本发明涉及一种凸轮轴调节单元的控制轴，所述控制轴具有沿轴向间隔开距离的调节凸轮，所述调节凸轮在控制轴的第一轴向区段中构成为用于持续运行气缸并且在第二轴向区段中构成为用于切断气缸，其中，用于持续运行气缸的调节凸轮在其整个凸轮圆周长上具有大于空升程延伸长度的径向延伸长度，而用于切断气缸的调节凸轮沿周向方向具有所述凸轮圆的切断区段，该切断区段具有小于或等于所述空升程延伸长度的径向延伸长度，其中，控制轴具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。
1.用于内燃机的凸轮轴调节单元的控制轴，所述控制轴具有沿轴向间隔开距离的调节凸轮(21、22)，所述调节凸轮在控制轴(1)的第一轴向区段中构成为用于持续运行气缸并且在第二轴向区段中构成为用于切断气缸，其中，用于持续运行气缸的调节凸轮(22)在其凸轮圆的整个周长上具有大于空升程延伸长度的径向延伸长度，而用于切断气缸的调节凸轮(21)沿周向方向具有所述凸轮圆的切断区段(10)，该切断区段具有小于或等于所述空升程延伸长度的径向延伸长度，其中，控制轴(1)具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。
2.按照权利要求1所述的控制轴，其特征在于，所述止挡部被集成到控制轴的支承装置中。
3.按照权利要求1所述的控制轴，其特征在于，所述控制轴具有沿周向方向旋转330°的调节范围。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的控制轴，其特征在于，用于切断气缸的调节凸轮(21)沿周向方向在180°上具有始终大于空升程延伸长度的径向延伸长度并且沿周向方向在180°上具有始终小于或等于所述空升程延伸长度的径向延伸长度。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的控制轴，其特征在于，用于持续运行气缸的调节凸轮(22)在凸轮圆的如下区段中具有小于最大升程延伸长度的径向延伸长度，所述区段对应于用于切断气缸的调节凸轮(21)的切断区段(10)。
6.按照权利要求1至3中任一项所述的控制轴，其特征在于，所述控制轴能通过旋转被调节到至少两个运行位置中，其中，第一运行位置确保在所有调节凸轮(21、22)处持续运行气缸，而第二运行位置确保在用于切断气缸的调节凸轮(21)上部分切断气缸以及在用于持续运行气缸的调节凸轮(22)处持续运行气缸。
7.按照权利要求1至3中任一项所述的控制轴，其特征在于，针对内燃机的每个气缸分别设置两个调节凸轮(21、22)。
8.用于内燃机的凸轮轴调节单元，所述凸轮轴调节单元具有凸轮轴(4)和多个传递机构(5)，所述凸轮轴具有多个沿轴向间隔开距离的凸轮，所述多个传递机构构成为用于将凸轮轴旋转和凸轮作用转变为作用到属于相应传递机构(5)的发动机进气阀(8)上的直线运动，以便打开和关闭所述发动机进气阀，其中，传递机构(5)的位置并且因此所述传递机构到进气阀(8)上的作用能通过按照权利要求1至7中任一项所述的控制轴(1)来调整，其方式为该控制轴的调节凸轮(21、22)作用到相应的传递机构(5)上，其中，用于切断气缸的调节凸轮(21)在凸轮圆的切断区段(10)中对传递机构(5)无作用，从而这些传递机构在被凸轮轴的凸轮加载时不引起进气阀(8)打开，其中，控制轴(1)具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。
9.用于在使用按照权利要求8所述的凸轮轴调节单元(30)的情况下切断内燃机中的进气阀(8)的方法，其中，通过如下方式调整传递机构(5)的位置并且因此调整所述传递机构到进气阀(8)上的作用，即，其调节凸轮(21、22)作用到相应的传递机构(5)上，其中，用于切断气缸的调节凸轮(21)在凸轮圆中的切断区段(10)中对传递机构(5)无作用，从而这些传递机构在被凸轮轴(4)的凸轮加载时不引起进气阀(8)打开。
10.直列六缸内燃机，该直列六缸内燃机具有按照权利要求9所述的凸轮轴调节单元(30)，其特征在于，六个气缸中的三个气缸能通过如下方式被切断，即，用于切断气缸的调节凸轮(21)在凸轮圆中的切断区段(10)中对要切断的所述三个气缸的传递机构(5)无作用，从而这些传递机构(5)在被凸轮轴(4)的凸轮加载时不引起要切断的所述三个气缸的进气阀(8)打开，其中，控制轴(1)具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。
用于切断进气阀的控制轴
技术领域
[0001] 本发明涉及一种凸轮轴调节单元的控制轴以及涉及该凸轮轴调节单元，所述控制轴用于在内燃机中切断进气阀，所述控制轴具有沿轴向间隔开距离的调节凸轮。
背景技术
[0002] 进气阀气缸是在内燃机中的用于降低燃料消耗的气缸切断的变型。借助使进气阀和排气阀不活动并且结合燃料输送的中断，一半气缸被切断并且因此发动机的运行点由于中压提高而被移动到效率较好的范围内。
[0003] 为了切断气缸，除了具有多于一个曲轴的机械解决方案之外，由现有技术例如也已知如下解决方案，在这些解决方案中，能够实现控制或者切断燃料喷射和混合物点火。
[0004] 由现有技术也已知一种可行的阀升程调节装置，该阀升程调节装置能够实现根据内燃机的相应负载要求将阀升程从最小升程连续调节至最大升程。在已知的可变阀控制中，凸轮轴的凸轮作用于中间杠杆，所述中间杠杆间接或直接打开和关闭进气阀。中间杠杆通过控制轴并且尤其是通过构成在该控制轴上的调节凸轮运动到不同的运行位置中并且通过回位弹簧被牵拉到原始位置中。按照控制轴的运行位置，凸轮轴的凸轮较强或较弱地作用于中间杠杆并且因此调节所达到的阀升程。
发明内容
[0005] 基于已知的解决方案，本发明的任务在于：通过特别的阀升程控制、尤其是通过特别成形的用于控制凸轮轴作用的控制轴来实现气缸切断。
[0006] 该任务通过一种用于内燃机的凸轮轴调节单元的控制轴来解决。
[0007] 按照本发明提出一种用于内燃机的凸轮轴调节单元的控制轴，所述控制轴具有沿轴向间隔开距离的调节凸轮，所述调节凸轮在控制轴的第一轴向区段中构成为用于持续运行气缸并且在第二轴向区段中构成为用于切断气缸。用于持续运行气缸的调节凸轮在其整个凸轮圆周长上具有大于空升程延伸长度的径向延伸长度。用于切断气缸的调节凸轮沿周向方向具有所述凸轮圆的切断区段，该切断区段具有小于或等于所述空升程延伸长度的径向延伸长度，其中，控制轴具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。因此，所述系统在发动机电子装置中的数值不可信的情况下能够被重新校准。所述空升程延伸长度被定义为调节凸轮直至控制轴基圆的径向延伸长度。在空升程延伸长度中，相应的调节凸轮在相应区段中表现出对其它构件没有机械作用并且因此抑制阀升程。
[0008] 对于机械止挡部，空出调节凸轮的30°调节范围，从而控制轴的调节范围处于330°。在一种可能的实施方案中，止挡部被集成在控制轴的支承装置中。在控制轴上可以附加地设置销，所述销在相应的终端位置中挡靠在处于所述支承装置、例如支承桥上的凸起部上。
[0009] 在一种有利的实施方案中，所述机械止挡部通过两个机械的端部止挡部构造成，所述两个端部止挡部限制控制轴的两个转动方向。
[0010] 按照本发明，气缸切断通过控制轴上不同地成形的调节凸轮来实现，所述调节凸轮在不要切断的气缸中这样构成，使得在控制轴的每个位置上进行进气阀的打开，而所述调节凸轮在要切断的气缸中这样构成，使得在一种位置中进行进气阀的打开(不切断)并且在预定的切断位置中(切断)不进行进气阀的打开。在未被打开的进气阀中，不进行气缸充气和燃料喷射。
[0011] 在一种优选的实施方式中，控制轴构成为用于直列六缸内燃机，其中，每个进气阀对应各一个调节凸轮，其中，三个边缘气缸是可切断的并且相应所属的调节凸轮相应地构成为具有切断区段，所述切断区段具有最大至基圆的径向延伸长度。
[0012] 在一种实施变型方案中，在控制轴中规定，该控制轴具有沿周向方向(在凸轮圆中)旋转330-360°的调节范围。有利地在360°可调节性的情况下，用于切断气缸的调节凸轮沿周向方向在第一个180°上具有始终 大于空升程延伸长度的径向延伸长度并且沿周向方向在第二个180°上具有始终小于或等于空升程延伸长度的径向延伸长度。然而，小于空升程延伸长度的延伸长度可被看作例外情况，因为控制轴在调节凸轮的区域中的直径因此强烈减小。因此，在用于切断气缸的调节凸轮的情况下的凸轮圆中沿周向方向的造型沿周向方向设置成两部分。通过调节所述控制轴，用于切断气缸的调节凸轮能够被带入到如下位置中，使得用于切断气缸的调节凸轮表现出向外对其它构件没有作用并且进气阀保持关闭。同时，用于持续运行气缸的调节凸轮基于其不同形状而发挥其作用并且能够实现进气阀的打开。通过控制轴的部分地设置用于持续运行气缸的调节凸轮和用于切断气缸的调节凸轮的轴向分布，按照控制轴旋转位置，利用所有气缸的运行仅对于一部分所述气缸能够实现。
[0013] 控制轴的不同位置通过伺服电机来实现。由于用于切断气缸的调节凸轮的分块形状，伺服电机的转矩上升。该转矩上升可以通过用于持续运行气缸的调节凸轮的特殊结构来减少。为此在一种发明变型方案中规定，用于持续运行气缸的调节凸轮在凸轮圆的如下区段中具有小于最大升程延伸长度的径向延伸长度，该区段对应于用于切断气缸的调节凸轮的切断区段。这导致在利用部分被切断的气缸运行时不达到最大阀升程。然而，该最大阀升程在该运行阶段中本来就几乎不被需要。
[0014] 控制轴的特征在于，所述控制轴能通过旋转被调节到至少两个运行位置中，其中，第一运行位置确保在所有调节凸轮处持续运行气缸，而第二运行位置确保在用于切断气缸的调节凸轮上部分切断气缸以及在用于持续运行气缸的调节凸轮处持续运行气缸。
[0015] 为了能够实现由现有技术已知的定相(Phasing)，在一种有利的实施方案中规定，在控制轴上为内燃机的每个气缸设置两个调节凸轮。调节凸轮在控制轴上沿周向方向的几何结构和布置结构能被个性化地适配，以便确保针对每个气缸的每个进气阀的特有的打开特性。
[0016] 此外，本发明涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节单元，所述凸轮轴调节单元具有凸轮轴和多个传递机构，所述凸轮轴具有多个沿轴向间隔开距离的凸轮，所述多个传递机构构成为用于将凸轮轴旋转和凸轮作用转变为作用到属于相应传递机构的发动机进气阀上的直线运动，以便打开和关闭所述发动机进气阀，其中，传递机构的位置并且因此所述传递机构到进气阀上的作用能通过上述控制轴来调整，其方式为该控制轴的调节凸轮作用到相应的传递机构上，其中，用于切断气缸的调节凸轮在凸轮圆的切断区段中对传递机构无作用，从而这些传递机构在被凸轮轴的凸轮加载时不引起进气阀打开，其中，控制轴具有限制沿两个周向方向的旋转的止挡部，所述止挡部用作用于发动机电子装置的校准点。以上针对控制轴所说明的全部特征直接对于凸轮轴调节单元是可应用并且有效的。
[0017] 本发明也包括用于在使用所说明的凸轮轴调节单元的情况下切断发动机中的进气阀的相应方法，其中，通过如下方式调整传递机构的位置并且因此调整所述传递机构到进气阀上的作用，即，其调节凸轮作用到相应的传递机构上，其中，用于切断气缸的调节凸轮在凸轮圆中的切断区段中对传递机构无作用，从而所述传递机构在被凸轮轴的凸轮加载时不引起进气阀打开。
[0018] 本发明对于直列六缸内燃机是特别有利的，在所述直列六缸内燃机中，六个气缸中的三个气缸可被切断。按照本发明的直列六缸内燃机包括以上说明的凸轮轴调节单元并且其特征在于，六个气缸中的三个气缸能通过如下方式被切断，即，用于切断气缸的调节凸轮在凸轮圆中的切断区段中对要切断的所述三个气缸的传递机构无作用，从而这些传递机构在被凸轮轴的凸轮加载时不引起要切断的所述三个气缸的进气阀打开。
附图说明
[0019] 本发明的其它有利的进一步扩展方案在下面连同对本发明优选实施方案的说明一起借助附图被更详细地描述。其中：
[0020] 图1示出凸轮轴调节单元的元件；
[0021] 图2示出控制轴的透视图；
[0022] 图3示出在控制轴上的不同调节凸轮的轴向横截面视图。
具体实施方式
[0023] 图1示例性地且示意性地示出凸轮轴调节单元30的元件，所述凸轮轴调节单元对进气阀8的打开和关闭起作用。在连杆2和进气阀8之间设有构成为中间杠杆的传递机构5，凸轮轴4的凸轮作用于所述传递机构。当凸轮轴4的凸轮作用于传递机构5时，进气阀8根据传递机构5相对于凸轮轴4的位置而打开或关闭。通过控制轴1和设置在该控制轴上的调节凸轮(如示出的那样)，传递机构的所述位置能针对每个进气阀8个性化地调节。回位弹簧3对传递机构5进行预紧并且将所述传递机构在未被控制轴1的调节凸轮加载的状态下移回到初始位置中，在所述初始位置中，凸轮轴4的凸轮不能引起进气阀8打开。按照控制轴1的旋转位置，传递机构5朝凸轮轴4的方向被较强或较弱地挤压并且加强或减弱对凸轮轴4的凸轮的作用。
[0024] 图2示出控制轴1的透视图，其具有用于持续运行气缸的区域D和用于切断进气阀或气缸的区域A。在控制轴1的轴向端部上固定有调节轮25，伺服电机作用于该调节轮并且能够实现旋转。
[0025] 控制轴1构成为用于直列六缸内燃机并且对于每个气缸具有两个调节凸轮。在此，对于每个气缸而言，在用于持续运行气缸的区域D中分别构成有两个相同成形的用于持续运行气缸的调节凸轮22、22'并且在用于切断进气阀或气缸的区域A中分别构成有两个相同成形的用于切断气缸的调节凸轮21、21'。
[0026] 在图3中示出在直列六缸内燃机的控制轴1上的调节凸轮21和22的轴向剖面图。左边视图涉及能通过用于切断气缸的调节凸轮21切断的气缸1～3(区域A)，右边视图涉及设置用于持续运行的气缸4～6(区域D)。用于持续运行气缸的调节凸轮22、22'在其整个凸轮圆周长上具有如下径向延伸长度，该径向延伸长度始终大于沿着基圆12的空升程延伸长度，而用于切断气缸的调节凸轮21、21'沿周向方向包括切断区段10，该切断区段具有与所述空升程延伸长度相同的径向延伸长度。凸轮形状分别通过凸轮轮廓11标出。用于切断气缸的调节凸轮21、21'在切断区段10中保持不作用于构成为杠杆的传递机构5并且进气阀8保持关闭。同样地，分别在角度α2处标出在用于切断气缸的调节凸轮21的情况下气缸切断(ZAS)的开始以及标出在气缸切断期间用于持续运行气缸的调节凸轮22的最大升程。在区段13中，通过用于切断气缸的调节凸轮21作用于伺服电机的转矩是最大的。通过用于持续运行气缸的调节凸轮22在对应区域中的对应造型，所述最大升程未被完全利用或被减小并且转矩变化曲线因此被平整。所示出的实施方案涉及沿周向方向旋转360°的调节范围。所述调节范围可以通过设置止挡部而沿两个方向分别减小15°、即总共减小30°。
[0027] 本发明在其构造方面不限制于以上给出的优选实施例。更确切地说，可想到一定数量的变型方案，所述变型方案即使在原则上不同类型的构造中也使用所示出的解决方案。例如，传递机构可以直接作用于进气阀。
