CN101107428B - 通过快速作用凸轮轴相位器操作的气门事件减小 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有至少一个凸轮轴的发动机的VCT系统，其包括：外壳，转子和受控旁路阀。该受控旁路阀提供室间的流体连通。当受控旁路阀被关闭时，该阀阻塞室间的通路，且当该阀开启时，流体流经提前室和延迟室间延伸的通路，以允许相位器在峰值气门升程之前被快速驱动到全延迟位置，其于是导致凸轮轴转矩、油压或二者的结合在气门事件的关闭半部分或零升程期间快速提前凸轮轴。

Description

通过快速作用凸轮轴相位器操作的气门事件减小
技术领域
本发明涉及气门事件减小领域。尤其是，本发明涉及通过快速作用凸轮相位器操作的气门事件减小。
背景技术
对于具有固定几何形状凸轮轴驱动进气和排气门的发动机，可变凸轮正时(VCT)相位器被用于改善发动机操作。由于大部分VCT相位器是相对较慢作用的设备，其会提前或延迟凸轮轴，但为了在位置间变换，将要多个发动机循环才能完成，即使在发动机启动速度时。
为了改变气门事件或更确切地，缩短有效的进气或排气气门事件，在现有技术中已实施过多种方法，例如US5,297,507公开了一种通过改变凸轮轴角速度减小气门事件的方法。可变事件正时装置具有插入驱动轮和凸轮轴间的弹性空载行程连接器(气门弹簧)。为使凸轮轴正常开启和提早关闭，凸轮轴在气门开启和关闭期间以与驱动轮基本相同的速度旋转。凸轮轴被气门弹簧加速以引导驱动轮且因此减小气门事件的持续时间。为使凸轮轴延迟开启且正常关闭，凸轮轴被气门弹簧延迟以落后驱动轮，且在气门关闭期间，凸轮轴以与驱动轮基本相同的速度旋转，因此减小了气门事件的持续时间。
US6,405,694公开了一种排气门提前关闭控制，其用于将排气门的气门关闭时间控制到提前侧且无需采用气门正时控制装置的气门重叠。在第二实施例中，可在排气门提前关闭控制和延迟排气门关闭控制间进行转变，其中排气门提前关闭控制用于将排气门的关闭正时控制在进气TDC的提前侧，而延迟排气门关闭控制用于将排气门的关闭正时控制到TDC的延迟侧。
US2003/0121484A1公开了一种通过改变摇臂的枢转位置改变连续可变气门正时，升程和持续时间的方法。当气门升程增加时气门重叠和气门升程持续时间增加。该链正时，升程和持续时间是连续的并且是发动机速度的函数。
SAE技术论文NO.930825公开了一种可变事件正时系统，其改变事件的长度和相位以使发动机通气循环最优化。驱动轴代替已有的凸轮轴且通过在各凸轮轴中与驱动槽接合的销钉用原始的驱动凸缘构造驱动各凸轮轴。该驱动轴传输转矩且在其自己的轴承壳体中运行，该轴承壳体相对凸轮轴中心线从驱动中心线偏移。通过应用偏移驱动轴来驱动凸轮轴，被应用的力是可变速的，其在单个凸轮旋转期间加速或减速各凸轮轴。通过调节驱动轴和凸轮轴之间的关系，气门开启延迟且关闭提前，缩短了进气门持续时间。
发明内容
用于具有至少一个凸轮轴的发动机的可变凸轮正时系统包括：外壳，转子，和受控旁路。该外壳具有外圆周用于接收驱动力和室。转子与同轴位于外壳中的凸轮轴连接。该外壳和转子限定出至少一个在外壳中将室分隔成提前室和延迟室的叶片。该叶片能旋转以改变外壳和室的相对角位置。该受控旁路提供室间的流体流通。当阀关闭时，该阀阻止室间的通路，且当阀开启时，流体通过在提前室和延迟室间延伸的通路，允许相位器在气门升程峰值之前被驱动到全延迟位置，其导致在气门事件的关闭半部分或零升程期间凸轮轴转矩快速提前相位器。
一种通过内燃机的可变凸轮正时相位器改变凸轮轴相对于曲轴的相位的方法也被公开。在第一步中相对曲轴的凸轮轴的持续时间、相位被改变，从而气门开启持续时间被改变且该气门到达第一中心点。在第二步中，相位在气门关闭期间通过操作相位器在相反方向被移动，直到到达第二中心点。该相位可被伸长或缩短。
附图说明
图1是示出气门正时特性的曲线图。
图2示出与发动机冷启动有关的步骤流程图。
图3示出与发动机初始冷运行有关的步骤流程图。
图4示出与发动机热怠速状态有关的步骤流程图。
图5示出与发动机低速节气门部分开启状态有关的步骤流程图。
图6示出发动机状态如何相关的流程图。
图7a示出压力驱动阀在关闭位置的相位器示意图。图7b示出压力驱动阀在开启位置的相位器。
图8a示出叶片中离心阀在关闭位置的相位器示意图。图8b示出叶片中离心阀在开启位置的相位器示意图。
图9a示出具有高压和高响应的相位器在零值位置的示意图。图9b示出相位器在延迟位置的示意图。图9c示出相位器在提前位置的示意图。
图10a示出与叶片外侧提前室和延迟室相连的离心阀在关闭位置的相位器示意图。图10b示出与叶片外侧提前室和延迟室相连的离心阀在开启位置的相位器示意图。
图11a示出在滑阀环带间具有通道或旁路的凸轮转矩驱动相位器在零值位置的示意图。图11b示出在滑阀环带间具有通道或旁路的凸轮转矩驱动相位器在提前位置的示意图。图11c示出在滑阀环带间具有通道或旁路的凸轮转矩驱动相位器在延迟位置的示意图。图11d示出在滑阀环带间具有通道或旁路的凸轮转矩驱动相位器在气门事件持续时间减小位置的示意图。
图12a示出在滑阀环带间具有通道或旁路的油压驱动相位器在零值位置的示意图。图12b示出在滑阀环带间具有通道或旁路的油压驱动相位器在提前位置的示意图。图12c示出在滑阀环带间具有通道或旁路的油压驱动相位器在延迟位置的示意图。图12d示出在滑阀环带间具有通道或旁路的油压驱动相位器在气门事件持续时间减小位置的示意图。
图13a示出在滑阀环带间具有通道或旁路的扭力辅助相位器在零值位置的示意图。图13b示出在滑阀环带间具有通道或旁路的扭力辅助相位器在提前位置的示意图。图13c示出在滑阀环带间具有通道或旁路的扭力辅助相位器在延迟位置的示意图。图13d示出在滑阀环带间具有通道或旁路的扭力辅助相位器在气门事件持续时间减小位置的示意图。
具体实施方式
参考图1到6，通过采用可变凸轮正时(VCT)相位器用于减小气门事件持续时间的步骤被公开，该相位器可被足够快速驱动，以使凸轮轴在气门升程峰值之前被设置到全延迟位置，其于是导致在气门事件的关闭半部分期间凸轮轴转矩，油压或两者的结合快速提前凸轮轴。因此，如图1所示，获得被减小的气门事件曲线(由短划线点线示出)，并且在一个气门事件中气门的开启被延迟而气门的关闭被提前。
如果对气门事件没有修改，气门的典型开启和关闭由如实线所示的标准气门事件曲线表示。如果气门的开启被提前，该气门的开启比标准曲线早，且关闭也先于标准曲线，如点线所示。如果气门的开启被延迟，则气门的开启迟于标准曲线且关闭也在标准曲线之后，如短划线所示。由本发明的方法所生成的减小的气门事件曲线结合了延迟的气门事件曲线的气门开启和提前的气门事件曲线的气门关闭，如短划、点线所示。如被减小的气门事件曲线所示，气门事件的持续时间比标准气门事件、被延迟的气门事件或被提前的气门事件缩短了很多。
图6示出发动机状态和状态间的关系。发动机的第一状态是冷启动100。这种状态出现在当发动机是“冷”或试图转动时被启动的时候。发动机被启动之后，该发动机处于初始冷运行200，其包括头几次的发动机燃烧循环。在发动机已运行一段时间之后，该发动机处于热怠速状态300。在这种状态下，该发动机足够热以汽化液体燃料油滴且速度的增加还没有发生。接着，发动机处于低速节气门部分开启状态400，其在加速期间应用于发动机，直到发动机达到最高转速及气门事件减小可被实现。
图2到5示出对减小气门事件持续时间所必须的发动机各状态的的单独步骤。图2示出在冷启动100期间用于减小气门事件持续时间的步骤。在常规相位器的冷启动期间，在由延迟进气门开启而导致的增强混合气准备的受益和由于延迟进口关闭使压缩比减小而造成的燃烧质量恶化间进行折衷。在本发明中，至少对于头几个启动和燃烧循环存在排放受益。当发动机处于冷启动状态100时的第一个步骤是将进气门开启(IVO)延迟到相位器的量大限制，以使进气门的开启发生在上止点(TDC)之后。其允许一段时间的高空气速度在气门开启时通过进气门座且活塞速度增加，从而在发动机部件太冷而无法热汽化液体燃料油滴时导致燃料-空气混合的增强，并在开始的发动机燃烧循环期间产生碳氢化合物排放的改善。在相同的发动机循环中，进气门关闭(IVC)被提前，以使该气门的关闭在下止点(BDC)附近。通过在下止点附件关闭气门，尽可能大的有效压缩比被保持，由于其在点火前最大化混合气温度峰值其有助于燃烧。如果发动机装配有排气凸轮相位器，该排气门的开启被延迟。这将进一步减小气门重叠且因此减小已燃气体百分率，有助于燃料/空气混合物的可燃性。该排气门的关闭也可能需要提前。如果发动机没有足够的热度以进行初始的冷运行，图2所示的步骤将被重复。
图3示出在发动机初始冷运行200中的减小气门事件持续时间的步骤。第一步是部分地提前进气门的开启以促使由于空气/燃料混合物穿过进气门进入进气口的运动所产生的进气逆流或回流。该进气门的关闭也将被部分提前。假定发动机装配有排气凸轮相位器，该排气门的关闭被提前。通过促进进气的逆流，该进气包含部分来自前一循环的已燃气体，进气门的加热和燃料/空气混合物的汽化加大。如果发动机没有足够的热度来热汽化液体燃料油滴，图3所示的步骤将被重复。
图4示出在发动机热怠速300中减小气门事件持续时间的步骤。第一步是将进气门的开启(IVO)延迟到相位器的最大限制以使进气门开启发生在上止点(TDC)之后。如果该进气门开启(IVO)发生在上止点或其附近，该进气门的关闭(IVC)将被提前，从而该气门的关闭在下止点(BDC)附件。通过延迟进气门的开启和提前进气门的关闭，燃烧稳定性和燃料消耗(由于泵气损失引起)被改善。如果发动机装配有排气凸轮相位器，该排气门的开启被延迟。接着，该排气门的关闭被提前。排气门的延迟开启和排气门的提前关闭的结合提供了增加的燃料经济性且最小化了已燃气体的百分比从而导致了好的燃烧稳定性。如果发动机还处于怠速，图4所示的步骤将被重复，如果不是怠速发动机转到低速节气门部分开启状态。
图5示出发动机在低速节气门部分开启400状态期间减小气门事件持续时间的步骤。由于受相位器和凸轮轴响应动态的限制，发动机的低速节气门部分开启状态被应用直到气门事件持续时间减小的最高速度可以实现为止。首先，进气门的开启延迟到相位器的最大限制，以使进气门的的开启发生在上止点(TDC)之后。在相同的发动机循环中，该进气门的关闭(IVC)被提前，以使气门的关闭在下止点(BDC)附近。一旦进气门的关闭(IVC)发生在下止点(BDC)或其附近，排气门的开启被延迟。排气门的关闭也被延迟，因而增加了气门重叠，其增加了排气比率或高燃气百分比减小了碳氢化合物的排放且改善了燃料消耗。
上述减小气门事件持续时间的步骤可通过图7a到13d所示的相位器来运用或实现。图7a到13d所示的可变凸轮正时相位器可被足够快速驱动，以使凸轮轴在气门升程的峰值之前被移到全延迟位置，其导致凸轮轴转矩，油压或二者的结合在气门事件的关闭半部分或零升程期间快速提前凸轮轴。
图7a示出凸轮转矩驱动相位器在零值位置的示意图，其中在叶片506中的压力驱动阀处于关闭位置。在常规凸轮转矩驱动相位器(CTA)中通过发动机阀的开启和关闭的力导致转矩在凸轮轴530中反向来移动叶片506。在CTA系统中控制阀536通过允许流体流根据期望的移动方向从提前室502到延迟室504或反之来使相位器中的叶片506移动。凸轮扭力用于提前和延迟该相位器(未示出)。在零值位置，叶片被锁定在适当位置。当需要时补充流体被提供给相位器。
图7a和7b示出处于零值位置的相位器。流体从压源供给线路518，通过单向阀520到仅带有补充流体的滑阀或控制阀536。该滑阀536被内或外安装且包括套筒524用于接收具有滑阀环带509a，509b和偏置弹簧522的的滑阀体509。由ECU 501控制的促动器503在套筒524内移动滑阀体509。从滑阀536，流体进入供给线路516，其分流且通向提前线路512和延迟线路513以及通过单向阀514，515通向室502，504。
压力驱动阀，包括由弹簧528偏置的活塞526，被嵌入叶片506的轴孔532中。叶片506也包括从提前室502横穿过叶片506到延迟室504延伸的通路534，轴孔532在室502，504间连接通路534。该压力驱动阀通过与压源连接的开/关电磁阀510供给。压力驱动阀的控制独立于滑阀509的控制和叶片506自身的位置。当压力驱动阀被关闭，没有流体通过线路508从开/关电磁阀510供给到叶片506中的轴孔532。此外，压力驱动阀的活塞526阻塞通路534且阻止任何流体通过通路534在提前室502和延迟室504间流动。
图7b示出压力驱动阀在阀开启位置的相位器的示意图。为了开启压力驱动阀，开/关电磁阀510通过线路508将流体提供到叶片506的轴孔532。流体压力大于弹簧528的弹力且活塞526缩回，允许提前室502和延迟室504间经过通路534的流体通路。当流体通路在提前室502和延迟室504间被允许，凸轮轴530在气门开启前被负凸轮转矩延迟且流体可以从延迟室504流向提前室502。在气门升程的峰值之后，正凸轮转矩，由于气门弹簧作用在凸轮凸角上(未示出)，在气门事件的关闭半部分期间提前凸轮且流体从提前室502流回延迟室504。换句话说，相位器被足够快速驱动以使凸轮轴在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致在气门事件的关闭半部分或零升程期间凸轮轴转矩快速提前凸轮轴。
该压力驱动阀也可被加在油压驱动相位器和扭力辅助相位器的叶片上。
图8a示出凸轮转矩驱动相位器在零值位置的示意图，其中在叶片606中的离心阀处于关闭位置。在常规凸轮转矩驱动相位器(CTA)中通过发动机气门的开启和关闭的力导致转矩在凸轮轴630中反向而移动叶片606。在CTA系统中控制阀通过允许流体流根据期望的移动方向从提前室602到延迟室604或反之来使相位器中的叶片606移动。凸轮扭力用于提前和延迟该相位器(未示出)。在零值位置，叶片被锁定在适当位置。当需要时补充流体被提供给相位器。
图8a和8b示出处于零值位置的相位器。流体从压源供给线路618，通过单向阀620到仅带有补充流体的滑阀或控制阀636。该滑阀636被内或外安装且包括套筒624用于接收具有滑阀环带609a，609b和偏置弹簧622的的滑阀体609。由ECU 601控制的促动器603在套筒624内移动滑阀体609。从滑阀636，流体进入供给线路616，其分流且通向提前线路612和延迟线路613以及通过单向阀614，615通向室602，604。
离心阀，包括由弹簧628偏置的活塞626，被嵌入叶片606的轴孔632中。叶片606也包括从提前室602横穿过叶片606到延迟室604延伸的通路634，轴孔632在室602，604间连接通路634。由于离心力(箭头F所指示)相对偏置弹簧628足够大，离心阀在发动机高速期间保持关闭。当离心阀被关闭，活塞626阻塞通路634且阻止任何流体通过通路634在提前室602和延迟室604间流动。
由于离心力不大于弹簧628的偏置力，离心阀在发动机低速期间被开启，如图8b所示。由于离心阀在开启位置，流体可通过通路634在提前室602和延迟室604间通过。当提前室602和延迟室604间的流体通路被允许时，凸轮轴630在气门开启前被负凸轮转矩延迟且流体可以从延迟室604流向提前室602。在气门升程的峰值之后，正凸轮转矩，由于气门弹簧作用在凸轮凸角上(未示出)，在气门事件的关闭半部分期间提前凸轮且流体从提前室602流回延迟室604。换句话说，相位器被足够快速驱动以使凸轮轴在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致在气门事件的关闭半部分或零升程期间凸轮轴转矩快速提前相位器。无论离心阀是开启或关闭滑阀体609的位置是独立的。
该离心阀也可被加在油压驱动相位器和扭力辅助相位器的叶片上。
图9a-9c示出示例性的超高压，高响应，油压驱动相位器处于零值位置，延迟位置，和提前位置。相位器的高压和高响应允许相位器被足够快速驱动，从而凸轮轴在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致凸轮轴转矩在气门事件的关闭半部分或零升程期间快速提前凸轮轴。在油压驱动相位器中，发动机油压施加于提前室或延迟室，移动叶片。控制阀721可内或外安装且包括由ECU(未示出)控制的促动器703，其克服弹簧722的力在套筒724中移动带有滑阀环带709a，709b的滑阀体709。流体从高压力、高响应泵通过供给线路718供给控制阀。在零值位置情况下，如图9a所示，滑阀环带709a和709b阻塞线路714，715，716，717通向提前和延迟室702，704。
当相位器在延迟位置，如图9b所示，流体从滑阀721进入通向延迟线路713和延迟室704的线路717。当延迟室704被充满，叶片706向左移(图中所示)，导致提前室702中的流体由提前线路712排出到线路714且通过线路719到储液槽。到储液槽的线路715和线路720被滑阀环带709b阻塞。线路716被滑阀环带709a阻塞。
当相位器在提前位置，如图9c所示，流体从滑阀721进入通向提前线路712和提前室702的线路716。当提前室702被充满，叶片706向右移(图中所示)，导致延迟室704中的流体由延迟线路713排出到线路715且通过线路720到储液槽。线路714和线路719到储液槽的通路被滑阀环带709a阻塞。线路717被滑阀环带709b阻塞。
可选择地，单向阀可加在供给线路718上。
图10a示出凸轮转矩驱动相位器在零值位置的示意图，其中位于外壳850中或在相位器外侧的离心阀位于关闭位置。在常规凸轮转矩驱动相位器(CTA)中通过发动机气门的开启和关闭的力导致转矩在凸轮轴830中反向而移动叶片806。在CTA系统中控制阀通过允许流体流根据期望的移动方向从提前室802到延迟室804或反之来使相位器中的叶片806移动。凸轮扭力用于提前和延迟该相位器(未示出)。在零值位置，叶片被锁定在适当位置。当需要时补充流体被提供给相位器。
图10a和10b示出处于零值位置的相位器。流体从压源供给线路818，通过单向阀820到仅带有补充流体的滑阀836。该滑阀836被内或外安装且包括套筒824用于接收具有滑阀环带809a，809b和偏置弹簧822的的滑阀体809。由ECU 801控制的促动器803在套筒824内移动滑阀体809。从滑阀836，流体进入供给线路816，其分流且通向提前线路812和延迟线路813以及通过单向阀814，815通向室802，804。
离心阀，包括由弹簧828偏置的活塞826，被嵌入外壳850中的孔832中或在相位器外侧。通路或旁路834从离心阀延伸到提前室802以及从阀到延迟室804。由于离心力(箭头F所指示)足够大以偏置弹簧828，离心阀在发动机高转速期间保持关闭。当离心阀被关闭，活塞826阻塞通路834且阻止任何流体通过通路834在提前室802和延迟室804间移动。
由于离心力F不大于弹簧828的偏置力，离心阀在发动机低转速期间被开启，如图10b所示。由于离心阀在开启位置，流体可通过通路834在提前室802和延迟室804间通过。当提前室802和延迟室804间的流体通路被允许时，凸轮轴830在气门开启前被负凸轮转矩延迟且流体可以从延迟室804流向提前室802。在气门升程的峰值之后，正凸轮转矩，由于气门弹簧作用在凸轮凸角上(未示出)，在气门事件的关闭半部分期间提前凸轮且流体从提前室802流回延迟室804。换句话说，相位器被足够快速驱动以使凸轮轴在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致在气门事件的关闭半部分或零升程期间凸轮轴转矩快速提前相位器。无论离心阀是开启或关闭滑阀体809的位置是独立的。
该离心阀也可被加在油压驱动相位器或扭力辅助相位器的外壳或外侧上。
图11a-11d示出凸轮转矩驱动相位器的示意图，该相位器具有减小气门事件的扩展滑阀位置或气门事件持续时间减小(VEDR)位置，通过允许在气门升程峰值之前快速驱动凸轮轴到全延迟位置，致使凸轮轴转矩在气门事件的关闭半部分期间快速提前凸轮轴。外壳，转子，叶片和用于滑阀的驱动装置没有示出。
图11a示出相位器处于零值位置。在零值位置，流体分别通过滑阀环带909a和909b被阻止从提前室902和延迟室904中流出。在常规凸轮转矩驱动相位器中通过发动机气门的开启和关闭的力导致转矩在凸轮轴中反向而移动叶片。在CTA系统中控制阀936通过允许流体流根据期望的移动方向从提前室902到延迟室904或反之来使相位器中的叶片移动。凸轮扭力用于提前和延迟相位器(未示出)。在零值位置，叶片被锁定在适当位置。当需要时补充流体被提供给相位器。
在VEDR位置，如图11d所示，相位器在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致凸轮轴转矩在气门事件的关闭半部分或零升程期间无需如流体流向所示移动滑阀位置地快速提前凸轮轴。
对于相位器的延迟，流体从提前室902经过线路912移动到滑阀926。流体能通过两个不同的路径流向延迟室904。在一条路径中，流体进入线路916且通过单向阀915到达线路913和延迟室904。在另一条线路中，流体流入一系列通路或滑阀旁路911，其使流体通向线路913和延迟室904。滑阀旁路911从在第一环带909a和第二环带909b间限定的滑阀体909c延伸到第二滑阀环带909b。滑阀旁路911包括沿滑阀体909c的中心在滑阀体909c整个圆周上延伸的第一滑阀旁路部分911a。第一滑阀旁路部分911a与第二滑阀旁路911b相通，该第二旁路部分911b从第一旁路部分911a延伸到第二环带909b中的第三旁路部分911c。该第三滑阀旁路部分911c在第二滑阀环带909b的整个圆周上延伸。从第三滑阀旁路部分911c流体流入线路913和延迟室904。
相位器然后快速驱动到提前位置。流体可通过两个不同路径流入提前室902。在一条路径中，流体排出延迟室904通过线路913到达第三滑阀旁路部分911c。流体从第三滑阀旁路部分911c流入第二滑阀旁路部分911b和第一滑阀旁路部分911a。从第一滑阀旁路部分911a，流体流入线路916，通过单向阀914流入线路912和提前室902。在另一条路径中，流体通过第三滑阀旁路部分911c流入第二滑阀旁路部分911b到达第一滑阀旁路部分911a。从第一滑阀旁路部分911a流体流入线路912和提前室902。
在图11b中，所示的提前位置没有从滑阀旁路911接收流体。如在常规凸轮转矩驱动相位器中，滑阀被定位使滑阀环带909a阻止流体从线路912流出，且线路913和916是开启的。凸轮轴转矩加压提前室902，导致延迟室904中的流体流入提前室902。从延迟室904排出的流体通过线路913进入环带909a和909b间的滑阀936。从所述滑阀，流体进入线路916且通过开启单向阀914进入线路912到达提前室902。
图11c示出延迟位置，其也没有从滑阀旁路911接收流体。如在常规凸轮转矩驱动相位器中，滑阀被置于使滑阀环带909b阻止流体从线路913流出的位置，且线路912和916是开启的。凸轮轴转矩加压延迟室904，导致提前室902中的流体流入延迟室904。从提前室902排出的流体通过线路912进入滑阀环带909a和909b间的滑阀936。从所述滑阀，流体进入线路916且通过开启单向阀915进入线路913到达延迟室904。
补充油通过与流体压源连接的供给线路937被供给相位器。
图12a-12d示出油压驱动相位器的示意图，该相位器具有减小气门事件的扩展滑阀位置或气门事件持续时间减小(VEDR)位置，通过允许在气门升程峰值之前快速驱动凸轮轴到全延迟位置，致使油压在气门事件的关闭半部分期间快速提前凸轮轴。外壳，转子，叶片和用于滑阀的驱动装置没有示出。
图12a示出相位器处于零值位置。在零值位置，流体分别通过滑阀环带709a和709b被阻止从提前室702和延迟室704中流出。在常规油压驱动相位器中，来自压源的流体被用于移动叶片。
在VEDR位置，如图12d所示，相位器在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导致油压在气门事件的关闭半部分或零升程期间无需如流体流向所示移动滑阀位置就快速提前凸轮轴。
对于相位器的延迟，流体从提前室702经过线路712流到线路716。从线路716流体流入一系列通路或滑阀旁路725，其使流体通向线路717和延迟室704。滑阀旁路725从在第二环带709b和第三环带709c间限定的滑阀体709d延伸到第二滑阀环带709b。滑阀旁路725包括沿滑阀体709c的中心在第二环带709b和第三环带709c之间在滑阀体709d整个圆周上延伸的第一滑阀旁路部分725a。第一滑阀旁路部分725a与第二滑阀旁路725b流体连通，该第二旁路部分725b从第一滑阀旁路部分725a延伸到第二环带709b中的第三旁路部分725c。该第三滑阀旁路部分725c在第二滑阀环带709b的整个圆周上延伸。从第三滑阀旁路部分725c流体流入线路717和延迟室704。流体还通过线路718从压源被供给。
相位器然后快速驱动到提前位置。流体排出延迟室704通过线路713到达线路717和滑阀721。从线路717流体进入一系列通路或滑阀旁路725，其使流体流向线路716并到达提前室702。流体从第三滑阀旁路部分725c流入第二滑阀旁路部分725b并到达第一滑阀旁路部分725a。从第一滑阀旁路部分725a，流体流入线路716并到达提前室702。滑阀环带709a阻止流体从线路714进入滑阀721和通过线路719排出到储液槽且滑阀环带709c阻止流体从线路715进入或排出滑阀721和通过线路720排出到储液槽。流体还通过线路718从压源被供给。
在图12b中，所示的提前位置没有从第三滑阀旁路部分725c接收流体。取代的是，流体通过线路718从压源供给到滑阀。在滑阀中，流体经过第一滑阀旁路部分流到线路716和712并达到提前室702。延迟室704中的流体排出该室经过线路713和715到达滑阀721并到达通向储液槽的线路720。滑阀环带709b阻止流体从线路714流进或流出滑阀721并经过线路719排出到储液槽且滑阀环带709c阻止流体从线路717流进或流出滑阀721。
图12c示出油压驱动相位器在延迟位置。流体从供给线路718进入滑阀721并经过滑阀旁路725的第一部分流入线路717和713，通向延迟室704。流体从提前室702排出该室经过线路712和714到达滑阀721。滑阀721中的流体流经限定为第一环带709a和第二环带709b间的滑阀体709d的排出旁路第一部分735a。该排出旁路第一部分与通过中心到滑阀环带709a端部延伸的排出旁路第二部分流体连通。流体从排出旁路第一部分735a流到线路719和储液槽或经过排出旁路第二部分735b通向大气。滑阀环带709b阻止流体流入或流出线路716且滑阀环带709c阻止流体流入或流出线路715或通过线路720排出到储液槽。
图13a-13d示出扭力辅助相位器的示意图，该相位器具有减小气门事件的扩展滑阀位置或气门事件持续时间减小(VEDR)位置，通过允许在气门升程峰值之前快速驱动凸轮轴到全延迟位置，致使凸轮转矩和油压的结合在气门事件的关闭半部分期间快速提前凸轮轴。外壳，转子，叶片和用于滑阀的驱动装置没有示出。
图13a示出相位器处于零值位置。在零值位置，流体分别通过滑阀环带709b和709c被阻止从提前室702和延迟室704中流出。在常规扭力辅助相位器中，来自压源的流体和入口单向阀1001被用于移动叶片。
在VEDR位置，如图13d所示，相位器在气门升程峰值之前被移到全延迟位置，其导凸轮轴转矩和油压在气门事件的关闭半部分或零升程期间无需如流体流向所示移动滑阀位置就快速提前凸轮轴。
对于相位器的延迟，流体从提前室702经过线路712流到线路716。从线路716流体流入一系列通路或滑阀旁路725，其使流体通向线路717和延迟室704。滑阀旁路725从在第二环带709b和第三环带709c间限定的滑阀体709d延伸到第二滑阀环带709b。滑阀旁路725包括沿滑阀体709c的中心在第二环带709b和第三环带709c之间在滑阀体709d整个圆周上延伸的第一滑阀旁路部分725a。第一滑阀旁路部分725a与第二滑阀旁路725b相通，该第二旁路部分725b从第一滑阀旁路部分725a延伸到第二环带709b中的第三旁路部分725c。该第三滑阀旁路部分725c在第二滑阀环带709b的整个圆周上延伸。从第三滑阀旁路部分725c流体流入线路717和延迟室704。流体还通过线路718和入口单向阀1001从压源被供给。
相位器然后快速驱动到提前位置。流体排出延迟室704通过线路713到达线路717和滑阀721。从线路717流体进入一系列通路或滑阀旁路725，其使流体流向线路716并到达提前室702。流体从第三滑阀旁路部分725c流入第二滑阀旁路部分725b并到达第一滑阀旁路部分725a。从第一滑阀旁路部分725a，流体流入线路716并到达提前室702。滑阀环带709a阻止流体从线路714进入滑阀721和通过线路719排出到储液槽且滑阀环带709c阻止流体从线路715进入或排出滑阀721和通过线路720排出到储液槽。流体还通过线路718和入口单向阀1001从压源被供给。
在图13b中，所示的提前位置没有从第三滑阀旁路部分725c接收流体。取代的是，流体通过线路718和入口单向阀1001从压源供给到滑阀721。在滑阀中，流体经过第一滑阀旁路部分流到线路716和712并到达提前室702。延迟室704中的流体排出该室经过线路713和715到达滑阀721并然后到达通向储液槽的线路720。滑阀环带709b阻止流体从线路714流进或流出滑阀721和经过线路719排出到储液槽且滑阀环带709c阻止流体从线路717流进或流出滑阀721。
图13c示出扭力辅助相位器在延迟位置。流体从供给线路718和入口单向阀1001进入滑阀721并经过滑阀旁路725的第一部分流入线路717和713，通向延迟室704。流体从提前室702排出该室经过线路712和714到达滑阀721。滑阀721中的流体流经限定为第一环带709a和第二环带709b间的滑阀体709d的排出旁路第一部分735a。该排出旁路第一部分735a与通过中心到滑阀环带709a端部延伸的排出旁路第二部分735b流体连通。流体从排出旁路第一部分735a流到线路719和储液槽或经过排出旁路第二部分735a通向大气。滑阀环带709b阻止流体流入或流出线路716且滑阀环带709c阻止流体流入或流出线路715或通过线路720排出到储液槽。
可选地，气门事件可通过提前气门的开启和延迟气门的关闭被延长，如图1中点线、短划线所示。此外，在冷启动期间进气门的开启被提前且进气门的关闭被延迟。在初始冷运行期间，进气门的开启被部分延迟。在热怠速期间，进气门的开启被提前且进气门的关闭被延迟。在低速节气门部分开启期间，进气门的开启被提前且进气门的关闭被延迟。
图7a到13d中的任一个相位器都可用于使气门事件延长或加长。
因此，应该理解本发明的所述实施例仅是对本发明原理应用的举例说明。对所述实施例细节的引用不是对权利要求范围的限制，权利要求自身所叙述的特征认为是本发明的实质。

Claims (8)

1.一种用于具有至少一个凸轮轴的内燃机的可变凸轮正时相位器，包括：
外壳，具有用于接收驱动力的外圆周和室；
用于与同轴位于外壳中的凸轮轴连接的转子，该外壳和转子限定出至少一个将外壳中的室分隔成提前室和延迟室的叶片；该叶片可旋转以改变外壳和转子的相对角度位置；
受控旁路阀，提供提前和延迟室间的流体连通，
其中当受控旁路阀被关闭时，该受控旁路阀阻塞提前室和延迟室间的通路，并且当受控旁路阀被开启时，流体流过从提前室到延迟室延伸的通路，使得相位器和凸轮轴在进气门或排气门开启期间、在进气门或排气门到达峰值升程之前被移动到第一位置，且使得凸轮轴转矩、油压或凸轮轴转矩和油压的结合在进气门或排气门到达零升程之前快速移动相位器和凸轮轴到第二位置。
2.如权利要求1所述的相位器，其中所述受控旁路阀包括从提前室到延迟室延伸的通路，和被接收于径向孔中包括活塞和弹簧的阀门。
3.权利要求2所述的相位器，进一步包括压源线路，用于给所述阀门提供流体，其中当流体通过压源线路供给到所述阀门时，所述阀门被开启。
4.权利要求2所述的相位器，其中所述阀门的弹簧的弹簧力被选取成在特定速度下所述阀门被开启。
5.如权利要求1所述的相位器，其中受控旁路阀在所述叶片中。
6.如权利要求1所述的相位器，其中受控旁路阀在外壳中。
7.如权利要求1所述的相位器，其中所述第一位置是全延迟位置且第二位置是全提前位置。
8.如权利要求1所述的相位器，其中所述相位器是凸轮转矩驱动相位器、扭力辅助相位器或油压驱动相位器。
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