轴承跨距缩小的偏心齿轮制造技术

一种电控偏心凸轮轴相位器(10)，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮(12)，配置为连接到曲轴并围绕中心轴(x)转动，具有链轮齿圈(14)；凸轮轴板(20)，其配置为连接到凸轮轴并围绕中心轴(x)转动，具有凸轮轴齿圈(22)；偏心轴(28)，其包括曲轴偏心截面(52)和凸轮轴偏心截面(54)；链轮轴承(16)，其由曲轴偏心截面(52)接纳；凸轮轴轴承(64)，其直径与链轮轴承(16)不同，由凸轮轴偏心截面(54)接纳。

Eccentric Gear with Reduced Bearing Span

An electronically controlled eccentric camshaft phaser (10) adjusts the phase between the camshaft and the crankshaft, including a sprocket (12), which is configured to connect to the crankshaft and rotate around the central axis (x), a sprocket ring (14), a camshaft plate (20), which is configured to connect to the camshaft and rotate around the central axis (x), a camshaft ring (22), an eccentric shaft (28), comprising an eccentric section (52) of the crankshaft and a cam. The eccentric section of the wheel shaft (54); the sprocket bearing (16), which is accepted by the eccentric section of the crankshaft (52); and the camshaft bearing (64), whose diameter is different from that of the sprocket bearing (16), are accepted by the eccentric section of the camshaft (54).

【技术实现步骤摘要】
轴承跨距缩小的偏心齿轮
本申请涉及凸轮轴相位器，具体涉及使用偏心齿轮的电驱动凸轮轴相位器。
技术介绍
内燃机包括凸轮轴，其打开和关闭阀门以调节发动机燃烧室内的燃料和空气的燃烧。阀门的开启和关闭相对于多种事件(如燃料在燃烧室内的注入和燃烧以及活塞相对于上止点(TDC)的位置)进行谨慎地时间安排。凸轮轴通过曲轴的转动，经由连接这些元件(如皮带或链条)的驱动构件来驱动。过去，曲轴旋转和凸轮轴旋转之间存在着一种固定关系。现在，内燃机日益使用凸轮轴相位器，它改变了凸轮轴旋转相对于曲轴旋转的相位。存在多种不同的凸轮轴相位器设计。一些凸轮轴相位器依靠液压流体来调整凸轮轴相对于曲轴的角度位置，而另一些则由电动机驱动，这些电动机可相对于曲轴的旋转提前或延迟开启/关闭阀门。由电动机驱动的凸轮轴相位器可以使用多种齿轮来改变凸轮轴相对于曲轴的角度位置。车辆设计师努力创造出车辆发动机，它可以消耗较少的空间，同时产生(至少)同样的马力。通过减少发动机部件(如凸轮轴相位器)的尺寸，可以进一步设计具有较小物理尺寸的车辆发动机。
技术实现思路
在一个实施例中，一种电控偏心凸轮轴相位器，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮，其配置为连接到曲轴并围绕中心轴转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿的链轮齿圈；凸轮轴板，其配置为连接到凸轮轴并围绕中心轴转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿的凸轮轴齿圈；偏心轴，其包括曲轴偏心截面和凸轮轴偏心截面；链轮轴承，其由链轮和曲轴偏心截面接纳；凸轮轴轴承，其直径与链轮轴承不同，其由凸轮轴偏心截面接纳，其中至少部分链轮轴承和凸轮轴轴承相互抵接；以及复合行星齿轮，包括与链轮齿圈啮合的链轮行星齿轮和与凸轮轴齿圈啮合的凸轮轴行星齿轮。另一个实施例中，一种电控偏心凸轮轴相位器，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮，其配置为连接到曲轴并围绕中心轴转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿的链轮齿圈；链轮轴承，经由链轮的轴向侧接纳并且与链轮齿圈抵接；凸轮轴轴承，其直径与链轮轴承不同，经由轴向侧接纳；凸轮轴板，包括与链轮齿圈轴向间隔的凸轮轴齿圈，其配置为与凸轮轴旋转性联接并围绕中心轴转动，包括若干径向朝向内部的齿轮齿；偏心轴，其包括与链轮轴承内径啮合的曲轴偏心截面和与凸轮轴轴承内径啮合的凸轮轴偏心截面，其中偏心轴适于经由穿过链轮轴承内径和凸轮轴轴承内径的链轮的轴向侧插入凸轮轴相位器；以及复合行星齿轮，包括与链轮齿圈啮合的链轮行星齿轮和与凸轮轴齿圈啮合的凸轮轴行星齿轮。又一个实施例中，一种电控偏心凸轮轴相位器，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮，其配置为连接到曲轴并围绕中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿的链轮齿圈；凸轮轴板，其配置为连接到凸轮轴并围绕中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿的凸轮轴齿圈；链轮轴承，其由链轮接纳；凸轮轴轴承，其直径与链轮轴承不同，其由凸轮轴板接纳；复合行星齿轮，包括与链轮齿圈啮合的链轮行星齿轮和与凸轮轴齿圈啮合的凸轮轴行星齿轮；以及偏心轴，其包括与链轮轴承啮合的凸轮轴偏心部、与凸轮轴轴承啮合的凸轮轴偏心部及轴承隔圈，其中轴承隔圈不会向外径向延伸到凸轮轴偏心部以外。附图说明图1是描述了电控偏心凸轮轴相位器的实施方式的横剖视图。图2是描述了电控偏心凸轮轴相位器的实施方式的分解图。图3是描述了电控偏心凸轮轴相位器的实施方式的分解图。图4a是凸轮齿圈与链轮齿圈之间偏心关系视图。图4b是凸轮齿圈与链轮齿圈之间相对于链轮轴承和凸轮轴轴承的偏心关系的另一视图。图5是描述了电控偏心凸轮轴相位器使用的偏心轴的另一种实施方式的透视图。图6是链轮轴承和凸轮轴轴承以及偏心轴的实施方式的横剖视图。具体实施方式一种电控凸轮轴相位器，包括偏心轴、复合行星齿轮和改变凸轮轴相对于曲轴的角位置的多个齿圈。链轮壳或曲轴链轮包括链轮齿圈，其具有经由无限回路(如定时链)连接到曲轴的多个朝内的齿轮齿和链轮齿。链轮末端的轴承开口容纳链轮轴承。凸轮轴轴承具有与链轮轴承不同的直径，可以与链轮轴承相邻设置，使得在一些实施中，部分凸轮轴轴承与链轮轴承相抵接或接触，而在其他实施中，被轴承隔圈稍微分开。偏心轴从凸轮轴相位器一端插入时，与链轮轴承和凸轮轴轴承的内径相吻合，并且可包括一个或多个约束轴承轴向移动的特征。具有内径和外径的复合行星齿轮可以连接到凸轮轴轴承的外径表面。凸轮轴板连接到凸轮轴，并且包括具有多个朝内齿轮齿的凸轮轴齿圈。复合行星齿轮使链轮齿圈和凸轮轴齿圈相啮合。电动机与偏心轴联接，使复合行星齿轮旋转以改变凸轮轴相对于曲轴的角度位置。该电控凸轮轴相位器使用不同直径的轴承，它们轴向紧密在一起或相抵接，使得在装配期间，相位器轴承和偏心轴从一侧插入凸轮轴相位器。相位器轴承之间的紧密或抵接关系可以使偏心轴的相位器轴承上的力矩载荷最小化。当加载偏心凸轮轴相位器的齿轮时，凸轮轴轴承和链轮轴承防止偏心轴过度倾斜。以单列轴承实施的相位器轴承可根据需要径向传输载荷。单列轴承是指轴承使用单列球轴承。进一步地，偏心轴可允许有更大的内径，以便为连接凸轮轴相位器与凸轮轴的螺栓提供额外的间隙，或者允许使用较大的螺栓。与此相反，过去的凸轮轴相位器使用偏心轴，偏心轴在偏心轴一端接纳一个相位器轴承，在对端接纳另一个相位器轴承。这些轴承安装在偏心轴的相对侧，因为直径大于偏心轴的肩部位于相位器轴承之间。装配这样的凸轮轴相位器涉及接入凸轮轴的两侧，或者偏心轴的至少两侧，使装配更具挑战性。同时，用偏心轴肩部将轴承分开可增加凸轮轴相位器的整体轴向长度以及相对于凸轮轴相位器的力矩载荷。图1至图2示出了使用电动机和偏心轴控制的电控凸轮轴相位器的实施例。凸轮轴相位器10包括曲轴链轮12，其连接到曲轴且包括链轮齿圈14和链轮轴承16。链轮齿圈14包括一组朝内齿轮齿18。凸轮轴板20连接到凸轮轴且包括凸轮轴齿圈22，该凸轮轴齿圈22包括一组单独朝内的齿轮齿24。复合行星齿轮26使用两组朝外的齿轮齿，其分别与凸轮轴齿圈22和链轮齿圈14啮合。偏心轴28连接到曲轴链轮12或凸轮轴板20，使得部分偏心轴28围绕轴(x)旋转。偏心轴28还沿偏心轴(ex)连接到复合行星齿轮26。曲轴链轮12和凸轮轴板20分别围绕轴(x)旋转。部分偏心轴28由电动机30根据期望相位围绕轴x可旋转地驱动，使得复合行星齿轮26围绕中心轴ex旋转。运行电动机30使得输出轴32使偏心轴28以与曲轴链轮12相同的速度旋转，从而使凸轮轴相对于曲轴保持现有角位置。相对于曲轴链轮12的旋转速率改变输出轴32的旋转速率可改变凸轮轴相对于曲轴的角位置(也称为“相位”)。例如，当输出轴32的旋转速度超过曲轴链轮12时，偏心轴28使复合行星齿轮26相对于链轮齿圈14和凸轮轴齿圈22旋转，从而使凸轮轴板20相对于曲轴链轮12发生移位以便相对于曲轴提前进行凸轮轴的相位调整。当输出轴32的旋转速度低于曲轴时，偏心轴28使复合行星齿轮26相对于链轮齿圈14和凸轮轴齿圈22旋转，从而使凸轮轴板20相对于曲轴链轮12发生移位以便相对于曲轴延迟进行凸轮轴的相位调整。曲轴链轮12从发动机的曲轴接收旋转驱动输入，并围绕x轴旋转。无限回路功率传输构件，如定时链或定时带，可绕链轮12和曲轴循环，使得曲轴的旋转经由该构件转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电控偏心凸轮轴相位器(10)，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮(12)，其配置为连接到所述曲轴并围绕中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿(18)的链轮齿圈(14)；凸轮轴板(20)，其配置为连接到所述凸轮轴并围绕所述中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿(24)的凸轮轴齿圈(22)；偏心轴(28)，其包括曲轴偏心截面(52)和凸轮轴偏心截面(54)；链轮轴承(16)，其由所述曲轴偏心截面(52)接纳；凸轮轴轴承(64)，其直径与所述链轮轴承(16)不同，由所述凸轮轴偏心截面(54)接纳，其中至少部分所述链轮轴承(16)和所述凸轮轴轴承(64)相互抵接；及复合行星齿轮(28)，其包括与所述链轮齿圈(16)啮合的链轮行星齿轮(72)和与所述凸轮轴齿圈(22)啮合的凸轮轴行星齿轮(74)。

【技术特征摘要】
2017.10.10 US 62/5702541.一种电控偏心凸轮轴相位器(10)，其调整凸轮轴与曲轴之间的相位，包括：链轮(12)，其配置为连接到所述曲轴并围绕中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿(18)的链轮齿圈(14)；凸轮轴板(20)，其配置为连接到所述凸轮轴并围绕所述中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿(24)的凸轮轴齿圈(22)；偏心轴(28)，其包括曲轴偏心截面(52)和凸轮轴偏心截面(54)；链轮轴承(16)，其由所述曲轴偏心截面(52)接纳；凸轮轴轴承(64)，其直径与所述链轮轴承(16)不同，由所述凸轮轴偏心截面(54)接纳，其中至少部分所述链轮轴承(16)和所述凸轮轴轴承(64)相互抵接；及复合行星齿轮(28)，其包括与所述链轮齿圈(16)啮合的链轮行星齿轮(72)和与所述凸轮轴齿圈(22)啮合的凸轮轴行星齿轮(74)。2.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述链轮轴承(16)由链轮(12)接纳。3.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，还包括具有输出轴(32)的电动机(30)，所述输出轴(32)使所述偏心轴(28)旋转并通过相对于所述凸轮轴板(20)使所述链轮(12)随角度移位来控制所述凸轮轴与所述曲轴之间的相位调整。4.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述凸轮轴轴承(64)的直径不同于所述链轮轴承(16)的直径，至少是所述偏心轴(28)偏心距的两倍。5.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述链轮轴承(16)、所述凸轮轴轴承(64)或两者均为单列轴承。6.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述链轮轴承(16)、所述凸轮轴轴承(64)或两者均包括交叉滚子轴承或四点接触式轴承。7.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述链轮轴承(16)、所述凸轮轴轴承(64)或两者均包括具有不同宽度的内座圈和外座圈。8.根据权利要求1所述的电控偏心凸轮轴相位器(10)，其中所述凸轮轴板从所述链轮(12)径向向内设置。9.一种电控偏心凸轮轴相位器(10)，其调整所述凸轮轴与所述曲轴之间的相位，包括：链轮(12)，其配置为连接到所述曲轴并围绕中心轴(x)转动，具有包括若干径向朝向内部的齿轮齿(18)的链轮齿圈(14)；链轮轴承(16)，其经由所述链轮(12)的轴向侧(42)被接纳并且与链轮齿圈(14)抵接；凸轮轴轴承(64)，其直径与所述链轮轴承(16)不同，经由轴向侧(42)被接纳；凸轮轴板(20)，其包括与所述链轮齿圈(14)轴向间隔的凸轮轴齿圈(22)，其配置为与所述凸轮轴旋转性联接并围绕所述中心轴(x)转动，包括若干径向朝向内部的齿轮齿(24)；偏心轴(28)，其包括与所述链轮轴承(16)内径啮合的曲轴偏心截面(52)和与所述凸轮轴轴承(64)内径啮合的凸轮轴偏心截面(54)，其中所述偏心轴(28)适于经由穿过所述链轮轴承(16)内径和所述凸轮轴轴承(64)内径的链轮(12)的轴向侧(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·布朗，S·布莱克默，C·D·托马斯，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US