用于发动机凸轮轴驱动的可变张紧制造技术

公开了一种用于具有凸轮轴驱动元件的内燃机的凸轮轴驱动张紧器系统。凸轮轴驱动张紧器系统包括配置为由加压流体供能以施加力至凸轮轴驱动元件的张紧器。凸轮轴驱动张紧器系统还包括配置为供应加压流体的流体泵。凸轮轴驱动张紧器系统另外包括控制器，所述控制器配置为调节由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力以由此选择性地改变施加至凸轮轴驱动元件的力。还公开了一种具有此凸轮轴驱动张紧器系统的内燃机以及一种选择性地改变施加至凸轮轴驱动元件的力的方法。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于内燃机中的凸轮轴驱动的可变张紧。
技术介绍
内燃机通常采用凸轮轴以打开和闭合发动机的阀以控制供应至气缸的进气从而在气缸中燃烧和从气缸中去除燃烧后气体。诸如正时带或正时链的凸轮轴驱动元件通常用以同步发动机的曲柄轴和凸轮轴的旋转，使得发动机的阀在每个气缸的进气和排气冲程期间的适当时间打开和闭合。正时带通常包括接触凸轮轴和曲柄轴链轮的表面上的齿，而正时链通常包括用于接触这些链轮的滚动元件。在某些发动机设计中，正时带或正时链还用来维持发动机的阀与活塞之间的安全运转间隙。另外，在某些发动机设计中，正时带或正时链可以用来驱动其它发动机部件，诸如水泵和/或油泵。张紧器通常随同正时带或正时链在发动机中使用。此张紧器通常施加力至正时带或正时链以维持带或链拉紧，且因此维持发动机的曲柄轴与凸轮轴之间的旋转正时。张紧器确保独立于带或链的运动，发动机的曲柄轴与凸轮轴之间的连接保持完好，同时限制相关部件上的应力。
技术实现思路
本公开的一个实施例涉及用于具有凸轮轴驱动元件的内燃机的凸轮轴驱动张紧器系统。此凸轮轴驱动元件可为正时带或正时链。凸轮轴驱动张紧器系统包括张紧器，该张紧器配置成由加压流体供能以施加力至凸轮轴驱动元件。凸轮轴驱动张紧器系统还包括配置成供应加压流体的流体泵。凸轮轴驱动张紧器系统另外包括控制器，控制器配置成调节由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力以由此选择性地改变施加至凸轮轴驱动元件的力。凸轮轴驱动张紧器系统还可以包括布置在张紧器与凸轮轴驱动元件之间的可枢转张紧器臂。可枢转张紧器臂可以配置成将力从张紧器传递至凸轮轴驱动元件。凸轮轴驱动张紧器系统另外可以包括配置成检测发动机的转速的传感器。在此情况中，控制器可以配置成响应于发动机的经检测转速而调节由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力。因此，改变施加至凸轮轴驱动元件的力可以用来以较低发动机速度减小发动机摩擦力并且以较高发动机速度控制凸轮轴驱动元件的振动。或者，控制器可编程成计算发动机的转速并且响应于因此计算的发动机的转速而调节由流体泵供应至张紧器的流体的体积。凸轮轴驱动张紧器系统另外可以包括与控制器操作地通信的流体控制阀。流体控制阀可以配置成改变由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力。控制器可以利用查找表来编程，该查找表在由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力与发动机的转速之间建立对应。控制器可以编程来调节由流体泵供应至张紧器的流体的体积或压力，使得第一量级的力施加至凸轮轴驱动元件直至并包括发动机的预定检测转速，且第二量级的力施加至凸轮轴驱动元件使其高于发动机的预定检测转速。本公开的另一个实施例涉及一种具有此凸轮轴驱动张紧器系统的内燃机。本公开的又一个实施例涉及一种选择性地改变施加至内燃机中的凸轮轴驱动元件的力的方法。结合附图和随附权利要求书，从用于实行所述公开的实施例的以下详述和最佳模式的上述特征和优点中本公开的其它特征和优点将显而易见。附图说明图1是具有包括凸轮轴驱动张紧器系统的内燃机的车辆的示意性透视图。图2是根据本公开的一个实施例的内燃机和凸轮轴驱动张紧器系统的示意性部分横截面前视图。图3是根据本公开的另一个实施例的内燃机和凸轮轴驱动张紧器系统的示意性部分横截面前视图。图4以流程图格式示意地说明选择性地改变施加至图1和2中所示的内燃机中的凸轮轴驱动元件的力的方法。具体实施方式参考附图，其中相同附图标记对应于贯穿若干视图的相同或类似部件，图1示出具有内燃机10(诸如火花或压缩点火类型)的机动车辆8。如图1和2中所示，发动机10包括其中布置有多个气缸14的气缸体12以及安装在气缸体上的气缸盖16。在替代实施例中，虽然未具体示出，但是气缸盖16可以集成至气缸体12中或与气缸体12浇铸在一起。气缸盖16接收空气和燃料作为在气缸14内侧以供后续燃烧使用的预燃烧充气。如图2中可见，每个气缸14包括配置成在其中往复运动的相应活塞18。或者，燃烧室20形成在气缸14内介于气缸盖16的底面与活塞18的顶部之间。气流通过进气歧管22引导至每个燃烧室20，在燃烧室20中，燃料与空气结合并且形成燃料空气混合物以供主燃烧室内侧的后续燃烧。虽然图1至2中示出了直列式四缸发动机，但是并不妨碍本公开应用于具有不同数量和/或布置的气缸的发动机。如图2至3中所示，发动机10还包括多个进气阀26，多个进气阀26操作地连接至气缸盖16并且配置成控制供应至每个气缸14的空气以供其中与燃料的燃烧。进气凸轮轴28配置成在发动机10的操作期间调节相应进气阀26的打开和闭合。发动机10另外包括多个排气阀30，多个排气阀30操作地连接至气缸盖16并且配置成控制燃烧后气体从每个气缸14中的去除。排气凸轮轴32配置成在发动机10的操作期间调节相应排气阀30的打开和闭合。发动机10还包括配置成在气缸体12内旋转的曲柄轴34。如本领域中已知的是，曲柄轴34经由连接杆24通过活塞18旋转，这是因为选择性地允许适当比例的量的燃料和空气经由一个或多个进气阀26进入燃烧室20中并且在燃烧室中燃烧。在空气燃料混合物在具体的燃烧室20内侧燃烧之后，特定活塞18的往复运动用来经由一个或多个排气阀30从相应气缸14中排放燃烧后气体。气缸盖16还配置成诸如经由排气歧管36从燃烧室20中排放燃烧后气体。进气凸轮轴28和排气凸轮轴32包括相应的链轮28-1、32-1，而曲柄轴包括链轮34-1。发动机10还包括凸轮轴驱动元件38，诸如正时带(未示出)或正时链(如图2至3中所示)。凸轮轴驱动元件38操作地连接相应的链轮28-1、32-1和34-1以由此同步曲柄轴34和凸轮轴28、32的旋转。如本领域技术人员所理解，发动机的曲柄轴34和凸轮轴28、32经由凸轮轴驱动元件38的同步旋转确保阀26、30在每个气缸的进气和排气冲程期间的适当时间打开和闭合，并且另外可以维持阀与活塞18之间的安全运转间隙。发动机10另外包括凸轮轴驱动元件张紧器系统40。凸轮轴驱动张紧器系统40包括配置成供应加压流体43(诸如发动机润滑油)的流体泵42。流体泵42可以由发动机10(诸如通过曲柄轴34)或经由电机(未示出)机械地驱动。流体泵42可以配置成将油供应用于润滑进气凸轮轴28和排气凸轮轴32的发动机10的各个轴承(未示出)(诸如曲柄轴34的轴承)并且将油供应至其它发动机子系统。凸轮轴驱动张紧器系统40还包括配置成施加力F至凸轮轴驱动元件38的张紧器44。流体泵42经由下文将详细讨论的流体通道56将加压流体43供应至张紧器44。张紧器44变成由来自流体泵42的加压流体43供能以由此施加力F至凸轮轴驱动元件38。如图所示，可枢转张紧器臂46可以布置在张紧器44与凸轮轴驱动元件38之间。张紧器臂46配置成沿凸轮轴驱动元件38的延伸跨距传递来自张紧器44的力F，以由此在发动机10的操作期间引导和减小凸轮轴驱动元件上的应力。固定臂48还可用来引导凸轮轴驱动元件38的相对侧，如图2至3中所示。由张紧器44施加至凸轮轴驱动元件38的力F旨在维持主凸轮轴驱动元件中的预定张力，并且因此维持曲柄轴34与凸轮轴28、32之间的旋转正时。张紧器44连续地施加力F以确保凸轮轴驱动元件38的运动在各种发动机速度下保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有凸轮轴驱动元件的内燃机的凸轮轴驱动张紧器系统，所述凸轮轴驱动张紧器系统包括：张紧器，其配置成由加压流体供能并且由此施加力至所述凸轮轴驱动元件；流体泵，其配置成供应所述加压流体；以及控制器，其配置成调节由所述流体泵供应至所述张紧器的所述流体的体积和压力中的一个以由此选择性地改变施加至所述凸轮轴驱动元件的所述力。

【技术特征摘要】
2015.08.07 US 14/8207411.一种用于具有凸轮轴驱动元件的内燃机的凸轮轴驱动张紧器系统，所述凸轮轴驱动张紧器系统包括：张紧器，其配置成由加压流体供能并且由此施加力至所述凸轮轴驱动元件；流体泵，其配置成供应所述加压流体；以及控制器，其配置成调节由所述流体泵供应至所述张紧器的所述流体的体积和压力中的一个以由此选择性地改变施加至所述凸轮轴驱动元件的所述力。2.根据权利要求1所述的凸轮轴驱动张紧器系统，其进一步包括枢转张紧器臂，所述枢转张紧器臂布置在所述张紧器与所述凸轮轴驱动元件之间并且配置成将来自所述张紧器的所述力传递至所述凸轮轴驱动元件。3.根据权利要求1所述的凸轮轴驱动张紧器系统，其进一步包括配置成检测所述发动机的转速的传感器，其中所述控制器配置成响应于所述发动机的所述经检测转速而调节由所述流体泵供应至所述张紧器的所述流体的所述体积或所述压力。4.根据权利要求3所述的凸轮轴驱动张紧器系统，其进一步包括流体控制阀，所述流体控制阀与所述控制器操作地连通并且配置成改变由所述流体泵供应至所述张紧器的流体的所述体积或所述压力。5.根据权利要求3所述的凸轮轴驱动张紧器系统，其中所述控制器是利用查找表来编程，所述查找表在由所述流体泵供应至所述张紧器的所述流体的所述体积或所述压力与所述发动机的所述转速之间建立对应。6.根据权利要求3所述的凸轮轴驱动张紧器系统，其中所述控制器编程为调节由所述流体泵供应至所述张紧器的所述流体的所述体积或所述压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·斯皮克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US