[发明专利]用于机动车的内燃机的凸轮轴调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的内燃机的凸轮轴调节装置，其带有驱动件如外转子和从动件如内转子，其中，从动件以可相对于驱动件在第一角位置与第二角位置之间旋转的方式得到支承，其中，在构造在驱动件或从动件中的转角限制滑槽中还布置有原本与驱动件和从动件分离的插入件。

背景技术

由现有技术例如DE102010009393A1公知一种用于可变地调整内燃机的换气阀的控制时间的装置。一种能调节的阀控制系统也由DE10064222B4或US2009/0114502A1公知。一种凸轮轴调节器的略微更先进些的锁定设施装置和转角限制设施装置由DE102007019920A1公知。

内燃机的换气阀可通过由曲轴导致转动的凸轮轴的凸轮来操纵，其中，经由凸轮的布置和形状能适宜地确定换气阀的开启时间和关闭时间。

如果在内燃机运行期间依赖于当前运行状态地对换气阀的开启时刻和关闭时刻施加影响，尤其是废气特性可被正面地影响，燃料消耗可被降低，以及内燃机的效率、最大转矩和最大功率可被提高。因为内燃机的换气阀的开启时刻和关闭时刻通过凸轮轴与曲轴之间的相对转动位置也就是说相位来预先给定，所以能够通过凸轮轴与曲轴之间的转动位置的相对改变来实现换气阀的开启时刻和关闭时刻的调节。

在现代的机动车中为了该目的而使用被称作“凸轮轴调节器”或“凸轮轴调节装置”的特殊装置，该装置将转矩从曲轴传递到凸轮轴并且使凸轮轴与曲轴之间的相对转动位置的调节成为可能，以便对换气阀的开启时刻和关闭时刻施加影响。

通常，常规的凸轮轴调节器包括经由驱动轮与曲轴联接的驱动件和凸轮轴固定的从动件，以及接在驱动件与从动件之间的调节驱动器，其将转矩从驱动件传递到从动件并且使驱动件与从动件之间的相对转动位置的固定以及调节成为可能。伺服驱动器能够电气地、液压地或气动地运行。由此的组合同样是能设想的。

在作为“旋转活塞调节器”的设计方案中，凸轮轴调节器包括在驱动技术上与曲轴连接的空心圆柱形的外转子和同中心地容纳在外转子内的内转子，该内转子抗相对转动地与凸轮轴连接并且相对外转子能转动调节地布置。在这种情况中，外转子与内转子之间例如以如下方式形成液压工作室，即，在外转子中构造有多个在周向方向上间隔的空腔，各一个与内转子连接的径向密封元件也就是说“叶片”延伸到所述空腔中，由此，每个工作室划分成两个大致上压力密封的压力腔。此外，压力介质管道相应地通入压力腔，从而叶片能够通过压力腔的适宜的压力加载而在工作室内摆转，这带来如下结果，即，经由与凸轮轴抗相对转动地连接的内转子引起凸轮轴的转动并且因此引起凸轮轴与曲轴之间的相对转动位置的改变。另一方面，确定的转动位置通过压力腔的相应等同的压力加载而得以保持。

凸轮轴调节器的控制通过控制单元来实现，该控制单元基于内燃机的所得到的特征数据例如转速和负荷来控制压力介质到各个压力腔的流入或者由各个压力腔的流出。压力介质流例如通过控制阀来调整。

此时，在凸轮轴处会出现交互力矩或拖曳力矩，其在不足的压力介质供给的情形中如例如在内燃机的启动阶段期间或在通常方式的空转中的情形那样被传递到内转子。这导致如下，即，内转子以不受控制的方式相对于外转子运动直至至少一个工作室完全以压力介质填充。这尤其带来如下结果，即，叶片在工作室内来回碰撞，由此提高了磨损且产生不期望的噪声。此外，曲轴与凸轮轴之间的相位在此相对强烈地波动，从而使内燃机不启动或不安静地运转。

为了避免这样的情况，如下是公知的，即，设置一种用于将内转子和外转子锁定在可选择的转动位置中的能液压解锁的锁定装置。该锁定装置通常包括容纳在内转子中的锁定销，其通过弹簧在轴向方向上从内转子中压出并且在锁定位置接合到在外转子中尤其是在侧壁中成形的锁定容纳部中。由此，在通常称作“基础位置”的期望的转动位置建立内转子与外转子之间的形状锁合的机械连接。

根据凸轮轴调节器在进气凸轮轴或排气凸轮轴上的应用，该基础位置通常是不同的端部转动位置，其也被称作内转子的“提早位置”或者“延迟位置”。延迟位置与内转子在扭转方向上的端部转动位置相符，该扭转方向相对于其通过曲轴驱动器预先给定的转动方向相反地取向。提早位置与内转子在扭转方向上的端部转动位置相符，该扭转方向相对于其通过曲轴驱动器预先给定的转动方向相同地取向。内转子的延迟位置在不足的压力介质供给的情形中通过凸轮轴的传递到内转子的固有的拖曳力矩自动地占据，而对于内转子到提早位置或到与延迟位置不同的位置的调节则采取了特殊的预防措施。众所周知，为此可例如使用作用在内转子处的弹簧元件，其相对于外转子扭转内转子。