多模式可变凸轮正时相位器制造技术

可变凸轮轴正时装置可使用由凸轮轴转矩能量产生的压力以将流体从一个工作腔室转移至另一个工作腔室来操作，或经由外部流体压力源填充一个工作腔室并同时将相对工作腔室排空来操作，或同时使用这两种模式来操作。可变凸轮轴正时装置的模式是由控制阀的位置来确定。锁定销受来自其中一个工作腔室的流体的控制。

Multi-mode variable cam timing phase device

Variable camshaft timing device can be produced by using fashion cam shaft torque energy to pressure fluid from a working chamber to another working chamber to operate, or via an external source of fluid pressure filling a working chamber and the chamber evacuation work relative to operate, or while using these two modes of operation. The mode of the variable camshaft timing device is determined by the position of the control valve. The locking pin is controlled by a fluid from one of the work chambers.

【技术实现步骤摘要】
多模式可变凸轮正时相位器
技术介绍

本专利技术涉及可变凸轮正时相位器的领域。更具体地，本专利技术涉及一种多模式可变凸轮正时相位器。相关技术说明已证明，操作一种利用凸轮轴的转矩能量来调整阀门正时装置相位的可变凸轮轴正时装置相位器是可取的，这是因为，通过凸轮轴转矩致动的可变凸轮轴正时装置所需的流体量较低。然而，并非所有的发动机在整个发动机工作范围内提供足够的凸轮轴转矩能量以有效地调整可变凸轮轴正时装置的相位。BorgWdrner的美国6,453,859专利公开了使用凸轮转矩和油压来移动相位器的一种相位器。相位器有单个的再循环止回阀，其流体再循环至超前端口或滞后端口。单个再循环止回阀位于控制阀的下游，而不是直接连接到超前和滞后腔室。Hilite的美国7,946,266专利公开了使用凸轮转矩和压力来移动相位器的另一种相位器。相位器在排放流体进入控制阀或控制阀上游之前具有两个再循环止回阀。每组超前与滞后腔室均需要再循环止回阀。
技术实现思路
在一个实施例中，可变凸轮轴正时装置可使用由凸轮轴转矩能量产生的压力，以从一个工作腔室传送流体到另一个工作腔室来操作，或通过外部流体压力源填充一个工作腔室，同时排空相对的工作腔室来操作，或同时使用这两种模式来操作。可变凸轮轴正时装置的模式由控制阀的位置来确定。在该实施例中，锁定销受控于来自工作腔室之一的流体。在另一个实施例中，可变凸轮轴正时装置使用凸轮轴转矩能量从一个工作腔室传送流体到另一个工作腔室，并在再循环期间选择性地从供应源接收补充流体。在本实施例中，锁定销由阀芯位置控制。附图说明图1示出了在第一状态或模式下运行的可变凸轮正时相位器的示意图。图2示出了在第二状态或模式下运行的可变凸轮正时相位器的示意图。图3示出了在第三状态或模式下运行的可变凸轮正时相位器的示意图。图4示出了在第四状态或模式下运行的可变凸轮正时相位器的示意图。图5示出了在第五状态或模式下运行的可变凸轮正时相位器的示意图。图6示出了在第一模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图7示出了在第二模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图8示出了在第三模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图9示出了在第四模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图10示出了在第五模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图11示出了在第一模式下运行的另选实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。图12示出了在第二模式下运行的另选实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。图13示出了在第三模式下运行的另选实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。图14示出了图11的在第一模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图15示出了图12的在第二模式下运行的相位器的控制阀的放大图。图16示出了图13的在第三模式下运行的相位器的控制阀的放大图。具体实施方式在本专利技术的一个实施例中，控制阀可引导流体从工作腔室排放到穿过相位器内部的再循环止回阀、通向另一个腔室的路径，或排出流体回油箱或储液槽的路径，或同时两者都用。在本专利技术中，应当认识到，使用单个再循环止回阀和单个入口止回阀来实现多模式。此外，再循环止回阀和入口止回阀位于控制阀内部，这可以降低径向封装尺寸。单个入口止回阀和单个再循环止回阀可以是相同类型的止回阀(板型、球型或盘型)，或可以是不同类型的止回阀。内燃机采用各种机构来改变凸轮轴和曲柄轴之间的相对正时以改善发动机性能或减少排放。大多数此类可变凸轮轴正时(VCT)机构使用在发动机凸轮轴(或多凸轮轴发动机中的多个凸轮轴)上的一个或多个“叶片相位器”。如图所示，叶片相位器具有带有一个或多个叶片104的转子组件105，叶片安装在凸轮轴的端部，并由具有叶片装配在其中的叶片腔室的壳体组件100包围。也可将叶片104安装在壳体组件100和转子组件105中的腔室内。壳体的外圆周101形成链轮、滑轮或齿轮，其通过链条、皮带或齿轮，通常从曲柄轴或者可能从多凸轮发动机中的另一个凸轮轴接受驱动力。相位器的壳体组件100具有用于接受驱动力的外圆周101。转子组件105被连接到凸轮轴(未示出)并同轴定位于壳体组件100内。转子组件105具有叶片104，其将壳体组件100与转子组件105之间形成的腔室分隔成超前腔室102和滞后腔室103。叶片104能够旋转以切换壳体组件100与转子组件105的相对角位置。虽然仅示出了一个超前腔室和一个滞后腔室，但是也可以存在多个腔室。另外，在相位器中，至少一组超前和滞后腔室是工作的或主动地接收或排放流体并且移动叶片104。锁定销组件145存在于相位器中。锁定销147可滑动地容置在转子组件105中的孔内，并具有端部，其由弹簧148偏置朝向并装配到壳体组件100中的凹部146内。可替代地，锁定销147可接收在壳体组件100内并被弹簧148偏置朝向转子组件105的凹部146。锁定销147与凹部146的接合和脱离通过滞后腔室103中的流体和阀芯111的位置控制。可替代地，锁定销147与凹部146的接合和脱离通过超前腔室102中的流体和阀芯111的位置控制。控制阀109(优选为阀芯)包括阀芯111，其具有可滑动地接收在中心螺栓110的孔108内的套筒114中的圆柱形台肩111a、111b、111c、111d、111e。套筒114具有多个端口125、126、127、129和连接端口126和129的凹部128。凹部128与中心螺栓110的孔108形成供流体流动的通道139。中心螺栓110优选地由凸轮轴(未示出)接收。中心螺栓110具有连接到超前腔室102并与套筒114的端口125流体连通的端口120，连接到滞后腔室103并与套筒114的端口126流体连通的端口121，以及连接到供应源142并与套筒114的端口127流体连通的端口122。阀芯111具有中心通道，其被再循环止回阀124和入口止回阀123分隔成工作中心通道136和入口中心通道135。再循环止回阀124包括插塞140、板117和弹簧116，其中弹簧116的第一端接触插塞140，而第二端接触板117。入口止回阀123包括插塞140、板119和弹簧118，其中弹簧118的第一端接触插塞140，而第二端接触板119。位于第一台肩111a与第二台肩111b之间的是通向工作中心通道136的开口130。位于第二台肩111b与第三台肩111c之间的是两个开口，其中一个开口131通向再循环止回阀124，另一个开口132通向入口止回阀123。位于第三台肩111c与第四台肩111d之间的是环形沟槽133。位于第四台肩111d与第五台肩111b之间的是通向入口中心通道135的开口134。阀芯111的一端与弹簧115接触，该阀芯的另一端与经脉冲宽度调制的可变力螺线管(VFS)107接触。螺线管107还可以通过改变电流或电压或其它适用的方法来线性地控制。另外，阀芯111的另一端可以接触马达或其它致动器并受其影响。控制阀109的位置通过发动机控制单元(ECU)106进行控制，发动机控制单元(ECU)106控制可变力螺线管107的工作周期。ECU106优选地包括中央处理单元(CPU)，其运行各种计算进程，以对发动机、存储器、以及与外部设备和传感器进行数据交换所用的输入和输出端口进行控制。阀芯111的位置受弹簧115和ECU106控制的螺线管107影响。以下详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的可变凸轮正时相位器，所述内燃机包括具有用于接受驱动力的外圆周的壳体组件以及具有至少一个叶片的转子组件，所述转子组件同轴地定位在所述壳体内用以连接至凸轮轴，其中所述壳体组件和所述转子组件界定被叶片分隔成相对的第一腔室和第二腔室的至少一个叶片腔室，所述叶片腔室内的所述叶片用以在将流体供应至所述第一腔室或所述第二腔室时切换所述壳体组件和所述转子组件的相对角位置，所述相位器包括：控制阀，其用于通过第一腔室管线、第二腔室管线和耦合至流体输入的供应管线以及连接至储液槽的至少一个排放通道将流体从所述流体输入引导至所述第一腔室和所述第二腔室以及从所述第一腔室和所述第二腔室引导流体，所述控制阀包括：具有多个端口的中空套筒，其中所述端口中的至少两个通过凹部连接；接收在所述中空套筒内的阀芯，其包括：多个台肩，其用于选择性地阻断所述中空套筒的所述多个端口；定位在所述阀芯内的中心通道；定位在所述阀芯内的入口中心通道；接收在所述中心通道内的再循环止回阀，其限制所述第一和第二腔室之间的流体流过所述中心通道；接收在所述入口中心通道内的入口止回阀，其允许来自所述流体输入的流体流至所述第一和第二腔室，并且防止流体在凸轮转矩反转期间从所述第一和第二腔室流至所述流体输入；所述控制阀可在其中所述相位器在所述控制阀的控制下以多个模式操作的位置之间移动，所述模式包括：使用凸轮转矩和扭矩辅助液压力以在第一方向上移动所述叶片的第一模式，其中来自所述第一腔室的流体通过所述排放通道从所述凹部排出至储液槽，其中所述流体从所述第二腔室排出并且还通过所述再循环止回阀再循环至所述第一腔室，且流体还通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供应至所述腔室之一；使用凸轮转矩以在第一方向上移动所述叶片的第二模式，其中流体通过所述阀芯的所述再循环止回阀在所述第一和第二腔室之间再循环，且补充流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第一腔室；用于将所述相位器保持就位的第三模式，其中流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入输送至所述第一和第二腔室；使用凸轮转矩在第二方向上移动所述叶片的第四模式，其中流体通过所述阀芯的所述再循环止回阀在所述第一和第二腔室之间再循环，且补充流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第二腔室；使用凸轮转矩和扭矩辅助液压力在第二方向上移动所述叶片的第五模式，其中来自所述第一腔室的流体通过所述排放通道从所述凹部排出至储液槽，其中所述被排出的流体还通过所述再循环止回阀再循环至所述第二腔室，且流体还通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第二腔室。...

【技术特征摘要】
2015.08.31 US 14/8406831.一种用于内燃机的可变凸轮正时相位器，所述内燃机包括具有用于接受驱动力的外圆周的壳体组件以及具有至少一个叶片的转子组件，所述转子组件同轴地定位在所述壳体内用以连接至凸轮轴，其中所述壳体组件和所述转子组件界定被叶片分隔成相对的第一腔室和第二腔室的至少一个叶片腔室，所述叶片腔室内的所述叶片用以在将流体供应至所述第一腔室或所述第二腔室时切换所述壳体组件和所述转子组件的相对角位置，所述相位器包括：控制阀，其用于通过第一腔室管线、第二腔室管线和耦合至流体输入的供应管线以及连接至储液槽的至少一个排放通道将流体从所述流体输入引导至所述第一腔室和所述第二腔室以及从所述第一腔室和所述第二腔室引导流体，所述控制阀包括：具有多个端口的中空套筒，其中所述端口中的至少两个通过凹部连接；接收在所述中空套筒内的阀芯，其包括：多个台肩，其用于选择性地阻断所述中空套筒的所述多个端口；定位在所述阀芯内的中心通道；定位在所述阀芯内的入口中心通道；接收在所述中心通道内的再循环止回阀，其限制所述第一和第二腔室之间的流体流过所述中心通道；接收在所述入口中心通道内的入口止回阀，其允许来自所述流体输入的流体流至所述第一和第二腔室，并且防止流体在凸轮转矩反转期间从所述第一和第二腔室流至所述流体输入；所述控制阀可在其中所述相位器在所述控制阀的控制下以多个模式操作的位置之间移动，所述模式包括：使用凸轮转矩和扭矩辅助液压力以在第一方向上移动所述叶片的第一模式，其中来自所述第一腔室的流体通过所述排放通道从所述凹部排出至储液槽，其中所述流体从所述第二腔室排出并且还通过所述再循环止回阀再循环至所述第一腔室，且流体还通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供应至所述腔室之一；使用凸轮转矩以在第一方向上移动所述叶片的第二模式，其中流体通过所述阀芯的所述再循环止回阀在所述第一和第二腔室之间再循环，且补充流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第一腔室；用于将所述相位器保持就位的第三模式，其中流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入输送至所述第一和第二腔室；使用凸轮转矩在第二方向上移动所述叶片的第四模式，其中流体通过所述阀芯的所述再循环止回阀在所述第一和第二腔室之间再循环，且补充流体通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第二腔室；使用凸轮转矩和扭矩辅助液压力在第二方向上移动所述叶片的第五模式，其中来自所述第一腔室的流体通过所述排放通道从所述凹部排出至储液槽，其中所述被排出的流体还通过所述再循环止回阀再循环至所述第二腔室，且流体还通过所述阀芯的所述入口止回阀从所述流体输入供给至所述第二腔室。2.根据权利要求1所述的相位器，其中所述控制阀进一步包括具有用于接收所述套筒和所述阀芯的孔的中空中心螺栓。3.根据权利要求2所述的相位器，其中所述凹部和中心螺栓的所述孔在所述套筒的端口之间形成通向所述储液槽的排放通道。4.根据权利要求1所述的相位器，其中再循环止回阀包括板、插塞和弹簧，所述弹簧具有接触所述板的第一端和接触至所述插塞的第二端。5.根据权利要求1所述的相位器，其中所述入口止回阀包括板、插塞和弹簧，所述弹簧具有接触至所述板的第一端和接触至所述插塞的第二端。6.根据权利要求1所述的相位器，其中在所述第二模式、第三模式和第四模式中，所述阀芯的台肩与所述套筒之间的界面阻断流体流至所述储液槽。7.根据权利要求1所述的相位器，其进一步包括可滑动地定位在所述转子组件或所述壳体组件中的锁定销，所述锁定销可由被提供至所述第一腔室或所述第二腔室的流体从其中端部接合凹部从而锁定所述壳体组件和所述转子组件的所述相对角位置的锁定位置移动至其中所述端部不接合所述凹部的解锁位置；其中当所述控制阀是在所述第一模式的所述位置中时，所述锁定销移动至所述锁定位置；其中当所述控制阀并非在所述第一模式的所述位置中时，所述锁定销移动至所述解锁位置。8.根据权利要求1所述的相位器，其中所述第一腔室是超前腔室且所述第二腔室是滞后腔室。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：F·R·史密斯，B·T·凯尼恩，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US