专利名称：用于对内燃机换气阀配气相位进行可变调整的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对内燃机换气阀配气相位进行可变调整的装置，该装置具有 传动件、从动件、至少一个压力室、压力介质供给装置和至少一个蓄压器，其中，借助压力介 质供给装置可以向至少一个压力室输送压力介质或者从该压力室中排出压力介质，其中， 通过向压力室输送压力介质或从压力室中排出压力介质，可以改变从动件相对于传动件的 相位，其中，蓄压器具有可移动元件，该元件具有部分地界定储备腔的第一压力面，其中，储 备腔与压力介质供给装置连接或者可以与之连接，其中，蓄能器朝起始位置的方向对可移 动元件施以力，并且其中，通过对储备腔施压，可以使可移动元件逆着蓄能器的力推移。
背景技术：
在现代的内燃机中，使用对换气阀配气相位进行可变调整的装置，以便可以使曲 轴与凸轮轴之间的相位关系在限定的角度范围内在最大早位置与最大迟位置之间可变地 构成。该装置通常包括调整装置，该调整装置由曲轴传动并将调整装置的转矩传递到凸轮 轴上。在此，在调整装置的内部构成有液压伺服驱动装置，液压伺服驱动装置可以有针对性 地对曲轴与凸轮轴之间的相位产生影响。为了给调整装置提供压力介质，设置有压力介质 供给装置。这种装置例如由EP 1 025 343 Bl公知。该装置包括两个可以彼此相对扭转的转 子，其中，外转子与曲轴传动连接而内转子与凸轮轴抗扭连接。该装置包括多个空腔，其中， 每个空腔借助叶片分成两个相对作用的压力室。通过向压力室输送压力介质或从压力室中 排出压力介质，叶片在压力腔的内部被推动，由此使转子彼此相对有针对性地扭转并因此 凸轮轴与曲轴有针对性地扭转。向压力室输送压力介质或从压力室排出压力介质都借助压力介质供给装置来控 制，该压力介质供给装置包括压力介质泵、油箱、控制阀和多个压力介质管路。在此，一个压 力介质管路将压力介质泵与控制阀连接。各另外的压力介质管路将控制阀的工作接口之一 与压力室连接。压力介质通常取自内燃机的润滑介质回路。为保证该装置的功能，压力介质系统内的压力在内燃机的每个运行阶段都必须超 过确定的数值。这一点特别是在内燃机的怠速阶段非常危险，这是因为压力介质泵由曲轴 传动并因此系统压力随着内燃机的转速上升。由压力介质泵提供的系统压力还依赖于压力 介质温度，其中，系统压力在温度上升的情况下下降。因此压力介质泵必须以如下方式设 计，即，压力介质泵在最不利的条件下也提供足够的系统压力，以保证足够快速地对内转子 与外转子的相位进行调整。为即使在最不利的压力状况下(如高压力介质温度和/或者低 转速的情况下)也保证所要求的调整速度，压力介质泵必须与此相应进行设计。这一点导 致使用如下的压力介质泵，该压力介质泵根据调整装置的最高要求来设计并因此在内燃机 的绝大部分运行阶段期间过大地设定尺寸。作为选择地，可以使用可调节的压力介质泵，这 种压力介质泵根据需求来提供压力介质。在两种情况下增加的开支对内燃机的成本、结构 空间需求和燃料消耗产生不利影响。
US 5，775，279A公开了另一种此类装置。在该实施方式中，压力介质泵与控制阀 之间设置有与压力介质供给装置连通的蓄压器。该蓄压器在系统压力高的阶段加注压力介 质。如果系统压力下降，那么自动排空蓄压器，由此压力介质供给装置提供附加的压力介 质。因此对该装置的相调整予以支持。这种实施方式的缺点是，在系统压力不是基于调整 过程，而是基于其他外部情况，例如通过转速下降而降低的情况下，蓄压器也被排空。因此 可供随后的相调整过程使用的压力支持更小并且来自蓄压器的压力介质体积更少。另一个 缺点在于，压力介质供给装置可以用来支持蓄压器的最大压力相当于就在相调整过程之前 处于压力介质供给装置内的压力。如果在高温和低转速情况下发动机控制装置向该装置提 出调整要求，那么蓄压器的压力支持停止，因为对蓄压器进行加注的系统压力很小。这一点 会导致不能实施调整过程或调整速度明显下降。因此在这种情况下，压力介质泵也需要根 据伴随由此产生缺陷的最大负载来设计。
发明内容
本发明基于如下任务，S卩，提供一种用于对内燃机换气阀配气相位进行可变调整 的装置，其中，应当确保在内燃机的每个运行阶段中在高调整速度的情况下，对配气相位功 能可靠地调整。在此，应与取消可变压力介质泵的应用一样，取消压力介质泵的过大尺寸 (根据所预计的最大负载来设计)。该任务依据本发明以如下方式得以实现，S卩，可移动元件具有至少部分地界定反 压力腔的反压力面，其中，通过对反压力腔施加压力介质，可以使可移动元件朝起始位置的 方向移动。可移动元件例如可以构成为压力活塞，该压力活塞可以在压力容器的内部逆着 例如构成为弹簧件的蓄能器的力推移。在向储备腔输送压力介质时，储备腔的体积以反压 力腔空间为代价而扩大。如果压力介质供给装置内的系统压力下降，那么蓄能器的力超过 作用于第一压力面的、通过系统压力产生的力。因此压力活塞通过蓄能器压入起始位置，在 该起始位置，储备腔体积最小。作为对于弹簧件的另选地，也可以使用其他形式的蓄能器，例如由弹胶体支承的 可逆变形体或者充气的囊。如果反压力腔在内燃机的运行阶段期间施加压力介质，在此期 间蓄压器需要将压力介质排送至压力介质供给装置，那么作用于可移动元件的除了蓄能器 的力外，还有将该可移动元件压向起始位置方向的其他力。该附加的力来自反压力室内作 用于反压力面的压强。对于该附加的力的量F适用F = pAe，其中，ρ相当于作用于反压力 面的压强并且Ae相当于反压力面的面积。通过提高由蓄压器提供的压力，蓄压器可以平抑峰值消耗，从而压力介质泵可以 根据内燃机的正常运行情况来设计。不需要过大设定尺寸或者已调节的压力介质泵来保证 对相位进行功能可靠而快速地调整。调整装置的调整速度附加得到提高。作为选择，在调 整速度相同的情况下，调整装置可以较小地设定尺寸。由此降低质量、惯性矩和成本。在本发明的改进方案中，可移动元件具有至少一个部分地界定控制腔的第二压力 面，其中，通过控制腔的加压可以使可移动元件逆着蓄能器的力推移，并且其中，在蓄压器 的内部禁止压力介质从储备腔流入控制腔内。此外可以设置为，储备腔和控制腔在蓄压器 的内部不相互连通。具有优点的是，对储备腔施加压力介质与对控制腔施加压力介质一样， 使可移动元件在相同的方向上移动，具有优点的是，从可移动元件的起始位置移开。通过蓄[压器带有如下可移动元件的构造方案，该可移动元件部分地界定蓄压器内部彼此隔绝的压 力腔，这两个压力腔可以彼此分开控制，也就是加注和/或者排空。除非泄漏，在压力腔之 间不存在连接。这样例如可以将不同的压力源用于加注储备腔和控制腔。作为选择，蓄压 器内部的储备腔与控制腔之间也可以设置有压力介质连接件。输送到控制腔的压力介质可 以通过该压力介质连接件进入储备腔内。在此，需要保证禁止从储备腔到控制腔的反过来 的压力介质流动。这一点例如可以通过蓄压器的压力活塞或者压力容器内的压力介质通道 来实现，在该压力介质通道内设置有止回阀。在这种情况下，对储备腔和控制腔的加注仅通 过对控制腔的加注来进行。如果蓄压器应当排空，那么将控制腔切换至油箱。储备腔排空 到压力介质供给装置内，控制腔失压地排空到油箱内。通过止回阀来防止压力介质从储备 腔漫溢到控制腔内。如果设置为对储备腔的压力介质施加使得可移动元件在与对控制腔 的压力介质施加相同的方向上移动，那么控制腔可以对储备腔的加注予以支持。为此目的， 控制腔在储备腔的加注过程期间同样加注压力介质。由此，作用于该压力活塞的力作用于 压力活塞两个压力面，由此，蓄能器内储存更高的力(弹簧件受到更强烈地压缩)。如果被 加注的蓄压器从发动机控制装置收到指令支持相调整过程，那么控制腔可以不依赖于储备 腔地排空。也就是说，在储备腔排空到压力介质供给装置内并因此支持相调整过程期间，控 制腔可以逆着大气压向油箱内排气。通过适当的设计，控制腔的排气可以比储备腔向压力 介质供给装置内的排空更快地进行。因此储存在蓄能器内的全部力通过第一压力面作用于 储备腔。作为后果，在支持过程开始时，压力依赖于该时间点上作用于蓄能器的负载可以以 直至如下的系数提高，该系数为
A1+J2
~在此，A1相当于第一压力面的面积并且A2相当于第二压力面的面积。如果例如使 用弹簧件作为蓄能器，那么只要弹簧还未达到其最大的压缩状态，压力在支持过程开始时
就以完整(voll)系数提高。在本发明的改进方案中，反压力腔可以有选择地与压力源或者与油箱连接。可以 具有控制机构，其中，反压力腔可以借助控制机构有选择地与油箱连接或者与压力源连接。 在此，反压力腔可与内燃机压力介质泵连接。反压力腔可与内燃机的油箱连接。压力源例如可以是压力介质供给装置或压力介质供给装置的压力介质泵或者与 其分开的来源，例如伺服消耗器(例如伺服转向件)的压力源。在第二种情况下，在低系统 压力的运行阶段中，蓄压器也可以完全加注。与压力源或油箱的有选择连接通过控制机构， 例如呈分配阀(例如座阀(Sitzventil))或者比例阀(例如滑阀)形式的两位三通分配阀 产生。作为选择也可以考虑两个控制机构，其中，控制机构之一阻断或释放压力源_>控制 腔的连接并且另外的控制机构阻断或释放控制腔_>油箱的连接。控制机构例如可以是电 磁操作的液压阀，如换向阀(例如分配阀或者比例阀)、可解除阻断的止回阀等。这些控制 机构从内燃机的发动机控制装置接收控制信号，根据控制信号对反压力腔进行加注或者排 空，也就是，是应当加注蓄压器还是应当支持排空过程。同样可以考虑使用液压操作的控制 机构。在此，控制机构的液压操作装置与压力介质供给装置连通。这样控制机构在压力介 质供给装置内的压力下降到确定的数值之下的情况下自动切换。由此明显减少调节开支。如果将内燃机的油箱和/或者压力介质泵用于对反压力腔进行加注或排气，那么除了内燃 机内本来已经存在的部件外，无需其他部件。此外，对压力介质容器与压力活塞之间的密封 要求较低，因为允许压力介质在储备腔和反压力腔内的压力介质混合。因此可以取消压力 活塞与压力容器之间的密封件。此外设置为，将换向阀设置为控制机构，换向阀具有各一个与压力源、油箱和反压 力腔连接的接口。在本发明的改进方案中，可以设置有与储备腔或者控制腔连接的另外的 接口。蓄压器的压力支持也可以通过简单地切换一个或者多个控制机构来激活。在此， 提供如下的压力介质体积，在内燃机相位保持恒定的运行阶段中聚集在储备腔内。蓄压器 的压力支持可以在每个相调整过程中加以利用。为此目的，控制机构(换向阀和/或者可 解除阻断的止回阀)总是在要求相调整的情况下被送入储备腔排空的位置内。在相调整要 求之间的运行阶段中可以对蓄压器进行加注。另一种可能性在于，蓄压器的压力支持依赖 于需要接通。如果发动机控制装置检测到由压力介质泵提供的压力或者相调整的体积流不 够，那么发送机控制装置通过蓄压器释放压力支持。这种做法延长蓄压器可以加注的时间 并因此延长了蓄压器在压力支持期间的应用。作为选择，蓄压器的压力支持可以仅作为“增 压(boost)”功能用于例如需要高体积流或者高调整速度的临界调整过程。如果发动机控 制装置检测到需要启动这种临界的调整过程，那么该发动机控制装置通过适当调整控制机 构来释放压力支持。同样可以考虑控制机构与控制阀一体地构成，该控制阀对压力介质流入调整装置 的压力室和从调整装置的压力室流出进行控制。具有优点的是，储备腔的最大体积至少相当于从最大迟位置到最大早位置的相调 整所需体积的两倍。蓄压器例如可以通入压力介质泵与控制阀之间的压力介质管路内。作 为选择，蓄压器通入压力介质管路之一内，该压力介质管路将控制阀的工作接口之一与一 组压力室连接。在该实施方式中附加设置有第二蓄压器，第二蓄压器通入将控制阀的其他 工作接口与其他组的压力室连接的压力介质管路内。
由下面的说明书及由简化示出本发明实施例的附图获得本发明的其他特征。其 中图1仅十分示意地示出内燃机；图2a示出调整装置的纵剖面；图2b示出调整装置的横剖面；图3示出该装置依据本发明的第一实施方式；图4示出该装置依据本发明的第二实施方式；图5示出该装置依据本发明的第三实施方式。
具体实施例方式图1中草绘出内燃机1，其中，安置于曲轴2上的活塞3在气缸4内示出。曲轴2 在所示的实施方式中通过各一个牵引机构传动装置5与进口凸轮轴6或出口凸轮轴7连接，其中，第一装置和第二装置10可以负责在曲轴2与凸轮轴6、7之间的相对转动。该装 置10包括各自一个液压调整装置10a、b和压力介质供给装置37。凸轮轴6、7的凸轮8对 一个或者多个进口换气阀9a或一个或者多个出口换气阀9b进行操作。同样可以设置为 凸轮轴6、7中仅一个配备有装置10或者说仅设置有一个装有装置10的凸轮轴6、7。图3示出依据本发明的装置10的第一实施方式，具有调整装置10a、b、压力介质 供给装置37以及蓄压器43。图2a和2b以纵剖面和横剖面示出调整装置10a、b。调整装 置10a、b具有构成为外转子22的传动件和构成为内转子23的从动件。外转子22具有壳 体22a和两个侧盖24、25，侧盖24、25设置在壳体22a的轴向侧面上。内转子23以叶轮的 形式构成并具有基本上呈圆柱形实施的毂件26，在所示的实施方式中，从毂件26的外部圆 柱形的壳体面径向向外延伸出五个叶片27。叶片27与内转子23分开地构成并设置在叶片 槽28内，叶片槽28构造在毂件26上。叶片27借助设置在叶片槽28的槽底部与叶片27 之间的叶片弹簧27a径向向外施加力。从壳体22a的外部外周壁29出发，径向向内延伸出多个凸起部30。在所示的实施 方式中，凸起部30与外周壁29 —体地构成。外转子22借助凸起部30径向内置的外周壁 相对于内转子23可转动地支承在该内转子23上。在外周壁29的外部壳体面上设置有链轮21，借助该链轮21通过未示出的链条传 动装置可以将转矩从曲轴2传递到外转子22上。各一个侧盖24、25设置在壳体22a的轴向侧面之一上并抗扭固定在该轴向侧面 上。为此目的，在每个凸起部30内设置有轴向开口，该轴向开口被例如螺栓的固定件32贯 穿，固定件32用于将侧盖24、25抗扭地固定在壳体22a上。在调整装置10a、b内部，在各两个周向上相邻的凸起部30之间构成空腔33。每 个空腔33在周向上由相邻凸起部30的相对置的基本上径向分布的界定壁34界定，在侧盖 24、25的轴向上径向向内由毂件26界定并且径向向外由外周壁29界定。叶片27伸入每个 空腔33内，其中，叶片27以如下方式构成，即，叶片27既贴靠在侧盖24、25上，也贴靠在外 周壁29上。因此，每个叶片27因此将各自的空腔33分成两个彼此相对作用的压力室35、 36。内转子23是可以在确定的角度范围内相对于外转子22转动的。该角度范围在内 转子23的转动方向上被以如下方式进行界定，即，叶片27贴靠在空腔33的各一个对应的 界定壁34(早止挡34a)上。类似地，该角度范围在另一个转动方向上以如下方式来界定， 即，叶片27贴靠在空腔33用作迟止挡34b的另一界定壁34上。通过一组压力室35、36加压和另一组泄压，可以改变外转子22相对于内转子23 的相位。通过两组压力室35、36加压，可以使两个转子22、23的相位彼此保持不变。作为 选择地可以设置为，恒定的相位阶段期间，压力室35、36都不加注压力介质。通常使用内燃 机1的润滑油作为液压的压力介质。为了向压力室35、36输送液压介质或从压力室35、36排出液压介质，设置有图3 所示的压力介质供给装置37。压力介质供给装置37包括构成为压力介质泵38的压力源、 油箱39、控制阀40和多个压力介质管路41。控制阀40具有输入接口 P、油箱接口 T和两 个工作接口 A、B。各一个压力介质管路41将压力介质泵38与输入接口 P连接、将第一工 作接口 A与第一压力室35连接、将第二工作接口 B与第二压力室36连接并且将油箱接口
7T与油箱39连接。因此，压力介质可以从压力介质泵38经由压力介质管路41到达控制阀 40的输入接口 P。在控制阀40的第一位置上，输入接口 P与第一压力室35连接，而第二压 力室36则与油箱39连接。在控制阀40的第二位置上设置为，压力室35、36不与油箱39 和输入接口 P连通。在控制阀40的第三位置上，输入接口 P与第二压力室36连接，而第一 压力室35则与油箱39连接。在内燃机1工作期间，通过凸轮8在凸轮配套件(Nockenfolger)上的滚动引起的 变换力矩作用于凸轮轴6、7。在此，阀门弹簧的力直至换气阀完全打开而抑制性地作用于凸 轮轴6、7。随后，凸轮轴6、7通过阀门弹簧的力被加速。结果是调整装置10a、b的内部产 生压力峰值，该压力峰值导致与输入接口 P连接的压力室35、36向压力介质泵38排空，从 而导致调整速度明显变慢。为防止这一点，在将压力介质泵38与控制阀40连接的压力介 质管路41内设置有止回阀42a。止回阀42a阻止压力介质从压力室35、36经由控制阀40 向压力介质泵38回流。压力峰值在止回阀42a上得到支撑，由此有效防止压力室35、36不 希望的排空并因此，力矩传递的刚性和调整速度得到提高。调整装置10a、b的调整速度依赖于压力介质泵38所提供的压力或所提供的压力 介质体积流。所提供的压力或所提供的压力介质体积流在它那方面依赖于大量因素，例如 内燃机1的转速和压力介质温度。为即使在最不利的情况下，例如像高压力介质温度和/ 或者低转速时也保证所要求的调整速度，压力介质泵38必须与此相应设计。这一点导致使 用根据调整装置10a、b的最高要求来设计的并因此在内燃机1的绝大部分运行阶段期间过 大设定尺寸的压力介质泵。作为选择也可以使用可调节的压力介质泵38，压力介质泵38根 据需要提供压力介质。在两种情况下增加的开支对于内燃机的成本和燃料消耗产生不利影 响。为避免这些缺点，在依据本发明的装置10上设置有蓄压器43。蓄压器43包括实 施为压力活塞46的可移动元件，该可移动元件可以在压力容器44的内部逆着蓄能器的力 推移。在所示的实施方式中，蓄能器构成为弹簧件46。但也可以考虑其他类型的蓄能器，例 如像适当造型的弹胶体或者充气的囊。压力活塞45具有两个压力面47、48。第一压力面47与压力容器44共同界定储 备腔49，其中，第一压力面47在压力活塞45的移动方向上界定储备腔49。压力容器44和 压力活塞45界定控制腔50，其中，第二压力面48同样在压力活塞45的移动方向上界定控 制腔50。在此，压力活塞45和压力容器44以如下方式构成，即，在蓄压器43的内部，不存 在两个室49与50之间的连接。除非泄漏，在所示的实施方式中这些压力腔49、50之间不 发生压力介质交换。在所示的实施方式中，压力面47、48在压力活塞45的移动方向上彼此 错开地设置，其中，第一压力面47在由压力活塞45的移动方向垂直通过的平面内被第二压 力面48围绕。第一压力面47圆形地构成并且第二压力面48呈环形地构成。通过对压力 腔49、50施加压力介质，压力活塞45逆着弹簧件46的力推移，由此压力腔49、50的体积上 升。压力活塞45可以逆着弹簧件46移动的行程通过在压力容器44内部构成的止挡54来 界定。止挡54以如下方式设置，即，止挡54阻止储备腔49与控制腔50连接。弹簧件46 —侧支撑在压力活塞45的背离压力腔49、50的侧上并且另一侧支撑在 压力容器44的背离压力腔49、50的侧上。在此，具有凸起部的弹簧件46装配在蓄压器43 内，从而压力腔49、50的体积在低系统压力的情况下最小。在该起始位置上，压力活塞45在其背离弹簧件46的侧上贴靠在压力容器44上。将压力容器44的背离压力面47、48的区域构成为压力腔(反压力腔)。在此，压 力活塞45的朝向反压力腔58的面构成为反压力面59。通过对反压力腔58施加压力介质， 经由反压力面59，与弹簧件46的力平行的力作用于压力活塞45。在所示的实施方式中，反 压力面59平坦地构成，其中，该反压力面59以垂直于压力活塞45的运动方向的方式定向。 同样可以考虑所提出的面或者反压力面59具有其他功能件，从而该功能件与平坦的形式 不同。这样在反压力面59上为弹簧件46例如构成保持件。储备腔49借助储备管路51与压力介质供给装置37连接。储备管路51 —方面在 止回阀42a的下游通入压力介质供给装置37内并且另一方面通过接口 56通入储备腔49 内。在储备管路内设置有止回阀42c，止回阀42c允许从储备腔49向压力介质供给装置37 的压力介质流动并阻止相反的压力介质流动。由此达到的是调整装置10a、b内产生的压 力峰值不能向前进直至蓄压器43的储备腔49，而是在止回阀42c上得到支撑。因此，提高 了装置10的液压刚性。控制腔50可以有选择地与油箱39连接或者借助控制管路52与压力源连接。在 所示的实施方式中，使用压力介质供给装置37的压力介质泵38作为压力源。但同样可以 考虑的是，使用其他的压力源，例如像伺服消耗器(Servoverbraucher)(例如伺服转向件) 的压力介质泵38。在这种情况下，从控制腔50流出的压力介质不是导入内燃机1润滑油回 路的油箱39，而是导向伺服消耗器的相应油箱39。控制管路52内设置有另一止回阀42b， 止回阀42b防止压力介质从控制腔50向压力介质供给装置37回流。为了对压力介质流入控制腔50和反压力腔58和从控制腔50和反压力腔58中流 出进行控制，设置有呈换向阀53形式的控制机构60。换向阀53构成为两位四通换向阀并 具有压力接口 P1、两个工作接口 ApB1和油箱接口 1\。压力接口 P1与压力源连接，在所示的 实施方式中，通过控制管路52与压力介质供给装置37连接。第三工作接口 A1与控制腔50 连接，第四工作接口 B1与反压力腔58连接并且油箱接口 T1与油箱39连接。在换向阀53 的第一控制位置上，第三工作接口 A1与压力接口 P1连接，而第四工作接口 B1则与油箱接口 T1连通。在换向阀53的第二控制位置上，第三工作接口 A1与油箱接口 T1连接，而压力接口 P1则与第四工作接口 B1连通。控制管路在换向阀53的后面通过第二接口 56通入控制腔50内。此外，设置有将 控制管路52与储备管路51连接的连接装置55。连接装置55 —方面在止回阀42c与储备 腔49的第一接口 56之间通入储备管路51内而另一方面在换向阀53与控制腔50的第二 接口 56之间通入控制管路52内。在连接管路55内设置另一止回阀42d，止回阀42d允许 从控制管路52流向储备管路51的压力介质流动并阻止相反的压力介质流动。如果在内燃机1运行期间，发动机控制装置没有向装置10发出调整要求，那么控 制阀40处于第二(中间)位置并且换向阀53处于第一位置。因此压力介质不流向调整装 置IOa或者从调整装置IOa流出。压力介质从压力介质供给装置37通过储备管路51向储 备腔49的流动通过止回阀42d得到阻止。通过控制管路52和换向阀53向控制腔50施加 压力介质。同时压力介质通过控制管路52、连接管路55和储备管路51进入储备腔49。同 时反压力腔58通过换向阀53与油箱39连接。进入储备腔49或控制腔50内的压力介质 作用于第一压力面47或第二压力面48，由此，压力活塞45朝向止挡54的方向逆着弹簧件
946的力推移，从而控制腔50的体积和储备腔49的体积均有所增加。同时反压力腔58向 油箱39内排气。如果发动机控制装置要求相角度调整，那么控制阀40转换到其第一位置 或第三位置。因此，压力介质从压力介质泵38向第一压力室35或第二压力室36流动，由 此，相调整通过调整装置10a、b产生。如果由压力介质泵38输送的体积流过小，为保证调 整或者应当达到更高的调整速度，那么第一换向阀53转换到其第二控制位置内。在该第二 控制位置上，控制腔50与油箱39连接。控制腔50内处于压力下的压力介质因此与大气压 连接，由此控制腔50急速排空。同时储备腔49向压力介质供给装置37内排空。如果控制 腔50的压力介质排空这样迅速，使压力活塞45仅通过第一压力面47相对于储备腔49进 行支撑，那么弹簧件46的全部力仅作用于储备腔49。因此对排空过程开始时储备腔49内 的压强P适用
加上通过反压力腔58加注产生的压强。这一点在压力活塞45尚未完全偏转时适 用，也就是在没有贴靠在止挡54上时适用。在此，psys相当于处于蓄压器43排空开始时的 压力介质供给装置37的系统压强。因为压力介质管路41内的止回阀42a设置在储备管路 51的上游，所以确保储备腔49的总压强ρ和总体积可供调整装置IOa使用和不流出进入内 燃机1的油路。因此，如在传统的蓄压器的应用那样，不仅提供当前系统压强，而且还提供 以系数HA2ZA1提高的压强。附加地，将压力介质从控制管路52导入反压力腔58。该压力介质向压力活塞45 的反压力面59施加与弹簧件46的力相同方向上的力。由此附加提高储备腔49内的压力。压力介质供给装置37因此可以通过调整第一换向阀53上的第二控制位置而获得 压力支持，该压力支持高于传统的蓄压器。因此调整装置IOa的调整速度在几何尺寸相同 的情况下明显提高或者调整装置IOa在调整速度相同的情况下较小地构成，而不必采用过 大设定尺寸或者已调节的压力介质泵38。同样可以考虑的是如下实施方式，其中，取消连接管路55和止回阀42c在储备管 路53内的布置。在内燃机1的运行相位保持恒定不变的运行阶段中，蓄压器43通过储备 腔51和控制管路52加注。如果系统压力下降，那么没有压力介质从控制腔50流出。这样 导致控制腔50和储备腔49体积在尽管压力介质供给装置37内压力下降的情况下仍保持 不变。在此，对于压力活塞45从其起始位置偏转的行程χ适用 其中，A1相当于第一压力面47的面积，A2相当于第二压力面48的面积，pmax相当 于加注阶段期间最大所出现的系统压强并且D相当于弹簧件46的弹簧常数。在此，最大推 移行程通过止挡54来界定。如果换向阀53转换到第二开关位置的话，那么对在压力活塞 45尚未完全偏转时由蓄压器43所提供的压强ρ适用
加上通过反压力腔58加注产生的压强。
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为实现提高压力，必须对来自控制腔50的压力介质流与来自储备腔49的压力介 质流的比例QD/QV&须适用 π为达到这一点而设置为，对控制腔50与油箱39之间的最小通流截面Ad适用 其中，Av相当于储备腔49与调整装置IOa之间或调整装置IOa与油箱39之间的 最小通流截面。同样可以考虑的是，除了第一调整装置IOa外，一个或者多个其他调整装置10b、 IOc也可以通过压力介质供给装置37经由其他的压力介质管路41和其他的控制阀40来 控制。在此，其他控制装置IOb同样可以得益于蓄压器43。为此目的，通向该调整装置IOb 的支路在流动方向上处于止回阀42a后面。如果蓄压器43仅支持第一调整装置10a，那么 通向其他调整装置IOc的支路在流动方向上设置在止回阀42a前面。同样可以考虑的是，止回阀42a设置在通向储备管路51的支路的下游。在这种情 况下，控制装置10a、b与通向储备管路51的支路之间的压力峰值得到支撑。压力峰值因 此不能达到蓄压器43，由此通过调整装置10a、b实现更加刚性的转矩传递。同样可以考虑 的是，在压力介质管路41内在通向储备管路51的支路的上游和下游使用各自一个止回阀 42a。在这种情况下，既达到通过控制装置10a、b的刚性转矩传递，也防止储备腔49的压力 或压力介质体积流出进入内燃机1的油路。在该实施方式的略微的变动方案中，止回阀42b和/或者止回阀42a设置于其中 的总压力介质管路41，在蓄压器43的通入点之间也可以取消。图4示出装置10的另一种依据本发明的实施方式。蓄压器43的压力活塞45在 该实施方式中将压力容器44分为储备腔49和反压力腔58，其中，没有设置控制腔50。在 压力活塞45的移动方向上，储备腔49由第一压力面47界定并且反压力腔58由反压力面 59界定。储备腔49可以通过储备管路51施以来自压力介质供给装置37的压力介质。反 压力腔58可以通过控制管路52与压力源连接。在所示的实施方式中，控制管路通入压力 介质供给装置37内。控制管路52因此与内燃机1的压力介质泵38连接。作为选择地，也 可以使用其他压力源，如伺服消耗器的压力介质泵。在控制管路51内设置有构造为两位三 通分配阀的换向阀53。换向阀53具有压力接口 P1、工作接口 A1、工作接口 B1和油箱接口 1\。压力接口 P1与压力介质泵38连接、工作接口 B1与反压力腔58连接并且油箱接口 T1与 油箱39连接。在换向阀53的第一控制位置上，工作接口 B1与油箱接口 T1连接，而压力接 口 P1则不与其他接口 Bp T1连通。如果换向阀53处于该控制位置上，那么反压力腔58与 油箱39连接。在换向阀53的第二控制位置上，工作接口 B1与压力接口 P1连接，而油箱接 口 T1则不与其他接口 Bp P1连通。如果换向阀53处于该控制位置上，那么反压力腔58由 压力介质泵38施加压力介质。蓄压器43加注阶段期间，换向阀53处于第一控制位置上。压力介质输送给储备 腔49。结果是压力活塞45逆着弹簧件46的力推移。储备腔49的体积根据反压力腔58的 耗用而扩大。在压力支持阶段，换向阀处于第二控制位置。在该位置上，向反压力腔58输送作用于反压力面59的压力介质。由此产生的压力提高了由弹簧件46施加到压力活塞45 上的力。因此，由蓄压器43从储备腔49提供的支持压力得到提高。也可以考虑如下实施 方式，其中，反压力面59的面积超过第一压力面47面积。由此达到对可以提供的压力值产 生积极影响的压力转换比(DruckUbersetzung)。图5示出依据本发明的装置另一种实施方式。该实施方式基本上相当于图4所示 的实施方式。与图4实施方式的区别在于，在储备管路51和控制管路52内设置有各一个 止回阀42b、c。此外，换向阀构成为两位四通换向阀，其中，附加的工作接口 A1与储备腔49 连接。在换向阀53的第一控制位置上，附加的工作接DA1与压力接口 P1连接。在换向阀 53的第二控制位置上，工作接口 A1不与其他的接口 B” Pp T1连通。在这种实施方式中，只 要换向阀53处于第一控制位置上，压力介质就可以从压力介质泵38通过控制管路52和换 向阀53进入储备腔49内。同时反压力腔58向油箱39排气。如果换向阀53处于第二控制 位置上，工作接口 A1推移并且反压力腔58被由压力介质泵38施以压力介质。同时储备腔 49向压力介质供给装置37内排空。止回阀42c屏蔽蓄压器43免受产生于调整装置10a、 b内的压力峰值的影响。在所示的全部实施方式中，蓄压器43通入将压力介质泵38与一个或多个控制阀 40连接的压力介质管路41中。同样可以考虑的实施方式是，一个或多个蓄压器43通入将 一个或多个控制阀40与调整装置10a、b连接的压力介质管路41中。除了将蓄压器43使用在用于对内燃机1配气相位进行可变调整的应用中以外，蓄 压器43也可以用在其他汽车应用中，例如用在可切换的凸轮配套件中或者用在自动变速
器的应用中。
附图标记列表
1内燃机
2曲轴
3活塞
4气缸
5牵引机构传动装置
6进口凸轮轴
7出口凸轮轴
8凸轮
9a进口换气阀
9b出口换气阀
10装置
IOa第一调整装置
IOb其他调整装置
21链轮
22外转子
22a壳体
23内转子
24侧盖
12
25侧盖
26毂件
27叶片
27a叶片弹簧
28叶片槽
29外周壁
30凸起部
32固定件
33空腔
34界定壁
34a早止挡
34b迟止挡
35第一压力室
36第二压力室
37压力介质供给装置
38压力介质泵
39油箱
40控制阀
41压力介质管路
42a止回阀
42b止回阀
42c止回阀
42d止回阀
43蓄压器
44压力容器
45压力活塞
46弹簧件
47第一压力面
48第二压力面
49储备腔
50控制腔
51储备管路
52控制管路
53换向阀
54止挡
55连接管路
56接口
58反压力腔
59反压力面
60控制机构
A第一工作接[
B第二工作接口
P输入接口
T输出接口
A1第三工作接口
B1第四工作接口
P1压力接口
T1油箱接口
权利要求
用于对内燃机(1)的换气阀(9a、b)的配气相位进行可变调整的装置(10)，所述装置(10)具有·传动件(22)、从动件(23)、至少一个压力室(35、36)、压力介质供给装置(37)和至少一个蓄压器(43)，·其中，借助所述压力介质供给装置(37)能够向所述至少一个压力室(35、36)输送压力介质或者从所述至少一个压力室(35、36)中排出压力介质，·其中，通过向所述压力室(35、36)输送压力介质或从所述压力室(35、36)中排出压力介质，能够改变所述从动件(23)相对于所述传动件(22)的相位，·其中，所述蓄压器(43)具有可移动元件(45)，所述可移动元件(45)设有第一压力面(47)，所述第一压力面(47)部分地界定储备腔(49)，·其中，所述储备腔(49)与所述压力介质供给装置(37)连接或者能够与所述压力介质供给装置(37)连接，·其中，蓄能器向起始位置的方向对所述可移动元件(45)施加力，以及·其中，通过对所述储备腔(49)的加压能够使所述可移动元件(45)逆着所述蓄能器(46)的力推移，其特征在于，所述可移动元件(45)具有反压力面(59)，所述反压力面(59)至少部分地界定反压力腔(58)，其中，通过对所述反压力腔(58)施加压力介质，所述可移动元件(45)能够向起始位置的方向推移。
2.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述可移动元件(45)具有至少一个 第二压力面(48)，所述第二压力面(48)部分地界定控制腔(50)，其中，通过对所述控制腔 (50)的加压能够使所述可移动元件(45)逆着所述蓄能器(46)的力推移，并且其中，在所述 蓄压器(43)的内部不允许压力介质从所述储备腔(49)流入所述控制腔(50)。
3.按权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，对所述储备腔(49)施加压力介质与对 所述控制腔(50)施加压力介质一样，使所述可移动元件(45)在相同的方向上移动。
4.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述反压力腔(58)能够有选择地与压 力源(38)连接或者与油箱(39)连接。
5.按权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，设置有控制机构(60)，其中，所述 反压力腔(58)能够借助所述控制机构(60)有选择地与油箱(39)或者压力源(38)连接。
6.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述反压力腔能够与所述内燃机(1) 的所述压力介质泵(38)连接。
7.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述反压力腔能够与所述内燃机(1) 的所述油箱(39)连接。
8.按权利要求5所述的装置(10)，其特征在于，将换向阀(56)设置为控制机构(60)， 所述换向阀(56)具有各一个与所述压力源(38)、所述油箱(39)及所述反压力腔(58)连接 的接口(G、B、T)。
9.按权利要求8所述的装置(10)，其特征在于，所述换向阀(56)具有与所述储备腔 (49)或者所述控制腔(50)连接的另外的接口(A)。
10.按权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，所述储备腔(49)和所述控制腔(50) 在所述蓄压器(43)的内部不相互连通。
全文摘要
本发明涉及一种用于对内燃机(1)换气阀(9a、b)配气相位进行可变调整的装置(10)，装置(10)具有传动件(22)、从动件(23)、至少一个压力室(35、36)、压力介质供给装置(37)和至少一个蓄压器(43)，其中，借助压力介质供给装置(37)可以向至少一个压力室(35、36)输送压力介质或者从该至少一个压力室(35、36)中输出，其中，通过向压力室(35、36)输送压力介质或从压力室(35、36)中排出压力介质，可以改变从动件(23)相对于传动件(22)的相位，其中，蓄压器(43)具有可移动元件(45)，该可移动元件(45)设有部分地界定储备腔(49)的第一压力面(47)，其中，储备腔(49)与压力介质供给装置(37)连接或者可以与压力介质供给装置(37)连接，其中，蓄能器朝向起始位置的方向对可移动元件施加力，并且其中，通过对储备腔(49)的加压可以使可移动元件(45)逆着蓄能器(46)的力推移。
文档编号F01L1/344GK101918680SQ200880117532
公开日2010年12月15日 申请日期2008年11月4日 优先权日2007年11月24日
发明者安德烈亚斯·亨普夫林, 约亨·奥克特 申请人:谢夫勒科技有限两合公司