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CN1201064C - 对一轴相对一驱动轮的转角进行液压调节的装置 - Google Patents

对一轴相对一驱动轮的转角进行液压调节的装置 Download PDF

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CN1201064C CNB981269869A CN98126986A CN1201064C CN 1201064 C CN1201064 C CN 1201064C CN B981269869 A CNB981269869 A CN B981269869A CN 98126986 A CN98126986 A CN 98126986A CN 1201064 C CN1201064 C CN 1201064C
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Abstract

一内燃机的凸轮轴相对其驱动轮的转角变化进行调节的装置，其主要由一个与转臂或叶片相连的内装零件构成，该内装零件可在一叶轮中旋转。该被驱动的叶轮设有多个沿圆周分布的腔室，该腔室每个都由该转臂或叶片再分成两个压力室，并且通过对压力室进行加载而引起转角变化。为了使从内燃机的阀传动装置来的叠加的交变动量流量的影响最小，在该装置中结合使用了阻尼部件，该阻尼部件对旋转位置变化进行液压阻尼。

Description

对一轴相对一驱动轮的转 角进行液压调节的装置
技术领域
本发明涉及一种对一轴，特别是一内燃机的凸轮轴相对一驱动轮的转角进行调节的装置。
背景技术
一种这样的装置例如公开于US-A 4858572中。在这种类型的装置中，一内装零件与凸轮轴的端部连接，在该内装零件的外侧设置有多个绕圆周分布的径向开口，各叶片元件在该开口中导向作径向移动。该内装零件由一个叶轮包围，该叶轮设置有多个液压加载的腔室，该腔室通过叶片分成两个相互作用的压力室。通过对该压力室径向压力加载，并根据压差，该叶轮相对该内装零件即相对该凸轮轴进行旋转。因此，在该叶轮中，一可液压加载的活塞在限定转角位置的两径向孔的每一个中导向，该活塞在该装置的附加终端可插入该内装零件的一径向凹孔中。该活塞通过压力弹簧元件在内装零件方向加载，并在相反方向通过该孔的液压加载而在该内环中移动。只要给压力室加载的压力没有达到一确定量值，则该装置的两终端之一通过该弹簧加载的活塞封闭住。首先借助于一足够的压力量值可使活塞抵抗压力弹簧的作用而向回移动，并且可使内装零件相对该叶轮旋转。利用这样的装置可以避免在内燃机启动时产生另外的拍击噪音，在内燃机启动和运行时，这些拍击噪音由力矩载荷产生。
DE3937644A1还公开了一种对凸轮轴相对其驱动轮进行液压转角调节的装置，在该调节装置中，在一个可与该凸轮轴固定连接的内装零件中固定设置多个径向延伸的转臂，该转臂可旋转地设置于由一叶轮围住的腔室中，并且该腔室每一个都被分成两个压力室。但此时没有设置使轴相对该叶轮的旋转位置进行固定的措施。
这种有关一凸轮轴相对一驱动轮的相对转角变化的装置具有这样的缺点，即因在凸轮轴持续旋转期间由阀动装置引起的力矩波动交替作用的原因，该转角变化是不均匀的，而在调节过程期间总存在位置偏差。这种装置具有一个稍强一点或稍弱一点的不规的则转角变化过程。
发明内容
因此，本发明的任务是为了对一内燃机的凸轮轴相对一驱动轮的相对转角变化的这种类型的装置进行这样的改进，使调节过程均衡，以致于在该调节过程期间因凸轮轴驱动产生的交变力矩的影响最小。
针对上述任务，本发明提供一种对一内燃机的凸轮轴相对一驱动轮的转角进行调节的装置，其带有一个与该凸轮轴固定连接的内装零件，设有至少大致沿径向延伸的转臂或叶片，并且带有驱动叶轮，该叶轮设有多个沿圆周分布、由叶轮上沿径向向内延伸的转臂隔成的腔室，该腔室由被导向作转角运动的内装零件的转臂或叶片再分成两个压力室，在进行压力加载时，凸轮轴可通过转臂或叶片相对叶轮旋转，其特征在于：旋转位置变化由结合使用的阻尼部件进行液压阻尼，其中该阻尼部件构成为两压力室之间的阻尼节流器。
在本发明中将阻尼部件结合使用于该装置中，该阻尼部件可对该装置的转角变化进行液压阻尼。通过一液压作用的阻尼，以一节流板或隔板的方式，以交变力矩为基础的旋转运动的重叠将以大的数值被阻尼，作为通过压力室的加载的理想的转角变化。将阻尼部件结合起来直接在该个基本上是由内装零件和叶轮构成的装置中产生这样的各个优点，即避免了在该阻尼部件和起作用的压力室之间的长传输路径，该长的传输路径会对阻尼性能存在负面影响，并且对制造成本具有意义。
该液压作用的阻尼部件可以较有利的方式构成为在两液压加载的压力室之间的阻尼节流器。
在两个通过阻尼节流器连接的压力室持续加载到系统压力时，该阻尼作用特别好，因此，在转角变化时，一个压力室相对另一个的体积缩小或加大，然后被封闭的压力介质通过阻尼节流器从一个压力室排入另一个压力室。
该阻尼节流器可以特别有利和便于制造的方式构成为在该两压力室之间的并具有规定大小的泄漏通道。
当两压力室相邻且该阻尼节流器通过一个在一转臂或叶片与内装零件或叶轮的相邻的对接面之间的间隙构成时，这样一种装置的制造及一个阻尼节流器的结构在制造方面是特别简单并且成本低的。
附图说明
本发明的一实施例在下列说明书及附图中进行详细描述。
图1是一个从轴端看并具有示意性示出的压力供给装置的视图；
图2是一个沿图1中II-II线剖开并且也带有示意性的压力供给装置的剖视图。
具体实施方式
在图1和2中，标号1表示一公知的且没有详细示出的内燃机的凸轮轴。该凸轮轴1在其一端具有一个从一环绕的轴肩2向外伸出的锥形轴段3，该轴段3过渡到与一螺纹轴颈4相连。两个轴线隔开且端部封闭的孔5和6设置于该凸轮轴中从该螺纹轴颈4的自由端伸出。该两孔5和6一直延伸达到一凸轮轴轴承7的区域。在该凸轮轴轴承7的区域内，该凸轮轴的外圆周带有两个隔开的环形槽8和9，该环形槽8和9通过一径向孔10或11与该轴向孔5和6中的一个相连。在该凸轮轴的锥形轴段3的区域内，在该轴段的外圆周上也设有两个环绕的环形槽12和13，该环形槽每一个也通过在此只示意性示出的径向孔与该轴向孔5或6中的一个相连。因此环形槽12通过一轴向孔5与在凸轮轴轴承区域的环形槽8相连，而环形槽13通过一轴向孔6与凸轮轴轴承区域的环形槽9相连。
从凸轮轴的自由端看，在锥形轴段3上安装一内装零件14，该内装零件通过一个与螺纹轴颈4拧紧的螺母15固定住。同时通过该螺母15产生一个在该内装零件和该凸轮轴的锥形轴段3之间的锁紧力，从而获得一固定连接。在该实施例中，相对该内装零件14的外圆周设有三个相互错开120°的径向转臂16a-16c。该转臂16a-16c的外圆周密封地抵靠在杯形叶轮18的内侧壁17上。该叶轮18具有一底板19，从该底板19上伸出一环绕的周边，该周边20绕这些转臂16a-16c夹紧。在该环绕的周边20的外侧设有一齿轮21，该齿轮与一个未示出的齿形皮带联合起作用，通过该齿形皮带构成轴传动装置。但也可能采用不同的传动方式，例如通过一链式传动或齿轮传动构成该叶轮的传动。
从该叶轮18或该环绕的周边20的内侧壁伸出三个绕圆周分布并每个都错开120°的转臂22a-22c，该转臂与该内装零件的外圆周23邻接，并通过该转臂构成该叶轮的三个腔室。通过该内装零件的转臂16a-16c和转臂22a-22c在每个腔室中分别构成两个压力室24a-24c和25a-25c，并在圆周方向具有边界。该转臂16a-16d和22a-22d与轴端背离的各端部加工成平的，并构成一个总端面26。该端面是缩进的且从该周边的一环绕段处凸出。在该端面26上设置一个用作环形活塞的圆盘28，该圆盘28一直延伸抵靠在该环绕段27的内圆周29上。该个用作环形活塞的圆盘28的内侧一直延伸抵靠在该凸轮轴的锥形轴段3上，并且在此由一环绕垫片30对该凸轮轴与该内装零件进行密封。该圆盘28在轴向方向由一个与该叶轮连接的环绕盖板元件31从该轴端背离的一侧被固定住。在该实施例中，该环形盖板元件31通过多个绕圆周分布的螺钉在环形凸肩26的区域与该叶轮相连，并且其内圆周抵靠在该凸轮轴1的锥形轴段3上。通过一个在该圆盘28的外圆周上的环绕垫片32对该环形凸肩26和该盖板元件31进行密封。在该盖板元件中在朝向环形活塞28的一侧，设计一个带有较小外直径的凹入部分33。该凹入部分33构成得与一压力室34的环形活塞28保持邻接。
压力室24a-24b每个都通过一个在内装零件14中延伸的径向孔35a或35b与该环形槽12连接。压力室25a-25b每个都以同样的方式通过一个径向孔36a-36b与环形槽13连接。
凸轮轴轴承7中的环形槽8或9通过一个只示意性示出的压力线路37或38与一个在该实施例中构成为4/3-换向阀的第一控制阀39连接。该控制阀39一侧与一压力介质源40连接，在一内燃机的凸轮轴传动中使用时，该压力介质源40可以是一个润滑介质泵。该控制阀39的另一侧与一压力介质回流41连接。在该控制阀39的中性换向位置II处，压力介质源40或压力介质回流41与当时的压力室24a和24b或25a和25b之间的压力介质连接中断。
在该第一控制阀39的换向位置I处，该压力介质源40通过环形槽9，轴向孔6和环形槽13与压力室25a和25b连接，而压力室24a和24b通过环形槽12，轴向孔5和环形槽8与压力介质回流41连接。
在该第一控制阀39的换向位置III处，可获得压力室24a和24b或25a和25b的反向压力加载。
该在圆盘或环形活塞28上起作用的压力室34通过一个在该实施例中构成为2/2-换向阀的第二控制阀42与压力介质源40连接。该第二控制阀42是如此构成的，以致于在其弹簧加载的中性位置A中，该压力室34和压力介质源40之间的连接连上而在其换向位置B中，该连接断开。
通过压力室34的压力加载，该圆盘或环形活塞28将压靠在该总端面26上并产生一个如此的夹紧作用，该夹紧作用可防止该内装零件相对该叶轮的扭转。当第二控制阀42处于其断开位置B时，该内装零件14相对该叶轮18的扭转可通过该第一控制阀39的运行控制并根据一个在朝向压力室34的侧面上的明显更大的液压表面得到。因此，借助于相应的压力控制可得到这样的安全保障，即首先由于一个规定的下压力值的存在，因此可能使连接形成或夹紧消除。
该内装零件14的转臂16c构成得短于转臂16a和16b，并且不会延伸到该叶轮18的内圆周17处。因此将形成一个用作节流间隙的间隙43。两个邻接的压力室24c和25c不依耐于控制阀的换向位置并通过一止回阀44持续地用系统压力或工作压力加载。因此，一压力线路45通过该止回阀44与压力介质源40连接。在该实施例中，该压力线路通过一个在凸轮轴中的凸轮轴轴承7的区域中的附加环形槽46与一径向孔47连接。该径向孔47与一附加轴向孔48转向连通，该轴向孔48在凸轮轴端侧的自由端区域中保持密封。该轴向孔48与一个设置于该内装零件14的区域中的第三环形槽49连接，每个从压力室25c和24c中凸伸出的通道50或51设置与该环形槽49相连。借助于该内装零件14相对该叶轮18的扭转，并取决于扭转方向，压力介质通过压力室25c中的节流间隙43排出或从压力室24c中的压力室中排出。通过对该节流间隙或阻尼间隙的大小的设计参数的限定，根据体积流量或理想的调整速度及产生的交变力矩，因交变力矩产生的重叠的旋转位置振动将以大的数值被阻尼，成为均匀的基于其余的压力室中的压差产生的旋转位置变化的基本体积流。该节流间隙设置于转臂的全部宽度(在轴向)范围内或转臂宽度的一部分范围内。与此处示出的实施例比较，该节流间隙也可设置于：布置在该叶轮上的转臂22a-22c中的之一与该内装零件14的外圆周之间。
此外，与所示出的实施例比较，该压力室24c和25c的压力供给也可结合在本身的调节装置中。因此，类似于压力室24a和24b或25a和25b一样，压力室24c和25c通过没有示出的孔与环形槽12或13连接。为了安全保障，该压力室24c和25c将不向压力介质箱卸载，因此在该孔中每个都设置一个朝当前压力室开通的止回阀。也有可能的是，两压力室只与该两环形槽12或13中之一连接。在该调节装置的第一压力加载后，使该两压力室24c和25c加载到系统压力或工作压力。在两种情况下，在该压力线路45中，可放弃使用附加环形槽46和49及相连的孔47和48。

Claims (5)

1、对一内燃机的凸轮轴(1)相对一驱动轮的转角进行调节的装置，其带有一个与该凸轮轴固定连接的内装零件(14)，设有至少从该内装零件(14)起大致沿径向延伸的转臂(16a-16c)或叶片，并且带有驱动叶轮(18)，该叶轮设有多个沿圆周分布、由叶轮上沿径向向内延伸的转臂隔成的腔室，该腔室由被导向作转角运动的内装零件的转臂(16a-16c)或叶片再分成两个压力室(24a-24c，25a-25c)，在进行压力加载时，凸轮轴可通过转臂或叶片相对叶轮旋转，其特征在于：旋转位置变化由结合使用的阻尼部件进行液压阻尼，其中该阻尼部件构成为设置于至少两个压力室(24c，25c)之间的一阻尼节流器。
2、如权利要求1所述装置，其特征在于：与阻尼节流器一起起作用的压力室(24c，25c)被系统压力持续加载。
3、如权利要求1或2所述装置，其特征在于：阻尼节流器构成为具有规定大小的泄漏通道。
4、如权利要求1所述装置，其特征在于：与阻尼节流器一起起作用的所述压力室(24c，25c)通过一个在内装零件(14)的一转臂(16c)或叶片与叶轮(18)的相邻壁段(17)之间的一规定大小的间隙(43)构成。
5、如权利要求1所述装置，其特征在于：与阻尼部件一起起作用的所述压力室通过一个在叶轮(18)的一转臂(22a-22c)与内装零件(14)的外圆周之间的一规定大小的间隙(43)构成。
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