操縱閥門控制的內(nèi)燃機的至少一個排氣閥門的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于操縱用于機動車的閥門控制的內(nèi)燃機的至少一個排氣閥門的設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分所述的用于操縱用于機動車的閥門控制的內(nèi)燃機的至少一個排氣閥門的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如通過文獻US 2010/319657 Al已知，通過以下方式在慣性運行(Schubbetrieb)中提高內(nèi)燃機的制動作用，即借助于在排氣管中的阻滯閥片(Stauklappe)給廢氣阻塞(Abgasriickstau)疊加減壓效果(EVB確切地說排氣閥門制動(Exhaust valvebrake))，其中內(nèi)燃機的每個氣缸的至少一個排氣閥門在制動運行中在中間狀態(tài)中保持打開。這在內(nèi)燃機的閥門傳動機構(gòu)中借助于在凸輪軸的起驅(qū)動作用的凸輪和對排氣閥門進行加載的操縱元件確切地說搖桿之間的力流中的液壓加載的活塞缸體單元實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目標是，提出開頭所述類型的主要在機械方面起作用的設(shè)備，其利用結(jié)構(gòu)上簡單的器件不僅在正常發(fā)動機運行中而且在發(fā)動機制動運行中實現(xiàn)精確閥門控制。本發(fā)明的另一目標是，提出一種方法，其不僅在通常發(fā)動機運行中而且在發(fā)動機制動運行中實現(xiàn)精確閥門控制。
[0004]該目標的解決方案利用獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的對象是本發(fā)明的有利的改進方案和設(shè)計方案。
[0005]根據(jù)權(quán)利要求1，建議一種用于操縱用于機動車的閥門控制的內(nèi)燃機的至少一個排氣閥門的設(shè)備，在其中優(yōu)選地在位于凸輪軸和至少一個作用到排氣閥門上的操縱元件之間的力流中設(shè)置有至少一個器件，借助于該器件將至少一個排氣閥門特別是在帶有廢氣阻塞的發(fā)動機制動運行時可保持在未關(guān)閉的中間狀態(tài)中。根據(jù)本發(fā)明建議，用于調(diào)整至少一個排氣閥門的中間狀態(tài)的該至少一個器件通過集成到閥門傳動機構(gòu)中的步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)尤其地為根據(jù)可壓力操縱的圓珠筆的原理工作的步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)形成，該步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)則在操縱中可由正常的閥門操縱脈沖式地(impulsf5rmig)切換到至少一個中間狀態(tài)中且反之亦然。
[0006]這種類型的結(jié)構(gòu)利用結(jié)構(gòu)上簡單的器件不僅在正常的發(fā)動機運行中而且在發(fā)動機制動運行中實現(xiàn)精確的閥門控制，其此外也是穩(wěn)定的且不易受到干擾并且由此通過高的使用壽命而出眾。在此概念“脈沖式”表示在時間上間隔開的且由此逐步的操縱，在其中步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)到達或“跳躍”到不同的位置或狀態(tài)中。該操縱自身可以非常不同的方式激活，這在隨后還將詳細解釋。
[0007]特別優(yōu)選地，步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)具有帶有不同深度的縱向凹槽的引導(dǎo)套、接合到縱向凹槽中的、起傳力作用的星形件和與星形件通過優(yōu)選地構(gòu)造成斜齒部的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置共同作用的不可旋轉(zhuǎn)地在引導(dǎo)套中引導(dǎo)的促動器。不同深度的縱向凹槽優(yōu)選地在尺寸上如此設(shè)計，即在步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)的一個轉(zhuǎn)換狀態(tài)中轉(zhuǎn)換帶有排氣閥門關(guān)閉的正常的閥門操縱并且在下一個轉(zhuǎn)換狀態(tài)中轉(zhuǎn)換中間狀態(tài)，在其中排氣閥門不完全關(guān)閉并且由此與廢氣阻塞結(jié)合產(chǎn)生有目的的減壓作用?？偟貋碚f可見，結(jié)合該切換過程優(yōu)選地應(yīng)確保，在切換時星形件的臂或齒形部相應(yīng)接合到深度相同的凹槽中。在例如兩種類型的不同深度的凹槽的情況下，優(yōu)選地具有第一深度的凹槽相應(yīng)毗鄰不太深的第二凹槽，從而在脈沖操縱時進行在兩個轉(zhuǎn)換位置之間簡單的變換(umspringen)或切換。當確保在切換時星形件的臂或齒形部相應(yīng)接合到相同深度的凹槽中時，相同的內(nèi)容類似地適用于多于兩種類型的不同深度的凹槽。在此如有可能也可實現(xiàn)多級的制動。
[0008]為了實現(xiàn)精確的切換時間和短的促動行程，促動器可借助于預(yù)緊元件(例如彈簧)軸向地相對于星形件的成齒狀的端面預(yù)緊。
[0009]在本發(fā)明的一種有利的設(shè)計方案中，步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)可集成到閥門傳動機構(gòu)的挺桿中，其中優(yōu)選地引導(dǎo)套在凸輪軸的凸輪處運轉(zhuǎn)(anlaufen)并且傳力的星形件直接或間接地輸出動力到閥門上。但是該布置方案也可以運動學(xué)顛倒的方式構(gòu)建。
[0010]由此步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)近似可以沒有結(jié)構(gòu)變化的方式應(yīng)用在現(xiàn)有閥門傳動機構(gòu)中并且形成穩(wěn)定的精確地傳遞閥門操縱力的結(jié)構(gòu)。在此優(yōu)選地星形件可輸出動力到集成到閥門傳動機構(gòu)中的搖桿上。
[0011]為了切換步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)，促動器在控制技術(shù)上有利地機械地和/或液壓地和/或電磁地通過控制器脈沖式地加載，這如有可能可通過根據(jù)發(fā)動機特定的和/或行駛特定的參數(shù)改型已經(jīng)現(xiàn)有的發(fā)動機控制器實現(xiàn)。
[0012]在本發(fā)明針對內(nèi)燃機(在該內(nèi)燃機中每個氣缸的兩個排氣閥門通過閥門橋共同地操縱)的優(yōu)選的改進方案中建議，在閥門橋一側(cè)設(shè)置有位置固定的可在止擋狀態(tài)方面變化的托架(Gegenhalter),并且步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)布置在位于托架和閥門橋之間的力流中。由此可在維持帶有閥門橋的閥門傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案的情況下以結(jié)構(gòu)適宜的方式可靠地控制兩個排氣閥門中的僅僅一個的中間狀態(tài)以及正常的發(fā)動機運行。
[0013]在此，步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)優(yōu)選地集成到托架中，其中引導(dǎo)套布置成位置固定并且星形件形成用于閥門橋的可變的止動部。尤其地在該設(shè)計方案中實現(xiàn)了步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)的簡化的操控，因為步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)不是被結(jié)合到動態(tài)加載的閥門傳動機構(gòu)中。如有可能通過步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)除了基礎(chǔ)狀態(tài)(關(guān)閉的排氣閥門)還可轉(zhuǎn)換排氣閥門的多個中間狀態(tài)，其可脈沖式地通過電子控制器利用反饋控制進行操控。由此在很小額外費用的情況下創(chuàng)造在一個或多個排氣閥門的減壓作用的控制方面的另一自由度。
[0014]此外在帶有多個氣缸的內(nèi)燃機中在發(fā)動機制動運行中相應(yīng)至少一個排氣閥門通過步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)保持打開，其中通過尤其地離散地操控步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)可有目的地在發(fā)動機制動運行的效果方面控制發(fā)動機制動運行。由此例如在發(fā)動機制動運行中可將內(nèi)燃機的僅僅一個氣缸、多個氣缸或所有氣缸轉(zhuǎn)換到減壓效果上。
[0015]最后，通過步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)可在內(nèi)燃機起動時短暫地保持至少一個排氣閥門打開，以為了例如在室外溫度較低時幫助起動。
[0016]利用根據(jù)本發(fā)明的方法引導(dǎo)和/或利用本發(fā)明的機動車尤其是商用車得到的優(yōu)點相似地相應(yīng)于以上所述的優(yōu)點。
[0017]以下利用其它細節(jié)僅僅示例性地詳細解釋本發(fā)明的兩個實施例。
【附圖說明】
[0018]在示意性的圖紙中:
圖1顯示了用于機動車所用的閥門控制的內(nèi)燃機的排氣閥門的僅僅部分地示出的閥門傳動機構(gòu)，該閥門傳動機構(gòu)帶有凸輪軸，該凸輪軸通過挺桿驅(qū)動搖桿，并且?guī)в屑傻酵U中的可液壓切換的步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)以用于調(diào)整排氣閥門的中間狀態(tài)；
圖2在分解圖中顯示了根據(jù)圖1的步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)的主要單個部件，帶有引導(dǎo)套、傳力的星形件以及切換步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)的、可液力加載的促動器；
圖3顯示了用于通過閥門橋操縱內(nèi)燃機的每個氣缸的兩個排氣閥門的僅僅部分示出的閥門傳動機構(gòu)，其中根據(jù)圖2的步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)集成到位置固定的托架中并且轉(zhuǎn)換到基礎(chǔ)狀態(tài)中，該基礎(chǔ)狀態(tài)相應(yīng)于正常的發(fā)動機運行；以及
圖4顯示了根據(jù)圖3的閥門傳動機構(gòu)，其中，步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)被切換到排氣閥門的相應(yīng)于發(fā)動機制動運行的中間狀態(tài)中。
[0019]參考標號列表 I氣缸蓋
Ia壁
Ib輸送通道 2凸輪軸 3凸輪 4滾子 5挺桿 6滾子 7搖桿 8軸
9步進轉(zhuǎn)換機構(gòu) 10引導(dǎo)套 1a橋接部 10b, 1c 凹槽 1d壓力腔 11桿 12促動器 12a斜齒部 13彈簧 14排氣閥門 15閥門橋 16托架 17輸送通道 18聯(lián)接螺栓 19防松螺母。
【具體實施方式】
[0020]圖1在部分橫截面中示出了用于機動車尤其為商用車的渦輪增壓的柴油內(nèi)燃機的簡化地示出的氣缸蓋1，帶有凸輪軸2，該凸輪軸2通過凸輪3驅(qū)動每個氣缸的進氣閥門以及至少一個排氣閥門。在未示出的部分方面閥門傳動機構(gòu)為此可以已知的方式實施。
[0021]排氣閥門(這里未畫出)的操縱相應(yīng)通過凸輪3實現(xiàn)，該凸輪3通過滾子4作用到在氣缸蓋I的壁Ia中可軸向移動地引導(dǎo)的挺桿5上。挺桿5加載搖桿7的滾子6,該搖桿7可擺動地支承在氣缸蓋I中的位置固定的軸8上并且以已知的方式操縱排氣閥門。
[0022]步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)9相應(yīng)集成到挺桿5中，該步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)以位于閥門傳動機構(gòu)的力流中的方式可從相應(yīng)于正常的閥門操縱的基礎(chǔ)狀態(tài)中切換到這樣的狀態(tài)中，即在該狀態(tài)中一個或多個相應(yīng)的排氣閥門保持在中間狀態(tài)中。在該中間狀態(tài)中，排氣閥門沒有關(guān)閉，而是形成通流間隙以用于在發(fā)動機制動運行中產(chǎn)生減壓作用。
[0023]與圖1 一起觀察，圖2以粗略繪制的方式示出了步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)9的結(jié)構(gòu)及其切換功能。主要的構(gòu)件通過引導(dǎo)套10、起傳力作用的星形件11和引起切換的促動器12形成。
[0024]在此，引導(dǎo)套10示例性地以部分相同的方式(teilegleich)形成挺桿5并且在下側(cè)處承載在凸輪3處運轉(zhuǎn)的滾子4 (參見圖1)。軸向取向的凹槽10b，1c —方面在徑向向內(nèi)伸出的軸向上平行的橋接部1a之間并且另一方面通過這些橋接部形成到引導(dǎo)套10中，這些凹槽10b，1c交替地具有較小的深度1b和較大的深度10c。在此示例性地具有第一較小深度的凹槽1b在具有相對第二較大深度的凹槽1c之后。
[0025]然后根據(jù)步進轉(zhuǎn)換機構(gòu)9的轉(zhuǎn)換狀態(tài)星形件11的徑向向外指向的臂、齒形部或橋接部Ilb伸出或接合到凹槽1b或1c中，其中星形件11的橋接部Ilb的數(shù)量相等地相應(yīng)于在引導(dǎo)套10中的凹槽1c的數(shù)量和凹槽1b的數(shù)量。
[0026]如果星形件11的橋接部Ilb接合到引導(dǎo)套10的較深的凹槽1c中，則排氣閥門可正常關(guān)閉。如果橋接部Ilb接合到不太深的凹槽1b中