CN201502416U - 包括轴和轴安装座的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及包括轴和轴安装座的系统，该系统包括与内燃发动机关联并具有至少两个支承点的轴，及用于容纳支承轴的至少两个支承点的至少两个两部分式轴安装座，该轴具有用于供给机油并沿轴的纵轴对齐的主供给管，两部分式轴安装座的每个具有在系统的装配状态中连接在一起的设置在轴下方的轴承座和设置在轴上方并与轴承座对应的轴承盖，其中至少一个轴安装座具有连通至该轴安装座中容纳的支承点以形成机油入口的机油供给管，至少一个连接管设置在轴中并从主供给管分支并连通至该支承点且形成机油出口，从而在内燃发动机操作中当轴旋转时主供给管和机油供给管至少间歇地经连接管连接在一起。该系统能确保对连接到该轴的单元进行不连续的机油供给。

Description

包括轴和轴安装座的系统

技术领域

本实用新型涉及包括轴和轴安装座的系统，具体涉及内燃发动机中的包括轴和轴安装座的系统。

背景技术

内燃发动机具有包括轴和轴安装座的系统，该系统包括与内燃发动机关联并具有至少两个支承点的轴，及用于容纳支承轴的至少两个支承点的至少两个两部分式轴安装座，该轴具有用于供给机油并沿轴的纵轴对齐的主供给管，用于容纳支承点的两部分式轴安装座的每个具有设置在轴下方的轴承座和设置在轴上方并与轴承座对应的轴承盖，轴承座和轴承盖在系统的装配状态中连接在一起。

上述类型的系统不断地以很多不同的设计用在驱动机动车辆的内燃发动机中。

因此凸轮轴和用于支承凸轮轴的凸轮轴安装座形成了这样的包括轴和轴安装座的系统，该系统作为示例可用于控制充气循环(charge cycle)。

在现有技术中，通常使用形式为气门的充气循环控制装置，气门可沿其纵轴在气门关闭位置和气门开启位置之间移动，以便开启或关闭内燃发动机的燃烧室的进气口或排气口。为了驱动气门，一方面设置弹簧以便朝向气门关闭位置偏置气门，另一方面使用气门驱动装置以便克服气门弹簧的偏置力开启气门。

气门驱动装置包括凸轮轴，凸轮轴上设置有多个凸轮且凸轮轴可由曲轴旋转，例如通过链传动旋转，从而凸轮轴及随附的凸轮以曲轴的一半速度旋转。

在此说明下置凸轮轴和顶置凸轮轴之间存在根本区别，该区别在于汽缸盖和汽缸体连接在一起或将连接在一起之处的装配面。

下置凸轮轴适合于驱动所称的直立气门(upright valves)，但也可以在推杆和杠杆，如摇臂或气门杠杆的辅助下驱动顶置气门(overhead valves)。

另一方面，顶置凸轮轴专门用于驱动顶置气门，顶置气门是与具有形式为摇臂、气门杠杆或挺杆的其他气门机构部件的顶置凸轮轴一起使用的气门机构。使用顶置凸轮轴的一个优点是气门机构的运动质量减小且气门机构刚性较高，即弹性较小，该优点特别是由于不使用推杆而产生的。

在现有技术中，顶置凸轮轴支承在所称的两部分式凸轮轴安装座(two-partcamshaft mountings)中。为此目的，凸轮轴具有至少两个支承点，两个支承点通常有较宽的轴节距(shaft steps)。至少两个凸轮轴安装座的每个包括下部和上部，即设置在凸轮轴下方的轴承座和设置在凸轮轴上方并与轴承座对应的轴承盖。

系统处于装配状态时，每个轴承座连接到对应的轴承盖。轴承座和轴承盖在每种情况下形成孔以容纳凸轮轴的支承点。在此，凸轮轴及其支承点通常直接由轴承座和轴承盖容纳并支承，即不插入任何中间的元件。通常向该孔供给润滑油，从而当凸轮轴旋转时以类似于滑动轴承的方式理想地在孔的内表面和支承点之间形成润滑油膜。

对此，在该实施例中，通常用于形成滑动轴承的轴瓦已集成在轴承座和轴承盖中。

然而，例如在该系统中的轴是内燃发动机的曲轴时，原则上也可以在轴承座和轴承盖中插入单独的轴瓦以形成滑动轴承。

为了向支承点供给润滑油，通常向轴提供沿该轴的纵轴对齐的主供给管。

然而，本实用新型不限于通过这样的主供给管向轴的支承点供给润滑油的系统，而是涉及其中的轴一般地具有上述类型的主供给管的系统。

在现有技术中，各种辅助单元可以连接到即机械连接到凸轮轴以通过凸轮轴驱动或带动。这特别适用于类似于控制装置那样在每个工作循环中仅需要驱动一次的单元，例如燃料喷射装置，或者可以较独立于燃烧过程工作的那些单元，例如真空泵。

将真空泵机械连接到凸轮轴的一种可能的方式是将真空泵驱动器连接到凸轮轴的一端。为此目的，真空泵驱动器和凸轮轴的该端之间的连接优选地实现为插入式连接。

由于这样的插入式连接本质上具有或大或小的游隙(degree of play)，需要对该连接进行润滑，即向该连接供给润滑油以便一方面防止因摩擦造成的不期望的高程度磨损，另一方面减少或抑制噪声的产生。

然而，向这样的连接持续供给机油是不需要的，而且事实上应视为缺点，因为一方面这需要相对高的供给流量从而需要相对高的供给量，另一方面这需要在供给系统中有足够高的机油压力。向该连接持续供给机油会对整个系统中的机油压力产生有害影响，特别是在对该连接的机油供给和已有的机油供给会产生相互作用时。

对此，希望对该连接进行定期但不连续的机油供给，然而通过限流来限制机油供给具有设计配置和制造成本方面的缺点。

实用新型内容

在此环境中，本实用新型的目标是提供一种包括轴和轴安装座的系统，该系统可以克服现有技术中的上述已知缺点，特别是能够确保对连接到该系统中的轴的单元进行不连续的机油供给。

该目标可以由一种包括轴和轴安装座的系统实现，该系统包括：与内燃发动机关联并具有至少两个支承点的轴，及用于容纳支承轴的至少两个支承点的至少两个两部分式轴安装座，该轴具有用于供给机油并沿轴的纵轴对齐的主供给管，用于容纳支承点的两部分式轴安装座的每个具有设置在轴下方的轴承座和设置在轴上方并与轴承座对应的轴承盖，轴承座和轴承盖在系统的装配状态中连接在一起，其中，至少一个轴安装座具有连通至该轴安装座中容纳的支承点以便形成机油入口的机油供给管，至少一个连接管设置在轴中，该连接管从主供给管分支并连通至该支承点且形成机油出口，从而在内燃发动机操作中当轴旋转时主供给管和机油供给管至少间歇地经连接管连接在一起。

根据本实用新型，一方面在至少一个轴安装座中设置用于向连接到系统中的轴的单元供给机油的管，另一方面系统中的轴在该轴安装座的区域中及与该轴安装座对应的支承点的区域中配备有至少一个连接管。

设置这些管以使主供给管和机油供给管在该轴旋转时至少间歇地经连接管连接在一起。

用于向单元供给机油的管不持续连接到主供给管，从而可对单元进行不连续的机油供给。因为设置在轴中的连接管随轴一起旋转，固定地设置在轴安装座中的机油供给管定期地与主供给管分离。这不需要附加的部件。根据本实用新型用于不连续的机油供给的技术方案因此还不占用任何附加的总体空间。从而可以得到具成本效益且不容易产生故障的系统。

当这些管暂时连接在一起时，机油流过沿该轴的纵轴设置的主供给管，从主供给管流至从主供给管分支的连接管，且机油在位于连接管的端部的机油出口处在支承点的区域中离开连接管，然后流经机油入口进入供给管，再通过供给管向单元供给机油。

这些管的每个能够在两个方向上允许流进入。即，在可行的实施例中，机油可从供给管流出并经连接管流入主供给管。然而，在下文中，可以假设采取上文所述的流向。

从而这可以实现本实用新型的目标，即提供一种包括轴和轴安装座的系统，该系统可用于确保对连接到系统中的轴的单元进行不连续的机油供给。

将结合其他实施例对根据本实用新型的系统的其他优点进行说明。

该系统这样的实施例是有利的：第一凹部在机油入口的区域中设置在至少一个轴安装座中。

第一凹部在机油入口的区域中扩大了供给管，即扩大了机油供给管，从而增加了当轴旋转时机油供给管连接到连接管的角度范围，因此在假设轴的转速相同时，这些管彼此连通的时间长度也增加。这也增加了每旋转一周时引入供给管的机油的量。

通过适当地确定第一凹部的尺寸，进而可以调节向供给管供给的机油的量从而调节供给。

该系统这样的实施例是有利的：第一凹部实现为槽，该槽在轴的周向上对齐。在该实施例中，第一凹部采取槽的形式，该槽作为环形槽片段(annular groove segment)沿轴安装座的圆周或内表面延伸。凹部或槽的对齐从而与旋转的轴的周向速度对应。

此外，在此环境中该系统这样的实施例是有利的：第一凹部在至少一个轴安装座的轴承座和/或轴承盖的区域中延伸。

在此提出的是简要地说明该实施例的三种系统变体，以便说明单个变体的优点并定义其使用的准则。

例如，如果包括轴和轴安装座的系统是顶置凸轮轴及支承凸轮轴所需的凸轮轴安装座，则由支承点和轴安装座形成的滑动轴承将经受应力负荷，特别是在设置在轴上方的轴承盖的区域中经受应力负荷，因为必须克服气门弹簧力以偏置凸轮轴对应的气门，该气门弹簧力将凸轮轴压向轴承盖。另一方面，作用于轴承座上的负荷主要是轴的重量。

在该特殊应用的情况下，因为通过结合凹部，支承面减小，从而在第一凹部的区域内中断了润滑油膜并减小了滑动轴承的负荷承受能力，所以优选的是将第一凹部设置在轴安装座的受应力较小的轴承座中。

然而，在包括凸轮轴和凸轮轴安装座的系统中可能出现或发生不同的负荷分布(load profile)。例如，如果凸轮轴用于驱动燃料泵，则凸轮轴负荷会将凸轮轴压向轴承座。然后由于空间的原因，燃料泵通常设置在凸轮轴上方且通过设置在凸轮轴上的附加的控制凸轮驱动。燃料泵在泵操作期间施加在控制凸轮上的方向朝上的控制力然后向下朝向轴承座。

因此作用于轴承座上的负荷与上述实施例相比增加，从而轴承座中的单位压力也增加且第一凹部的设置和设计应考虑到在轴承座的区域中的润滑油膜的足够的负荷承受能力。

另一方面，如果包括轴和轴安装座的系统是设置在曲轴箱中的曲轴及用于支承曲轴的曲轴安装座，则由支承点和轴安装座形成的滑动轴承会经受应力负荷，特别是在设置在轴下方的轴承座的区域中经受应力负荷，因为内燃发动机的汽缸中的燃烧所产生的气体力将曲轴压向轴承座。另一方面，轴承盖所受应力较轻。

在此情况下，优选的是将第一凹部设置在轴安装座的轴承盖中，以使凹部同样位于轴安装座中受应力较轻的部分。其原因已在上文中说明。

然而，另外，第一凹部还可以在轴承盖和轴承座的区域中延伸，特别是在供给管的设置需要如此或所需的机油供给要求较大的凹部时，这使得在轴承盖和轴承座两者中设置凹部不可避免。

然而，为了防止连续的机油供给，凹部不应覆盖轴安装座或支承点的整个圆周，因为如果这样则不能再实现供给管和连接管之间的连接的定期中断。

该系统这样的实施例也是有利的：第二凹部在机油出口的区域中设置在轴中。

在该情况下，该系统这样的实施例是有利的：第二凹部实现为槽，该槽在轴的周向上对齐。

上述对于第一凹部的处理也类似地适用于第二凹部及其设置。例如，第二凹部在机油出口的区域中扩大了连接管，从而同样增加了当轴旋转时供给管连接到连接管的角度范围。通过适当地确定第二凹部的尺寸，可以调节向供给管供给的机油的量从而调节向单元供给的机油的量。

应注意，在这点上，可以配置具有第二凹部但不具有第一凹部的该系统的实施例。对此，仅用标号来区分不同的凹部。

该系统这样的实施例是有利的：机油供给管设置在至少一个轴安装座的轴承座中，特别是在轴是顶置凸轮轴时。

如上文所述，在顶置凸轮轴和关联的凸轮轴安装座的情况下，通常轴承座是安装座中受应力较轻的部分。

此外，顶置凸轮轴的轴承座可以与内燃发动机的汽缸盖整体形成，即形成单件。首先，这有助于减少部件的数量，从而降低制造和装配的成本。其次，这可以消除例如通过螺栓将轴承座固定到汽缸盖上的需要。

凸轮轴安装座的两个部分通常为铸件并在进一步的制造阶段中进行后续的机械加工，即轴承座可以作为汽缸盖坯件(cylinder head blank)集成的部分形成。

这使得容易将供给管从机油入口引导至单元。特别是，可以将供给管完全集成到汽缸盖和轴承座中。

由于上述原因，在具有汽缸盖的内燃发动机的情况下，该系统这样的实施例是有利的：至少两个轴安装座的轴承座是与汽缸盖整体形成的。

该系统这样的实施例是有利的：轴是凸轮轴，然而这样的实施例也是有利的：轴是曲轴或平衡轴。后者即平衡轴是内燃发动机的质量平衡的整体部分。

作为示例，三种类型的轴共同的是它们总体上都通过滑动轴承支承，必须提供机油供给以用于润滑这些滑动轴承。此外，这些轴通常还用于驱动或带动其他的单元，这些单元类似地需要润滑油。

附图说明

附图示意性地示出本实用新型的系统的第一实施例的横截面。

附图标记：

1系统

2轴

3凸轮轴

4支承点

5轴安装座

6轴承座

7轴承盖

8汽缸盖

9主供给管

10机油供给管、供给管

11机油入口

12连接管

13机油出口

14第一凹部

15槽

16孔

具体实施方式

下面参考附图所示的该系统的示例实施例更详细地描述本实用新型。

附图示意性地示出系统1的第一实施例的横截面。

系统1中的轴2是凸轮轴3。所示凸轮轴3的横截面中示出该轴2的支承点4和关联的凸轮轴安装座5。

轴2配备有沿轴2的纵轴延伸并用于供给机油的主供给管9。此外还在轴2上设置从主供给管9分支并连通至支承点4的两个连接管12，每个连接管12均形成机油出口13。

在该情况下，两个连接管12彼此对齐，从而可以通过一个制造操作(productionoperation)例如通过钻孔在凸轮轴3中形成两个连接管12。

用于容纳支承点4的凸轮轴安装座5包括设置在凸轮轴3下方并与汽缸盖8整体形成的轴承座6及设置在凸轮轴3上方并与轴承座6对应的轴承盖7。轴承座6和轴承盖7的每个具有两个孔16，在装配过程中通过插入销或螺栓到这些孔16中使轴承座6和轴承盖7彼此连接。

在轴承座6中设置机油供给管10，该机油供给管10连通至支承点4并具有用于在支承点4的区域中供给润滑油的机油入口11。在机油入口11的区域中，在轴安装座5中和轴承座6中设置凹部14，该凹部14是在轴的周向上对齐的槽15。

在附图所示的瞬间，主供给管9和机油供给管10通过两个连接管12中的一个连接在一起。

在此机油流过沿凸轮轴3的纵轴设置的主供给管9并经两个连接管12中的一个流到在支承点4的区域中的位于连接管12的端部的机油出口13(清楚地由箭头示出)。在连接管12的端部，机油流经机油出口13进入支承点4并在机油入口11的区域中进入凹部14并最终进入供给管10，且通过该供给管可以向单元供给机油(清楚地由箭头示出)。

在轴2中设置两个连接管12意味着供给管10在轴每旋转一周时两次连接到主供给管9。

Claims (10)

1.一种包括轴和轴安装座的系统(1)，所述系统(1)包括与内燃发动机关联并具有至少两个支承点(4)的轴(2)，及用于容纳支承轴(2)的至少两个支承点(4)的至少两个两部分式轴安装座(5)，所述轴(2)具有用于供给机油并沿轴(2)的纵轴对齐的主供给管(9)，用于容纳支承点(4)的两部分式轴安装座(5)的每个具有设置在轴(2)下方的轴承座(6)和设置在轴(2)上方并与轴承座(6)对应的轴承盖(7)，轴承座(6)和轴承盖(7)在系统(1)的装配状态中连接在一起，其特征在于：至少一个轴安装座(5)具有连通至轴安装座(5)中容纳的支承点(4)以便形成机油入口(11)的机油供给管(10)，至少一个连接管(12)设置在轴(2)中，所述连接管(12)从主供给管(9)分支并连通至支承点(4)且形成机油出口(13)，从而在内燃发动机操作中当轴(2)旋转时主供给管(9)和机油供给管(10)至少间歇地经连接管(12)连接在一起。

2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，第一凹部(14)在机油入口(11)的区域中设置在至少一个轴安装座(5)中。

3.如权利要求2所述的系统(1)，其特征在于，所述第一凹部(14)是在轴(2)的周向上对齐的槽。

4.如权利要求2或3所述的系统(1)，其特征在于，所述第一凹部(14)在至少一个轴安装座(5)的轴承座(6)和/或轴承盖(7)的区域中延伸。

5.如权利要求4所述的系统(1)，其特征在于，第二凹部在机油出口(13)的区域中设置在轴(2)中。

6.如权利要求5所述的系统(1)，其特征在于，所述第二凹部是在轴(2)的周向上对齐的槽。

7.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述机油供给管(10)设置在至少一个轴安装座(5)的轴承座(6)中。

8.如权利要求7所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)用于包括汽缸盖(8)的内燃发动机时，至少两个轴安装座(5)的轴承座(6)是与汽缸盖(8)整体形成的。

9.如权利要求8所述的系统(1)，其特征在于，所述轴(2)是凸轮轴(3)。

10.如权利要求8所述的系统(1)，其特征在于，所述轴(2)是曲轴或平衡轴。

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