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CN1276038A - 用于操纵活塞式内燃机换气阀的装置 - Google Patents

用于操纵活塞式内燃机换气阀的装置 Download PDF

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CN1276038A
CN1276038A CN98810174A CN98810174A CN1276038A CN 1276038 A CN1276038 A CN 1276038A CN 98810174 A CN98810174 A CN 98810174A CN 98810174 A CN98810174 A CN 98810174A CN 1276038 A CN1276038 A CN 1276038A
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CN
China
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electromagnet
valve
gas exchange
pressure connection
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Pending
Application number
CN98810174A
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English (en)
Inventor
托马斯·斯托尔克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Abstract

本发明涉及一种用来操纵活塞式内燃机换气阀的装置,带一个操作它的电磁致动器,致动器具有一个关闭电磁铁和一个开启电磁铁,它们之间轴向可移动地安装一个衔铁,它通过安装在导引装置内的衔铁杆和弹簧系统一起作用在阀杆上,其中衔铁杆由管子构形,同时该装置具有一个间隙补偿件,它通过衔铁杆与一个压力连接管连接以供给压力介质。为了创造一种用来操纵活塞式内燃机换气阀的装置,它在具有足够承载能力的条件下重量要小,按照本发明建议:衔铁杆具有针对载荷的不同壁厚的区域。

Description

用来操纵活塞式内燃机换气阀的装置
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用来操纵活塞式内燃机换气阀的装置。
由过去的专利申请文件DE 19728479.5-13已知一种这一类型的用来操纵换气阀的装置，其中换气阀通过一个电磁致动器操纵。该致动器具有两个操作电磁铁，它们使换气阀保持在一个开启和一个关闭位置上。在两个操作电磁铁之间可轴向移动地设置一个衔铁，它通过一个安装在导引装置内的衔铁杆和弹簧系统一起作用在换气阀的阀杆上。在操作电磁铁没有通电时衔铁通过弹簧系统保持在平衡位置上，平衡位置最好和操作电磁铁之间的能量中心相一致。
从一开始就没有考虑到的或者随着时间推移而发生的尺寸改变，例如单个零件的加工误差或不同材料的热变形，可能导致衔铁的平衡位置与操作电磁铁之间的能量中心位置不一致。这可能使得衔铁不再完全靠在电磁铁的贴合面上或极面上，在衔铁杆和阀杆之间便形成间隙和/或换气阀不再完全关死。为了补偿这种变化的尺寸，这个装置具有一个设置在衔铁杆和阀杆之间的间隙补偿件，它通过衔铁杆与一个压力连接管连接以供应压力介质。为此衔铁杆具有一个做在纵向的通道，它可以与压力连接管连接。
本发明的目的是：创造一种用来操纵换气阀的装置，它在具有足够承载能力的情况下重量较轻。
按照本发明这个任务通过在权利要求1特征部分中规定的特征来解决。
本发明一个明显的优点是此装置结构特别轻巧。衔铁杆由一个管子构成，它促使材料大大地节省，因此还有重量的降低。管状衔铁杆具有不同壁厚的区域，它们与各个作用在这个区域上的载荷相匹配。由此衔铁杆可以做得尽可能轻，而又不致于受到载荷作用而失效。从而此装置运动件的质量可以保持比较小。在两个压簧弹簧刚度相同的情况下这促使衔铁飞行时间(振荡时间)的缩短，这意味着有利的较长的阀的开启时间。因此在高的内燃机转速时有利地达到充分的进气，从而达到高的效率。在减小压簧弹簧刚性而保持衔铁飞行时间不变的情况下只需要较小的操作电磁铁的吸持力，这促使能耗减少。此外通过拉制或连续压制加工的管子具有高的刚性和高的强度，由此可以使空心衔铁杆具有足够的承载能力。
该装置具有一个安装在衔铁杆和阀杆之间的间隙补偿件，这里空心衔铁杆可以额外地用于间隙补偿件的压力介质供应。取消了在衔铁杆上加工单独的压力介质通道所需要的额外加工费用。通过拉制或连续压制加工出来的、管状衔铁杆具有比实心的、设有后续加工出来的压力介质通道的衔铁杆更高的刚性和强度。管状衔铁杆最好通过压入塞子封闭起来以形成压力介质的贮存量，由此管子的整个内腔可以用作贮存腔，而且贮备腔最终的尺寸可以根据塞子位置的不同加以改变。也可以考虑其他封闭的可能性，例如焊接。
安装在一个导引装置内的衔铁杆通过一个孔与压力连接管连接。本发明的另一种结构中在衔铁杆孔的区域内设有一个颈缩，它与衔铁杆导引装置形成一个环形槽，孔通过它与压力连接管相连接。用来输送压力介质的环形槽的形成除孔以外不中断管子的纤维分布，因此在衔铁杆的走向中可以具有完全不受阻碍的力流。
由其余的从属权利要求和说明中得到本发明的其他结构和优点。
下面在唯一的图中较详细地示出一个实施例连同其他细节。它表示一个整体以1表示的用来操纵一个没有详细画出来的活塞式内燃机的换气阀2的装置。换气阀2具有一个阀杆2和一个阀盘4，其中阀盘4与一个设置在这里没有画出来的换气通道内的阀座5共同作用并用来关闭换气通道。装置1用来操作换气阀2，其中换气阀2可以在图中所示的关闭位置和开启位置之间来回运动。
装置1具有一个操纵换气阀2的电磁致动器6，它安装在内燃机一个构件8的一个孔7内。致动器6在上方有一个关闭电磁铁9，在下方有一个开启电磁铁10，在它们的极面11、12之间设有一个可沿换气阀2纵轴14方向移动的衔铁13。在内燃机工作时衔铁13交错地以其工作面15，16贴合在操作电磁铁9、10的极面11、12上，并被电磁铁9、10保持在两个分开的开关位置上。
衔铁13固定在一个衔铁杆17上，例如压套在上面。按照本发明为了减轻重量衔铁杆17由一根管子构成，其中管子17在一个安装在开启电磁铁10内的导引装置18中移动。管状衔铁杆17在导引装置18的区域19内具有一个颈缩20，并在背向电磁铁9、10的末端上具有螺纹21。衔铁13通过这个衔铁杆17作用在阀杆3上，从而作用在关闭换气通道的换气阀2的阀盘4上。阀杆3同样沿纵轴方向14，也就是换气阀2的开启方向14a和关闭方向14b可移动地安装。
开启电磁铁10在孔7内沿换气阀方向支承在一个垫圈22和一个紧靠在它上面的固定在壳体上的圆环23上。在致动器6和阀盘4之间此装置具有一个弹簧系统24，它由一个上部的、向开启方向14a作用的阀弹簧25和一个下部的、向关闭方向作用的阀弹簧26组成。不管是开启弹簧25还是关闭弹簧26在所示实施例中都做成螺旋弹簧。上阀弹簧25在换气阀2方向支承在一个拧在衔铁杆17螺纹21上的弹簧座27上，而在背向换气阀2的方向支承在一个贴合在开启电磁铁10上的垫圈22上。下阀弹簧26在换气阀2方向支承在构件8上，而在背向换气阀2的方向支承在一个固定在阀杆3上的弹簧座28上。阀弹簧25、26这样地预紧，使得在操作电磁铁9、10没有通电时衔铁13保持在平衡位置上，此平衡位置最好与操作电磁铁9、10之间的能量中点一致。
在致动器6起动时要不是两个电磁铁9、10中的一个短时间过激，以使衔铁13吸离平衡位置、就是衔铁13通过一个起震程序以其共振频率振动，以使它向操作电磁铁9、10的一个极面11、12运动并维持在那里。在换气阀的关闭位置，如图中所示、衔铁13以其第一工作面15贴合在通电的关闭电磁铁9的极面11上，并被它吸在上面。关闭电磁铁9使作用在开启方向14a上的上阀弹簧25预紧。为了打开换气阀2，关闭电磁铁9断电。作用在开启方向14a上的阀弹簧25使衔铁13加速，超过平衡位置向换气阀2的开启位置方向运动。在到达开启位置前接通开启电磁铁10，使衔铁13以其第二个工作面16贴合在开启电磁铁10的极面12上，并被它所吸牢。为了重新关闭换气阀2，这时阀盘4贴合在阀座5上并关闭换气通道，关断开启电磁铁10。作用在关闭方向14b上的阀弹簧26使衔铁13加速，并超过平衡位置向关闭电磁铁运动。衔铁13被在此期间接通的关闭电磁铁吸引，以其工作面15贴合在关闭电磁铁9的极面11上并被它吸牢。
在内燃机工作时既可能出现“正的”阀间隙，也可能出现“负的”阀间隙，其中“负的”阀间隙意味着阀不再能正确地关闭。因此为了补偿阀间隙以达到阀动装置的无间隙操作设有一个液压间隙补偿元件29，它通过阀弹簧25、26的预紧力夹持在衔铁杆17和阀杆3之间，这里间隙补偿元件29可以内置在下阀弹簧26的弹簧座28内，或者如图所示在上阀弹簧25的弹簧座27内。现在如果内衔铁杆17和阀杆3之间出现间隙，衔铁13的工作面15不再和操作电磁铁9的极面11完全接触或者不再完全关闭例如换气阀2，那末间隙补偿元件29通过弹簧26的作用力压缩到直到换气阀2以其阀盘4贴合在阀座5上为止。
管状衔铁杆17还可以优良地附加用来以压力介质供给液压间隙补偿元件29，其中间隙补偿元件29通过空心的衔铁杆17与压力连接管连接。通过由管子构成衔铁杆17，可以取消用于供给压力介质的单独通道。管子17具有不同壁厚的针对载荷的区域31至33，在本实施例中它们包括螺纹21的区域31、颈缩20的区域32和其余的衔铁杆17。为了形成压力介质的贮存腔34管状衔铁杆17通过压入颈缩20区域32内的塞子35封闭，其中塞子35可以根据所希望的贮存腔的大小确定位置。
压力介质由开启电磁铁10下面的压力连接管30通过分布在圆环23内的环形槽36输入。在圆环23之内压力介质通过环形槽36输送给垫圈22内的一条通道37，通过此通道压力介质到达设置在开启电磁铁10内的孔38内。孔38与设置在衔铁杆17导引装置18内的通道39相连，向通向另一个环形槽40，此环形槽由衔铁杆17的颈缩20和导引装置18构成。在环形槽40区域内衔铁杆17具有一个孔41，压力介质通过这个孔进入管状衔铁杆17的内部或者说贮存腔34，从而进入间隙补偿元件29。

Claims (8)

1.用来操纵活塞式内燃机换气阀(2)的装置，具有一个操作换气阀的电磁致动器(6)，它有一个关闭电磁铁(9)和一个开启电磁铁(10)，在它们之间轴向可移动地安装一个衔铁(13)，它通过一个安装在导引装置(18)内的衔铁杆(17)和一个弹簧系统(24)一起作用在换气阀(2)的阀杆(3)上，其中衔铁杆(17)由管子构成，并且装置(1)具有一个间隙补偿件(29)，它通过衔铁杆(17)与一个压力连接管(30)连接以供给压力介质，其特征在于：衔铁杆(17)具有不同壁厚的针对载荷的区域(31，32，33)。
2.按权利要求1的装置，其特征在于：衔铁杆(17)在其背向两个电磁铁(9、10)的末端上具有螺纹(21)。
3.按权利要求1或2的装置，其特征在于：衔铁杆(17)封闭起来(塞子35)以形成一个压力介质的贮存腔(34)，并通过孔(41)与压力连接管(30)连接。
4.按权利要求3的装置，其特征在于：衔铁杆(17)上孔(41)的区域内设有一个颈缩(20)，它与衔铁杆(17)的导引装置(18)构成一个环形槽(40)，孔(41)通过它与压力连接管(30)连接。
5.按权利要求4的装置，其特征在于：环形槽(40)通过一个设置在衔铁杆(17)导引装置(18)内的通道(39)与压力连接管(30)连接。
6.按权利要求5的装置，其特征在于：导引装置(18)的通道(39)通过开启电磁铁(10)内一个用垫圈(22)覆盖的孔(38)与压力连接管(30)连接。
7.按权利要求6的装置，其特征在于：开启电磁铁(10)内的孔(38)通过一个分布在安装在开启电磁铁(10)下方的垫圈(22)内的通道(37)与压力连接管(30)连接。
8.按权利要求7的装置，其特征在于：垫圈(22)的通道(37)通过分布在安装在垫圈(22)下方的圆环(23)内的环形槽(36)与压力连接管连接。
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