同加注，因为液压油可以同时进入 相互连接的室。
在本发明的进一步构成中，液压箱具有至少一个与卸压室连通的 排气孔。这样一方面可以使液压单元在初次加注期间快速加注，另一 方面在内燃机运行期间可以从卸压室有针对性地分离气泡。
此外，卸压室由一个设置在液压箱内的蓄压器的被加载弹簧力的 活塞限制。在与加注装置的连接下，由此可以独立于液压油供油装置 并因此在内燃机的起动过程之前，通过蓄压器的加注和预张紧调整卸 压室内部的确定的液压油压力。
在本发明一种特别是依据目的的进一步构成中仅具有一个加注装 置，该装置通过紧邻着设置在液压油注油管下方而可以接触安装在气 缸盖上的气缸盖罩。由此一方面将初次加注所需的结构件数量降到最 低限度，另一方面加注装置的这种设置允许在内燃机已经全部安装和 需要时装入汽车之后初次加注液压单元。
在最简单的情况下，封闭螺栓或者栓塞可以作为封闭件使用，而 该封闭件在本发明的一种优选构成中为同样在液压单元方向上打开的 另一止回阀。这样特别是支持在内燃机初次安装时液压单元省时的加 注，因为不需要用于拆卸和重新安装封闭件的附加开支。
此外，液压箱包括一个箱体下部和一个将其封闭的箱体上部，其 中，发送器单元、接收器单元、压力室、液压阀、卸压室和止回阀设 置在箱体下部内且另一止回阀设置在箱体上部内。在液压箱是一种具 有在液压箱内部成穴所需刀具入口的耐压锻件的情况下，在加工技术 上可以特别有利地制造利用部件的上述设置而结构化并且被这样划分 的液压箱。
为防止液压油从液压箱中意外泄漏，在箱体上部与箱体下部之间 可以具有一个密封件，该密封件最好压在或者喷涂在箱体上部上并由 弹性体材料组成。
在本发明另一种构成中，为降低制造和安装成本，另一止回阀为 设置在箱体上部的一个孔内的结构单元，该结构单元作为最低范围具 有一个固定在孔内的阀座、 一个与分布在阀座上的密封座共同作用的 球体、 一个将球体在密封座方向上加载的阀门弹簧以及一个卡入阀座 的径向环绕切槽内的阀门罩，该阀门罩用于保持阀门弹簧和球体。在 此方面，结构单元在考虑到耐压和防丢失固定在箱体上部，附加包括 一个具有盘式主体和内侧凸缘的支承圈。凸缘用于在阀门侧固定支承 圈，该支承圈轴向支承阀门罩、卡入切槽内。并且主体为了在箱体侧 固定支承圈而径向至少部分从孔凸起并嵌入一个在箱体上部与箱体下 部之间分布的间隙内。
此外，加注装置包括一个在加注方向上设置在另一止回阀之前的 污染过滤器。这用于保护电动液压气门控制机构的易受污染的部件， 因为污染过滤器特别是在内燃机的修理或者维护情况下，但也在初次 安装时，可以有效防止粒度威胁运行的污染颗粒进入。污染过滤器在 优选的进一步构成中为固定在一个环形过滤器外壳上、最好球面伸入 过滤器外壳内的筛网过滤器，其中，采用塑料注塑法制造的过滤器外 壳最好通过压入或者旋入孔而固定在箱体上部。这种污染过滤器一方 面可以低成本制造，另一方面在筛网过滤器球面伸入过滤器外壳的情 况下尽可能防止受到机械作用的损坏。
本发明的其他特征来自下面的说明和示出本发明实施例的附图。
其中
图1示出一部分气缸盖的透视图； 图2示出液压单元的透视总图3示出发送器单元的横截面；
图4示出接收器单元的横截面；
图5示出沿液压阀的横截面；
图6示出加注装置的横截面；
图7示出图6加注装置的放大图；以及
图8示出一部分箱体上部加注装置的仰视图。
具体实施例方式
图1示出具有电动液压气门控制机构的内燃机的气缸盖1的截面。
气缸盖罩2之下可以看到一个与气缸盖1螺栓连接的液压单元3，该液 压单元具有仅可电控且可从外部接触的液压阀4。在气缸盖罩2的液压 油注油管5下面紧接着设置一个用于以液压油初次加注液压单元3的 加注装置6。作为图2完整示出的液压单元3的传动装置，使用一个本 身公知且在这里只能座位轴端而看到的凸轮轴7。
图2示出预安装在气缸盖1外部的液压单元3的总图，其在这里 用于四缸直列式内燃机。在一个由箱体下部9和箱体上部IO借助螺栓 连接11组成的液压箱8中，容纳由凸轮轴7传动的发送器单元12。在 液压箱8的与发送器单元12相对的面上可以看到液压阀4，在箱体上 部10上可以看到加注装置6。
图3示出一个发送器单元12的横截面。发送器单元12在该实施 例中包括一个铰接支承在刚性支承件13上的气门压杆14(其带有一个 滚动支承的轮15作为凸轮分接面)以及一个由气门压杆14传动且弹 簧加载的泵活塞16，其限制容积可变的压力室17。为将压力室内出现 的液压油压力在材料技术上控制在200 bar或者更高的范围内，箱体下 部9构成为铝制的耐压锻件。在液压阀4打开的情况下，压力室17与 卸压室18连接，卸压室从它那方面由一个蓄压器20的被加载弹簧力 的活塞19限制。旋入箱体下部9内的传感器21用于检测液压油温度。
从图4可以看出， 一个与发送器单元12的泵活塞16通过图3和 图4的通道22和23液压作用连接并在液压单元3的纵向上相对于发 送器单元12偏移设置的接收器单元24，其用于操作内燃机的进气门。 接收器单元24包括一个旋入箱体下部9内的接收器外壳25、 一个轴向 移动设置在里面并限制压力室17的接收器活塞26、 一个想接收器活塞 26与进气门之间夹紧的液压气门间隙补偿件27以及一个液压气门制动 器28。这保证进气门的确定制动和软闭合，其中该进气门在所属凸轮 升程的冲程阶段期间液压分离并由其阀门弹簧在闭合方向上加载；而 在液压阀4打开情况下，液压油从压力室17快速排入卸压室18内。
压力室17与卸压室18通过液压阀4的分离从图5所示沿液压阀 4的横截面出发，该液压阀相对于所属的发送器单元12和接收器单元 24在液压单元3的纵向上同样偏移设置。通道22 (图3)和23 (图4) 通过一个分布在液压阀4上的环形槽29液压上相互连接，从而环形槽 29如通道22和23那样为压力室17的组成部分。在打开状态下，液压 阀4让液压油从压力室17溢流到卸压室18内并通过一个将卸压室18 与环形槽29连接的孔30返回。
液压单元3正常运行所需的液压油供给在图6中以液压单元3的 另一个横截面示出。为补偿内燃机运行和处于其间的停机阶段期间液 压单元3中的液压油损耗，使用一个设置在箱体下部9内和在液压单 元3方向上打开的止回阀31。该止回阀通过一个在箱体下部9内倾斜 分布具有入口侧过滤件33的穿孔32与内燃机的液压油供油装置连接。 相应用于初次加注液压单元3的加注装置6包括一个同样在液压单元3 方向上打开并作为另一个止回阀34构成的封闭件35以及一个在加注 方向上设置在其前面的污染过滤器36。
图7示出加注装置6的放大图。另一止回阀34为设置在箱体上部 10的孔37内的结构单元38，该结构单元具有圆柱体阀座39，其压 入孔37内且带有密封座40;与密封座40共同作用的球体41;阀门弹
簧42，其在密封座40的方向上加载球体41;以及阀门罩44，其卡入 阀座39的径向环绕的切槽43内，用于保持阀门弹簧42和球体41。为 将另一止回阀34压力密封且防丢失地保持在孔37内，结构单元38此 外包括一个支承圈45，其具有盘式主体46和内侧凸缘47。凸缘47为 了在阀门侧固定支承圈45而卡入切槽43内并同时轴向支承阀门罩44， 而主体46为了在箱体侧固定支承圈45而径向从孔37凸起并嵌入一个 在箱体上部10与箱体下部9之间分布、在这里作为箱体下部9内锪孔 的间隙48内。
污染过滤器36由一个采用塑料注塑法制造且同样压入孔37内的 环形过滤器外壳49以及由一个固定在过滤器外壳49上的筛网过滤器 50组成，该筛网过滤器为防止由于机械作用造成损坏而球面伸入过滤 器外壳49内。液压单元3的初次加注最好作为压力加注借助一个环绕 过滤器外壳49，但未详细示出的加注工具进行。压力加注用于克服在 另一止回阀34上产生的压力降并保证在内燃机的初次安装期间可供使 用的节奏时间内快速加注液压单元3，以及需要时也可以使加载弹簧力 的蓄压器20加注。作为对加注装置6的选择构成，不言而喻也可以使 用整体部件，其中过滤器外壳和阀座例如作为塑料注塑件整体构成。 无论是这些部件还是作为单件的阀座，均可以取代压入通过专业人员 的连接技术，例如像旋入、冲压、粘接等固定在孔37内。最后还可以 设想箱体上部为一个承受适度液压油压力的塑料件，加注装置的相对 于箱体上部不可移动的部件已经集成在该塑料件中。
液压单元3在加注过程期间所需的排气通过排气孔51进行，其在 图1中并在图8箱体上部IO放大的仰视图中示出。排气孔51为校准 的例如通过激光打孔或者冲压制造的孔，其直径在该实施例中约为0.4 mm。从图8此外可以看出一个装入箱体上部10与箱体下部9之间的 密封件52，其在这里作为由弹性材料注塑在箱体上部IO上的成型件。
附图标记
1 气缸盖
2 气缸盖罩
3 液压单元
4 液压阀
5 液压油注油管
6 加注装置
7 凸轮轴
8 液压箱
9 箱体下部 10箱体上部 11螺栓连接 12发送器单元 13支承件
14气门压杆
15轮
16泵活塞
17压力室
18卸压室
19活塞
20蓄压器
21传感器
22通道
23 通道
24接收器单元
25接收器外壳
26接收器活塞
27液压气门间隙补偿件
28气门制动器
29环形槽
30孔
31止回阀
32穿孔
33过滤件
34另一止回阀
35封闭件
36污染过滤器
37孔
38结构单元
39 阀座
40密封座
41球体
42阀门弹簧
43切槽
44阀门罩
45支承圈
46主体
47凸缘
48间隙
49过滤器外壳
50筛网过滤器
51排气孔
52密封件
权利要求
1. 具有电动液压气门控制机构的内燃机气缸盖，该气门控制机构包括·至少一个由凸轮轴(7)传动的发送器单元(12)，·至少一个气门侧的接收器单元(24)，·至少一个可电控的液压阀(4)，·至少一个卸压室(18)·和至少一个容积可变的压力室(17)，其在传递方向上设置在所属的发送器单元(12)与所属的接收器单元(24)之间并能够通过所属的液压阀(4)与所属的卸压室(18)连接，其中，至少发送器单元(12)、接收器单元(24)、压力室(17)、液压阀(4)、卸压室(18)和至少一个止回阀(31)在与一个共用的液压箱(8)连接的情况下属于一个预安装且固定在气缸盖(1)上的液压单元(3)，该液压单元(3)通过在液压单元(3)的方向上打开的止回阀(31)与内燃机的液压油供油装置连接，其特征在于，为了以液压油初次加注所述卸压室(18)和/或所述压力室(17)，除了所述止回阀(31)，还具有至少一个带有封闭件(35)的加注装置(6)，该加注装置独立于所述液压油供油装置且在所述液压箱(8)上构成。
2. 按权利要求1所述的气缸盖，其中，液压箱(8)具有至少一 个与卸压室(18)连通的排气孔(51)。
3. 按权利要求l所述的气缸盖，其中，卸压室(18)由一个设置 在液压箱(8)内的蓄压器(20)的被加载弹簧力的活塞(19)限制。
4. 按权利要求1所述的气缸盖，其中，仅具有一个加注装置(6)， 该加注装置通过紧邻设置在一个液压油注油管(5)下方而能够接触安 装在气缸盖(1)上的气缸盖罩(2)。
5. 按权利要求l所述的气缸盖，其中，封闭件(35)为在液压单 元(3)方向上打开的另一止回阀(34)。
6. 按权利要求5所述的气缸盖，其中，液压箱(8)包括箱体下 部(9)和将该箱体下部封闭的箱体上部(10)，其中，发送器单元(12)、 接收器单元(24)、压力室(17)、液压阀(4)、卸压室(18)和止 回阀(31)设置在箱体下部(9)内，且所述另一止回阀(34)设置在 箱体上部(10)内。
7. 按权利要求6所述的气缸盖，其中，箱体上部(10)与箱体下 部(9)之间具有一个密封件(52)，该密封件(52)最好压在或者喷 涂在箱体上部(10)上并由弹性材料组成。
8. 按权利要求6所述的气缸盖，其中，所述另一止回阀(34)为 设置在箱体上部(10)的孔(37)内的结构单元(38)，该结构单元(38)作为最低范围具有固定在孔(37)内的阀座(39);与分布 在阀座(39)上的密封座(40)共同作用的球体(41);将球体(41) 在密封座(40)方向上加载的阀门弹簧(42);以及一个阀门罩(44)， 其卡入阀座(39)的径向环绕的切槽(43)内，用于保持阀门弹簧(42) 和球体(41)。
9. 按权利要求8所述的气缸盖，其中，结构单元(38)附加包括 一个具有盘式主体(46)和内侧凸缘(47)的支承圈(45)，该凸缘(47)为了在阀门侧固定支承圈(45)而轴向支承阀门罩(44)并卡 入切槽(43)内，该主体(46)为了在箱体侧固定支承圈(45)而径 向至少部分从孔(37)凸起并嵌入一个在箱体上部(10)与箱体下部(9)之间分布的间隙(48)内。
10. 按权利要求5所述的气缸盖，其中，加注装置(6)包括一个 在加注方向上设置在所述另一止回阀(34)之前的污染过滤器(36)。
11. 按权利要求8和IO所述的气缸盖，其中，污染过滤器(36) 为固定在一个环形过滤器外壳(49)上、最好球面伸入过滤器外壳(49) 内的筛网过滤器(50)，其中，采用塑料注塑法制造的过滤器外壳(49) 最好通过压入或者旋入孔(37)而固定在箱体上部(10)。
12. 具有电动液压气门控制机构的内燃机气缸盖(1)的液压单元， 该气门控制机构包括■ 至少一个由凸轮轴(7)传动的发送器单元(12)， 至少一个气门侧的接收器单元(24)，■ 至少一个可电控的液压阀(4)，■ 至少一个卸压室(18)■ 和至少一个容积可变的压力室(17)，其在传递方向上设置 在所属的发送器单元(12)与所属的接收器单元(24)之间并能够通 过所属的液压阀(4)与所属的卸压室(18)连接，其中，至少发送器单元(12)、接收器单元(24)、压力室(17)、 液压阀(4)、卸压室(18)和至少一个止回阀(31)在与一个共用的 液压箱(8)连接的情况下属于预安装并固定在气缸盖上的液压单元 (3)，该液压单元(3)通过在液压单元(3)的方向上打开的止回阀 (31)与内燃机的液压油供油装置连接，其特征在于，为了以液压油 初次加注所述卸压室(18)和/或所述压力室(17)，除了所述止回阀 (31)，还具有至少一个带封闭件(35)的加注装置(6)，该加注装 置独立于所述液压油供油装置并且在所述液压箱(8)上构成。
13. 按权利要求12所述的液压单元，其中，封闭件(35)为在液 压单元(3)的方向上打开的另一个止回阀(34)，该另一个止回阔(34) 在加注方向上前置连接一个固定在过滤器外壳(49)上的筛网过滤器(50)。
全文摘要
本发明涉及一种具有电动液压气门控制机构的内燃机气缸盖，该控制机构包括一个发送器单元(12)、一个接收器单元(24)、一个液压阀(4)、一个卸压室(18)和一个压力室(17)，其设置在发送器单元(12)与接收器单元(24)之间的传递方向上并可通过液压阀(4)与所属的卸压室(18)连接。发送器单元(12)、接收器单元(24)、压力室(17)、液压阀(4)、卸压室(18)和一个止回阀(31)在与一个共用的液压箱(8)连接下属于一个预安装和固定在气缸盖(1)上的液压单元(3)，其通过止回阀(31)与内燃机的液压油供油装置连接。在此方面，为卸压室(18)和/或压力室(17)初次加注液压油，具有至少一个独立于液压油供油装置且在液压箱(8)上构成的具有封闭件(35)的加注装置(6)。
文档编号F01L9/02GK101389831SQ200780006481
公开日2009年3月18日 申请日期2007年1月22日 优先权日2006年2月24日
发明者马库斯·普罗什科 申请人:谢夫勒两合公司