用于内燃机的换气阀的阀机构的制作方法与工艺

本发明涉及一种根据本发明的用于内燃机的换气阀的阀机构(Ventiltrieb)。

背景技术：
图1显示由文件DE102004057438A1已知的用于内燃机的换气阀的阀机构1与内燃机(其优选地实施为柴油机)的气缸盖2一起的部段。根据图1的阀机构1具有摇臂3，其中，每个摇臂3以第一端作用于至少一个未示出的换气阀上而以第二端相应与挺杆4铰接地相连接。图1示出阀机构1的仅仅一个摇臂3和挺杆4。阀机构的每个挺杆4被带到与用于影响阀控制时间的伺服装置有效连接，其中，用于影响阀控制时间的伺服装置对于各挺杆4具有可调整的摆杆(Schwinghebel)7。摆杆7中的每个与偏心轴5相联结、即经由联结在偏心轴5与相应的摆杆7之间的偏心轮6。摆杆7中的每个不仅与偏心轴5共同作用，而且此外与凸轮9(其定位在凸轮轴10上)、即经由在相应的凸轮9上行进的滚子8共同作用。为了影响阀控制时间，偏心轴5在双箭头11(参见图2)的意义上可旋转，其中，基于偏心轴5的旋转，相应的摆杆7的滚子8在凸轮轴10的相应的凸轮9上的接触区域在双箭头12(同样参见图2)的意义上改变。由此引起内燃机的换气阀的阀控制时间的变化。为了使在由现有技术已知的、用于影响换气阀的阀控制时间的阀机构中的偏心轴旋转，在由现有技术已知的阀机构中需要单独的驱动系统。在此其例如可以是单独的、电气的或者单独的、液压的驱动系统。经由一种这样的单独的驱动系统在由现有技术已知的阀机构中将转矩施加到偏心轴上，以便由此影响换气阀的阀控制时间。

技术实现要素：
由此出发，本发明目的在于提供一种新型的用于内燃机的换气阀的阀机构，其具有更简单的结构。该目的通过本发明的阀机构来实现。根据本发明，用于影响阀控制时间的伺服机构构造成使得偏心轴为了影响阀控制时间基于在运行中作用于其上的转矩可旋转。利用这里当前的发明首次提出，在用于换气阀的阀机构中不设置附加的驱动单元用于旋转偏心轴。而是提出基于在运行中作用于其上的转矩使偏心轴旋转。由此在运行期间由运行决定的转矩作用于偏心轴上，该转矩由摆杆的滚子相对于凸轮轴的凸轮的上下运动引起。该由运行决定的转矩根据本发明被用于使偏心轴旋转以影响阀控制时间。由此可能放弃单独的用于使偏心轴旋转的驱动系统。根据本发明的阀机构的结构相对于由现有技术已知的阀机构由此简化。根据本发明的一有利的改进方案，用于影响阀控制时间的伺服装置构造为液压的、不自锁的伺服装置，那么当其允许偏心轴在限定的旋转方向上的旋转时，其锁止偏心轴在相反的旋转方向上的旋转，使得偏心轴在限定的方向上能够逐步地或棘轮式地(ratschenartig)旋转。由此可以将由运行决定的和相互作用的转矩(其由摆杆转子在凸轮轴的凸轮上的上下运动引起)针对性地用于使偏心轴旋转以影响阀控制时间。对此，仅在限定的旋转方向上允许偏心轴的旋转，而锁止偏心轴在相反的旋转方向上的旋转。由此允许偏心轴在所希望的旋转方向上的逐步旋转以影响换气阀的阀控制时间。用于影响换气阀的阀控制时间的偏心轴的旋转相应由大量较小的单次转动(Einzeldrehung)组成，其中，相应阻止相反的旋转。偏心轴的这样的逐步旋转相应于其在限定的旋转方向上的棘轮式的旋转。伺服装置优选地包括开关器件，借助于其可改变偏心轴能够旋转的限定的旋转方向。经由开关器件可确定和改变旋转方向(偏心轴可在该旋转方向上旋转以影响换气阀的阀控制时间)。同样经由开关器件可以完全阻止偏心轴的旋转。根据本发明的一有利的改进方案，伺服装置具有多个与偏心轴共同作用的液压腔，其中，为了释放偏心轴在第一旋转方向上的旋转且为了锁止偏心轴在相反的第二旋转方向上的旋转液压油可从第一液压腔流出且液压油可流入第二液压腔中，且其中，为了释放偏心轴在第二旋转方向上的旋转且为了锁止偏心轴在相反的第一旋转方向上的旋转液压油可从第二液压腔流出且液压油可流入第一液压腔中。两个液压腔优选地关联有至少一个止回阀，其阻止液压油从液压油应流入其中的液压腔的回流，而其对于液压油应从其中流出的液压腔经由旁通管路来桥接。带有液压腔、止回阀和旁通管路的伺服机构的上述实施方案允许根据本发明的阀机构的简单的结构上的转化。附图说明本发明的实施例(不限于此)根据附图来详细阐述。其中：图1显示由现有技术已知的用于内燃机的换气阀的阀机构的截段；图2显示图1的阀机构的细节；图3显示根据本发明的阀机构的细节的原理图示；图4显示备选的根据本发明的阀机构的细节的原理图示；图5显示另一备选的根据本发明的阀机构的细节的原理图示；图6显示另一备选的根据本发明的阀机构的细节的原理图示；以及图7显示根据本发明的阀机构的结构上的实施方案的示意性的图示。附图标记清单1阀机构2气缸盖3摇臂4挺杆5偏心轴6偏心轮7摆杆8滚子9凸轮10凸轮轴11偏心轴的旋转12滚子的移动13液压腔14液压腔15液压缸16液压缸17活塞杆18连接杆19偏心轴的旋转20储存容器21储存容器22管路23管路24止回阀25止回阀26开关器件27开关器件28旁通管路29旁通管路30液压缸31定子32转子33液压缸34推杆(Schubstange)35齿部36齿部37止回阀38管路38a子管路38b子管路39阀杆40旁通管路41旁通管路42阀控制磁体43止挡44排出节流部(Ablaufdrossel)。具体实施方式这里本发明涉及一种用于内燃机的换气阀的阀机构，其原理上的结构在图1和2中示出。阀机构1由此包括摇臂3，其中，每个摇臂3以第一端作用于至少一个换气阀上而以第二端相应与挺杆4铰接地相连接。每个挺杆4被带到与用于影响相应的换气阀的阀控制时间的伺服装置有效连接。用于影响阀控制时间的伺服装置对于每个挺杆4具有可调整的摆杆7，其一方面与偏心轴5经由偏心轮6而另一方面与在凸轮轴10的凸轮9上行进的滚子8共同作用。为了影响阀控制时间，偏心轴5可旋转，由此相应的摆杆7的滚子8在凸轮轴10的相应的凸轮9上的接触区域可改变，以便由此改变换气阀的阀控制时间。根据本发明，用于影响换气阀的阀控制时间的伺服装置构造成使得偏心轴5为了影响阀控制时间基于在运行中作用于偏心轴5上的转矩可旋转。根据本发明的阀机构相应地不需要单独的驱动单元用于使偏心轴5旋转以影响换气阀的阀控制时间，而是根据本发明的阀机构利用由运行决定的转矩，其受限地通过摆杆7的滚子8的上下运动作用于偏心轴5上。滚子8在凸轮轴10的凸轮9上的滚动引起在与偏心轴5共同作用的偏心轮6的方向上的水平的力分量，其中，这些在偏心轮6的方向上的水平的力分量由于偏心轮6的中点与偏心轴5的中点的间距作用转矩到偏心轴5上。该由运行决定的转矩是交替的、即交替作用在不同方向上且根据本发明被用于使偏心轴5旋转且由此用于影响换气阀的阀控制时间。由于该事实即大量摆杆7滚动到凸轮轴10的相应的凸轮9上，其与偏心轴5处于有效连接中，凸轮轴10的每个转动产生大量转矩脉冲到偏心轴5上。如已实施的那样，该转矩脉冲是交替的、也就是说交替地在不同方向上影响其。用于影响阀控制时间的伺服装置优选地构造为液压的、不自锁的伺服装置，那么当其允许偏心轴在限定的旋转方向上的旋转时，其锁止偏心轴在相反的旋转方向上的旋转，使得即总是仅引起偏心轴5在相同的限定的旋转方向上旋转的转矩脉冲被用于偏心轴5的旋转。由此引起偏心轴5在限定的旋转方向上的逐部旋转。而偏心轴5不可能在相反的旋转方向上旋转，由此产生偏心轴5在限定的旋转方向上棘轮式地旋转。为了使偏心轴能够在不同旋转方向上旋转且由此在不同的作用方向上改变换气阀的阀控制时间，伺服机构包括开关器件，偏心轴5可被旋转的限定的旋转方向借助其可改变。优选地，该开关器件在第一开关位置中允许偏心轴在第一限定的旋转方向上的旋转，其中，那么锁止偏心轴在与第一限定的旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转。在开关器件的第二开关位置中其允许偏心轴在第二旋转方向上的旋转，其中，那么锁止偏心轴在第一旋转方向上的旋转。在第三开关位置中设置成锁止偏心轴5的两个旋转方向。图3显示根据本发明的阀机构1的可能的转化的一变体，其中，根据图3，用于影响阀控制时间的伺服装置具有多个与偏心轴5共同作用的液压腔，即第一液压腔13和第二液压腔14。这两个液压腔13、14在图3的变体中相应由液压缸15、16形成，其中，在图3的实施例中两个液压缸15、16一方面彼此间经由其活塞杆17而另一方面经由作用在活塞杆17处的连接杆18与偏心轴5相联结。为了释放偏心轴5在第一旋转方向、例如在图3中通过箭头19显示的旋转方向上的旋转，且为了锁止偏心轴5在于此相反的第二旋转方向上的旋转，液压油可从第一液压腔、在图3中从液压腔14流出且液压油可流入第二液压腔中、在图3中流入液压腔13中。这两个液压腔13、14对此与用于液压油的储存容器20和21处于连接中。反之，如果应实现偏心轴5在第二旋转方向上、即在图3中与第一旋转方向19相反地旋转，那么液压油可从第二液压腔、即在图3中从液压腔13流出且液压油可流入第一液压腔中、即在图3中流入液压腔14中。为了防止液压油从液压油为了偏心轴5到所希望的方向上的旋转而应流入的液压腔13或14流回到相应的储存容器20或21中，在管路22和23(液压腔13和14经由其与相应的储存容器20和21相联结且液压油经由其应被输送到相应的液压腔13和14中)中相应接有止回阀24或25。止回阀24、25接到其中的这些管路22、23根据用于为了偏心轴5的旋转液压油应从其流出的液压腔13、14的开关器件26、27的开关位置经由旁通管路28、29桥接。由此在图3中旁通管路28(其与液压腔13共同作用且其平行于管路22连接)经由对应的开关器件26中断，使得在图3中液压油可从储存容器20出发流入液压腔13中，然而没有液压油能从液压腔13流回到储存容器20中。旁通管路29(其与另一液压腔14共同作用)反之经由对应的开关器件27释放，使得液压油可从液压腔14出发流出到储存容器21中。由此允许偏心轴5在图3的箭头19的方向上的旋转而锁止反向的旋转。通过改变开关器件26、27的开关位置，偏心轴5的所允许的旋转方向可反转且其旋转可完全锁止。利用阀机构的上述的设计方案相应可以基于在运行中作用于偏心轴5上的、交替的转矩脉冲根据开关器件26、27的开关位置使偏心轴5能够在限定的旋转方向上旋转，亦即逐步地或棘轮式地在多个级中。与此相反的旋转方向反之相应锁止。在图3的变体(在其中两个液压腔13和14由分离的液压缸15和16提供)中相应地为了偏心轴19在限定的旋转方向上旋转且相应地为了影响换气阀的阀控制时间，液压缸的液压腔打开成使得液压油可从其流出，反之液压油可流入另一液压缸的液压腔中。根据开关器件26、27的开关位置，由此偏心轴5可以在限定的旋转方向上逐步地或逐渐地旋转，反之锁止偏心轴5旋转运动到相反的旋转方向上。通过开关器件26、27的转换，相应地对于偏心轴5旋转方向反转是可能的。图4显示根据本发明的阀机构的一备选的转化方案，其中，在图4中两个液压腔13和14由共同的液压缸30提供。液压缸30(其在图4中提供两个液压腔13和14)一方面以罩壳固定的方式连结而另一方面经由活塞杆17和联结杆18与偏心轴5相联结。在图4中为了清晰性放弃示出用于液压油的储存容器、止回阀以及旁通管路。图5和图6示意性地显示根据本发明的阀机构的另外的备选的设计可能性，其中，也在图5和6中，为了清晰性又无用于液压油的储存容器、无止回阀和无旁通管路地显示液压腔13和14。在图5的变体中液压腔13和14由翼式旋转活塞(Fluegeldrehkolben)提供，其包括定子31和转子32，其中，在图5中示意性示出的翼式旋转活塞的转子32同轴于偏心轴5布置且与偏心轴5连接或联结。在图6的变体中液压腔13和14又由共同的液压缸33提供，其中，在两个液压腔13与14之间延伸有推式活塞(Schubkolben)34。推式活塞34经由齿部35与偏心轴5的齿部36相联结，以便由此将推式活塞34的线性移动转化成偏心轴5的旋转以影响换气阀的阀控制时间。如已实施的那样，图4至6的变体的液压腔13和14可以以与图3的变体类似的方式经由管路22、23与止回阀24、25且经由带有开关器件26、27的旁通管路28、29与用于液压油的储存容器20、21相联结。不同于图3的实施例(在其中对于每个液压腔13和14存在单独的油储存容器20、21和单独的止回阀24、25)，也可以对于两个液压腔利用共同的油储存部和共同的止回阀。接下来参考图7来研究一种这样的变体。图7由此又显示本发明的一变体，在其中这两个液压腔13和14由分离的液压缸15和16提供，其活塞杆17经由联结杆18与偏心轴5相联结。关于该细节，图7的变体与图3的变体一致。然而不同于图3的变体，在图7的变体中两个液压腔13、14和由此两个液压缸15、16关联有共同的止回阀37，其接到管路38中，液压腔13和14从发动机润滑油系统出发经由管路38可以以液压油填充。在液压油的流动方向上观察在止回阀37下游，该管路38分成两个子管路38a和38b，其根据共同的开关器件39的开关位置开启或者锁止，旁通管路40和41同样如此。共同的开关器件39在图7中是阀杆，其可被阀控制磁体42线性移动，其中，在图7的开关位置中关于液压腔13子管路38a开启而旁通管路40锁止，反之关于液压腔14子管路38b锁止而旁通管路41开启，使得在图7中的开关位置中液压油可流入液压腔13中且可从液压腔14流出。通过阀杆39的对应的线性移动，为了使偏心轴5的旋转方向反转可以在液压腔13方面锁止子管路38a且开启旁通管路40而在液压腔14方面开启子管路38b且锁止旁通管路41。根据阀杆39的开关位置相应可使偏心轴5转移到不同的旋转方向上，以便由此影响换气阀的阀控制时间，其中，偏心轴5在两个可能的旋转方向上的旋转由止挡43来限制。为了改善偏心轴5在其旋转时的运动动力学，旁通管路40和41(液压油经由其可从相应的液压腔13、14流出)在图7中关联有排出节流部44。同样地，为了改善偏心轴5在止挡43的区域中的运动动力学，缓冲可经由未示出的终端缓冲器(Endlagendaempfer)实现。