[发明专利]用于内燃机气门传动装置且具有空行程功能的液压气门间隙补偿件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于例如汽车的内燃机气门传动装置且具有空行程功能的液压气门间隙补偿件，该补偿件具有在活塞外壳内移动引导并相对于其弹性支承的活塞，其中，活塞具有低压室，该低压室通过活塞底上的轴向孔与由活塞外壳和活塞限制的高压室连接，还具有在压力室之间作用的控制阀，该控制阀包括阀门关闭体，该阀门关闭体可密封地紧贴在环绕活塞底面轴向孔的阀座上、并被容纳在限制关闭体行程的部件内，该控制阀还具有在打开方向上给阀门关闭体加载弹簧力的控制阀弹簧，其中，在活塞与活塞外壳之间的共同下沉运动时产生空行程，其中的阀门关闭体通过高压室内的压力积蓄而逆着控制阀弹簧的作用在关闭方向上得到液压加载。

背景技术

液压气门间隙补偿件在汽车内燃机的气门传动装置上用于补偿在凸轮加载到换气阀上时由于传递元件的热膨胀、加工公差和磨损产生的气门间隙。常见的补偿件为了把凸轮的凸轮升程传递到换气阀上而在各个机械传动环节中应用了活塞，该活塞在外壳内带有密封间隙地引导并向其借助一个活塞弹簧弹性地支承，从而不会通过活塞弹簧的张紧而在换气阀上形成间隙。

在凸轮加载时，通过一个控制阀调整对通过补偿件传递到换气阀上的力传递进行调整，该控制阀控制液压介质通过活塞的处于作为油室使用的低压室与由活塞和外壳包围的高压室之间的一个轴向孔流动。控制阀包括一个设置在高压室内活塞底面上大多为控制阀球体的关闭体以及一个向控制阀球体加载弹簧力的控制阀弹簧。在此方面，原则上两种结构有所不同。

在一种标准结构中，控制阀弹簧作为一个关闭的加载元件设置，其将控制阀球体利用预张紧力压向在活塞底面上作为活塞孔构成的轴向孔的阀座上。补偿件的控制阀相应地在通过旋转凸轮轴的凸轮移过所属的气门传动环节时封闭在一个凸轮基圆内。在接下来出现通过凸轮升程的跟随偏移时，相应的调整行程利用调整力直接通过补偿件传递到换气阀上并将其直接打开操作。因为高压室内的油不可压缩，所以补偿件在此方面的作用如同一个“固定的”调整元件。只有在接下来活塞和外壳通过活塞弹簧彼此相关地膨胀时，如果活塞重新达到基圆和高压室内的压力下降，控制阀才逆控制阀弹簧打开并在压力室之间进行压力补偿，直至控制阀弹簧重新关闭控制阀。

因为在这种结构中，特别是在冷发动机情况下进行加热阶段期间，会出现补偿件通过控制阀直至负气门间隙的所谓充气，该间隙导致增加磨损的发动机高负荷，所以已经提出一种采用打开控制阀弹簧的结构作为替代。

这种采用打开控制阀弹簧的液压气门间隙补偿件作为回动式气门间隙补偿件(RSHVA)或者常开式气门间隙调节器(NOLA)例如由EP 1 298 287 A2和WO 2006 010 413 A1有所公开。其中，控制阀弹簧相反大多设置在油室与高压室之间的活塞孔内部，从而控制阀球体或关闭体在打开方向上得到加载，因此控制阀在凸轮基圆上打开。控制阀球体在这种设置中通常容纳在一个保持在活塞底面上的关闭体盖内，其具有作为油通流的孔和用于限制控制阀球体行程的底部。

就RSHVA而言，随着凸轮偏移首先进行的是从高压室向低压室、也就是在关闭方向上的控制油流，其中，补偿件轴向下沉，从而活塞和外壳接近。在此方面，控制阀球体被控制油环流，由此该球体既流体静力学地也流体动力学地逆控制阀弹簧的作用受到加载，直至生成的轴向力将控制阀球体压向阀座并且控制阀关闭。在进行换气阀本身的操作之前，这种RSHVA的共同下沉运动以一种具有特征的空行程表现出来。RSHVA因此起到消除负气门间隙的“软”调整件的作用。

RSHVA的空行程影响换气阀的气门行程以及内燃机上的气门控制时间。由于压力室之间的体积流量随着凸轮速度改变，所以可以有针对性地在气门或凸轮轴控制时为了提高热动态效率、降低有害物质排放和提高内燃机的怠速质量而使用相应的与转速有关的空行程特性曲线，例如像申请人未预公开的DE 10 2005 043 947.0和DE 10 2005054 115.1中所介绍的那样。

然而，控制阀的关闭时间以及同时RSHVA的空行程会承受相当大的波动。研究表明，实际上通过整个发动机油温范围(-25℃-+160℃)使得控制阀关闭行为具有相当大的油粘度依赖性。此外，影响RSHVA功能的其他重要因素还有通过单个控制阀元件的构成所确定的流动几何形状、控制阀关闭体的关闭行程、以及加工和材料公差。进一步开发RSHVA的重要目标相应是降低这些具有干扰性的功能波动和参数依赖性。对此提出了各种各样的改进建议。