凸轮调节机构、内燃机和轻便摩托车的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车、例如载重汽车、客车、摩托车或轻便摩托车的内燃机的凸轮调节机构（1），其具有凸轮轴（2），第一凸轮（3）不可移动地固定在该凸轮轴上并且第二凸轮（4）能够相对于第一凸轮（3）转动地支承在该凸轮轴上，其中但是第二凸轮（4）在轴向上不能移动地支承在该凸轮轴（2）上，其中为了实现转动运动，第二凸轮（4）支承在能够轴向移动的滑槽引导装置（6）内。本发明还涉及具有这种凸轮调节机构的内燃机和具有单缸内燃机的轻便摩托车，该单缸内燃机具有顶置的凸轮轴和这种凸轮调节机构。
【专利说明】凸轮调节机构、内燃机和轻便摩托车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动车、例如载重汽车、客车、摩托车或轻便摩托车的内燃机的凸轮调节机构，其具有凸轮轴，第一凸轮不能移动地固定在该凸轮轴上并且第二凸轮能够相对于第一凸轮转动地支承在该凸轮轴上，其中但是第二凸轮在轴向上不能移动地支承在该凸轮轴上。
【背景技术】
[0002]从现有技术中，例如从JP09324614和US2009/0240420A1中公知有大量凸轮调节机构。从DE10352362A1和DE102008049166A1中也公知有凸轮调节机构。
[0003]因此DE102008049166A1公开了一种具有至少一个用于容纳振荡的活塞的燃烧室的内燃机，该活塞通过曲柄传动装置与曲轴联结。内燃机包括用于控制燃烧气体进入燃烧室和将燃烧过的气体排出燃烧室的换气阀，其打开运动和关闭运动通过传动装置与活塞的振荡运动的相联系，其中换气阀的打开参数和关闭参数依赖于内燃机的其它运行参数可变化地调节。换气阀通过具有至少两个行星级的摆动传动装置与曲轴联结，该摆动传动装置将驱动旋转转变至从动轴的振荡的转动运动和能够变化地进行调节的摆动角度。
[0004]DE10352362A1公开了具有双自由轮的凸轮轴调节器。在那里公开的设计方案涉及用于调节和保持凸轮轴相对于内燃机的曲轴的转动角度位置的凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器具有沿两个调节方向作用的双自由轮，具有至少两个相对被弹簧加载的夹紧件，所述夹紧件布置在驱动轮的外环与夹紧面(其与凸轮轴抗相对转动地连接)之间，并且所述夹紧件在已调整的运行中锁止两个转动方向，而在调节运行中，锁止期望的凸轮轴调节的夹紧件可通过与调节元件连接的切换元件在调节之前解锁。可普遍使用的双自由轮通过如下方式创造，即，双自由轮构造为分离的自由轮级，并且可以与任意的凸轮轴调节器组合。
[0005]在随后阐述的发明的范围内，凸轮轴调节机构与凸轮调节机构在术语上同义地使用。
[0006]本发明涉及操纵转速的机械机构的领域，该机构用于在单缸摩托车中相位调节凸轮，该机构具有顶置的凸轮轴，该凸轮轴也被称为SOHC布置(单顶置凸轮轴布置)。该发动机布置首先在具有汽化器的摩托车中，在亚洲范围内(尤其在中国和印度)广泛使用。通过操纵转速的、用于相位调节的机械机构可能的是:不依赖于排气阀而多级地变化进气阀的阶段位置。为此基于法律规章而产生这样做的必要性，即也在摩托车中广泛使用。在此在阀门传动装置中，该变化性帮助满足法律要求。因此可以减少燃料消耗和有害物质排放。
[0007]然而迄今公知的解决方案都要么在力学上不适合要么/且非常贵。
【发明内容】
[0008]本发明的任务是避免现有技术的缺点，并且尤其保障排气凸轮相对于进气凸轮的廉价的调节可能性。
[0009]该任务根据本发明通过如下方式来解决，S卩，为了实现转动运动，第二凸轮支承在在轴向上能够移动的滑槽引导装置中。
[0010]在此可实现的是:进气凸轮通过该凸轮相对于凸轮轴的相对转动来改变阶段位置。纯粹机械的、转速受控的机构以如下方式构造，即，在低的凸轮轴转速时，进气凸轮的阶段位置“延迟地”移动，并且因此在空转运行中对发动机的燃烧稳定性、燃料消耗和废气排放产生积极影响。
[0011]有利的实施方式在从属权利要求中要求保护并且随后详细阐述。
[0012]因此有利的是，滑槽引导装置构造为锁定套筒，其至少局部地、优选完整地包绕凸轮轴。通过局部的包绕，优选完整的包绕，在使用中保障锁定套筒和凸轮轴的不可分离性，而以锁定套筒形式实现滑槽引导装置是特别廉价的。
[0013]还有利的是，锁定套筒在内侧具有槽，所述槽包括第一槽区段，该第一槽区段优选沿轴向方向延伸；此外所述槽包括第二槽区段，该第二槽区段优选也沿轴向方向延伸；所述槽还具有连接第一槽区段和第二槽区段的、倾斜于轴向方向延伸的槽连接区段，以便在锁定套筒轴向移动时实现第二凸轮的强制转动。轴向方向理解为沿着凸轮轴的纵轴线的方向。
[0014]有利的是，第二凸轮通过销固定在滑槽引导装置上，该销形状锁合地嵌接到槽中。以该方式可利用少量附加的构件来实现第二凸轮与滑槽引导装置的与功能有关的连接。
[0015]有利的实施例的特征也在于，可通过凸轮轴的旋转偏转的配重件安装在滑槽引导装置上，从而可导致滑槽引导装置的轴向运动。如果基于凸轮轴的增加的旋转而向外驱动配重件，那么滑槽引导装置在配重件的铰接点的方向轴向移动，这导致销的强制运动，因此与该第二凸轮牢固地连接 的销导致第二凸轮的强制转动运动。
[0016]还有利的是，滑槽引导装置不能转动地，但在轴向上能够移动地固定在凸轮轴上，这是因为能特别好地保障了功能。
[0017]为了实现将滑槽引导装置固定在其极端位置，也就是说在凸轮轴上移动至完全向左的位置和完全向右的位置，有利的是，两个轴向相互间隔的、环绕的沟槽构造在滑槽引导装置的内侧，优选地，弹簧预紧的球可嵌接到所述沟槽中。两个沟槽在此存在于槽的远侧端部的区域中。
[0018]为了阻止滑槽引导装置相对于凸轮轴的可转动性有利的是，轴向取向的空隙存在于滑槽引导装置中，通过该空隙，借助形状锁合元件，比如滑键，滑槽引导装置转动角确定地得到支承。
[0019]此外有利的是，中间套筒位置固定地与凸轮轴连接，并且通过第一杠杆与配重件连接，该配重件通过第二杠杆与滑槽引导装置连接。以该方式可在滑槽引导装置中通过配重件导致在轴向方向上的强制运动。
[0020]还有利的是，三个配重块均匀地分布到凸轮轴的周边上。由此力分布是特别均匀的。配重件也可多件式地构造，例如两件式地构造。
[0021 ] 有利的是，在特别有效的且简单构造的实施例中，第二杠杆能够运动地联接在滑槽引导装置的保持舌板上。
[0022]当在中间套筒与滑槽引导装置之间布置有弹簧，比如压力弹簧时，可实现滑槽引导装置的良好的可复位性。
[0023]当第一凸轮或第二凸轮要么是进气凸轮要么是排气凸轮时，要么进气凸轮相对于排气凸轮调节，要么排气凸轮相对于进气凸轮调节。在两种情况下都保障两个凸轮相互的相对调节。
[0024]在特别的实施方式中，对于装配来说证明有利的是:弹簧支撑在贴靠于滑槽引导装置上的盘上。
[0025]本发明也涉及具有根据本发明的凸轮调节机构的内燃机和具有单缸内燃机的轻便摩托车，该单缸内燃机具有顶置的凸轮轴和根据本发明的凸轮调节机构。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本发明随后也借助附图详细阐述。第一实施例借助五幅图来详细说明。其中:
[0027]图1示出穿过根据本发明的第一凸轮调节机构的横截面图，
[0028]图2以相对于图1所示视图转动的角度位置示出穿过图1的凸轮调节机构的横截面图，
[0029]图3示出在图1所示的实施例中使用的滑槽引导装置的立体图，
[0030]图4以相对于图1和图2所示角度位置转动的位置示出穿过图1和图2的凸轮调节机构的横截面图，
[0031]图5示出图1至图4的根据本发明的具有相邻的摇杆的凸轮调节机构的立体图。
[0032]图仅是示意性的性质并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0033]在图1中示出根据本发明的凸轮调节机构I的实施方式。凸轮调节机构I是机动车、尤其轻便摩托车的内燃机的一部分，并且具有凸轮轴2。
[0034]第一凸轮3不可移动地固定在凸轮轴2上。在所示的实施方式中，第一凸轮是凸轮轴2的排气凸轮和集成的组成部分。
[0035]第二凸轮4不可轴向移动地，然而可转动移动地支承在凸轮轴2上。第二凸轮4是进气凸轮。也可能的是:第二凸轮4是排气凸轮而第一凸轮3是进气凸轮。
[0036]轴向方向依赖于凸轮轴2的纵轴线5来限定。轴向方向因此通过纵轴线5给出。
[0037]第二凸轮4支承在构造为锁定套筒7的滑槽引导装置6上。
[0038]与凸轮轴位置固定地连接地布置有中间套筒8，其包绕凸轮轴2。在中间套筒8与滑槽引导装置6之间存在弹簧9，其可贴靠盘10，其中盘10贴靠在锁定套筒7上。
[0039]配重块11通过第一杠杆12联接在中间套筒8上并且通过第二杠杆13借助保持舌板14联接在滑槽引导装置6上。杠杆12和13通过栓连接件与保持舌板14或中间套筒8的镜像元件连接。
[0040]应该提及的是:弹簧9构造为压力弹簧，并且固定在中间套筒8的止挡件上。为了固定轴向位置，间隔套筒15贴靠第二凸轮4和排气凸轮3。
[0041]在图2中示出销16的固定的安装，其中像在图2中看到的那样，也可称为销钉的销16嵌接地位于槽17中。槽17划分成三个区段，即第一槽区段18、第二槽区段19和连接这两个槽区段18和19的槽连接区段20。
[0042]环绕的、相互轴向间隔的第一沟槽21和第二沟槽22能够实现各一个在凸轮轴2中弹簧预紧地支承的球的嵌接，该球未示出。[0043]空隙23能够实现滑键24的在图4中所示的嵌接。
[0044]在图5中示出第二凸轮4与摇杆25的共同作用，从而可实现作用于内燃机的进气阀。
[0045]工作原理阐述如下:
[0046]凸轮轴2的进气凸轮可转动地支承在同轴于凸轮轴2的锁定套筒7上。锁定套筒7借助滑键24抗相对转动地并且可轴向移动地布置在凸轮轴2上。
[0047]固定在第二凸轮4中的销16插入锁定套筒7的第一槽区段18中，并且阻止锁定套筒7相对于凸轮轴2的转动。
[0048]相位调节通过如下方式实现，即，锁定套筒7向左轴向运动。在该情况下，与第二凸轮4、也就是说进气凸轮连接的销16从左边的槽(也就是说锁定套筒7的第一槽区段18)移动到右边的槽(也就是说锁定套筒7的第二槽区段19)。由此进气凸轮相对于位于凸轮轴2上的排气凸轮(也就是说第一凸轮3)的阶段位置改变。
[0049]移动通过配重块11引起，所述配重块在凸轮轴2的转速升高时径向向外运动。配重块11利用第一杠杆12和第二杠杆13可转动地支承在锁定套筒7上和位置固定地固定在凸轮轴2上的中间套筒8上。锁定套筒7借助压力弹簧通过盘10相对于凸轮轴2轴向地按压。
[0050]锁定套筒7的移动通过如下方式实现，即，配重块11在转速升高之前径向向外运动。在该情况下，锁定 套筒7相对于压力弹簧向左运动。现在，称为销钉的销16从左边的槽运动到右边的槽。由此实现凸轮的阶段移动。
[0051]为了阻止销16在第一槽区段18与第二槽区段19之间的过渡区域中的稳定位置，各一个位于凸轮轴I中的弹簧预紧的球置入两个环绕的槽形的沟槽21和22中的一个内。
[0052]位于进气凸轮与集成到凸轮轴2中的排气凸轮之间的间隔套筒15阻止进气凸轮的轴向运动。
[0053]附图标记列表
[0054]I凸轮调节机构
[0055]2凸轮轴
[0056]3第一凸轮
[0057]4第二凸轮
[0058]5纵轴线
[0059]6滑槽引导装置
[0060]7锁定套筒
[0061]8中间套筒
[0062]9 弹簧
[0063]10 盘
[0064]11配重块
[0065]12第一杠杆
[0066]13第二杠杆
[0067]14保持舌板
[0068]15间隔套筒[0069]16 销
[0070]17 槽
[0071]18第一槽区段
[0072]19第二槽区段
[0073]20槽连接区段
[0074]21第一沟槽
[0075]22第二沟槽
[0076]23 空隙
[0077]24 滑键
[0078]25 摇杆
【权利要求】
1.一种用于机动车、例如载重汽车、客车、摩托车或轻便摩托车的内燃机的凸轮调节机构(1)，所述凸轮调节机构具有凸轮轴(2)，第一凸轮(3)不能移动地固定在所述凸轮轴上并且第二凸轮(4)能够相对于第一凸轮(3)转动地支承在所述凸轮轴上，其中但是第二凸轮(4)在轴向上不能移动地支承在所述凸轮轴(2)上，其特征在于，为了实现转动运动，所述第二凸轮(4)支承在能够轴向移动的滑槽引导装置(6)内。
2.根据权利要求1所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，所述滑槽引导装置(6)构造为锁定套筒(7)，所述锁定套筒至少局部地、优选完整地包绕所述凸轮轴(2)。
3.根据权利要求2所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，所述锁定套筒(7)在内侧具有槽(17)，所述槽包括第一槽区段(18)，所述第一槽区段优选沿轴向方向延伸；此外所述槽包括第二槽区段(19)，所述第二槽区段优选也沿轴向方向延伸；所述槽还具有连接第一槽区段(18)和第二槽区段(19)的、倾斜于轴向方向延伸的槽连接区段(20)。
4.根据权利要求3所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，所述第二凸轮(4)通过销(16)固定在所述滑槽引导装置(6)上，所述销形状锁合地嵌接到所述槽(17)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，能通过凸轮轴(2)的旋转偏转的配重件(11)安装在所述滑槽引导装置(6)上，从而能导致所述滑槽引导装置(6)的轴向运动。
6.根据权利要求 1至5中任一项所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，所述滑槽引导装置(6)不能转动地，但不能轴向移动地固定在所述凸轮轴(2)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，轴向取向的空隙(23)存在于所述滑槽引导装置(6)中，通过所述空隙，借助形状锁合元件，比如滑键(24)，所述滑槽引导装置(6)转动角确定地得到支承。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的凸轮调节机构(1)，其特征在于，中间套筒(8)位置固定地与所述凸轮轴(2)连接，并且通过第一杠杆(12)与所述配重件(11)连接，所述配重件通过第二杠杆(13)与所述滑槽引导装置(6 )连接。
9.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的凸轮调节机构(I)的内燃机。
10.一种具有单缸内燃机的轻便摩托车，所述单缸内燃机具有顶置的凸轮轴(2)和根据权利要求1至8中任一项所述的凸轮调节机构(I)。
【文档编号】F01L13/00GK104040121SQ201280036880
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年5月22日 优先权日:2011年8月5日
【发明者】米夏埃尔·弗莱舍, 克劳迪娅·杰林斯基, 米夏埃尔·伯格纳 申请人:舍弗勒技术有限两合公司