[发明专利]用于改变内燃机控制时间的装置的控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改变内燃机控制时间的装置的控制阀，和一种用于改变内燃机控制时间的装置。 

背景技术

内燃机上为操作换气阀使用凸轮轴。凸轮轴这样安装在内燃机上，使安装在其上面的凸轮紧贴在例如杯形挺杆、气门压杆或者平衡杆这种凸轮随动件上。如果凸轮轴进行转动，那么凸轮在凸轮随动件上滚动，这些随动件再操作换气阀。通过凸轮的位置和形状因此既确定换气阀的打开持续时间也确定幅度，并且还确定换气阀的打开和关闭时间点。 

现代化的发动机方案在于可变设计气门传动装置。一方面，气门行程和气门打开持续时间应可变构成，直至整体关闭单个气缸。为此具有如可连接的凸轮随动件或者电子液压的或者电控的气门操作装置等方案。此外证明具有优点的是，在内燃机工作期间可以对换气阀的打开和关闭时间施加影响。在此方面特别值得追求的是可以对进气门或排气门的打开或关闭时间点分开施加影响，以便例如有针对性地调整确定的气门重叠。通过换气阀打开或关闭时间点的调整依赖于发动机的实际特性曲线范围，例如依赖于实际转速或实际载荷，可以降低单位燃料消耗、对废气状况产生积极影响，提高发动机效率、最大转矩和最大功率。 

换气阀时间控制方面所介绍的可变性通过相对改变凸轮轴与曲轴的相位实现。在此方面，凸轮轴大多通过链轮、皮带轮、齿轮传动装置或者同等作用的传动方案与曲轴传动连接。在由曲轴驱动的链轮、皮带轮或者齿轮传动装置与凸轮轴之间安装一个用于改变内燃机控制时间、下面也称为凸轮轴调节器的装置，其将转矩从曲轴传递到凸轮轴上。在此方面该装置这样构成，使内燃机工作期间可靠保持曲轴与凸轮轴之间的相位，并在需要时凸轮轴可以一定的角度范围相对于曲轴扭转。 

在进气门和排气门各具有一个凸轮轴的内燃机上，这些凸轮轴可以各自装备一个凸轮轴调节器。由此可以在时间上彼此相对推移进气和排气换气阀的打开和关闭时间点，并有针对性地调整气门重叠。 

现代化凸轮轴调节器的底座一般处于凸轮轴的传动侧末端上。但凸轮轴调节器也可以设置在中间轴、不旋转的部件或者曲轴上。该底座由：由曲轴传动、与其保持固定相位关系的传动轮、与凸轮轴传动连接的传动部件和将传动轮的转矩传递到传动部件上的调整机构组成。传动轮在凸轮轴调节器不设置在曲轴上的情况下可以作为链轮、皮带轮或者齿轮构成并借助一个链轮、皮带轮或者齿轮传动装置由曲轴驱动。调整机构可以电动、液压或者气动操作。 

可液压调整的凸轮轴调节器两种优选的实施方式是所谓的轴向活塞调节器和旋转活塞调节器。 

在轴向活塞调节器上，传动轮与活塞和该活塞与传动部件各自通过斜齿啮合连接。活塞将通过传动部件和传动轮形成的空腔分成两个彼此轴向设置的压力室。如果供给一个压力室压力介质，而另一个压力室与介质箱连接，那么活塞在轴向上移动。活塞的轴向移动通过斜齿啮合转换成传动轮与传动部件的相对扭转，并因此转换成凸轮轴与曲轴的相对扭转。 

凸轮轴调节器的第二实施方式是所谓的旋转活塞调节器。在该调 节器上，传动轮与一个定子抗扭连接。定子和转子或传动元件彼此同心设置，其中，转子例如借助压配合、旋接或者焊接与凸轮轴、凸轮轴的加长段或者中间轴力量、造型或者材料配合地连接。定子上构成多个切向上相距的空腔，其从转子出发径向向外延伸。空腔在轴向上通过侧盖压力密封地限制。在每个这种空腔内，延伸与转子连接、将每个空腔分成两个压力室的叶片。通过单个压力室与压力介质泵或介质箱有针对性地连接，凸轮轴的相位可以相对于凸轮轴调整或保持。 

为控制凸轮轴调节器，传感器测定发动机的特性数据，例如像载荷状态和转速。这些数据被输送到一个电子控制单元，该单元在将这些数据与内燃机的特性数据范围比较后控制压力介质向不同压力室的输送和排放。 

为相对于曲轴调整凸轮轴的相位，在液压凸轮轴调节器上，空腔两个彼此相对作用的压力室之一与压力介质泵连接，而另一个与介质箱连接。压力介质流向一个压力室，与压力介质从另一个压力室的排放结合，使分隔压力室的活塞在轴向上移动，由此在轴向活塞调节器上通过斜齿啮合，凸轮轴相对于曲轴扭转。在旋转活塞调节器上，通过一个压力室的加压和另一个压力室的卸压使叶片移动并因此直接使凸轮轴向曲轴扭转。为保持相位，两个压力室或者与压力介质泵连接，或者既与压力介质泵也与介质箱分离。