凸轮轴相位器制造技术

一种凸轮轴相位器(12)，包括：输入构件(18)；输出构件(20)，其与输入构件(18)限定出提前腔室(42)和延迟腔室(44)；供给通道(78)；排放通道(146)；以及输出构件(20)内的阀芯(30)，其能在第一位置与第二位置之间移动。第一位置防止提前腔室(42)与排放通道(146)之间的连通，防止延迟腔室(44)与排放通道(146)之间的连通，并且允许油从提前腔室(42)和延迟腔室(44)中的一个流至提前腔室(42)和延迟腔室(44)中的另一个。第二位置提供排放通道(146)与提前腔室(42)和延迟腔室(44)中的一个之间的连通，防止排放通道(146)与提前腔室(42)和延迟腔室(44)中的另一个之间的连通，并且提供供给通道(78)与提前腔室(42)和延迟腔室(44)中的另一个之间的连通。

Camshaft Phaser

A camshaft phaser (12) includes: an input member (18); an output member (20), which defines an advance chamber (42) and a delay chamber (44) with an input member (18); a supply channel (78); a discharge channel (146); and a spool (30) within an output member (20), which can move between the first and second positions. The first position prevents the connection between the advance chamber (42) and the discharge channel (146), prevents the connection between the delay chamber (44) and the discharge channel (146), and allows oil to flow from one of the advance chamber (42) and the delay chamber (44) to the other of the advance chamber (42) and the delay chamber (44). The second position provides the connection between the discharge channel (146) and one of the advance chamber (42) and the delay chamber (44), prevents the connection between the discharge channel (146) and the other of the advance chamber (42) and the delay chamber (44), and provides the connection between the supply channel (78) and the other of the advance chamber (42) and the delay chamber (44).

【技术实现步骤摘要】
凸轮轴相位器相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2017年8月31日提交的美国临时专利申请第62/552,985号优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及一种凸轮轴相位器，用于改变内燃机中的曲轴与凸轮轴之间的相位关系；更具体而言，涉及一种叶片式凸轮轴相位器的凸轮轴相位器；更进一步具体而言，涉及一种叶片式凸轮轴相位器，其能够从仅使用凸轮轴的扭矩反向来致动凸轮轴相位器切换到使用至少来自外部油源的加压油来致动凸轮轴相位器。
技术介绍
用于改变内燃机的曲轴与凸轮轴之间的相位关系的典型的叶片式凸轮轴相位器通常包括在转子上向外延伸的多个叶片，多个叶片与在定子上向内延伸的多个叶瓣相互穿插，从而在叶片与叶瓣之间形成交替的提前腔室和延迟腔室。机油被选择性地供给到提前腔室和延迟腔室中的一个，并且通过调相油控制阀从提前腔室和延迟腔室中的另一个撤离，以使转子在定子内旋转，从而改变凸轮轴与曲轴之间的相位关系。在Lichti等人的美国专利第8,534,246号中描述了一种这样的凸轮轴相位器，其公开内容通过引用整体并入本文，并且在下文中称为Lichti等人。而Lichti等人的凸轮轴相位器可能有效的是，该凸轮轴相位器可以依附在内燃机的润滑系统上，该润滑系统还提供用于使转子相对于定子旋转的油，从而需要增加内燃机油泵的容量，这增加了内燃机的负载。为了减少凸轮轴相位器的依附特性，还开发了所谓的凸轮扭矩致动凸轮轴相位器。在凸轮扭矩致动凸轮轴相位器中，基于由内燃机的进气阀和排气阀施加在凸轮轴上的扭矩反向，油直接从提前腔室移动到延迟腔室或直接从延迟腔室移动到提前腔室。扭矩反向本质上是可预测的和周期性的，并且在倾向于沿提前方向推动转子与倾向于沿延迟方向推动转子之间交替。已知通过由螺线管致动器定位的阀芯来控制扭矩反向对油流的影响。因此，为了提前凸轮轴相位器，阀芯被螺线管致动器定位成形成其中具有第一止回阀的通道，第一止回阀允许扭矩反向将油从提前腔室输送到延迟腔室，同时防止扭矩反向将油从延迟腔室输送到提前腔室。相反，为了延迟凸轮轴相位器，阀芯被螺线管致动器定位成形成其中具有第二止回阀的通道，第二止回阀允许扭矩反向将油从延迟腔室输送到提前腔室，同时防止扭矩反向将油从提前腔室输送到延迟腔室。然而，两个止回阀的需求增加了系统的成本和复杂性。在Smith等人的美国专利第7,000,580号中描述了一种这样的凸轮轴相位器，在下文中称为Smith等人。还已知提供有一种凸轮轴相位器，其能够利用来自凸轮轴相位器外部的油源的油压和施加在凸轮轴上的扭矩反向来致动凸轮轴相位器。然而，这种已知的凸轮轴相位器可能太复杂而难以实现。需要一种凸轮轴相位器，可最小化或消除如上所述的一个或多个缺点。
技术实现思路
简而言之，提供一种与内燃机一起使用的凸轮轴相位器，用于可控地改变内燃机中的曲轴与凸轮轴之间的相位关系。凸轮轴相位器包括：输入构件，所述输入构件能连接到内燃机的曲轴，以在输入构件与曲轴之间提供固定的旋转比；输入构件，所述输出构件能连接到内燃机的凸轮轴，并与输入构件限定出提前腔室和延迟腔室；供给通道，所述供给通道将加压油从油源引入凸轮轴相位器；排放通道，所述排放通道选择性地从凸轮轴相位器排出油；以及输出构件内的阀芯，所述阀芯能在第一位置与第二位置之间移动。第一位置1)防止提前腔室与排放通道之间的流体连通，2)防止延迟腔室与排放通道之间的流体连通，3)允许油从提前腔室和延迟腔室中的一个流至提前腔室和延迟腔室中的另一个，并且4)防止从提前腔室和延迟腔室中的另一个流至提前腔室和延迟腔室中的一个的油流。第二位置1)提供排放通道与提前腔室和延迟腔室中的一个之间的流体连通，2)防止排放通道与提前腔室和延迟腔室中的另一个之间的流体连通，并且3)提供供给通道与提前腔室和延迟腔室中的另一个之间的流体连通。附图简述将参照附图，对本专利技术作进一步描述，其中：图1是根据本专利技术的凸轮轴相位器的分解等距视图；图2是根据本专利技术的凸轮轴相位器的径向剖视图；图3是穿过凸轮轴相位器的转子的提前通道和延迟通道剖切的根据本专利技术的凸轮轴相位器的剖视图；图4是穿过凸轮轴相位器的锁销剖切的根据本专利技术的凸轮轴相位器的剖视图；图5是示出了凸轮轴相位器的阀芯位于锁销与锁销座接合的默认位置的图4的放大部分；图6是现示出阀芯现位于锁销从锁销座缩回的第一延迟位置的图5的视图；图7是现示出阀芯现位于锁销从锁销座缩回的第二延迟位置的图5的视图；图8是现示出阀芯现位于锁销从锁销座缩回的保持位置的图5的视图；图9是现示出阀芯现位于锁销从锁销座缩回的第一提前位置的图5的视图；图10是现示出阀芯现位于锁销从锁销座缩回的第二提前位置的图5的视图；图11和图12是根据本专利技术的凸轮轴相位器的阀芯的插入件的等距视图；以及图13是根据本专利技术的凸轮轴相位器的插入件和阀芯的等距剖视图。具体实施方式根据本专利技术的优选实施例并参照图1-图4，示出了包括凸轮轴相位器12的内燃机10。内燃机10还包括凸轮轴14，该凸轮轴14能够基于旋转输入绕凸轮轴轴线16旋转，该旋转输入来自由多个往复活塞(未示出)驱动的曲轴和皮带(也未示出)。众所周知，在内燃机技术中，当凸轮轴14旋转时，它将阀提升和关闭运动赋予进气阀和/或排气阀(未示出)。凸轮轴相位器12允许改变曲轴与凸轮轴14之间的时序。以这种方式，能够提前或延迟进气阀和/或排气阀的打开和关闭，以实现期望的发动机性能。凸轮轴相位器12通常包括：定子18，其用作输入构件；转子20，其同轴地配置在定子18内，并用作输出构件；后盖22，其封闭定子18的一端；前盖24，其封闭定子18的另一端；锁销26；凸轮轴相位器附接螺栓28，其用于将凸轮轴相位器12附接到凸轮轴14；以及阀芯30。将在以下段落中对凸轮轴相位器12的各种元件进行更详细描述。定子18通常呈圆筒状，并且包括多个径向腔室31，该径向腔室31由径向向内延伸的多个叶瓣32限定。在所示实施例中，四个叶瓣32限定出四个径向腔室31，然而，应当理解，可以设置不同数量的叶瓣32以限定径向腔室31，该径向腔室31的数量与叶瓣32的数量相等。定子18也可以包括齿形带轮34，该齿形带轮34与定子18一体形成或以其它方式固定到定子18。带轮34构造成由皮带驱动，该皮带由内燃机10的曲轴驱动。替代地，带轮34可以是由链条驱动的链轮或用于通过曲轴驱动凸轮轴相位器12的其它任意已知的驱动构件。转子20包括中心毂36，该中心毂36具有：从该中心毂36径向向外延伸的多个叶片38；以及穿过该中心毂36轴向延伸的转子中心通孔40。叶片38的数量等于设置于定子18的径向腔室31的数量。转子20同轴地配置在定子18内，使得每个叶片38将每个径向腔室31分成提前腔室42和延迟腔室44。叶瓣32的径向末端能够与中心毂36配合，以将径向腔室31彼此分开。叶片38的每个径向末端可以包括多个刮擦密封件46中的一个，以使相邻的提前腔室42与延迟腔室44彼此大致密封。虽然未示出，但叶瓣32的每个径向末端还可以包括多个刮擦密封件46中的一个。后盖22使用盖螺栓48密封固定到定子18的靠近凸轮轴14的轴向端部。紧固盖螺栓48，防止后盖22与定子18之间相对旋转。后盖密封件50(仅作为示例，为O形环)可以设置在后盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与内燃机(10)一起使用的凸轮轴相位器(12)，用于可控地改变所述内燃机(10)中的曲轴与凸轮轴(14)之间的相位关系，所述凸轮轴相位器(12)包括：输入构件(18)，所述输入构件能连接到所述内燃机(10)的所述曲轴，以在所述输入构件(18)与所述曲轴之间提供固定的旋转比；输出构件(20)，所述输出构件能连接到所述内燃机(10)的所述凸轮轴(14)，并与所述输入构件(18)一起限定提前腔室(42)和延迟腔室(44)；供给通道(78)，所述供给通道将加压油从油源(76)引入所述凸轮轴相位器(12)；排放通道(146)，所述排放通道选择性地从所述凸轮轴相位器(12)排出油；以及所述输出构件(20)内的阀芯(30)，所述阀芯能在第一位置与第二位置之间移动；其中，所述第一位置1)防止所述提前腔室(42)与所述排放通道(146)之间的流体连通，2)防止所述延迟腔室(44)与所述排放通道(146)之间的流体连通，3)允许油从所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的一个流至所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个，并且4)防止从所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个流至所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的所述一个的油流；其中，所述第二位置1)提供所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的一个之间的流体连通，2)防止所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个之间的流体连通，并且3)提供所述供给通道(78)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个之间的流体连通。...

【技术特征摘要】
2017.08.31 US 62/552,985;2018.06.26 US 16/018,8691.一种与内燃机(10)一起使用的凸轮轴相位器(12)，用于可控地改变所述内燃机(10)中的曲轴与凸轮轴(14)之间的相位关系，所述凸轮轴相位器(12)包括：输入构件(18)，所述输入构件能连接到所述内燃机(10)的所述曲轴，以在所述输入构件(18)与所述曲轴之间提供固定的旋转比；输出构件(20)，所述输出构件能连接到所述内燃机(10)的所述凸轮轴(14)，并与所述输入构件(18)一起限定提前腔室(42)和延迟腔室(44)；供给通道(78)，所述供给通道将加压油从油源(76)引入所述凸轮轴相位器(12)；排放通道(146)，所述排放通道选择性地从所述凸轮轴相位器(12)排出油；以及所述输出构件(20)内的阀芯(30)，所述阀芯能在第一位置与第二位置之间移动；其中，所述第一位置1)防止所述提前腔室(42)与所述排放通道(146)之间的流体连通，2)防止所述延迟腔室(44)与所述排放通道(146)之间的流体连通，3)允许油从所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的一个流至所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个，并且4)防止从所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个流至所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的所述一个的油流；其中，所述第二位置1)提供所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的一个之间的流体连通，2)防止所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个之间的流体连通，并且3)提供所述供给通道(78)与所述提前腔室(42)和所述延迟腔室(44)中的另一个之间的流体连通。2.如权利要求1所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述第一位置允许油从所述延迟腔室(44)流至所述提前腔室(42)，并防止从所述提前腔室(42)流至所述延迟腔室(44)的油流；所述第二位置1)提供所述排放通道(146)与所述延迟腔室(44)之间的流体连通，2)防止所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)之间的流体连通，并且3)提供所述供给通道(78)与所述提前腔室(42)之间的流体连通；以及所述阀芯(30)还能移动到第三位置，所述第三位置1)防止所述提前腔室(42)与所述排放通道(146)之间的流体连通，2)防止所述延迟腔室(44)与所述排放通道(146)之间的流体连通，3)允许油从所述提前腔室(42)流至所述延迟腔室(44)，并且4)防止从所述延迟腔室(44)流至所述提前腔室(42)的油流。3.如权利要求2所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述阀芯(30)还能移动到第四位置，所述第四位置1)提供所述排放通道(146)与所述提前腔室(42)之间的流体连通，2)防止所述排放通道(146)与所述延迟腔室(44)之间的流体连通，并且3)提供所述供给通道(78)与所述延迟腔室(44)之间的流体连通。4.如权利要求3所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述阀芯(30)还能移动到第五位置，所述第五位置1)防止所述提前腔室(42)与所述排放通道(146)之间的流体连通，2)防止所述延迟腔室(44)与所述排放通道(146)之间的流体连通，3)防止从所述提前腔室(42)流至所述延迟腔室(44)的油流，并且4)防止从所述延迟腔室(44)流至所述提前腔室(42)的油流。5.如权利要求4所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述阀芯(30)在所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置、所述第四位置和所述第五位置之间沿着轴线(16)移动；并且所述第五位置在轴向上位于所述第一位置与所述第三位置之间。6.如权利要求5所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述第一位置在轴向上位于所述第二位置与所述第五位置之间；并且所述第三位置在轴向上位于所述第四位置与所述第五位置之间。7.如权利要求1所述的凸轮轴相位器(12)，其特征在于，所述阀芯(30)包括阀芯孔(106)，所述阀芯孔在所述阀芯孔(106)内包括定相空间(110)和排放空间(112)，使得所述定相空间(110)与所述排放空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·小霍尔蒂纳，D·C·普雷斯科特，
申请(专利权)人：德尔福技术知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯,BB