專利名稱：液壓式閥門間隙補償元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于具有氣缸閥門升程轉換(Hubumschaltung)或升程關閉(Hubabschaltung)的內燃機的控制組件(Steuertrieb)的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件和(不可切換的)標準補償元件的組合，其中補償元件構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥，控制閥的閉合體在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置。
背景技術：
液壓式閥門間隙補償元件用來補償間隙，在將凸輪升程從凸輪軸上傳遞到內燃機的換氣閥上時由于傳動件之間的磨損或熱膨脹而產生所述間隙。通過使用補償元件，應當實現氣門機構的低噪音和低磨損的工作方式并且實現凸輪升程與各個換氣閥的升程最大可能的協調。
已知的這種方式的補償元件具有各一個構成為止回閥的控制閥，其具有一個閉合體例如球體。閉合體可以被一個控制閥彈簧加載。在一個由文獻DE102 04 673 A1中公開的可切換的具有一個控制閥的補償元件中，閉合體被一個控制閥彈簧在閉合方向加載。由此控制閥基本上被封閉，并消除了補償元件的空行程。然而在這個構造中存在補償元件充氣的危險。
這個缺點通過控制閥避免，其控制閥彈簧在開啟方向上對閉合體加載或者其中完全棄用彈簧。具有這種類型的控制閥的補償元件由于控制閥彈簧的逆向設置稱為反向彈簧元件，或者在沒有彈簧時稱為自由球元件(Freeball-Element)。這種補償元件在內燃機的熱力學、有害氣體排放和機械應力閥門產生積極影響并且因此越來越廣泛地應用。
在所提及的已知的構造中，控制閥在凸輪的基圓區域內由于控制閥彈簧的彈簧力從而基本上封閉。然而在反向彈簧元件中，在這個區域內的控制閥通過控制閥彈簧的力保持開啟，以及在自由球元件時不強迫閉合。因為一個這樣的元件首先可以通過在凸輪升程開始時應用的、從高壓腔流向低壓腔的潤滑油流通過流體動力學力和流體靜力學力封閉，這個元件在換氣閥的閥門升程的開始之前總是具有一個空行程。空行程的大小在每個發動機轉速時取決于控制閥的閉合時間的長度并且又取決于在此用作液壓介質的潤滑油的粘度/密度。
為了閉合反向彈簧元件和自由球元件的控制閥，需要一個所述的臨界的潤滑油速度。所述速度取決于潤滑油粘度和因此取決于潤滑油溫度。在高的潤滑油粘度/密度時，即在較低的潤滑油溫度時，臨界的潤滑油速度比在較低的粘度和較高的潤滑油溫度時較低溫度地并且因此較快地達到。這在冷啟動時導致比在工作溫度下的發動機時更短的控制閥閉合時間并且因此導致較小的空行程。較小的空行程然而意味著大的氣門重疊。這導致較大的內部的廢氣再循環，這導致大噪聲的小的空行程。這可以通過提供空轉轉速來改善，但是這導致廢氣排放和燃油消耗方面的負擔。不能切換的反向彈簧元件例如由文獻EP1298287A2，JP61-185607和US4054109已知。它們示出了這樣的補償元件，其中控制閥分別具有一個球體作為閉合體。在這些已知的公開文獻中，閉合體導入鉆孔中。
在反向彈簧元件和自由球元件時，控制閥的閉合體在凸輪的基圓區域內處在開啟位置。為了閉合控制閥，必須有體積流流過閉合體，所述體積流引起在閉合體上的壓力差，由此將控制閥閉合。具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機在其控制組件中不僅具有可切換的補償元件，而且具有不可切換的補償元件，與可切換的元件不同，不可切換的補償元件在此稱為標準補償元件。為了使得可以為補償元件在發動機殼體上形成具有相同尺寸的容納空間，對于標準補償元件和對于可切換的補償元件而言由于元件的不同結構產生在活塞閥門區域和控制閥區域內不同的尺寸。從而在元件殼體中軸向可移動地導向的活塞在可切換的補償元件時通常比在標準補償元件時具有較小的直徑。這在反向彈簧元件時導致不同的作用方式即不同的空行程，這對于發動機的熱力學具有相應的負面作用。
在反向彈簧元件和自由球的作用方式時，產生元件殼體的期望的(gewollter)空行程，即在空行程時殼體相對于位于殼體中的不移動的活塞的軸向移動。這些空行程的差異應當在單個元件時盡量小。所有的設置在發動機中的反向彈簧元件和自由球元件彼此之間的空行程的差異應當盡可能小。當在發動機中安裝具有不同的元件直徑即活塞直徑的反向彈簧元件或自由球時，這個元件的空行程必須被補償。否則，對發動機的工作方式和怠速運轉或圓周運動產生負面作用。
發明內容
本發明的目的在于，實現安裝在發動機中的具有不同的元件直徑或活塞直徑的反向彈簧補償元件或自由球補償元件的空行程的匹配。如果在發動機中控制組件不僅包含標準補償元件而且包括可切換的補償元件，那么這些不同的元件的空行程應當彼此相互匹配。
上述目的根據本發明的一個建議這樣實現，即可切換的補償元件的閉合體的升程分別小于標準補償元件的閉合體的升程。在控制閥的區域內的元件構件的尺寸在結構上這樣選擇，使得在兩個不同類型的補償元件時形成所述升程差別。
替代設置閉合體的不同升程，根據本發明的另外一個建議，可不同地設置控制閥彈簧的彈簧力、控制閥的流動橫截面或補償元件的活塞和殼體之間的泄漏間隙。
下面借助于附圖對本發明進行闡述。其中圖1 一個不可切換的反向彈簧元件的縱向剖視圖；圖2 一個可切換的反向彈簧元件的縱向剖視圖。
具體實施例方式
在圖1中示出的閥門間隙補償元件構成為不可切換的反向彈簧元件形式的液壓推桿。它在下面稱為標準補償元件1并且具有一個旋轉對稱的殼體2，所述殼體2具有一個設置在底端上的未示出的滾子，所述滾子與凸輪軸的凸輪處于嚙合中。殼體2具有一個階梯形的盲孔，所述盲孔構成一個高壓腔3。一個空心圓柱形的活塞4以密封間隙在所述高壓腔中引導。活塞4具有一個下端的活塞底部5和一個上端的活塞底部6。所述活塞在水平方向上分成一個活塞下部7和一個活塞上部8。高壓腔3位于下端的活塞底部5的下方。在下端的活塞底部5的上方設置一個低壓腔9，其由活塞4的內腔構成并且用作儲油室。
高壓腔3通過一個中心的軸向鉆孔19與低壓腔9連通，所述中心的軸向鉆孔19設置在下端的活塞底部5中。所述軸向鉆孔是一個設有控制閥彈簧10的控制閥11的一部分。所述控制閥11一直延伸入下端的活塞底部5的下方的高壓腔3內。壓力彈簧12支承在高壓腔3的底部14上的中心凹槽13內。壓力彈簧通過它的壓力作用在活塞4和因此閥動裝置上。上端的活塞底部6在其外側15上具有一個中心的錐形的沉孔16，用于引導例如一個未示出的推桿的球形端部17。另外一個位于上端的活塞底部6中的中心的軸向鉆孔18在低壓腔9與閥動裝置的潤滑油供給之間建立連通。補償元件1的閉合體20是一個球體。由活塞4的外圓柱形表面和殼體2的內圓柱形表面構成一個在元件橫截面上呈環形的泄漏間隙21。活塞4的外直徑D1例如可以是15mm。
圖2示出了一個可切換的補償元件22，其同樣如同圖1中示出的閥門間隙補償元件構成為液壓的反向彈簧元件形式的液壓推桿并且與一個凸輪軸的凸輪處于嚙合。在此補償元件中，在一個外部的殼體23中附加地軸向可移動地設置一個內部的殼體24。在此內部的殼體24中軸向可移動地設置一個活塞25。此活塞分開構成并且具有一個活塞下部26和一個活塞上部27。所述活塞與將其包圍的內部的殼體24構成一個在元件橫截面上呈環形的泄漏間隙28。
可切換的補償元件22與標準補償元件1一樣以同樣的方式構成為多部件的，即具有一個在其內部的殼體24中的階梯形的盲孔，殼體24構成一高壓腔29；一個活塞25；一個位于所述活塞內的低壓腔30；一個作為具有一個控制閥彈簧33的控制閥32的一部分的中心的軸向鉆孔31；一個壓力彈簧34，其支承在高壓腔29的底部36的一個中心凹槽35內并且作用在活塞25上；以及一個活塞上部27的外表面37，其具有一個用于引導一個推桿的球形端部39的中心的錐形的沉孔38。在此，一個另外的位于活塞上部27中的中心軸向鉆孔40將低壓腔30與閥動裝置的潤滑油供給相連通，并且補償元件22的閉合體41是個球體。活塞25的外直徑D2可以例如是12.7mm。
為了實現閥門斷開和閥門接通，補償元件22具有兩個作為用于外部的殼體23和內部的殼體24的耦合件的活塞42、43，所述活塞可移動地設置在內部的殼體24的徑向鉆孔44中并且受壓力彈簧45加載。一個止擋環46限定活塞42和43在殼體24中的徑向朝內運動，這個運動由液壓裝置的壓力引起的。由于壓力彈簧45的作用，活塞42和43向外運動并且因此進入到外殼體23的環狀的凹槽47中，當凹槽47與內部的殼體24的徑向鉆孔44對齊時。通過這種方式，外殼體23和內殼體24彼此鎖定。
附圖標記清單1 標準補償元件26 活塞下部2 殼體27 活塞上部3 高壓腔 28 泄漏間隙4 活塞29 高壓腔5 下端的活塞底部 30 低壓腔6 上端的活塞底部 31 軸向鉆孔7 活塞下部32 控制閥8 活塞上部33 控制閥彈簧9 低壓腔 34 壓力彈簧10 控制閥彈簧 35 凹槽11 控制閥 36 底部12 壓力彈簧37 外表面13 凹槽38 沉孔14 底部39 球形端部15 外表面 40 軸向鉆孔16 沉孔41 閉合體17 球形端部42 活塞18 軸向鉆孔43 活塞19 軸向鉆孔44 徑向鉆孔20 閉合體 45 壓力彈簧21 泄漏間隙46 止擋環22 可切換的補償元件47 凹槽23 外殼體 D1 直徑24 內殼體 D2 直徑25 活塞
權利要求
1.一種用于具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機的控制組件的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件(22)和(不可切換的)標準補償元件(1)的組合，其中各補償元件(22，1)構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥(32，11)，控制閥的閉合體(41，20)在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置，其特征在于，一可切換的補償元件(22)的閉合體(41)的升程分別小于一標準補償元件(1)的閉合體(20)的升程。
2.一種用于具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機的控制組件的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件(22)和(不可切換的)標準補償元件(1)的組合，其中各補償元件(22，1)構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥(32，11)，控制閥的閉合體(41，20)在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置，其特征在于，在使用反向彈簧元件時，即分別具有一個對閉合體(41，20)加載的控制閥彈簧(33，10)的元件，一可切換的補償元件(22)的控制閥彈簧(33)的彈簧力小于一標準補償元件(1)的控制閥彈簧(10)的彈簧力。
3.一種用于具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機的控制組件的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件(22)和(不可切換的)標準補償元件(1)的組合，其中各補償元件(22，1)構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥(32，11)，控制閥的閉合體(41，20)在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置，其特征在于，一可切換的補償元件(22)的開啟的控制閥(32)的流動橫截面大于一個標準補償元件(1)的開啟的控制閥(11)的流動橫截面。
4.一種用于具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機的控制組件的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件(22)和(不可切換的)標準補償元件(1)的組合，其中各補償元件(22，1)構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥(32，11)，控制閥的閉合體(41，20)在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置，通過所述開啟位置一由圓柱形殼體(24，2)構成的高壓腔(29，3)與一低壓腔(30，9)連通，所述低壓腔由一個在殼體(24，2)中軸向可移動的活塞(25，4)構成，其中活塞(25，4)和包圍活塞的殼體(24，2)構成一泄漏間隙(28，21)，其特征在于，一可切換的補償元件(22)泄漏間隙(28)大于一標準補償元件(1)的泄漏間隙(21)。
全文摘要
一種用于具有氣缸閥門升程轉換或升程關閉的內燃機的控制組件的液壓式閥門間隙補償元件，所述元件被一個或多個凸輪軸的凸輪加載并且構成為可切換的補償元件(22)和(不可切換的)標準補償元件(1)的組合，其中補償元件(22，1)構成為反向彈簧元件或自由球元件，即分別具有一個控制閥(32，11)，控制閥的閉合體(41，20)在所屬的凸輪的基圓區域內時位于開啟位置，根據本發明，一可切換的補償元件(22)的閉合體(41)的升程分別小于一標準補償元件(1)的閉合體(20)的升程。
文檔編號F01L1/245GK1912355SQ20061011005
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月4日 優先權日2005年8月5日
發明者P·賽勒, O·施內爾 申請人:謝夫勒兩合公司