專利名稱：具有通過(guò)流體靜力學(xué)地運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)套筒進(jìn)行氣體交換控制的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明尤其適用于在對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用。所述對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)通常工作在ニ沖程工作過(guò)程中。在此，兩個(gè)活塞反向地在共同的氣缸中運(yùn)動(dòng)，在所述活塞氣缸的兩個(gè)端部上設(shè)有曲軸，所述曲軸通過(guò)相應(yīng)的傳動(dòng)裝置來(lái)同步，并且所述曲軸以已知的方式將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿和曲柄梢轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
在此，通過(guò)活塞進(jìn)行氣體交換，所述活塞在其下止點(diǎn)的行程區(qū)域內(nèi)開啟進(jìn)氣ロ或者排氣ロ，新鮮氣體穿過(guò)所述進(jìn)氣ロ或者排氣ロ在燃燒之前能夠流入到氣缸中，并且廢氣在燃燒后能夠從氣缸中流出。因?yàn)殡S著曲軸的每次旋轉(zhuǎn)來(lái)重復(fù)所述循環(huán)，所以以該方式不能夠?qū)崿F(xiàn)四沖程工作過(guò)程。此外，出現(xiàn)下述缺點(diǎn)，即在氣缸壁上的、為了潤(rùn)滑所需要的油層通過(guò)活塞和其活塞環(huán)在溢出控制開ロ時(shí)脫落到狹縫中。這導(dǎo)致提高的油消耗和差的廢氣排放。已知的是(DE-A-1906542)，通過(guò)滑動(dòng)套筒控制在內(nèi)燃機(jī)中的氣體交換。還已知的是(DE202005021624U1和DE202006020546U1 )，通過(guò)在對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中控制氣體交換的這種滑動(dòng)套筒避免活塞的狹縫溢流。在此，能夠不僅在ニ沖程工作過(guò)程中而且在四沖程工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)任意的控制時(shí)間。為了能夠利用所述優(yōu)點(diǎn)，需要滑動(dòng)套筒的簡(jiǎn)單并且可靠的驅(qū)動(dòng)。在此，通過(guò)控制凸輪進(jìn)行的直接的機(jī)械驅(qū)動(dòng)需要兩個(gè)凸輪軸；對(duì)于入口套筒和出口套筒各ー個(gè)。這需要用于凸輪軸的相應(yīng)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述凸輪軸應(yīng)該盡可能定位在待驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)套筒附近，以便實(shí)現(xiàn)直接的、容易的和低振動(dòng)的操縱。這種布置不總是能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)并且要求耗費(fèi)的傳動(dòng)裝置，尤其對(duì)于四沖程工作過(guò)程而言，因?yàn)橥馆嗱?qū)動(dòng)裝置在此以一半的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行并且因此需要大的驅(qū)動(dòng)齒輪?；瑒?dòng)套筒對(duì)于機(jī)械的操縱不是在任意 位置上是可接觸的并且此外，將滑動(dòng)力導(dǎo)入到滑動(dòng)套筒中通常必須單側(cè)地進(jìn)行并且因此導(dǎo)致滑動(dòng)套筒的多數(shù)出于重量原因而相對(duì)薄的壁厚度的變形。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于下述目的，簡(jiǎn)化了滑動(dòng)套筒的驅(qū)動(dòng)并且避免了前述的難點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，該目的由此實(shí)現(xiàn)，流體靜力學(xué)地操縱滑動(dòng)套筒并且僅通過(guò)設(shè)置在任意位置上的凸輪軸進(jìn)行控制。目的明確的是，滑動(dòng)套筒如空心液壓活塞ー樣構(gòu)成，并且在其外側(cè)上，在任意的、或者目的明確的位置上具有如階梯活塞一樣的壓カ階梯。所述壓カ階梯通過(guò)兩個(gè)同心的、但是不同的外直徑來(lái)形成。因此，液壓壓力作用到在兩個(gè)直徑之間的端面上。在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中的、引導(dǎo)滑動(dòng)套筒的氣缸孔同樣具有該壓カ階梯。所述結(jié)構(gòu)具有下述優(yōu)點(diǎn)，即橫向力均勻地并且在沒有單側(cè)的變形的情況下作用到滑動(dòng)套筒上。因此，滑動(dòng)套筒的打開運(yùn)動(dòng)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)流體靜力學(xué)的擠壓來(lái)進(jìn)行。然而，還提出，僅流體靜力學(xué)地進(jìn)行打開運(yùn)動(dòng)并且以如在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中的進(jìn)氣閥門和排氣閥門中發(fā)生關(guān)閉的方式一祥，借助ー個(gè)或多個(gè)彈簧關(guān)閉滑動(dòng)套筒?；瑒?dòng)套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)位于凸輪軸上的入口凸輪和出口凸輪來(lái)觸發(fā)。目的明確的是，凸輪軸中央地設(shè)置，即設(shè)置在兩個(gè)曲軸之間的中部中，以便實(shí)現(xiàn)短的液壓管路。通過(guò)凸輪操縱的推桿構(gòu)成為泵活塞并且在泵氣缸中引導(dǎo)。優(yōu)選地，本來(lái)存在于發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑油設(shè)置為液壓液體，所述潤(rùn)滑油從發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼輸送給泵。由此取消耗費(fèi)的密封件和油回路的分隔件。所出現(xiàn)的泄露保留在發(fā)動(dòng)機(jī)之內(nèi)。用于流體靜力學(xué)地操縱的油被泵通過(guò)相應(yīng)的外部的或者內(nèi)部的管路引導(dǎo)至滑動(dòng)套筒的壓カ階梯。在泵氣缸中的泵側(cè)的供油孔通過(guò)泵活塞的行程來(lái)封閉并且在滑動(dòng)套筒和泵活塞之間的空間封閉并且能夠在其中構(gòu)成壓力之后，開始滑動(dòng)套筒的行程。在行程結(jié)束之后，滑動(dòng)套筒借助于彈カ或替選地通過(guò)借助于配合凸輪進(jìn)行的流體靜力學(xué)的運(yùn)動(dòng)返回到起始位置中并且由此緊接著泵活塞運(yùn)動(dòng)地，液柱被回壓。因此，在打開供油孔之后，能夠再次補(bǔ)償在操縱期間的可能的、少量的泄露。
控制時(shí)間，即滑動(dòng)套筒行程的開始和結(jié)束通過(guò)泵氣缸的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行。在此，泵氣缸的旋緊實(shí)現(xiàn)縱向校準(zhǔn)并且因此實(shí)現(xiàn)供油孔關(guān)閉的時(shí)間點(diǎn)。通過(guò)-類似于在噴油泵中-泵活塞是可轉(zhuǎn)動(dòng)的并且具有傾斜的控制棱，根據(jù)本發(fā)明的布置還實(shí)現(xiàn)可變的控制時(shí)間。替選地，泵氣缸還能夠旋轉(zhuǎn)或者實(shí)施縱向運(yùn)動(dòng)。凸輪形狀就此不同于傳統(tǒng)的凸輪輪廓必須考慮預(yù)行程階段，在所述預(yù)行程階段中泵活塞經(jīng)過(guò)路徑直到關(guān)閉供油孔。類似地并且如在閥門控制的內(nèi)燃機(jī)中的通常傳統(tǒng)的液壓推桿中已知的方式一祥，而由此得到自動(dòng)的間隙補(bǔ)償。當(dāng)將止回閥裝入到至泵元件的供油中時(shí)，得到氣體交換控制的所述操縱的替選實(shí)施形式。所述止回閥僅能夠通流下述量的液壓液體，所述量由于在先前的推桿行程中的泄露而流失。以該方式取消預(yù)行程。原則上，能夠在兩個(gè)方向中進(jìn)行流體靜力學(xué)的套筒運(yùn)動(dòng)。然而，類似于在內(nèi)燃機(jī)中的傳統(tǒng)的閥門控制，有利的是借助于彈カ進(jìn)行滑動(dòng)套筒的返回。由此，不僅確保了滑動(dòng)套筒在其密封座上的無(wú)間隙的封閉，以及避免了用于操縱關(guān)閉行程的另ー油回路一包括其他的凸輪和推桿。通過(guò)唯一的凸輪來(lái)控制打開行程和關(guān)閉行程。通常，本來(lái)存在于發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑油用作為液壓介質(zhì)。因此，用于密封全部控制部件的耗費(fèi)極其低，因?yàn)樯倭康男孤妒菬o(wú)損害的并且所述泄露再次輸送給普通的油回路。
具體實(shí)施例方式圖I示出橫貫對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的橫截面。兩個(gè)活塞I和2反向地在由兩個(gè)曲軸箱3和4和兩個(gè)氣缸半部5和6組成的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中運(yùn)動(dòng)并且兩個(gè)活塞氣缸通過(guò)氣缸中部部件7彼此連接?；钊ㄟ^(guò)兩個(gè)曲軸8和9以及曲柄10和11驅(qū)動(dòng)。所述活塞的運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)裝置12來(lái)同歩。所述齒輪傳動(dòng)裝置的中央輪安置在一固定在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的氣缸中部部件7上的控制殼體13中，并且在四沖程工作過(guò)程中以一半的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。所述中央輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸14，所述凸輪軸不僅具有用于操縱噴油泵15的凸輪，而且具有用于借助于滑動(dòng)套筒16和17來(lái)控制入口和出ロ氣體交換的各ー個(gè)凸輪。通過(guò)所述滑動(dòng)套筒的移動(dòng)，環(huán)形的氣體通道18和19能夠彼此獨(dú)立地打開和關(guān)閉。圖2通過(guò)僅示出橫截面的一半來(lái)示出圖I的更多細(xì)節(jié)。在控制殼體13中引導(dǎo)的推桿20通過(guò)旋轉(zhuǎn)凸輪軸14實(shí)施往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述推桿通過(guò)彈簧21壓緊凸輪22。推桿20同時(shí)地用作為泵活塞。通過(guò)供油孔23填充在推桿20之后的空間24以及管路25和26。所述管路將油導(dǎo)入到環(huán)繞的環(huán)形槽27中，所述環(huán)形槽圍繞著滑動(dòng)套筒17的在階梯28的區(qū)域中的外直徑引導(dǎo)。所述階梯由此形成，即在滑動(dòng)套筒17的外部圓周上，與在指向氣缸中部部件7上的側(cè)上相比，在指向曲軸9的側(cè)上配有更大的直徑。由此，滑動(dòng)套筒17通過(guò)壓カ加載如階梯活塞一祥運(yùn)動(dòng)。一旦現(xiàn)在控制殼體13中的供油孔23通過(guò)推桿20的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)關(guān)閉，就在空間24中的、在管路25和26中的以及在環(huán)形槽27中的液柱中形成過(guò)壓，所述過(guò)壓使滑動(dòng)套筒17移動(dòng)并且因此打開氣體通道19。關(guān)閉運(yùn)動(dòng)通過(guò)彈簧29來(lái)執(zhí)行，所述彈簧緊接著向下運(yùn)動(dòng)凸輪22和推桿20地又將滑動(dòng)套筒17再次滑回到所述滑動(dòng)套筒的密封座30上。在滑動(dòng)期間出現(xiàn)的泄露起到潤(rùn)滑推桿20和滑動(dòng)套筒17的作用。一旦通過(guò)推桿20的反向運(yùn)動(dòng)再次打開所述供油孔，就通過(guò)經(jīng)由供油孔23的入流來(lái)補(bǔ)償所述泄露。推桿20的泄露排出到控制殼體13中并且滑動(dòng)套筒17的更大的直徑的泄露排出到曲軸箱4中。更小直徑的泄露在氣缸半部6的環(huán)形槽31中聚集，并且從那里導(dǎo)回到回路中。通過(guò)借助于ー個(gè)或多個(gè)密封環(huán)32進(jìn)行的活塞環(huán)狀的密封確保避免油排出到氣體通道19中。圖3示出圖2在控制殼體13的區(qū)域中的更多細(xì)節(jié)。推桿20沒有直接地在控制殼體13中引導(dǎo)，而是在可轉(zhuǎn)動(dòng)的套管33中引導(dǎo)，所述套管在其外端部上具有帶有作用面35 的螺紋34，所述作用面用于扳手以便旋轉(zhuǎn)它。螺紋34與固定在控制殼體13上的板36旋紫。通過(guò)供油孔23輸送的油穿過(guò)在外槽28中的孔37進(jìn)入到套管33的內(nèi)槽39中。在所述內(nèi)槽39通過(guò)推桿20的開始的行程而關(guān)閉之后，在引導(dǎo)到滑動(dòng)套筒的液柱中流體靜力學(xué)的壓カ形成開始。所述預(yù)行程的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)以及由此控制時(shí)間的精確調(diào)節(jié)，能夠通過(guò)在所述套管的扳手作用面35上旋轉(zhuǎn)套管33來(lái)進(jìn)行，因?yàn)轭A(yù)行程能夠根據(jù)螺紋34的螺距來(lái)變化。外槽40阻止，通過(guò)旋轉(zhuǎn)套管33而中斷壓カ穿過(guò)孔41傳送到孔25中。通過(guò)O形環(huán)42和43向外密封調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)然能夠借助相應(yīng)的調(diào)節(jié)模塊還動(dòng)態(tài)地，即在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時(shí)間，由此能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)可變化的控制時(shí)間。
權(quán)利要求
1.對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，具有通過(guò)滑動(dòng)套筒進(jìn)行的氣體交換控制，其特征在于，所述滑動(dòng)套筒在外直徑上具有階梯活塞狀的壓力階梯，由此所述滑動(dòng)套筒能夠通過(guò)流體靜力學(xué)式的壓力加載來(lái)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過(guò)流體靜力學(xué)式的壓力加載進(jìn)行所述滑動(dòng)套筒的打開行程，并且借助于作用到所述滑動(dòng)套筒上的彈力來(lái)進(jìn)行關(guān)閉行程。
3.根據(jù)權(quán)利I和2所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述流體靜力學(xué)式的加載借助于活塞來(lái)開始，所述活塞同時(shí)構(gòu)成為推桿，所述推桿本身通過(guò)凸輪來(lái)操縱。
4.根據(jù)權(quán)利I至3所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過(guò)下述裝置進(jìn)行控制時(shí)間的調(diào)節(jié)，所述裝置允許可變化的預(yù)行程，也就是說(shuō)，允許泵推桿的能夠變化的、直到開始?jí)毫π纬傻男谐獭?br> 5.根據(jù)權(quán)利4述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，用于調(diào)節(jié)所述控制時(shí)間的所述裝置借助于能夠沿著推桿軸線移動(dòng)的套管來(lái)實(shí)現(xiàn)，在所述套管中引導(dǎo)所述泵推桿并且所述套管具有輸入孔或者輸入槽，通過(guò)其能夠在所述套管縱向移動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)開始?jí)毫π纬傻哪軌蜃兓臅r(shí)間點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利4和5所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述套管的所述縱向移動(dòng)借助于在螺紋中旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利4至6所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)變化的控制時(shí)間，還動(dòng)態(tài)地，即在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間來(lái)移動(dòng)套管。
8.根據(jù)權(quán)利I至7所述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，僅需要一個(gè)唯一的凸輪軸以用于既操縱所述入口滑動(dòng)套筒又操縱所述出口滑動(dòng)套筒，所述凸輪軸安置在中央設(shè)置的控制殼體中，并且所述凸輪軸具有用于操縱所述入口泵推桿和所述出口泵推桿的凸輪，所述入口泵推桿和所述出口泵推桿設(shè)置在所述控制殼體中。
9.根據(jù)權(quán)利8述的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，安置在所述控制殼體中的所述凸輪軸除了具有用于氣體交換控制的所述凸輪之外還具有噴油凸輪，其中除了所述入口泵推桿和所述出口泵推桿之外在所述控制殼體中還安裝有一個(gè)或多個(gè)噴油泵。
全文摘要
具有通過(guò)滑動(dòng)套筒進(jìn)行氣體交換控制的對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中滑動(dòng)套筒在其外圓周上如階梯活塞一樣構(gòu)成并且由此能夠作為從屬活塞運(yùn)行。通過(guò)凸輪運(yùn)動(dòng)的推桿用作為主活塞。在主活塞和從屬活塞之間，在封閉的管路系統(tǒng)中存在液壓液體。借助于流體靜力學(xué)式的壓力形成，在主活塞和從屬活塞之間所包圍的液柱能夠往復(fù)移動(dòng)，由此借助滑動(dòng)套筒能夠打開或者關(guān)閉氣體交換機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F02B75/28GK102713172SQ201080061684
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者京特·埃爾斯貝特, 奧托·道德 申請(qǐng)人:奧托·道德