CN102022153A - 用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法 - Google Patents

用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102022153A
CN102022153A CN2010102880898A CN201010288089A CN102022153A CN 102022153 A CN102022153 A CN 102022153A CN 2010102880898 A CN2010102880898 A CN 2010102880898A CN 201010288089 A CN201010288089 A CN 201010288089A CN 102022153 A CN102022153 A CN 102022153A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
wheel blade
described housing
workpiece
axis line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010102880898A
Other languages
English (en)
Inventor
渡边敦史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of CN102022153A publication Critical patent/CN102022153A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/024Belt drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479Sealing of phaser devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括壳体、密封板、轮叶转子和密封环。所述壳体包括在由密封板关闭的轴向端部处的开口。密封环设置在所述壳体和所述密封板之间。壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层。所述密封环在轴向端部处邻接在所述壳体的基层上。本发明还涉及一种用于内燃机的气门正时控制装置的制造方法。

Description

用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法。
背景技术
日本专利申请公开No.5-113112公开了一种用于内燃机的气门正时控制装置,其包括连接到曲轴上的壳以及安装在壳上且连接到凸轮轴上的相位改变机构。壳在其外周上形成有带轮,扭矩通过缠绕在带轮上的正时带从曲轴传递至该带轮,使得壳与曲轴同步旋转。相位改变机构响应于工作流体的供给和排放进行操作,以改变气门正时,即凸轮轴相对于曲轴的旋转相位。
发明内容
上述气门正时控制装置存在的问题在于,离开壳的工作流体的粘附可能降解正时带。因此,希望提供一种用于内燃机的气门正时控制装置,其中通过合适的密封解决这样的问题。
根据本发明的一个方面,用于内燃机的气门正时控制装置包括:壳体,其为中空圆筒形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;密封板,其固定到所述壳体的所述轴向端部上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口;轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶在所述轮叶和所述柱脚之间限定了工作流体室,并且所述工作流体室用于供应和排出工作流体;以及密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,所述密封环密封所述工作流体室,其中:所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;所述阳极氧化涂覆膜层位于所述外侧周边处;以及所述密封环在所述轴向端部处邻接在所述基层上。
根据本发明的另一个方面,一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:壳体,其为管形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;密封板,其面对所述壳体的轴向端部表面,并且关闭所述壳体的所述开口;相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,其中:所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;以及所述阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体的所述外侧周边处和内侧周边处,并且在所述壳体的面对所述密封板的所述轴向端部表面上没有所述阳极氧化涂覆膜层。
根据本发明的又一个方面,一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:壳体,其为管形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;密封板,其固定到所述壳体的所述轴向端部上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口;相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,其中:所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;以及所述阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体的所述外侧周边处,并且在所述壳体的与所述密封环邻接的表面上没有所述阳极氧化涂覆膜层。
根据本发明的有一个方面,一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体,其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部表面上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶和所述柱脚在所述轮叶转子和所述壳体之间限定了提前室和延迟室,并且所述提前室和所述延迟室用于供应和排出流体;以及至少一个密封环,其设置在所述密封板与所述壳体的轴向端部表面之间,所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;以及切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的轴向端部表面,所述密封环邻接在所述轴向端部表面上。
根据本发明的另一个方面,一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体,其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶和所述柱脚在所述轮叶转子和所述壳体之间限定了提前室和延迟室,并且所述提前室和所述延迟室用于供应和排出流体;以及至少一个密封环,其设置在所述密封板与所述壳体之间,所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件;以及雕刻操作,其雕刻所述第三工件的纵向端部表面,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
根据本发明的另一个方面,一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体,其为管形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及至少一个密封环,其设置在所述密封板和所述壳体之间,所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;以及切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
根据本发明的另一个方面,一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体,其为管形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及至少一个密封环,其设置在所述密封板和所述壳体之间,所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件;以及雕刻操作,其雕刻所述第三工件的纵向端部表面,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的气门正时控制装置沿着内燃机的轴向方向看的前视图,其中一对进气门正时控制装置和一对排气门正时控制装置安装到内燃机上;
图2是进气门正时控制装置的分解透视图;
图3是进气门正时控制装置沿着穿过进气门正时控制装置旋转轴线的平面的部分侧剖视图;
图4是处于最大延迟状态的进气门正时控制装置沿旋转轴线的前视图;
图5是处于最大提前状态的进气门正时控制装置沿旋转轴线的前视图;
图6A、6B和6C是进气门正时控制装置的壳体的视图,其中图6A是沿旋转轴线的前视图,图6B是沿着图6A中F6B-F6B表示的平面的侧剖视图,图6C是沿旋转轴线的后视图;
图7是用于进气门正时控制装置的壳体或排气门正时控制装置的壳体的第一工件的透视图;
图8是用于进气门正时控制装置或排气门正时控制装置的壳体的第三工件的透视图;
图9A和9B是进气门正时控制装置的轮叶转子的视图,其中图9A是沿着旋转轴线的前视图,图9B是沿着由图9A中F9B-F9B所示的平面截取的侧剖视图;
图10是用于进气门正时控制装置的轮叶转子或排气门正时控制装置的轮叶转子的第一工件的透视图;
图11是用于进气门正时控制装置或排气门正时控制装置的轮叶转子的第一工件的透视图;
图12是进气门正时控制装置的前板的透视图;
图13是沿着穿过根据实施例的定位销的中心纵向轴线的平面的局部侧剖视图,该定位销固定到进气凸轮轴的轴向端部表面上;
图14是沿着穿过根据实施例的锁定机构的中心纵向轴线的平面的局部侧剖视图;
图15是排气门正时控制装置沿着穿过排气门正时控制装置的旋转轴线的平面的局部侧剖视图;
图16是沿着旋转轴线看的处于最大提前状态的排气门正时控制装置的前视图;
图17是沿着旋转轴线看的处于最大延迟状态的排气门正时控制装置的前视图;
图18A、18B和18C是排气门正时控制装置的壳体的视图,其中图18A是沿旋转轴线的前视图,图18B是沿着图18A中F18B-F18B表示的平面的侧剖视图,图18C是沿旋转轴线的后视图;
图19A和19B是排气门正时控制装置的轮叶转子的视图,其中图19A是沿着旋转轴线的前视图,图19B是沿着由图9A中F19B-F19B所示的平面截取的侧剖视图。
具体实施方式
《气门正时控制装置的构造》
图1是根据本发明的气门正时控制装置沿内燃机的轴向方向看的前视图,其中一对进气门正时控制装置1a和一对排气门正时控制装置1b安装到内燃机上。轴向方向是内燃机的曲轴的轴向方向,与进气凸轮轴或排气凸轮轴的轴向方向一致。进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b单独地或共同地称为气门正时控制装置或系统1。内燃机布置在车辆发动机室中,使得曲轴和凸轮轴的轴向方向与车辆纵向方向垂直。换言之,图1是气门正时控制装置1沿车辆侧向方向的视图。在典型的机动车辆中,因为设置有框架(结构部件或骨架部件),所以发动机室具有独特的三维弯曲侧壁,使得侧壁具有在发动机室中向内突出的部分。图1和15示出了突起W1从靠近一个排气门正时控制装置1b的发动机室侧壁W突出的例子,如点划线示意性地所示。图1示出了发动机室侧壁W沿图15中的F1-F1所表示的平面截取的部分,图1是沿车辆侧向方向的视图。图15示出了发动机室侧壁W沿图1中的F15-F15所表示的平面且平行于内燃机的轴向方向(X轴线)所截取的突起W1的部分,图15是沿车辆侧向方向的视图。内燃机是V形DOHC发动机,一对气缸组沿轴向方向看布置成从曲轴展开的V形,每个气缸组设置有用于致动进气门的凸轮轴或进气凸轮轴3a以及用于致动排气门的凸轮轴或排气凸轮轴3b。进气凸轮轴3a和3a沿内燃机的气缸体的侧向方向布置在排气凸轮轴3b和3b的内侧,如图1所示。
气门正时控制装置1安装到内燃机的一个轴向端部上。具体地,每个进气门正时控制装置1a都固定地安装到相应的进气凸轮轴3a的轴向端部上,而每个排气门正时控制装置1b都固定地安装到相应的排气凸轮轴3b的轴向端部上。气门正时控制装置1可以设置有进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中的仅仅一个。然而,进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b两者都设置使得能够以更加灵活的方式控制气门正时。每个进气门正时控制装置1a都设置有带轮100。类似地,每个排气门正时控制装置1b都设置有带轮100。正时带1010置于带轮100上,如图1中双点划线所示,使得进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b彼此连接。正时带1010是由橡胶制成的齿形带(或正时传动带),但是其也可以选择地由适宜于减小重量和降低成本的材料制成,例如合成树脂。正时带1010将转矩从曲轴传递至带轮100。进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中每个都通过经由带轮100传递的转矩旋转。当旋转的时候,进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中每个都根据内燃机的运转状态最佳地控制相应进气门或排气门的可变打开和关闭正时。带轮100和正时带1010的组合可以用链轮和链条的组合代替,作为用于将转矩从曲轴传递至进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的壳“HSG”的装置。或者,可以例如间接地传递来自曲轴的转矩,使得将来自曲轴的转矩直接地传递至进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中的一个,并且通过一个传递至另一个。
在下文中,X轴线假定是沿着内燃机的轴向方向延伸,或者沿着凸轮轴3a或3b的轴向方向延伸。沿着X轴线,正方向被限定为从凸轮轴3a或3b的没有设置进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的轴向端部到凸轮轴3a或3b的安装有进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的轴向端部的方向。
<进气门正时控制装置的构造>以下参考图2至14说明进气门正时控制装置1a的构造。图2是进气门正时控制装置1a的分解透视图,其中部件沿轴向方向布置。图3是进气门正时控制装置1a沿着穿过进气门正时控制装置1a旋转轴线“O”(如图4所示)的平面,也就是沿着由图4中点划线F3-F3所示的平面的部分侧剖视图。图4和5是处于前板8等被拆除的状态下的进气门正时控制装置1a从X轴线正向侧看的前视图。在图3和4中,在进气凸轮轴3a等中形成的流体通道和槽由虚线表示。
进气凸轮轴3a由基于铁的材料制成并且在内燃机的气缸盖的上端部分的侧向内部中可旋转地支撑在轴承上。进气凸轮轴3a在外侧周向表面处形成有驱动凸轮(进气凸轮),该驱动凸轮定位成面对或符合进气门的位置。当进气凸轮轴3a旋转时,进气凸轮通过气门挺柱、摇臂等打开和关闭进气门。进气门正时控制装置1a通过三个凸轮轴螺栓33、34和35固定地附接到进气凸轮轴3a的X轴线正侧轴向端部30上。每个凸轮轴螺栓33、34或35都为六角头螺栓,具有为规则六方柱形式的头部331、341或351以及在外侧周边上形成有阳螺纹的螺栓杆。每个凸轮轴螺栓33、34或35都一体地形成有平面垫圈332、342或352,用于保护轴承表面等。六角头螺栓可以用另外的固定构件代替。各个垫圈332、342或352是选择性的。进气凸轮轴3a的轴向端部30形成有:三个螺栓孔32,凸轮轴螺栓33、34和35插入穿过该螺栓孔32;构成延迟通道20的部分;以及构成提前通道21的部分。每个螺栓孔32都在其内侧周边处形成有阴螺纹,并且围绕旋转轴线O沿着圆周方向彼此基本上均匀地分隔开,从轴向端部30的X轴线正侧轴向端部表面300沿X轴线方向延伸预定深度。进气凸轮轴3a的轴向端部30形成有槽200、204、210和214、第一流体通道202和212以及第二流体通道201、203、211和213。每个槽200、204、210或214为在轴向端部30的外侧周边处形成为预定深度的环形圆周槽,整个围绕外侧周边沿圆周方向延伸。槽200和204构成延迟通道20,而槽210和214构成提前通道21。槽210和200以从X轴线负侧到X轴线正侧的顺序布置,并且位于气缸盖中和进气门正时控制装置1a的外侧。槽214和204以从X轴线负侧到X轴线正侧的顺序布置,并且位于轴向端部30的轮叶转子4所附接的X轴线正侧部分处。每个第一流体通道202或212都是在轴向端部30中形成的沿X轴线方向延伸的轴向流体通道。第一流体通道202构成延迟通道20,而第一流体通道212构成提前通道21。每个第二流体通道201、203、211或213都是在轴向端部30中形成的沿着与X轴线垂直的径向方向延伸的径向流体通道。第二流体通道201和203构成延迟通道20,而第二流体通道211和213构成提前通道21。每个第一流体通道202或212都具有沿着负的X轴线方向从轴向端部表面300延伸的比螺栓孔32小的直径。换言之,每个第一流体通道202或212都在轴向端部30中延伸,并且在轴向端部表面300处具有开口。第一流体通道202沿着圆周方向围绕旋转轴线O布置在用于凸轮轴螺栓34的螺栓孔32与用于凸轮轴螺栓35的螺栓孔32之间。具体地,从旋转轴线O到第一流体通道202的中心轴线的距离基本上等于从旋转轴线O到各个螺栓孔32的中心轴线的距离,第一流体通道202的中心轴线位于穿过各个螺栓孔32中心轴线的环线上,并且基本上处于凸轮轴螺栓34和35之间的中心位置上。第一流体通道202沿X轴线方向的尺寸设定为使得第一流体通道202沿着X轴线方向与槽200重叠,并且进一步延伸到稍稍位于槽200的X轴线负侧上的位置。另一方面,与第一流体通道202类似,第一流体通道212沿着圆周方向布置在用于凸轮轴螺栓33的螺栓孔32与用于凸轮轴螺栓35的螺栓孔32之间。第一流体通道212沿X轴线方向的尺寸设定为使得第一流体通道212沿着X轴线方向与槽200重叠,并且进一步延伸到稍稍位于槽210的X轴线负侧上的位置。第二流体通道201延伸通过槽200与第一流体通道202之间,以用于它们之间的流体连通。第二流体通道203延伸通过槽204与第一流体通道202之间,以用于它们之间的流体连通。第二流体通道213延伸通过槽214与第一流体通道212之间,以用于它们之间的流体连通。
进气门正时控制装置1a通过供应工作流体连续地改变进气凸轮轴3a相对于曲轴的旋转相位来控制进气门的可变气门正时。进气门正时控制装置1a包括形成有带轮100的壳HSG以及安装在壳HSG中作为从动部件的轮叶转子4。带轮100将转矩从曲轴传递至壳HSG。轮叶转子4安装在壳HSG内侧,以便相对于壳HSG旋转。转矩通过工作流体从壳HSG传递至轮叶转子4。轮叶转子4将转矩传递至进气凸轮轴3a。轮叶转子4构成相位改变机构,该相位改变机构用于通过供应和排出工作流体来改变进气凸轮轴3a相对于壳HSG或曲轴的旋转相位。该相位改变机构可以是另外的类型,例如摆线型(trochoid type)。换言之,进气门正时控制装置1a的从动部件并不限于轮叶转子。例如,壳和凸轮轴之间的相对旋转相位可以根据部件沿气门正时控制装置的轴向方向的运动而改变,其中该部件具有斜齿轮(键槽)。进气门正时控制装置1a是液压致动器或液压从动型相位致动机构,其通过接收来自液压流体供应和排出机构2的工作流体或者将工作流体排出到液压流体供应和排出机构2而进行操作。由作为控制构件的控制器“CU”来控制通过液压流体供应和排出机构2的工作流体供应和排出。
壳HSG包括壳体10、作为密封板的前板8和作为密封板的后板9。壳体10为具有开口纵向端部的中空圆筒形。这是因为壳体10是通过如下详细描述的挤压形成的。前板8为盘形,固定到壳体10的前纵向端部(X轴线正侧端部),用于密封和关闭壳体10的开口。后板9为盘形,固定到壳体10的后纵向端部(X轴线负侧端部),用于密封和关闭壳体10的开口。或者,壳体10可以仅仅在一个纵向端部处形成有开口。也就是,壳体10可以为具有封闭底部的中空圆筒形,或者为杯形。换言之,密封板之一可以一体地形成有壳体10。壳体10并不限于圆筒形。壳体10一体地形成有沿着X轴线方向在壳体10的外侧周边的整个长度上延伸的带轮100。带轮100包括沿着X轴线方向延伸的多个突起(齿)和凹部,该多个突起和凹部沿圆周方向布置,并且基本上均匀间隔,从而形成正时带1010缠绕在其上的齿轮或齿带轮。带轮100并不限于与壳体10一体地形成,而是可以与壳体10分开地形成并且联接到壳体10上。基于齿啮合的转矩传递可以用转矩通过带和带轮之间的面对面接触而摩擦地传递的构造代替。例如,壳体形成有带轮和带,该带轮沿着其宽度方向在中心位置处具有槽,带没有齿并且具有与具有槽的带轮配合的横截面。根据该实施例,带轮100和带齿的正时带1010的组合在提高动力传递效率方面是有利的。当带轮100通过曲轴旋转时,带轮100和壳体10作为实体单元沿着如图4所示的顺时针方向旋转或者沿着如图1所示的箭头方向旋转。
图6A、6B和6C是壳体10的视图,其中图6A是沿旋转轴线从X轴线正侧的前视图,图6B是沿着图6A中F6B-F6B表示的平面的侧剖视图,图6C是沿旋转轴线从X轴线负侧的后视图。图7和8是制造壳体10的过程中工件的透视图。壳体10通过包括按顺序执行的挤压操作、涂覆操作、切断操作和雕刻操作的方法制造而成。首先,在挤压操作中,诸如铝的铝基金属材料或者诸如A6000或A7000的铝合金被加热并且从模具中挤压,从而形成图7中所示的铝挤压件或第一工件P1,其沿着挤压方向延伸,并且在其内侧周边处形成第一、第二和第三柱脚(shoe)11、12和13的连续形状,在外侧周边处形成带轮100的连续形状。第二,在涂覆操作中,整个表面,也就是第一工件P1的内侧和外侧周边表面,进行阳极氧化处理或铝氧化处理,从而形成在内侧和外侧周边处具有阳极氧化涂覆膜的第二工件P2。第三,在切断操作中,沿着轴向方向以预定距离的间隔侧向地切断第二工件P2,从而形成多个形状相同的第三工件P3,如图8所示。最后,在雕刻操作中,每个第三工件P3都进行雕刻或切削,从而形成配合凹部101、螺栓孔110、120和130以及定位凹部114,如下详细所述,由此形成如图6A、6B和6C中所示的壳体10的最终形状。这样,每个为最终形状的壳体10都在内侧和外侧周边表面处形成有阳极氧化涂覆膜层,但是通过切断操作获得的切断表面(沿X轴线方向的轴向端部表面)没有形成阳极氧化涂覆膜层。相反,在切断表面处暴露了铝基金属材料的基层。如图6A、6B和6C所示,壳体10的开口X轴线负侧端部形成有为圆筒形凹部的配合凹部101,该圆筒形凹部的中心在旋转轴线O处并且沿着X轴线方向延伸至预定深度。具体地,通过切掉第三工件P3的一部分将配合凹部101形成为圆筒形形状,该圆筒形形状关于旋转轴线O具有预定半径R并且沿X轴线正方向具有预定深度。配合凹部101包括为圆环形的底部表面102和围绕该底部表面102的内侧周边表面103。内侧周边表面103相对于旋转轴线O具有半径R。Ri表示壳体10的内侧周边表面关于旋转轴线O的半径,Ro表示壳体10的最大半径,该最大半径是带轮100的齿末梢与旋转轴线O之间的距离,Ro∶Ri保持为Ro∶Ri≈10∶8。还保持的是(Ro+Ri)/2≈R。换言之,配合凹部101沿壳体10的径向方向基本上延伸至壳体10的内侧和外侧周边表面之间的中点处。另一方面,L表示壳体10的轴向长度L,L2表示配合凹部101的底部表面102与壳体10的X轴线负端部表面104之间的距离,保持为L∶L2≈10∶2。换言之,配合凹部101形成为沿着X轴线方向延伸的范围为壳体10的轴向长度的大约20%或者更多。壳体10内侧周边的轴向长度L1比外侧周边或者带轮100的轴向长度L短(L1<L)。换言之,带轮100沿X轴线方向的轴向长度L设定为比壳体10的内侧周边的轴向长度L1长。壳体10的内侧周边一体地形成有沿径向方向向内延伸的第一、第二和第三柱脚11、12和13。具体地,第一、第二和第三柱脚11、12和13沿着圆周方向或者沿着绕旋转轴线O的旋转方向以基本上均匀的间隔布置,从壳体10的内侧周边朝向旋转轴线O向内延伸。第一、第二和第三柱脚11、12和13按该顺序沿图4中顺时针方向布置。第一、第二和第三柱脚11、12和13中每个都沿X轴线方向延伸,并且具有基本上为梯形的横截面。第一、第二和第三柱脚11、12和13中每个沿圆周方向的宽度设定为基本上彼此相等。第二柱脚12与第三柱脚13之间的间距和第三柱脚13与第一柱脚11之间的间距设定为基本上彼此相等。第一柱脚11与第二柱脚12之间的间距设定为稍稍大于其他的间距,以便容纳宽度较宽的第一轮叶41,这将在下面详细说明。第一柱脚11基本上在梯形横截面的中心处形成有螺栓孔110,该螺栓孔110延伸过第一柱脚11。类似地,第二柱脚12和第三柱脚13分别形成有贯通的螺栓孔120和贯通的螺栓孔130。第一、第二和第三柱脚11、12和13中每个的X轴线正侧端部表面都固定地附接到前板8上。第一、第二和第三柱脚11、12和13中每个的为配合凹部101底部表面102一部分的X轴线负侧端部表面都固定地附接到后板9上。从X轴线正侧看,或者如图6A所示,第二柱脚12和第三柱脚13分别在其顺时针侧形成有平坦部分121和平坦部分131。沿X轴线方向看,平坦部分121和平坦部分131中每个都处于穿过壳体10的旋转轴线O的直线中。另一方面,第一柱脚11的顺时针侧在沿壳体10的径向方向向外的位置中在根部部分处形成有圆形部分112,并且在沿壳体10的径向方向向内的位置中在末梢部分处形成有凹部113,如图6B所示。与第二柱脚12和第三柱脚13类似地,第一柱脚11在圆形部分112与凹部113之间形成有平坦部分111。沿着X轴线方向看时,圆形部分112具有向内弯曲且基本上为弧形的边缘。圆形部分112的边缘从壳体10的内侧周边表面逐渐上升而并入到第一柱脚11的顺时针侧边缘中。如图6C所示,在第一柱脚11的X轴线负侧上,配合凹部101的底部表面102中的圆形部分112形成有余螺栓孔110相邻的定位凹部114。定位凹部114的直径比螺栓孔110小。圆形部分112用来允许定位凹部114布置在第一角部11中,并且增强第一柱脚11的根部部分沿圆周方向的刚度,以便承受由于第一轮叶41与第一柱脚11之间的接触而导致的应力。当从X轴线正侧看时,或者如图6A所示,第一、第二和第三柱脚11、12和13的逆时针侧分别形成有凹部115、125和135。凹部115、125和135是在壳体10沿X轴线方向的整个轴向长度上延伸的较宽的槽。如图6A所示,当沿着X轴线方向看时,第一、第二和第三柱脚11、12和13的末梢116、126和136具有面对旋转轴线O的径向内侧表面,该径向内侧表面向内弯曲,就像与轮叶转子4的转子40的外侧周边表面配合的弧,这将在下面详细说明。第一柱脚11的末梢116形成有沿着X轴线方向延伸的密封槽117。密封部件118和诸如片簧119的密封弹簧(未示出)配合并且保持在密封槽117中。密封部件118与转子40的外侧周边表面处于不透液体的滑动接触。片簧119将密封部件118压到转子40的外侧周边表面上。密封部件118由基本上为U形的草纤维塑料形成。类似地,第二柱脚12和第三柱脚13的末梢126和136分别形成有密封槽127和137、密封部件128和138以及片簧129和139,如图3和4所示。
前板8通过锻造诸如铁合金的铁基金属材料而形成为比后板9薄的盘形,其中铁基金属材料比铝基金属材料硬。前板8关闭和密封壳体10的前轴向端部,也就是关闭和密封在壳体10中限定的第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的X轴线正侧端部。在本说明书中,物体的“硬度”指的是改变该物体外形的难度,并且能够通过公知的硬度测试进行测量。物体的“磨损”指的是物体的表面磨损,并且能够按照动力学分为滑动磨损、碰撞磨损等。物体的“耐磨性”可以通过根据种类所选的合适测试进行测量,或者可以基于硬度测试间接地确定。如图3所示,前板8的直径设定为稍稍大于带轮100的直径(具体地,齿末梢圈的直径),使得在带轮100的整个圆周上,前板8的外侧周边80沿着从X轴线方向看的径向方向从带轮100向外突出。如图2所示,前板8形成有基本上位于前板8的X轴线正侧表面的中心处的阴螺纹部分82。阴螺纹部分82沿X轴线正方向突出。阴螺纹部分82在其中心处形成有大直径孔81,该大直径孔81沿X轴线方向延伸穿过前板8,并且当组装进气门正时控制装置时,凸轮轴螺栓33、34和35(见图4)插入穿过该大直径孔81。阴螺纹部分82的大直径孔81形成有阴螺纹820,盖7的阳螺纹700拧入该阴螺纹820。阴螺纹部分82的环形X轴线正侧表面形成有环形密封环槽821。前板8形成有位于阴螺纹部分82与外侧周边80之间的螺栓孔83、84和85。螺栓孔83、84和85沿着从X轴线方向看的圆周方向布置且均匀间隔,螺栓b1、b2和b3插入穿过该螺栓孔83、84和85。在X轴线方向上,螺栓孔83、84和85位于面对螺栓孔110、120和130或与螺栓孔110、120和130一致,该螺栓孔110、120和130分别形成在第一、第二和第三柱脚11、12和13中。前板8形成有分别围绕螺栓孔83、84和85的较厚部分86、87和88。较厚部分86、87和88沿着X轴线方向比其它部分稍厚,以便承受由螺栓b1、b2和b3施加的轴向力。较厚部分86、87和88中每个都具有沿径向方向向内展开且与阴螺纹部分82接续的形状。换言之,除了较厚部分86、87和88用于提供足够的强度以承受由螺栓b1、b2和b3施加的轴向力之外,前板8形成为尽可能的薄。图12是前板8从X轴线负侧看的透视图。前板8的X轴线负侧表面形成有环形密封环槽89。环形密封环槽89的形状包括三个向内弯曲的段,就像三叶草,使得环形密封环槽89沿着外侧周边80以微小的径向间隙r圆周地延伸,并且经过螺栓孔83、84和85的内侧,即经过旋转轴线O与每个螺栓孔83、84和85之间。
盖7通过锻造铁基金属材料而形成为具有底部的中空圆筒形,并且可拆卸地附接到前板8上,从而与前板8一起构成前板(在更宽泛的意义上)。盖7包括阳螺纹部分70、分隔壁部分71和凸缘72。阳螺纹部分70为沿着X轴线方向延伸的中空圆筒形。分隔壁部分71关闭阳螺纹部分70的开口。凸缘72沿着径向方向从阳螺纹部分70的X轴线正侧端部向外展开。阳螺纹部分70在外侧周边处形成有阳螺纹700。分隔壁部分71基本上在X轴线正侧表面的中心处一体地形成有为规则六方柱形式的螺栓头部710。螺栓头部710转动,使得盖7拧入到前板8中,也就是盖7的阳螺纹700拧入到前板8的阴螺纹820中,并且前板8的大直径孔81关闭且密封。在这种条件下,凸缘72的X轴线负侧表面面对阴螺纹部分82的X轴线正侧轴向端部表面,并且阳螺纹部分70的X轴线负侧轴向端部表面稍稍位于前板8的X轴线负侧表面的X轴线正侧上,如图3所示。盖7在X轴线负侧处形成有凹部73,其中凹部73由分隔壁部分71的作为底部表面的X轴线负侧表面以及阳螺纹部分70的作为侧壁的X轴线负侧部分的内侧周边限定。凹部73沿X轴线方向的深度或尺寸为各个凸轮轴螺栓33、34和35的头部331、341和351沿X轴线方向的高度或尺寸的一半或更大。
后板9固定地插入到壳体10的配合凹部101中,以便关闭和密封壳体10的更靠近进气凸轮轴3a的后轴向开口端部,也就是限定在壳体10中的第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的X轴线负侧开口端部。后板9通过锻造比轮叶转子4的铝基金属材料硬的诸如S45C或S48的铁基金属材料而形成。后板9包括板体90和圆筒形部分91。圆筒形部分91为沿着X轴线负方向从板体90的X轴线负侧延伸的圆筒形。当沿着X轴线方向看时,圆筒形部分91基本上位于板体90的中心处,与旋转轴线O同轴。圆筒形部分91内侧形成有贯通孔92,进气凸轮轴3a插入穿过该贯通孔92。贯通孔92形成为沿着X轴线方向延伸,并且穿过后板9,基本上与旋转轴线O同轴。贯通孔92的直径设定为稍稍小于前板8的大直径孔81的直径。板体90沿X轴线方向的长度设定为最多稍稍大于配合凹部101的深度(沿X轴线方向的长度,L2)。板体90的外侧周边表面93沿X轴线方向的长度设定为基本上等于配合凹部101的深度(L2)。板体90的直径设定为基本上等于配合凹部101的直径(R×2)。板体90围绕圆筒形部分91形成有沿着圆周方向布置且均匀间隔的阴螺纹部分901、902和903。阴螺纹部分901、902和903形成有沿着X轴线方向延伸通过板体90的螺栓孔。该螺栓孔分别在内侧周边表面上形成有阴螺纹。螺栓b1、b2和b3的X轴线负侧端部的阳螺纹分别拧入到该阴螺纹中。当沿着X轴线方向看时,阴螺纹部分901、902和903(螺栓孔)位于面对或符合第一、第二和第三柱脚11、12和13的螺栓孔110、120和130以及前板8的螺栓孔83、84和85。如图2所示,板体90形成有凹部900,当从X轴线正侧看时,该凹部900与面对第一柱脚11螺栓孔110的一个阴螺纹部分901相邻,并且与该阴螺纹部分901成顺时针方向。凹部900形成为在板体90中沿着X轴线负方向延伸至预定深度。板体90的外侧周边表面93形成有沿着圆周方向延伸的密封环槽906。板体90的X轴线正侧表面形成有分别绕着阴螺纹部分901、902和903圆周地延伸的环形密封环槽907、908和909。板体90形成有具有底部的销孔904,该销孔904位于板体90的X轴线正侧表面的外侧周边处,并且与凹部900相邻且与该凹部900成逆时针方向。销孔904位于凹部900与阴螺纹部分901之间,并且沿着板体90的径向方向处于与如图6C所示的壳体10的定位凹部114面对的位置上。定位销905压配合且固定在销孔904中。定位销905是暗销,其纵向端部沿着X轴线正方向从板体90的X轴线正侧表面伸出预定高度。定位销905的纵向端部的直径设定为稍稍小于定位凹部114,并且适于从X轴线负侧插入和配合到定位凹部114中。定位销905的纵向端部的直径和定位凹部114的直径设定成防止在定位销905插入和配合在定位凹部114中的情况下沿圆周方向在壳体10和后板9之间形成空隙。销孔904位于后板9中,使得在定位销905插入和配合在定位凹部114中的情况下,当沿X轴线方向看时壳体10的第一柱脚11的螺栓孔110与后板9的阴螺纹部分901基本上处于相同的位置上,并且使得当轮叶转子4的第一轮叶41的平坦部分415与如图4所示的第一柱脚11的平坦部分111接触时,在沿X轴线方向看时第一轮叶41的滑动孔501与后板9的凹部900基本上处于相同的位置上。销孔904比密封环槽906和907更靠近第一延迟室R1,并且定位销905与凹部900相邻。
前板8、壳体10和后板9沿着X轴线方向通过螺栓b1、b2和b3固定在一起。螺栓b1、b2和b3从X轴线正侧插入穿过前板8的螺栓孔83、84和85以及壳体10的螺栓孔110、120和130,并且拧入到后板9的阴螺纹部分901、902和903中,以便将前板8和后板9固定到壳体10上。密封环S1、S2和S3插入在壳体10和后板9之间以及前板8和壳体10之间。密封环S4插入在盖7和前板8之间。密封环S1、S2、S3和S4为待安装的环形密封部件,在该例中其每个都是具有圆环形横截面的O形环。密封环S1、S2、S3和S4由诸如丙烯酸橡胶或氟橡胶的橡胶形成,其对工作流体具有优良的耐久性。橡胶可以是丁晴橡胶等。各个密封环S1、S2、S3或S4并不限于O形环,而是可以具有不同的横截面。密封环S1和S2设置在后板9和壳体10之间。密封环S1布置在壳体10的配合凹部101的内侧周边表面103与后板9的板体90的外侧周边表面93之间。各密封环S2布置在沿着后板9的X轴线正侧端部表面围绕阴螺纹部分901、902和903中相应一个的部分与壳体10的第一、第二和第三柱脚11、12和13中相应一个的X轴线负侧端部表面(配合凹部101的底部表面102)之间。密封环S3布置在前板8与壳体10的彼此面对的部分之间,也就是布置在前板8的X轴线负侧端部表面与壳体10的X轴线正侧端部表面105(第一、第二和第三柱脚11、12和13)之间。密封环S3为与前板8的环形密封环槽89的形式基本上相同的三叶草形式。密封环S4布置在前板8的阴螺纹部分82的X轴线正侧端部表面与盖7的凸缘72的X轴线负侧端部表面之间。
如图3所示,后板9的圆筒形部分91在其X轴线负侧部分的外侧周边表面处设置有油封“OS”,并且通过该油封OS被内燃机的气缸体可旋转地支撑。
图9A和9B是轮叶转子4的视图,其中图9A是从X轴线正侧沿着旋转轴线的前视图,图9B是沿着土9A中F9B-F9B所示的平面截取的侧剖视图。在图9A中,由虚线表示在轮叶转子4的内侧形成的流体通道408和409以及在轮叶转子的X轴线负侧形成的凹部44。在图9B中,示出了延迟流体通道408之一的开口以及提前流体通道409之一的开口。图10和11是制造轮叶转子4的过程中工件的透视图。轮叶转子4通过包括按顺序执行的挤压操作、切断操作、雕刻操作以及涂覆操作的过程制造。首先,在挤压操作中,用于壳体10的铝基金属材料从模具中挤压,从而形成图10中所示的第一工件Q1,其沿着挤压方向延伸,其中形成转子40的连续形状以及第一、第二和第三轮叶41、42和43。第二,在切断操作中,沿着轴向方向以预定距离的间隔侧向地切断第一工件Q1,从而形成多个形状相同的包括转子和轮叶的第二工件Q2,如图11所示。第三,在雕刻操作中,每个第二工件Q2都进行雕刻或切削,从而形成凸台部分401、凸轮轴插入孔402、滑动孔501等,由此形成如图9A和9B中所示的轮叶转子4的最终形状。最后,在涂覆操作中,第二工件Q2的整个表面进行阳极氧化处理,从而形成具有阳极氧化涂覆膜层的第三工件Q3。当轮叶转子4完成时,阳极氧化涂覆膜层形成在轮叶转子的轴向端部表面上,并且还形成在凸台部分401、凸轮轴插入孔402、滑动孔501等的表面上。轮叶转子4是可以相对于带轮100或壳HSG旋转的从动部件或从动旋转体,并且用作轮叶部件,该轮叶部件与进气凸轮轴3a一起作为实体单元沿着图4中的顺时针方向旋转。轮叶转子4包括:利用三个凸轮轴螺栓33、34和35固定到进气凸轮轴3a上的转子40,该转子40与进气凸轮轴3a基本上同轴;以及沿着径向方向从转子40向外突出的第一、第二和第三轮叶41、42和43,其中第一、第二和第三轮叶41、42和43适于接收液压压力。
转子40包括同轴地布置的转子本体400和凸台部分401。转子本体400是转子40的本体,为圆筒形。在X轴线方向上,转子本体400的长度L1基本上等于壳体10除配合凹部101的长度之外的长度。转子本体400的外径(即,外侧周边的直径)稍稍大于前板8的大直径孔81的直径。凸台部分401圆筒形地形成为从转子本体400沿轴向方向或沿X轴线负方向突出。凸台部分401沿X轴线方向的长度L3稍稍短于壳体10的配合凹部101沿X轴线方向的长度L2。凸台部分401的外径稍稍小于转子本体400,且稍稍小于后板9的贯通孔92的直径。凸台部分401的表面,包括凸台部分401的内侧和外侧周边表面,形成有阳极氧化涂覆膜层,如上所述。转子40形成有具有底部的凸轮轴插入孔402,其与转子40同轴地定位,并且在凸台部分401和转子本体400的内部延伸,其中凸轮轴插入孔402的直径基本上等于或稍稍大于进气凸轮轴3a的直径。凸轮轴插入孔402在凸台部分401的整个轴向长度上以及转子本体400的三分之二或更小的范围内延伸,如图9B所示。凸轮轴插入孔402适于进气凸轮轴3a,使得进气凸轮轴3a的插入部分301(进气凸轮轴3a的轴向端部30的X轴线正侧部分)插入且安装在凸轮轴插入孔402中。转子本体400在凸轮轴插入孔402的底部处形成有螺栓孔403、404和405,其中各个螺栓孔403、404或405延伸穿过转子本体400。螺栓孔403、404和405沿着圆周方向围绕旋转轴线O布置,以该顺序形成顺时针方向,并且基本上彼此均匀地间隔。螺栓孔403、404和405的位置设定为沿着X轴线方向面对和符合进气凸轮轴3a的轴向端部30的螺栓孔32,使得当沿着X轴线方向看时螺栓孔403、404和405的中心轴线基本上与螺栓孔32的中心轴线一致。也就是,各个螺栓孔403、404或405与旋转轴线O之间的距离基本上等于对应的螺栓孔32与旋转轴线O之间的距离,由连接旋转轴线O和螺栓孔403、404和405之一的线与连接旋转轴线O和螺栓孔403、404和405中另一个的线所限定的角度基本上等于由连接旋转轴线O和螺栓孔32之一的线与连接旋转轴线O和螺栓孔32中另一个的线所限定的角度。转子本体400还在凸轮轴插入孔402的底部处形成有具有底部(用于定位的凹部44)的销孔,其中凹部44延伸至预定深度。当沿着X轴线方向看时,凹部44为椭圆形,其外形包括两个沿着转子40径向方向延伸且沿圆周方向彼此面对的两个直线段,以及为半圆形式且沿转子40径向方向彼此面对的两个曲线段。凹部44定位在螺栓孔404与螺栓孔405之间。具体地,旋转轴线O与凹部44的中心轴线之间的距离基本上等于旋转轴线O与各个螺栓孔403、404或405之间的距离,并且凹部44在穿过螺栓孔403、404和405中心轴线的圆上具有中心轴线,该中心轴线基本上处于螺栓孔404和405之间的中心位置处。另一方面,在进气凸轮轴3a中,第一流体通道212在轴向端部表面300处开口,构成销孔或凹部。图13是沿着穿过定位销45的中心纵向轴线的平面截取的局部侧剖视图。如图13所示,定位销45压配合且固定到第一流体通道212的开口端部。定位销45是暗销,其纵向端部沿着X轴线正方向从进气凸轮轴3a的轴向端部表面300伸出预定高度。定位销45可以是除了暗销之外的其它类型。定位销45的纵向端部的直径稍稍小于凹部44沿圆周方向的尺寸,也就是稍稍小于凹部44的两个直线段之间的距离,并且定位销45适于从X轴线负侧插入且配合凹部44中。定位销45的纵向端部的直径和凹部44的尺寸设定为使得当定位销45插入且配合到凹部44中时,沿着圆周方向在轮叶转子4与进气凸轮轴3a之间不会出现间隙。凹部44位于轮叶转子4中,使得当定位销45插入且配合到凹部44中时,转子40的螺栓孔403、404和405与进气凸轮轴3a的螺栓孔32同轴。在插入部分301插入且配合在凸轮轴插入孔402中的情况下,凸轮轴螺栓33、34和35从X轴线正侧插入到螺栓孔403、404和405的对应的一个中,并且定位销45插入且配合在凹部44中,由此将轮叶转子4和进气凸轮轴3a相对于彼此沿圆周方向定位。各个凸轮轴螺栓33、34或35的头部331、341或351位于转子40的X轴线正侧处,而各个凸轮轴螺栓33、34或35的螺栓杆的从转子40的X轴线负侧突出的一部分插入到对应的螺栓孔32中,各个凸轮轴螺栓33、34或35的阳螺纹与螺栓孔32的阴螺纹拧紧。这样,转子40固定到进气凸轮轴3a的轴向端部表面300上,使得进气凸轮轴3a的轴向端部30固定地安装到轮叶转子4上。从而,螺栓孔403、404和405构成用于将转子40固定到进气凸轮轴3a的轴向端部表面300上的多个固定部分。
如图3所示,转子40的凸台部分401从X轴线正侧插入到后板9的圆筒形部分91的贯通孔92中。凸台部分401安装成与贯通孔92具有微小的间隙。凸台部分401在贯通孔92中的插入用来使后板9和轮叶转子4的旋转轴线基本上彼此一致,将轮叶转子4的旋转轴线定位在旋转轴线O处,以及使得凸台部分401支承后板9。也就是,轮叶转子4通过凸台部分401和圆筒形部分91相对于壳HSG定位,同时壳HSG相对于轮叶转子4或进气凸轮轴a可选地支撑。凸台部分401用作轴承(滑动轴承),用于支承通过圆筒形部分91来自壳HSG的载荷,并且支撑壳HSG进行自由旋转。凸台部分401的外侧周边表面与贯通孔92的内侧周边表面滑动接触。凸台部分401的滑动外侧周边表面设置有阳极氧化涂覆膜,如上所述。
转子本体400在外侧周边处形成有沿着径向方向从旋转轴线O向外延伸的第一、第二和第三轮叶41、42和43,第一、第二和第三轮叶41、42和43沿着圆周方向布置并且基本上均匀间隔。第一、第二和第三轮叶41、42和43按该顺序沿图4中顺时针方向布置。具体地,第一轮叶41设置在螺栓孔403和404之间,第二轮叶42设置在螺栓孔404和405之间,第三轮叶43设置在螺栓孔405和403之间。第一、第二和第三轮叶41、42和43与转子40(转子本体400)一体地形成,并且当沿着X轴线方向看时具有基本上为沿着径向方向向外展开的梯形的横截面。第一、第二和第三轮叶41、42和43沿X轴线方向的长度设定为等于转子本体400沿X轴线方向的长度L1。当轮叶转子4安装在壳HSG中时,第一、第二和第三轮叶41、42和43的X轴线正侧表面(形成有阳极氧化涂覆膜)以相当微小的间隙面对前板8的X轴线负侧表面。另一方面,第一、第二和第三轮叶41、42和43的X轴线负侧表面(形成有阳极氧化涂覆膜)以相当微小的间隙面对后板9的X轴线正侧表面。第二轮叶42和第三轮叶43沿轮叶转子4圆周方向的长度基本上彼此等于。第一轮叶41的圆周长度设定为大于第二轮叶42和第三轮叶43的圆周长度,以便提供安装锁定机构5的空间。第一、第二和第三轮叶41、42和43的重心沿着圆周方向布置并且基本上均匀间隔。然而,因为第一轮叶41大且设置有锁定机构5,所以第一轮叶41比其它的轮叶稍重。因此,第一轮叶41与第二轮叶42之间的间距以及第三轮叶43与第一轮叶41之间的间距设定为稍稍大于第二轮叶42与第三轮叶43之间的间距,使得整个轮叶转子4的重心与旋转轴线O一致。当轮叶转子4安装在壳HSG中时,第一轮叶41安装在第一柱脚11与第二柱脚12之间,第二轮叶42安装在第二柱脚12与第三柱脚13之间,第三轮叶43安装在第三柱脚13与第一柱脚11之间。如图4所示,当沿着X轴线方向看时,第一、第二和第三轮叶41、42和43的外侧周边表面411、421和431弯曲成具有与壳体10的内侧周边表面配合的弧形。第一轮叶41的外侧周边表面411形成有沿着X轴线方向延伸的槽412。密封部件413和诸如片簧414的密封弹簧(未示出)配合并且保持在槽412中。密封部件413与壳体10的内侧周边表面处于不透液体的滑动接触。片簧414将密封部件413压到壳体10的内侧周边表面上。类似地,第二轮叶42与第三轮叶43的外侧周边表面421和431分别形成有槽422和432、密封部件423和433以及片簧424和434。如图9A所示,当从X轴线正侧看时,第一轮叶41的逆时针侧形成有平坦部分415。当沿着X轴线方向看时,平坦部分415基本上处于穿过转子40的旋转轴线O的直线中。第一轮叶41在平坦部分415与第一轮叶41的根部之间形成有凹部416。当沿着X轴线方向看时,凹部416具有向内弯曲并且基本上成弧形的边缘。类似地,第二轮叶42与第三轮叶43分别形成有平坦部分425和435以及凹部426和436。当从X轴线正侧看时,第一轮叶41的逆时针侧在平坦部分415的末梢部分外侧处形成有圆形部分417。圆形部分417具有预定曲率的向外弯曲且基本上成弧形的边缘,该预定的曲率稍稍小于第一柱脚11的圆形部分112的曲率。圆形部分417用来允许第一轮叶41的平坦部分415与第一柱脚11的平坦部分111面对面地接触,如图4所示,并且用来减小第一轮叶41的重量。另一方面,当从X轴线正侧看时,第一、第二和第三轮叶41、42和43的顺时针侧分别形成有凹部418、428和438,其中凹部418、428和438时在轮叶转子4的整个轴向长度上延伸的较宽的凹部。当从X轴线正侧看时,第一轮叶41的顺时针侧一体地形成有突起419,该突起419位于根部处并且沿顺时针方向沿着转子40(转子本体400)的外侧周边延伸过预定的距离。突起419与第一轮叶41的根部连续地形成,并且沿着径向方向从转子40(转子本体400)的外侧周边向外突出。类似地,第二轮叶42的根部的顺时针侧一体地形成有径向突起429。
轮叶转子4在轮叶转子4与壳HSG之间的空间中限定了多个工作流体室,也就是第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3,工作流体供应到其中或者从其中排出。也就是,当沿着X轴线方向看时,三个室由两个相邻柱脚和转子40(转子本体400)的外侧周边表面形成,三个室中每一个都被轮叶41、42和43划分为一个提前室和一个延迟室。第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3通过密封部件413等彼此不透液体地分隔开。工作流体从油泵1020供应至第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3,并且用来在轮叶转子4与壳HSG之间传递转矩。更具体地,第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3由前板8的X轴线负侧表面、后板9的X轴线正侧表面、第一、第二和第三轮叶41、42和43的圆周地面对的表面以及第一、第二和第三柱脚11、12和13的圆周地面对的表面限定。例如,第一提前室A1限定在第一柱脚11的顺时针表面与第一轮叶41的逆时针表面之间,而第一延迟室R1限定在第一轮叶41的顺时针表面与第二柱脚12的逆时针表面之间,如图4所示。类似地,第二提前室A2限定在第二柱脚12与第二轮叶42之间,第二延迟室R2限定在第二轮叶42与第三柱脚13之间,第三提前室A3限定在第三柱脚13与第三轮叶43之间,第三延迟室R3限定在第三轮叶43与第一柱脚11之间。或者,第一、第二和第三提前室A1、A2和A3组以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3组中的一个可以省略。例如,气门正时控制装置1可以包括单一的提前室或单一的延迟室。提前室的数量和延迟室的数量并不限于三个,而是还可以为多于三个或少于三个。壳体的柱脚可以省略,使得工作流体室限定在壳体的内侧周边表面与轮叶之间,而没有柱脚。圆筒形转子可以省略,使得轮叶部件仅仅由轮叶构成。
轮叶转子4相对于壳HSG的相对旋转范围由以下的第一和第二止动机构限定。当从X轴线正侧看,轮叶转子4相对于壳HSG沿着圆周方向旋转预定角度时,第一柱脚11的在第一柱脚11的顺时针表面中形成的平坦部分111与第一轮叶41的在第一轮叶41的逆时针表面中形成的平坦部分415面对面接触,如图4所示。在这种情况下,第二柱脚12的平坦部分121和第二轮叶42的平坦部分425彼此面对,具有微小的间隙,也就是第二柱脚12和第二轮叶42的圆周地面对的表面彼此不接触。类似地,第三柱脚13的平坦部分131和第三轮叶43的平坦部分435彼此面对,具有微小的间隙,并且彼此不接触。这样,通过第一柱脚11的平坦部分111与第一轮叶41的平坦部分415之间的接触来限制轮叶转子4相对于壳HSG沿逆时针方向的旋转。第一柱脚11的圆周地面对的表面的平坦部分111以及第一轮叶41的圆周地面对的表面的平坦部分415用作构成第一止动机构的第一止动部分,该第一止动机构用于限制轮叶转子4沿逆时针方向(沿延迟方向)的相对旋转。在图4中,轮叶4和壳HSG之间的相对旋转受到限制,由径向突起419的顺时针侧端部表面和第二柱脚12的末梢126的逆时针侧端部表面围绕旋转轴线O限定的角度α比由径向突起429的顺时针侧端部表面和第三柱脚13的末梢136的逆时针侧端部表面围绕旋转轴线O限定的角度β稍小。根据以上关系,当轮叶转子4相对于壳HSG从图4所示的位置沿顺时针方向旋转角度α时,第二柱脚12的末梢126以及第一轮叶41的径向突起419彼此面对面接触,如图5所示。在这种情况下,第三柱脚13的末梢136与第二轮叶42的径向突起429彼此面对且沿圆周方向具有预定微小间隙,使得第三柱脚13和第二轮叶42保持彼此不接触。类似地,第一柱脚11和第三轮叶43彼此面对且具有预定微小间隙,从而保持彼此不接触。这样,轮叶转子4相对于壳HSG沿顺时针方向的旋转由第二柱脚12的末梢126与第一轮叶41的径向突起419之间的接触而受到限制。径向突起419的顺时针表面和第二柱脚12的末梢126的逆时针表面用作第二止动部分,该第二止动部分构成用于限制轮叶转子4沿顺时针方向(沿提前方向)的相对旋转的第二止动机构。第二柱脚12的末梢126与第一轮叶41的径向突起419之间的接触面积,即第二止动机构的接触面积SS2,被设定为小于第一柱脚11的平坦部分111与第一轮叶41的平坦部分415,即第一止动机构的接触面积SS1(SS1>SS2)。此外,防止了轮叶转子4相对于壳HSG的旋转角度、第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量的全部可能范围变为零。同样,恒定地防止第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中的延迟流体通道408和提前流体通道409的开口关闭。例如,在图4中,第一提前室A1的容量和提前流体通道409的开口由第一柱脚11的凹部113与第一轮叶41的凹部416之间限定的空间来提供。类似地,第二提前室A2的容量和提前流体通道409的开口由第二柱脚12的平坦部分121与第二轮叶42的凹部426和平坦部分425限定的空间即上述间隙来提供。类似地,第三提前室A3的容量和提前流体通道409的开口由第三柱脚13的平坦部分131与第三轮叶43的凹部436和平坦部分435限定的空间即上述间隙来提供。
液压流体供应和排出机构2向第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3供应工作流体或者从第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中排出工作流体,使得轮叶转子4相对于壳HSG沿着提前方向或延迟方向旋转预定角度。具体地,供应和排出工作流体引起第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量的改变,以便产生转矩使轮叶转子4相对于壳HSG旋转,使得转矩在轮叶转子4和壳HSG之间传递,并且改变进气凸轮轴3a相对于曲轴旋转的旋转相位。液压流体供应和排出机构2包括作为液压源的油泵1020和作为液压控制致动器的方向控制阀24。液压回路包括延迟通道20和提前通道21,工作流体通过该延迟通道20供应至第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3或者从第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3排出,工作流体通过该提前通道21供应至第一、第二和第三提前室A1、A2和A3或者从第一、第二和第三提前室A1、A2和A3排出。延迟通道20和提前通道21通过方向控制阀24连接至供应通道22和排出通道23。油泵1020设置在供应通道22中,用于从油盘25至方向控制阀24增压和供应工作流体。油泵1020安装到曲轴上,并且可以由单向可变位移轮叶泵实施。排出通道23的下游端部液压地连接至油盘25。进气凸轮轴3a和轮叶转子4(转子40)包括有构成延迟通道20和提前通道21的部分。转子本体400形成有三个延迟流体通道408和三个提前流体通道409。各个流体通道408或409沿着转子本体400的径向方向延伸通过转子本体400,并且将凸轮轴插入孔402的内侧周边与转子40的外侧周边彼此液压地连接,使得当轮叶转子4固定到进气凸轮轴3a上时,流体通道408或409将第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中对应的一个液压地连接至第一流体通道202和212以及第二流体通道201、203、211和213中对应的一个。当从X轴线正侧看时,每个延迟流体通道408都位于轮叶41、42或43的顺时针侧的根部处,并且每个提前流体通道409都位于轮叶41、42或43的逆时针侧的根部处,如图4和9A所示。在X轴线方向上,每个延迟流体通道408都位于凸轮轴插入孔402的X轴线正侧部分处或者位于转子本体400沿轴向方向的基本中心位置处,并且每个提前流体通道409都位于凸轮轴插入孔402的X轴线负侧部分处或者位于转子本体400的X轴线负侧部分处,如图3和9B所示。在进气凸轮轴3a的轴向端部部分30固定地插入在凸轮轴插入孔402中的情况下,每个延迟流体通道408的位置都与槽204沿X轴线方向的位置基本上一致,使得延迟流体通道408在转子40的内侧周边处与槽204液压地连通,并且在转子40的外侧周边处与延迟室R1、R2或R3液压地连通。类似地,每个提前流体通道409的位置都与槽214沿X轴线方向的位置基本上一致,使得提前流体通道409在转子40的内侧周边处与槽214液压地连通,并且在转子40的外侧周边处与提前室A1、A2或A3液压地连通。从方向控制阀24延伸的延迟通道20包括槽200,该槽200位于进气凸轮轴3a的轴向端部部分30的X轴线负侧部分处,其中进气凸轮轴3a是旋转部件。槽200通过第二流体通道201液压地连接至第一流体通道202,第一流体通道202通过第二流体通道203液压地连接至槽204,并且槽204通过延迟流体通道408与第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3液压地连通。此外,当进气凸轮轴3a通过凸轮轴螺栓33、34和35固定到轮叶转子4上时,第一流体通道202在进气凸轮轴3a的轴向端部表面300处的开口被凸轮轴插入孔402的底部表面关闭。与延迟通道20类似,从方向控制阀24延伸的提前通道21包括槽210,该槽210位于进气凸轮轴3a的轴向端部部分30的X轴线负侧部分处。槽210通过第二流体通道211液压地连接至第一流体通道212,第一流体通道212通过第二流体通道213液压地连接至槽214,并且槽214通过提前流体通道409与第一、第二和第三提前室A1、A2和A3液压地连通。此外,第一流体通道212在进气凸轮轴3a的轴向端部表面300处的开口被定位销45关闭。各个槽204或214沿圆周方向延伸的环形形状用来增强轮叶转子4中的延迟流体通道408和提前流体通道409的设计灵活性。可以用在轮叶转子4的凸轮轴插入孔402的内侧周边中形成以沿着圆周方向延伸的环形槽来代替各个槽204或214。然而,进气凸轮轴3a中各个槽204或214的布置在易于形成或加工方面是有利的。方向控制阀24是直接作用型电磁阀,具有四个端口和三个位置,用于控制供应至第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3或者从第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中排出的工作流体的液压压力。方向控制阀24包括固定到气缸盖上的阀体、固定到该阀体上的电磁阀“SOL”以及可滑动地安装在该阀体内的滑阀元件。阀体形成有液压地连接到供应通道22上的供应端口240、液压地连接到延迟通道20上的第一端口241、液压地连接到提前通道21上的第二端242以及液压地连接到排出通道23上的排出端口243。当电磁阀SOL的电磁线圈被触发时,电磁阀SOL压滑阀元件而使其运动。电磁线圈通过导线电连接至控制器CU。第一端口241和第二端口242中每个都根据滑阀元件的运动而打开或关闭。当电磁阀SOL断开时,滑阀元件被复位弹簧RS偏压就位,使得供应端口240(供应通道22)和第二端口242(提前通道21)彼此液压地连接,并且第一端口241(延迟通道20)和排出端口243(排出通道23)彼此液压地连接。另一方面,当电磁阀SOL触发时,滑阀元件根据来自控制器CU的控制电流进行控制,以便抵抗复位弹簧RS的弹性力而运动至预定的中间位置,使得供应端口240(供应通道22)和第一端口241(延迟通道20)彼此液压地连接,并且第二端口242(提前通道21)和排出端口243(排出通道23)彼此液压地连接。控制器CU是电子控制单元,其构造成基于来自传感器的信号测量内燃机的当前运转状态,该传感器为例如用于测量发动机转速的曲柄角传感器、用于测量进气量的空气流量计、节气门开度传感器以及用于测量内燃机冷却剂温度的冷却剂温度传感器。此外,根据测量的内燃机运转状态,通过利用脉冲控制信号触发和断开方向控制阀24的电磁阀SOL,控制器CU执行选择性地将工作流体供应至第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3或者从第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中排出工作流体的流动方向控制。
进气门正时控制装置1a设置有当轮叶转子4处于由第一止动机构限定的最大延迟位置时锁定活塞51锁定轮叶转子4与壳HSG之间的相对旋转的结构。锁定活塞51是接合部件,其设置在轮叶转子4中,并且布置成根据内燃机的运转状态沿着X轴线方向向前或向后运动。锁定机构5布置在第一轮叶41与后板9之间,用于锁定或释放轮叶转子4相对于后板9(或壳HSG)的相对旋转。锁定机构5包括滑动孔501、锁定活塞51、套筒52和盘簧53。图14是沿着穿过锁定机构5的中心纵向轴线的平面的局部侧剖视图,示出了当内燃机静止时或者当内燃机起动时锁定活塞51的操作状态。
第一轮叶41形成有沿着X轴线方向延伸通过第一轮叶41的滑动孔501。滑动孔501是中空圆筒形部分或形成为沿着轮叶转子4的轴向方向延伸的圆筒。滑动孔501的表面(内侧周边表面)如上所述地进行阳极氧化处理。为环形或中空圆筒形的密封部件502从轮叶转子4分开地形成,并且压配合在滑动孔501的X轴线负侧部分中。密封部件502是中空圆筒形部件(或环状部件),其纵向尺寸小于滑动孔501,具体是为滑动孔501的纵向尺寸的一半或更小,其中密封部件502从滑动孔501的X轴线负侧端部插入并且压配合到滑动孔501的内侧中。滑动孔501可以采用除了压配合之外的替代方式进行设定和固定。密封部件502由比阳极氧化涂层具有更高耐磨性的材料形成。具体地,密封部件502由诸如碳钢(例如S45C)的铁合金形成为环形并且进行渗碳处理。
作为锁定部件的锁定活塞51由铁形成为销,该销为在X轴线负侧处具有底部部分510的中空圆筒形。锁定活塞51安装在滑动孔501中以沿着X轴线方向滑动,并且从更靠近进气凸轮轴3a的滑动孔501的X轴线负侧突出或者退回到滑动孔501的X轴线负侧中。锁定活塞51包括较小直径部分和较大直径部分。较小直径部分是锁定活塞51的远侧部分,该远侧部分设置在滑动孔501中,并且布置成移出或移入滑动孔501。较小直径部分包括滑动部分512和接合部分511。滑动部分512为具有闭合底部的圆筒形。接合部分511与底部部分510相邻并且从底部部分510沿着X轴线负方向延伸,在底部部分510与接合部分511之间形成阶梯。接合部分511为具有大致梯形纵向截面的大致截锥形式。这样,接合部分511相对于纵向方向具有倾斜表面或渐缩表面,其中渐缩表面的直径朝向X轴线负侧处的末梢而减小。较大直径部分是锁定活塞51的近侧部分,该近侧部分设置在滑动孔501中。较大直径部分在X轴线正侧端部处包括环形凸缘513,该环形凸缘513与滑动部分512的X轴线正侧相邻,并且位于滑动部分512的X轴线正侧上。较大直径部分(或凸缘513)的直径比较小直径部分(或滑动部分512和接合部分511)的直径大。滑动部分512的外侧周边的直径比密封部件502的内侧周边的直径稍小。滑动部分512包括X轴线负侧部分,该X轴线负侧部分容纳在密封部件502中,使得滑动部分512的外侧周边与密封部件502的内侧周边滑动接触。凸缘513的外侧周边的直径比滑动孔501的内侧周边的直径稍小。凸缘513容纳在滑动孔501中,使得凸缘513的外侧周边与滑动孔501的内侧周边滑动接触。滑动部分512的外侧周边与密封部件502的内侧周边中间的间隙设定为小于凸缘513的外侧周边与滑动孔501的内侧周边之间的间隙。这样,锁定活塞51具有与密封部件502的内侧周边滑动接触的部分(滑动部分512)、与滑动孔501的内侧周边滑动接触的另一个部分(凸缘513)以及布置成根据内燃机的运转状态相对于轮叶转子4沿着轴向方向(沿着X轴线方向)向前和向后运动的末梢(接合部分511)。
另一方面,后板9在X轴线正侧表面中形成有凹部900。凹部900位于第一柱脚11与第二柱脚12之间的室中,并且在第一柱脚11的顺时针侧更加靠近第一柱脚11。凹部900具有位于后板9中而不穿过后板9的底部。当进气门正时控制装置1a处于图4所示的最大延迟状态时,沿X轴线方向看,凹部900面对或符合锁定活塞51的末梢(接合部分511)。套筒52与后板9分开地形成为中空圆筒形,并且称为锁定凹部构成部件,该套筒52压配合在后板9的凹部900中。套筒52可以采用除了压配合之外的替代方式进行固定。套筒52由铁基金属材料形成。套筒52的内侧周边表面限定了接合凹部521。接合凹部521是锁定凹部,锁定活塞51的较小直径部分(接合部分511)可以插入到该锁定凹部中。接合凹部521(套筒52)的纵向尺寸基本上等于接合部分511的纵向尺寸。接合凹部521的直径比接合部分511稍小。接合凹部521具有沿着穿过套筒52的中心纵向轴线的平面截取的基本上为梯形的截面,并且朝向X轴线正侧开口逐渐展开。也就是,接合凹部521相对于纵向方向具有倾斜表面或渐缩表面,其中渐缩表面的直径朝向X轴线负侧底部逐渐减小。接合凹部521的内侧周边表面(倾斜表面)相对于X轴线的倾斜角度基本上等于接合部分511的倾斜角度。接合凹部521设置在壳HSG中,并且位于后板9的X轴线正侧表面上或者位于壳HSG的更靠近进气凸轮轴3a的轴向端部上,与凹部900类似。当轮叶转子4朝向最大延迟位置相关地旋转且轮叶转子4的旋转受第一止动机构限制时,也就是当第一提前室A1的容量最小时,因为凹部900处于如上所述的位置,所以沿着X轴线方向看,锁定活塞51(接合部分511)的位置与接合凹部521的位置重叠或一致。换言之,在锁定活塞51与套筒52的接合凹部521接合的情况下,轮叶转子4相对于壳HSG的旋转位置设定至最大延迟位置,该最大延迟位置最好是处于内燃机起动时。在这种情况下,接合凹部521的中心轴线沿着轮叶转子4的如图4所示的逆时针方向(朝向第一柱脚11)与接合部分511的中心轴线具有微小的偏移。
滑动孔501的内侧形成有用于锁定活塞51的背压室50。背压室50是通过锁定活塞51限定在滑动孔501中的低压室,并且相对于锁定活塞51与套筒52(或者后板9或进气凸轮轴3a)相对。具体地,背压室50由前板8的X轴线负侧表面和锁定活塞51(滑动部分512、凸缘513)的内侧周边限定。
盘簧53是偏压部件,该偏压部件沿着X轴线负方向,即朝向后板9,具体是朝向套筒52的接合凹部521,恒定地偏压锁定活塞5L盘簧53以压缩状态安装在背压室50中,其中盘簧53的X轴线正侧端部与前板8的X轴线负侧表面接触,并且盘簧53的X轴线负侧与锁定活塞51的底部部分510接触。也就是,在滑动孔501中,盘簧53设置在锁定活塞51的一侧(较大直径侧或X轴线正侧)上,并且布置成朝向锁定活塞51的另一侧(较小直径侧或X轴线负侧)偏压该锁定活塞51。弹簧保持器54安装在背压室50的X轴线正侧中。弹簧保持器54为环形,并且保持盘簧53。弹簧保持器54的外径基本上等于滑动孔501的内侧周边表面的直径。弹簧保持器54的X轴线正侧表面面对前板8的X轴线负侧表面,而弹簧保持器54的X轴线负侧表面面对锁定活塞51的凸缘513的X轴线正侧表面。盘簧53的X轴线正侧端部与弹簧保持器54的内侧周边配合,以便防止盘簧53相对于滑动孔501沿着锁定活塞51的侧向方向偏离。
滑动孔501形成有用于向锁定活塞51施加液压压力的第一和第二压力接收室55和59。在滑动孔501中,第一压力接收室55由密封部件502的X轴线正侧端部表面、凸缘513的X轴线负侧表面、滑动部分512的外侧周边表面以及滑动孔501的内侧周边表面限定。第二压力接收室59由接合部分511的表面(X轴线负侧末梢表面以及倾斜表面)、后板9的X轴线正侧表面(或者套筒52的内侧周边表面和凹部900的底部,处于接合部分511与接合凹部521接合的锁定状态)限定。第一轮叶41形成有流体通道,该流体通道用于将液压压力从工作流体室引导至第一和第二压力接收室55和59。连通孔56形成为沿着第一轮叶41的圆周方向在第一轮叶41中延伸。第一延迟室R1通过连通孔56恒定地液压连接至第一压力接收室55,使得第一延迟室R1中的液压压力恒定地施加给第一压力接收室55。第一轮叶41的X轴线负侧表面形成有沿着第一轮叶41的圆周方向延伸的连通槽57。第一提前室A1通过连通槽57恒定地液压连接至滑动孔501的X轴线负侧端部,使得第一提前室A1中的液压压力恒定地施加给第二压力接收室59(处于锁定状态的接合凹部521)。
连通孔56和连通槽57与作为接合用弹性部件的盘簧53一起构成用于接合和脱开锁定活塞51的机构。当轮叶转子4相关地旋转至最大延迟侧,并且轮叶转子4的旋转受第一止动机构限制时,沿着X轴线方向看,锁定活塞51的位置与接合凹部521的位置一致,以便允许锁定活塞51沿着X轴线负方向运动。在这种情况下,盘簧53的偏压力用来帮助锁定活塞51沿着X轴线负方向运动,使得接合部分511移出第一轮叶41的滑动孔501,并且与接合凹部521接合。锁定活塞51与接合凹部521的接合限制或锁定了后板9与轮叶转子4之间的相对旋转,或者壳HSG与进气凸轮轴3a之间的相对旋转。另一方面,锁定活塞51沿X轴线正方向在凸缘513处承受液压力,其中该液压力是基于从第一延迟室R1通过连通孔56施加给第一压力接收室55的液压压力。锁定活塞51还沿X轴线正方向在接合部分511处承受液压力,其中该液压力是基于从第一提前室A1通过连通槽57施加给第二压力接收室59的液压压力。这两个液压力用来帮助锁定活塞51抵抗盘簧53的偏压力而沿着X轴线正方向运动,使得接合部分511移出接合凹部521,并且移入后板9的滑动孔501中。从而,释放锁定活塞51与接合凹部521的接合。这样,盘簧53用来维持锁定状态,同时连通孔56和连通槽57用作用于释放锁定状态的液压回路。
进气门正时控制装置1a设置有背压释放段,用于释放背压室50中的压力并且保持该压力低下。背压释放段包括第一背压通道31、背压孔407和第二背压通道。第一背压通道31形成在进气凸轮轴3a中,而背压孔407和第二背压通道形成在轮叶转子4中。这些构成部分用作用于将背压室50中的压力释放到内燃机的空间中的通道。该内燃机中的空间是由内燃机的壳(气缸盖、气缸体等)限定的低压空间,并且与正时带不透液体地分隔开。第一背压通道31是形成在进气凸轮轴3a中沿着X轴线方向延伸的通气孔,从X轴线正侧轴线端部表面300沿着X轴线方向延伸预定深度。第一背压通道31在轴向端部表面300处具有开口,并且使轴向端部表面300与内燃机中的油润滑空间液压地连通。第一背压通道31位于进气凸轮轴3a的旋转轴线处,也就是旋转轴线O处,其直径与第一流体通道202和212相同。第一背压通道31可以形成为与液压流体供应和排出机构2的低压段连通,而不是与内燃机中的油润滑空间连通或者除了与内燃机中的油润滑空间连通之外。换言之,内燃机中与第一背压通道31相关的空间包括液压流体供应和排出机构2的液压回路。例如,背压室50可以液压地连接到方向控制阀24上,使得背压室50中的工作流体通过排出通道23排出至油盘25。如果进气门正时控制装置1a构造成使得仅仅第一、第二和第三提前室A1、A2和A3供应有工作流体,而第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3不供应工作流体,那么背压室50中的工作流体可能释放到与第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3液压连接的通道。背压孔407是在X轴线方向上沿着转子40的旋转轴线(旋转轴线O)延伸通过转子40的通气孔,其直径比第一背压通道31小,如图4所示。背压孔407沿着X轴线方向面对第一背压通道31,其中沿着X轴线方向看背压孔407的中心轴线与第一背压通道31的中心轴线一致。背压孔407在转子40的X轴线负侧表面处(在凸轮轴插入孔402的底部表面处)的开口面对第一背压通道31在进气凸轮轴3a的轴向端部表面300处的开口。如图9A所示,第二背压通道是用于通气的凹部,形成在轮叶转子4的X轴线正侧端部表面中,包括圆环形凹部406和径向槽58。圆环形凹部406是中空圆筒形凹部,具有与转子40的中心轴线基本上一致的中心轴线,其中圆环形凹部406沿着X轴线负方向从X轴线正侧延伸至转子本体400的轴向尺寸的大约13%的深度。圆环形凹部406的底部形成有螺栓孔403、404和405以及背压孔407。圆环形凹部406的深度(沿X轴线方向的尺寸)为各个头部331、341或351的高度(沿X轴线方向的尺寸)的大约一半或更大。圆环形凹部406的直径稍小于转子本体400的外径,稍小于前板8的大直径孔81的直径,且基本上等于盖7的凹部73的直径。圆环形凹部406沿X轴线方向面对凹部73。径向槽58是矩形槽,用于使圆环形凹部406和背压室50彼此液压地连通,沿着转子40的径向方向从圆环形凹部406向外延伸通过第一轮叶41的根部,并且包括与滑动孔501的X轴线正侧端部连接的端部。径向槽58的深度(沿X轴线方向的尺寸)基本上等于圆环形凹部406的深度。背压室50通过第二背压通道液压地连接到背压孔407和第一背压通道31上,由此液压地连接至内燃机的内侧。也就是,背压室50通过径向槽58液压地连接到圆环形凹部406和背压孔407上,并且进一步通过第一背压通道31连接至内燃机的低压空间,如图3所示。
<排气门正时控制装置的构造>以下将参考图15至19说明排气门正时控制装置1b的构造,该排气门正时控制装置1b设置成用于内燃机的排气门。在下文中,排气门正时控制装置1b的与进气门正时控制装置1a相同或相似的构成部分采用相同的附图标记,并且不做重复说明,仅仅说明不同的构成部分。图15是排气门正时控制装置1b沿着穿过排气门正时控制装置1b的旋转轴线“O”(图16中所示)的平面,也就是沿着由图16中的点划线F15-F15表示的平面的局部侧剖视图。图16和17是沿着X轴线正侧看的处于前板8等被移除的条件下的排气门正时控制装置的前视图。排气门正时控制装置1b通过供应工作流体连续地改变排气凸轮轴3b相对于曲轴的旋转相位来控制排气门的可变气门正时。根据图1中箭头所示的正时带1010的运动,带轮100以及壳体10通过内燃机的曲轴沿着图16中的顺时针方向旋转。如图15所示,排气门正时控制装置1b的前板8不具有进气门正时控制装置1a中设置的外侧周边80,使得排气门正时控制装置1b的前板8的直径小于带轮100的直径(具体地,齿底部圆的直径)。前板8的外侧周边以比图12所示的距离r短的距离更加靠近环形密封环槽89。因此,如图1所示,当沿着X轴线方向看时,排气门正时控制装置1b的带轮100的外侧周边(即,齿)从前板8的外侧周边向外径向突出。换言之,排气门正时控制装置1b的直径设定为小于进气门正时控制装置1a的直径,在进气门正时控制装置1a中前板8的外侧周边80从带轮100的外侧周边向外径向突出。排气门正时控制装置1b的壳体10是进气门正时控制装置1a的壳体相对于与X轴线垂直的平面的镜像。图18A、18B和18C是排气门正时控制装置1b的壳体10的视图,其中图18A是从X轴线正侧看的前视图,图18B是沿着图18A中F18B-F18B表示的平面的侧剖视图,图18C是从X轴线正侧看的后视图。图7和8是在制造也用于排气门正时控制装置1b的壳体10过程中的工件的透视图。与进气门正时控制装置1a类似,排气门正时控制装置1b的壳体10由如图7所示的铝挤压件形成。图8所示的第三工件P3是通过来自第一工件P1的第二工件P2获得的。最后,对第三工件P3径向雕刻或切削,以便形成配合凹部101、螺栓孔110等,由此形成图18A、18B和18C中所示的壳体10的最终形状。与如图6A、6B和6C所示配合凹部101和定位凹部114形成在第三工件P3的侧面“A”(图8中所示)中的进气门正时控制装置1a相反,对于排气门正时控制装置1b而言配合凹部101和定位凹部114形成在第三工件P3的侧面“B”(图8中所示)中,如图18A、18B和18C所示。同样,排气门正时控制装置1b的轮叶转子4是进气门正时控制装置1a的轮叶转子相对于与X轴线垂直的平面的镜像。图19A和19B是排气门正时控制装置1b的轮叶转子4的视图,其中图19A是从X轴线正侧看的前视图,图19B是沿着由图9A中F19B-F19B所示的平面截取的侧剖视图。图10和11是制造也用于排气门正时控制装置1b的轮叶转子4的过程中的工件的透视图。与进气门正时控制装置1a类似,排气门正时控制装置1b的轮叶转子4由如图10所示的铝挤压件(第一工件Q1)形成。然后,对由第一工件Q1获得的第二工件Q2进行雕刻或切削,以便形成凸台部分401、凸轮轴插入孔402等,由此形成图19A和19B中所示的轮叶转子4的最终形状。与凸台部分401和凸轮轴插入孔402形成在第二工件Q2的侧面“A”上的进气门正时控制装置1a相反,对于排气门正时控制装置1b而言凸台部分401和凸轮轴插入孔402形成在第二工件Q2的侧面“B”上,如图19A和19B所示。最后,对第二工件Q2的整个外侧表面进行阳极氧化处理,以便形成具有硬化表面的第三工件Q3。这样,进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的壳体10和轮叶转子4是由在进行雕刻之前形成的同样或共同工件P3和Q2所形成的镜像。如图16和4所示,当从X轴线正侧看时,排气门正时控制装置1b的壳体10和轮叶转子4的形状和相对位置是进气门正时控制装置1a的壳体和轮叶转子的镜像。第一、第二和第三柱脚11、12和13以这样的顺序沿图16中的逆时针方向布置。当从X轴线正侧看时,第一、第二和第三柱脚11、12和13的顺时针表面分别形成有凹部115、125和135。第一、第二和第三柱脚11、12和13的逆时针表面分别形成有平坦部分111、121和131。第一、第二和第三轮叶转子41、42和43以这样的顺序沿图16中的逆时针方向布置。当从X轴线正侧看时,第一、第二和第三轮叶转子41、42和43的顺时针表面分别形成有平坦部分415、425和435。第一、第二和第三轮叶转子41、42和43的逆时针表面分别形成有凹部418、428和438。第一和第二轮叶41和42的根部的逆时针表面分别形成有径向突起419和429。在轮叶转子4安装在壳HSG中的情况下,第一轮叶41安装在第一柱脚11和第二柱脚12之间的空间中,第二轮叶42安装在第二柱脚12和第三柱脚13之间的空间中,第三轮叶43安装在第三柱脚13和第一柱脚11之间的空间中。转子本体400形成有连接在转子40(转子本体400)的凸轮轴插入孔402和外侧周边表面之间的三个延迟流体通道408和三个提前流体通道409。在第一轮叶41的情况下,延迟流体通道408沿着X轴线方向基本上形成在中点处,如图19B所示,并且当从X轴线正侧看时形成在第一轮叶41的顺时针侧中,如图16所示,其中延迟流体通道408形成为沿着径向方向延伸通过,如图16所示。另一方面,提前流体通道409形成在第一轮叶41的X轴线负侧中,并且当从X轴线正侧看时形成在第一轮叶41的逆时针侧,如图16所示,其中提前流体通道409形成为沿着径向方向延伸通过,如图16所示。类似地,延迟流体通道408和提前流体通道409形成在第二轮叶42和第三轮叶43的根部中,沿着径向方向延伸通过。第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3由前板8的X轴线负侧表面、后板9的X轴线正侧表面、第一、第二和第三轮叶41、42和43的圆周地面对的表面以及第一、第二和第三柱脚11、12和13的圆周地面对的表面限定。例如,第一提前室A1限定在第二柱脚12的顺时针表面与第一轮叶41的逆时针表面之间,而第一延迟室R1限定在第一轮叶41的顺时针表面与第一柱脚11的逆时针表面之间,如图16所示。类似地,第二提前室A2限定在第一柱脚11与第三轮叶43之间,第二延迟室R2限定在第三轮叶43与第三柱脚13之间,第三提前室A3限定在第三柱脚13与第二轮叶42之间,第三延迟室R3限定在第二轮叶42与第二柱脚12之间。通过第一柱脚11的平坦部分111与第一轮叶41的平坦部分415之间的接触来限制轮叶转子4相对于壳HSG沿顺时针方向的旋转,其中与进气门正时控制装置1a类似,轮叶转子4的选择被锁定活塞51锁定,如图16所示。第一柱脚11的圆周地面对的表面的平坦部分111与第一轮叶41的圆周地面对的表面的平坦部分415用作第一止动部分,该第一止动部分构成用于限制轮叶转子4沿顺时针方向(沿提前方向)相对旋转的第一止动机构。另一方面,由第二柱脚12的末梢126与第一轮叶41的径向突起419之间的接触限制轮叶转子4相对于壳HSG沿逆时针方向的旋转,其中与进气门正时控制装置1a类似,轮叶转子4沿离开锁定活塞51锁定轮叶转子4旋转的位置的方向处于端部位置上,如图17所示。径向突起419的逆时针表面和第二柱脚12的末梢126的顺时针表面用作第二止动部分,该第二止动部分构成用于限制轮叶转子4沿逆时针方向(沿延迟方向)相对旋转的第二止动机构。第一止动机构和第二止动部分限定了轮叶转子4相对于壳HSG相对旋转的范围。与进气门正时控制装置1a中一样,第二柱脚12的末梢126与第一轮叶41的径向突起419之间的接触面积,即第二止动机构的接触面积SS2,被设定为小于第一柱脚11的平坦部分111与第一轮叶41的平坦部分415之间的接触面积,即第一止动机构的接触面积SS1(SS1>SS2)。
排气凸轮轴3b由铁制成并且在内燃机的气缸盖的上端部分的侧向内部中可旋转地支撑在轴承上。排气凸轮轴3b在外侧周向表面处形成有驱动凸轮(进气凸轮),该驱动凸轮定位成面对或符合排气门的位置。当排气凸轮轴3b旋转时,排气凸轮通过气门挺柱、摇臂等打开和关闭排气门。固定到排气凸轮轴3b上的排气门正时控制装置1a构造成在轮叶转子4的旋转在最大提前位置处受第一止动机构限制的情况下被作为接合部件的锁定活塞51锁定。
与进气门正时控制装置1a相反,排气门正时控制装置1b设置有偏压部件,该偏压部件用于使轮叶转子4沿着提前方向相对于壳HSG偏压。共同称为偏压部件6的偏压部件包括三个弹簧单元,即第一、第二和第三弹簧单元61、62和63。第一、第二和第三弹簧单元61、62和63分别安装在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3中,用于使轮叶转子4的第一、第二和第三轮叶41、42和43沿着顺时针方向相对于壳体10的第一、第二和第三柱脚11、12和13偏压。偏压部件6可以设置在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的部分中。偏压部件6可以设置在第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3中。这种构造可以用在轮叶转子4需要沿着延迟方向相对于壳HSG偏压的情况下,根据转矩从曲轴传递至凸轮轴的形式,这种情况是可能的。具体地,第一弹簧单元61安装在第一提前室A1中,位于第二柱脚12和第一轮叶41之间,第二弹簧单元62安装在第二提前室A2中,位于第一柱脚11和第三轮叶43之间,第三弹簧单元63安装在第三提前室A3中,位于第三柱脚13和第二轮叶42之间。第一、第二和第三弹簧单元61、62和63的纵向端部安装在凹部418、428和438以及凹部115、125和135中,其中凹部418、428和438分别形成在第一、第二和第三轮叶41、42和43的逆时针表面中,凹部115、125和135分别形成在第一、第二和第三柱脚11、12和13的相对的顺时针表面中。第一弹簧单元61包括盘簧610以及保持部分611和612,该保持部分611和612是设置在盘簧610的纵向端部处的弹簧保持器。保持部分611包括板部分和中空圆筒形部分,该板部分中形成有贯通孔,该中空圆筒形部分从板部分的一侧表面突出并且围绕该贯通孔。盘簧610的一个纵向端部与保持部分611的中空圆筒形部分的外侧周边配合。保持部分611的板部分具有适于无间隙地配合在第二柱脚12的凹部125中的矩形形状,并且配合在凹部125中。凹部125限制保持部分611沿着壳HSG的径向方向相对于壳HSG的第二柱脚12的运动。与保持部分611的板部分的X轴线端部接触的前板8和后板9在预定范围内限制保持部分611沿着X轴线方向在凹部125中的运动。第一提前室A1通过保持部分611的贯通孔和第一轮叶41的连通孔56液压地连接至图14中所示的锁定机构5的第一压力接收室55。第一延迟室R1通过第一轮叶41的连通槽57液压地连接至锁定机构5的接合凹部521。第一弹簧单元61的保持部分612构造成与保持部分611类似。具体地,保持部分612的中空圆筒形部分保持盘簧610的另一个纵向端部,保持部分612的板部分支撑在第一轮叶41的凹部418中,使得凹部418限制第一弹簧单元61的保持部分612沿着壳HSG的径向方向和轴向方向相对于轮叶转子4的第一轮叶41的运动。这样,限制了盘簧610的纵向端部沿着壳HSG的径向方向和轴向方向的位置。在组装操作期间,第一弹簧单元61沿着X轴线方向插入到第一提前室A1中,使得保持部分611配合在凹部125中,并且保持部分612配合在凹部418中。盘簧610以压缩状态安装在第一提前室A1,以便沿着顺时针方向相对于壳体10的第二柱脚12恒定地偏压第一轮叶41。第二弹簧单元62和第三弹簧单元63与第一弹簧单元61类似地进行构造和安装。第二弹簧单元62包括盘簧620以及保持部分621和622,第三弹簧单元63包括盘簧630以及保持部分631和632。盘簧610、620和630的偏压力设定为基本上彼此相等。盘簧610、620和630的直径分别等于第一、第二和第三提前室A1、A2和A3沿径向方向的最大宽度的大约70%。与使用诸如片簧的另外的偏压部件的情况相比,使用盘簧能够容易地调节偏压力并且增强第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的可安装性。与两个盘簧沿着X轴线方向以双层的方式布置在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的每个中的构造相比,单个盘簧安装在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的每个中的构造能够使得排气门正时控制装置1b沿着轴向方向变得紧凑。在双盘簧安装在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的每个中的情况下,可能难以将盘簧组装到第一、第二和第三提前室A1、A2和A3,除非双盘簧安装至保持部分而形成单个弹簧单元。另一方面,根据本实施例,单个盘簧安装在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的每个中,易于将盘簧安装成弹簧单元。此外,作为一种选择,还能够将盘簧直接安装在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3(凹部418、125等)中,而不用将盘簧610、620和630中的每个都安装到保持部分上来形成弹簧单元。因为凹部418、428和438以及凹部115、125和135在排气门正时控制装置1b的操作期间限制第一、第二和第三弹簧单元61、62和63的偏移,所以这实现了偏压部件6和排气门正时控制装置1b的正常操作,而不用特定的支撑部件。例如,可以省略保持部分611和612。然而,根据本实施例设置保持部分611和612能够更加稳固地防止第一、第二和第三弹簧单元61、62和63的偏移。当轮叶转子4沿着逆时针方向相对于壳HSG旋转时,盘簧610、620和630压缩。盘簧610的顺时针侧部分沿着壳HSG的径向方向位于第一轮叶41的径向突起419的外侧。径向突起419沿轮叶转子4的径向方向的高度设定为使得径向突起419的外侧周边以微小的间隙靠近盘簧610的外侧周边。因此,当盘簧610压缩和变形时,盘簧610的面对径向突起419的周边与径向突起419的外侧周边表面接触,使得防止盘簧610沿着轮叶转子4的径向方向向内变形超过预定的距离。也就是,径向突起419用来引导盘簧610。第二轮叶42的径向突起429与径向突起419类似地构造,以便在轮叶转子4相对旋转时引导盘簧630而压缩盘簧630。如图17所示,当轮叶转子4沿逆时针方向的旋转受第二柱脚12的末梢126与第一柱脚11的径向突起419之间的接触限制时,第一、第二和第三弹簧单元61、62和63中的每个的相对的柱脚侧和轮叶侧保持部分611和612、或621和622或者631和632彼此不接触,并且盘簧610、620和630中每个的盘绕簧圈彼此不接触。换言之,当逆时针旋转受第二止动机构限制时,在盘绕簧圈彼此完全接触的情况下,第一、第二和第三提前室A1、A2和A3中每个的圆周长度设定为大于盘簧610、620和630中相应一个的长度。
排气门正时控制装置1b的液压流体供应和排出机构2与进气门正时控制装置1a类似地径向构造。排气门正时控制装置1b包括与进气门正时控制装置1a的方向控制阀24不同的方向控制阀24,但是与进气门正时控制装置1a共享油泵1020和油盘25。
《气门正时控制装置的操作和产生的效果》以下说明进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的操作。
<涉及相位改变的操作和产生的效果>以下说明涉及通过进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的相位改变的控制操作和产生的效果。然而,可以合适地调节或变型控制操作。首先,以下说明进气门正时控制装置1a如何执行相位改变控制。图4示出了当内燃机静止或起动时的最大延迟状态。图5示出了当内燃机运转时的最大提前状态。在内燃机起动时,锁定机构5保持轮叶转子4锁定在最大延迟位置,作为使内燃机曲轴转动的最佳起始位置,如图4所示。当点火开关打开时,进气门正时控制装置1a获得平滑的曲轴转动操作,改善内燃机的起动性。在内燃机起动之后的预定低速和低负荷区域中,控制器CU维持没有控制电流输出至方向控制阀24的条件。因此,在方向控制阀24中,通过复位弹簧RS的弹性力将滑阀元件保持就位,使得供应端口240液压地连接至第二端口242,并且第一端口241液压地连接至排出端口243。因此,通过油泵1020排放的工作流体流入供应通道22,通过供应端口240进入阀体,通过第二端口242流入提前通道21,流入进气凸轮轴3a的第一和第二流体通道以及轮叶转子4的提前流体通道409,最终流入第一、第二和第三提前室A1、A2和A3。第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的内部压力随着油泵1020排放压力的增大而增大。另一方面,工作流体从第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3通过延迟通道20和排出通道23排出至油盘25,使得第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的内部压力保持低下(为大气压)。当第一提前室A1的内部压力上升时,该液压压力通过图14中所示的连通槽57施加给第二压力接收室59,使得锁定活塞51的接合部分511沿X轴线正方向承受液压力。当接合部分511完全移出接合凹部521时,取消锁定状态。这允许轮叶转子4自由旋转,使得可以任意改变气门正时。在施加给第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的液压压力的情况下,轮叶转子4从图4所示的位置相对于壳HSG旋转,以便改变进气凸轮轴3a相对于曲轴沿提前方向的旋转相位(相对旋转改变角度)。这提前了进气门的打开和关闭正时,由此增加了气门重叠,该气门重叠是进气门和排气门两者都打开的时期。结果,在低速和低负荷区域,由于使用惯性填充,所以提高了燃烧效率,由此稳定内燃机的旋转并且提高燃料效率。如图5所示,当轮叶转子4相对于壳HSG旋转并且达到最大提前位置,而使得第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的容量最大并且第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量最小时,气门重叠最大。另一方面,当内燃机移至在预定高速和高负荷区域中的运转状态时,控制器CU向方向控制阀24输出控制电流。在方向控制阀24,滑阀元件抵抗复位弹簧RS的弹性力而运动就位,使得供应端口240液压地连接到第一端口241上,并且第二端口242液压地连接到排出端口243上。因此,通过油泵1020排放的工作流体通过方向控制阀24的第一端口241流入延迟通道20,并且通过进气凸轮轴3a的第一和第二流体通道以及轮叶转子4的延迟流体通道408流至第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3,使得第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的内部压力上升。另一方面,工作流体通过提起通道21和排出通道23从第一、第二和第三提前室A1、A2和A3排出至油盘25,使得第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的内部压力下降。在上述情况下,第二压力接收室59中的液压压力在锁定机构5中下降。另一方面,当第一延迟室R1的内部压力增大时,这个液压压力通过图14中所示的连通孔56施加给第一压力接收室55,以便向锁定活塞51的凸缘513的压力接收表面施加液压压力。因此,锁定机构5维持为释放状态,其中锁定活塞51抵抗盘簧53的弹性力离开接合凹部521。当第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的内部压力在第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的内部压力之上时,轮叶转子4沿着与图4中箭头所示的壳HSG的旋转方向相反的逆时针方向相对于壳HSG旋转,以便改变进气凸轮轴3a相对于曲轴沿着延迟方向的旋转相位(相对旋转改变角度)。这延迟了进气门的打开和关闭正时,由此减小了气门重叠,从而增强了内燃机在高速和高负荷区域中的输出。如图4所示,当轮叶转子4相对于壳HSG旋转并且达到最大延迟位置,而使得第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的容量最小并且第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量最大时,气门重叠最小。此外,例如,当内燃机移至在预定中速和中负荷区域中的运转状态时,控制器CU控制方向控制阀24,以便将滑阀元件保持在中间操作位置上,使得供应通道22和排出通道23彼此液压地分离。因此,第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的内部压力保持恒定,并且轮叶转子4设定在中间旋转位置中。这用来获得在中速和中负荷区域中的合适的气门正时控制,并且获得内燃机的燃料效率与输出之间的合适的平衡。
当内燃机运转并且进气凸轮轴3a旋转时,由于从气门弹簧传递至进气凸轮轴3a的进气凸轮的反作用转矩,所以在进气凸轮轴3a上作用有交替的转矩(或相反的转矩),其中该气门弹簧沿关闭方向偏压进气门。也就是,根据进气凸轮的形状,进气凸轮轴3a交替地承受负转矩和正转矩,该负转矩是抵抗进气凸轮轴3a顺时针旋转的逆时针转矩,该正转矩是抵抗进气凸轮轴3a逆时针旋转的顺时针转矩。该交替转矩作为整体偏移至负侧。也就是,如果在进气凸轮轴3a的各个旋转时期产生的正转矩和负转矩对时间积分,则积分是负的。因此,进气凸轮轴3a承受整体上的负转矩。当内燃机停止时,油泵1020停止运转,并且控制器CU对方向控制阀24的激发被断开。因此,停止对第一、第二和第三提前室A1、A2和A3以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的工作流体供应。总之,在内燃机停止之后,摩擦或交替转矩立即偏移至负侧,施加给进气凸轮轴3a,用来使轮叶转子4沿着与图4中箭头所示壳体HSG的旋转方向相反的方向相对于壳HSG旋转,即用来使轮叶转子4沿着延迟方向相对于壳HSG旋转。结果,在内燃机停止之后,在施加给进气凸轮轴3a的摩擦或交替转矩下,轮叶转子4机械地运动至适合于内燃机起动或重新起动的预定初始位置,即轮叶转子4机械地运动至图4所示的最大延迟位置。换言之,在内燃机停止之后,气门正时机械地变动至适合于内燃机起动或重新起动的相位。当轮叶转子44相对于壳HSG旋转并且达到最大延迟位置时,沿X轴线方向看锁定活塞51在锁定机构5中与接合凹部521重叠。当内燃机停止时,锁定活塞51的接合部分511通过盘簧53的弹性力与接合凹部521配合和接合,使得锁定活塞51防止轮叶转子4自由旋转。如上所述,在进气门正时控制装置1a中,当内燃机停止时,轮叶转子4相对于壳HSG机械地旋转至作为初始位置的最大延迟位置。这能够有效地在内燃机重新起动时将进气门正时控制装置1a设定在初始位置中,并且获得稳定的进气门正时控制装置1a起动和操作。
以下说明排气门正时控制装置1b如何执行相位改变控制。排气门正时控制装置1b的操作与进气门正时控制装置1a类似,除了提前侧和延迟侧是相反的。图16示出了当内燃机处于静止或出于起动时的最大提前状态。图17示出了当内燃机运转时的最大延迟状态。在内燃机起动时,锁定机构5将轮叶转子4保持在最大提前位置,作为使内燃机曲轴转动的最佳起始位置,如图16所示。当点火开关打开时,排气门正时控制装置1b获得平滑的曲轴转动操作,改善内燃机的起动性。在内燃机起动之后的预定低速和低负荷区域中,第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3被施加有液压压力。当基于液压压力的液压力超过第一、第二和第三弹簧单元61、62和63的偏压力时,轮叶转子4相对于壳HSG沿着延迟方向旋转。这延迟了排气凸轮轴3b的旋转相位,以便增加气门重叠。如图17所示,当轮叶转子4相对于壳HSG旋转并且达到最大延迟位置,而使得第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的容量最小并且第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量最大时,气门重叠最大。另一方面,当内燃机移至在预定高速和高负荷区域中的运转状态时,工作流体供应至第一、第二和第三提前室A1、A2和A3。当第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的液压压力所产生的转矩以及第一、第二和第三弹簧单元61、62和63的偏压力所产生的转矩的和超过第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的液压压力所产生的转矩时,轮叶转子4沿着提前方向相对地旋转。因此,提前排气凸轮轴3b的旋转相位(相对旋转角度),以便减小气门重叠。换言之,第一、第二和第三弹簧单元61、62和63还用来帮助沿提前方向的相位改变。如图16所示,当轮叶转子4相对于壳HSG旋转并且达到最大提前位置,而使得第一、第二和第三提前室A1、A2和A3的容量最大并且第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3的容量最小时,气门重叠最小。当内燃机运转时,排气凸轮轴3b承受交替转矩,该交替转矩是整体上抵抗排气凸轮轴3b顺时针旋转的负转矩或逆时针转矩。当内燃机停止以便断开方向控制阀24的激发时,交替转矩相对于壳HSG沿逆时针方向或沿延迟方向作用在轮叶转子4上。另一方面,偏压部件6(第一、第二和第三弹簧单元61、62和63)沿着顺时针方向或者提前方向相对于壳HSG恒定地偏压轮叶转子4。因此,在内燃机停止之后,轮叶转子4在交替转矩的小影响下通过偏压部件6的偏压力运动至适合于内燃机起动或重新起动的初始位置,即运动至最大提前位置。换言之,气门正时机械地变动至适合于内燃机起动或重新起动的相位。当轮叶转子4相对于壳HSG旋转并且达到最大提前位置时,沿X轴线方向看锁定活塞51在锁定机构5中与接合凹部521重叠。当内燃机停止时,锁定活塞51的接合部分511通过盘簧53的弹性力与接合凹部521配合和接合,使得锁定活塞51防止轮叶转子4自由旋转。如上所述,在排气门正时控制装置1b中,当内燃机停止时,轮叶转子4通过偏压部件6的偏压力相对于壳HSG旋转至作为初始位置的最大提前位置。这能够有效地在内燃机重新起动时将排气门正时控制装置1b设定在初始位置中,并且获得稳定的排气门正时控制装置1b起动和操作。
<锁定机构的操作和产生的效果>如上所述,各个锁定机构5操作成允许进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中相应一个从图4或16中所示的初始位置起动,而与具有或不具有液压压力无关。这用来抑制可能由施加给凸轮轴3a或3b的交替转矩所产生的轮叶转子4的振动,由此抑制在内燃机起动时由于壳HSG的第一、第二和第三柱脚11、12和13与轮叶转子4的第一、第二和第三轮叶41、42和43之间的碰撞所产生的非正常噪声。此外,能够防止爆震等,由此实现内燃机、进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的稳定运转。不仅在内燃机起动时产生这些效果,而且在内燃机处于没有高液压压力产生和供应的怠速时也产生这些效果。在本实施例中,锁定位置位于最大延迟位置处或最大提前位置处,但是可以变动至最大延迟位置与最大提前位置之间的适合于内燃机起动等的位置,并且用作进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的初始位置。
如上所述,锁定机构5包括:在轮叶转子4中形成的滑动孔501;锁定活塞51;在壳HSG的内侧表面中形成的接合凹部521;以及盘簧53。锁定活塞51根据内燃机的运转状态移出或者移入轮叶转子4,由此允许或防止壳HSG与轮叶转子4之间的相对旋转。例如,当轮叶转子4通过偏压部件6的偏压力和/或交替转矩旋转至预定初始位置时,锁定活塞51通过盘簧53的偏压力与接合凹部521机械地接合。这消除了设置用于致动锁定操作的致动器的需要。与锁定装置实施为离合器机构或杠杆机构的情况下相比,这还能够有效地简化机构,减小制造成本,并且增强锁定操作的可靠性。代替盘簧53或者除了盘簧53之外,诸如片簧的另一种弹性部件可以用作用于偏压锁定活塞51的偏压部件。尽管在本实施例中是通过将液压压力施加给锁定活塞51而释放锁定状态,但是另外的释放机构可以设置成从接合凹部521释放锁定活塞51。尽管在本实施例中,锁定机构(即,锁定活塞51)设置在轮叶转子4的第一轮叶41中,但是锁定机构也可以设置在轮叶转子4的转子40中。然而,设置在第一轮叶41中在减小转子40直径方面是有利的。或者,锁定机构(即,锁定活塞51)可以设置壳HSG中,用于相对于壳HSG锁定轮叶转子4。然而,设置在轮叶转子4中在减小壳HSG的尺寸方面是有利的。
<通过锁定活塞的合适运动方向而变平滑的锁定操作>锁定活塞51可以布置成沿着与旋转轴线O的方向不同的方向,例如沿着壳HSG的径向方向向前和向后运动。换言之,容纳锁定活塞51的气缸可以形成为沿着与旋转轴线O的方向不同的方向,例如沿着壳HSG的径向方向延伸。然而,在本实施例中,滑动孔501形成为沿着旋转轴线O的方向(或者沿着X轴线方向)延伸,其中锁定活塞51的末梢(接合部分511)沿着旋转轴线O的方向移入或移出滑动孔501。这种构造在减小进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的直径方面是有利的。此外,该结构能够有效地防止锁定机构5的操作受轮叶转子4的旋转所产生的离心力的影响。例如,如果锁定活塞51布置成沿着壳HSG的径向方向运动,那么锁定活塞51就被施加有由轮叶转子4旋转所产生的离心力,该离心力沿锁定活塞51的运动方向作用。在这种情况下,当发动机速度改变以改变离心力的幅值时,致动锁定活塞51所需的力也发生改变。然而,根据本实施例的构造不存在这样的问题,由此用来稳定进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的锁定操作。
<通过背压释放段而变平滑的锁定操作>当进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b运转时,背压释放段用来通过消除背压室50中压力的影响而使锁定活塞51的运动变平滑。具体地,当接合部分511移出接合凹部521而使得锁定活塞51沿着X轴线正方向运动并且背压室50的容量降低时,背压室50中的空气通过背压释放段选出至内燃机中的低压空间。这用来保持背压室50的内部压力低下。另一方面,工作流体通过背压室50周围的间隙泄漏,并且流入背压室50。该工作流体还通过背压释放段排出至内燃机中的油润滑空间。因此,当背压室50收缩时,防止这样的空气和油干扰锁定活塞51的运动,并且释放锁定活塞51的背压。这样,背压释放段用来实现锁定活塞51的平滑操作,即锁定活塞51在滑动孔501中的平滑滑动,并且允许平滑地释放锁定状态。
<通过楔入效应而变平滑的锁定操作>因为锁定活塞51的末梢(或者接合部分511)为截锥形式,并且其直径沿着X轴线负方向朝向接合凹部521逐渐减小,如上所述,所以锁定活塞51可以容易地与接合凹部521接合。通过结合凹部521的形状来增强这种效果,该结合凹部521的直径沿着X轴线正方向朝向接合凹部521的开口逐渐增大。从而使锁定操作变得平滑。此外,接合部分511和接合凹部521中每个都具有倾斜表面或渐缩表面。具体地,接合部分511的外侧周边形成有倾斜表面,该倾斜表面的直径沿着X轴线负方向朝向接合部分511的末梢逐渐减小,而接合凹部521的内侧周边形成由倾斜表面,该倾斜表面的直径沿着X轴线负方向朝向接合凹部521的底部逐渐减小。在如图4所示的壳HSG与轮叶转子4之间的相对旋转受第一止动机构限制的情况下,接合凹部521的中心轴线沿着朝向第一柱脚11的逆时针方向相对于接合部分511的中心轴线具有微小的偏移,如图14所示。因此,当锁定活塞51插入在接合凹部521中以形成锁定状态时,接合部分511和接合凹部521的倾斜表面在顺时针侧彼此接触,由此引起用于沿着朝向第一柱脚11的逆时针方向压第一轮叶41的力的分量。这是楔入效应。也就是,当接合部分511沿着X轴线负方向运动并且在盘簧53的偏压力下与接合凹部521接合时,接合部分511的顺时针侧倾斜表面与接合凹部521的顺时针侧倾斜表面滑动且挤压接触,同时锁定活塞51的接合部分511承受沿逆时针方向反作用力。因此,容纳锁定活塞51的第一轮叶41也承受沿着朝向第一柱脚11的逆时针方向的反作用力。结果,锁定活塞51与接合凹部521的接合能够有效地将第一轮叶41压到第一柱脚11上,由此确保轮叶转子4保持在由第一止动机构限定的范围处(即,作为初始位置的最大延迟位置)。从而,上述接合部分511和接合凹部521的倾斜表面之间的接触是通过在接合部分511和接合凹部521的中心轴线之间提供偏移而获得的,但是也可以通过适当地改变接合部分511和接合凹部521的形状来获得。然后,在接合部分511和接合凹部521的中心轴线之间提供偏移在简化结构方面是有利的。尽管在本实施例中接合部分511和接合凹部521两者都形成有倾斜表面,但是这种构造可以改变,使得接合部分511和接合凹部521中的仅仅一个形成有倾斜表面。这种替代构造可以和本实施例中一样产生楔入效应。然而,根据本实施例的构造能够有效地减小接合部分511和接合凹部521之间的摩擦,同时有效地产生楔入效应。
<通过定位构件而变平滑的锁定操作>通过包括定位销905等的定位构件来精确地实施锁定活塞51与接合凹部521之间的定位,以便获得锁定活塞51的平滑接合操作。以下说明包括定位销905等的定位构件的操作。首先,以下简要地说明组装进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的过程。首先,后板9插入和安装在壳体10的配合凹部101中。这是通过以下步骤实施的:将套筒52安装在后板9的凹部900中;将后板9设定为使得后板9的X轴线正侧表面沿着竖直方向向上指向;将密封环S1安装并且保持在密封环槽906中,将密封环S2安装并且保持在后板9的环形密封环槽907、908和909中;以及将壳体10从X轴线正侧(沿竖直方向从上方)组装到后板9上,使得后板9配合在配合凹部101中。在将壳体10组装到后板9上时,壳体10相对于后板9的旋转位置被调节为使得壳体10的定位凹部114面对或符合后板9的定位销905。然后,定位销905固定地配合在定位凹部114中。这样,合适地设定壳体10相对于后板9沿圆周方向的位置。在这种情况下,当沿着X轴线方向看时,后板9的阴螺纹部分901、902和903的螺栓孔分别面对或符合壳体10的螺栓孔110、120和130。接下来,将轮叶转子4插入和安装在壳体10中。同时,还安装用于在工作流体室A1、A2、A3、R1、R2和R3之间进行密封的密封部件118、128和138以及密封部件413、423和433。对于排气门正时控制装置1b,还安装偏压部件6。此外,通过以下步骤安装锁定机构:将锁定活塞51插入密封部件502,该密封部件502压配合在轮叶转子4的滑动孔501中;将盘簧53插入到锁定活塞51的内侧;以及将弹簧保持器54插入到滑动孔501中。根据定位销905的定位,在轮叶转子4的第一轮叶41与壳体10的第一柱脚11接触的情况下,在后板9中固定在接合凹部521中的套筒52以微小的偏移面对和符合滑动孔501中的锁定活塞51。然后,前板8从X轴向正侧(沿着竖直方向从上方)带过来,并且附接到壳体10上,螺栓b1、b2和b3用来将前板8、壳体10和后板9固定在一起。在密封环S3安装在前板8的环形密封环槽89中的情况下,前板8安装到壳体10上。设置密封环槽906、907、908、909和89能够有效地易于保持密封环S1、S2和S3,由此易于组装进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b。如上所述,定位凹部114以及销孔904中的定位销905用作定位构件,该定位构件用于在进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b组装操作期间通过调节锁定活塞51与接合凹部521之间的相对圆周位置来调节和限定后板9相对于壳体10的旋转位置。当后板9配合在壳体10的配合凹部101中时,锁定活塞51与接合凹部521的径向位置设定为基本上相同。这样,锁定活塞51和套筒52正确地定位,使得锁定活塞51能够与套筒52平滑地接合。定位销905与凹部900(接合凹部521)相邻的构造能够有效地正确定位锁定活塞51和接合凹部521。销孔904位于密封环槽906和907的第一延迟室R1所在侧面上的构造能够有效地防止密封环S1和S2的密封性能受到不利的影响。轮叶转子4支撑在贯通孔92中,贯通孔92形成在后板9的中心中,进气凸轮轴3a穿过该贯通孔92,并且轮叶转子4固定到进气凸轮轴3a的轴向端部30上。因此,在从缠绕壳HSG的带轮100的正时带1010施加的力的影响下,壳HSG可能相对于轮叶转子4的旋转轴线(即X轴线)在微小的角度范围内倾斜,并且绕后板9的形成贯通孔92的圆筒形部分91摆动。结果,设置在壳HSG中的接合凹部521可以相对于设置在轮叶转子4中的锁定活塞51偏移。然而,根据后板9形成有接合凹部521的本实施例,接合凹部521与作为支点的圆筒形部分91之间的距离(惯性臂)比接合凹部可替代地形成在前板8中的情况短。因此,由于壳HSG沿与X轴线垂直的方向的摆动而导致的接合凹部521的位移较小,使得锁定活塞51相对接合凹部521的偏移较小或被抑制。此外,轮叶转子4的凸台部分401插入在贯通孔92中的构造能够有效地抑制轮叶转子4相对于壳HSG在预定范围内的倾斜和位移。
<正时带和带轮所产生的效果>在本实施例中,来自曲轴的转矩通过正时带1010以及由正时带1010驱动的带轮100的组合而传递至进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b。与正时链以及由正时链驱动的链轮的可替代组合相比,根据本实施例的构造在进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b的静音、制造成本以及轻量化方面是有利的。
<减重所产生的效果>壳HSG和轮叶转子4可以由不同于铝基金属材料的材料形成,例如,铁基金属材料。然而,在使用正时带和带轮的典型气门正时控制装置中,正时带的宽度需要足够宽,以便传递足够的转矩。因此,带轮的宽度需要足够宽,以便与正时带接合。这导致了气门正时控制装置沿轴向方向(带轮的宽度方向)的尺寸增大,由此导致气门正时控制装置的重量增大。相反,根据本实施例的进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b形成的重量轻,这是因为壳体10和轮叶转子4都由轻金属材料,具体是铝基金属材料形成。相反,正时带和带轮的组合可以适合于进气门正时控制装置1a或排气门正时控制装置1b,这是因为壳体10和轮叶转子4的惯性矩小,使得施加给转矩传递段的载荷小。
<固定轮叶转子的形式的特征所增强的装置耐久性>所谓轮叶型的典型气门正时控制装置可能存在的问题是,当安装在壳中的轮叶转子通过单个固定部分固定到凸轮轴上时,轮叶转子与凸轮轴之间的固定强度不足。例如,在轮叶转子通过设置在旋转轴线处的单个凸轮轴螺栓固定到凸轮轴上的情况下,交替转矩从气门弹簧传递并且绕着凸轮轴(或凸轮轴螺栓)的中心轴线施加给凸轮轴,使得凸轮轴螺栓易于松动。另一方面,如果凸轮轴通过紧固地拧紧单个凸轮轴螺栓而固定到轮叶转子上以防止松动,那么凸轮轴螺栓的轴向力可能引起作用在轮叶转子上的大的接触压力。当轮叶转子由诸如铝材料的软材料制成时,这可能导致轮叶转子的变形。相反,根据本实施例,通过使轮叶转子4的转子40形成有多个固定部分(螺栓孔403、404和405)以将轮叶转子4固定到凸轮轴3a或3b上来实施固定。在这种构造中,绕凸轮轴3a或3b的中心轴线施加的转矩分配至绕着凸轮轴3a或3b的中心轴线沿圆周方向布置的固定部分(螺栓孔403、404和405),使得与通过单个固定部分实施轮叶转子4与凸轮轴3a或3b之间的固定的情况相比,减小了对各个固定部分载荷,并且改变了施加给各个固定部分的力的方向。因此,在本实施例中可以增强轮叶转子4与凸轮轴3a或3b之间的固定强度。在本实施例中固定部分的数量是三个,但是可以变为大于或等于两个的其它数量。然而,基于三个固定部分的固定在增强固定强度同时减小零件数量且增强处理和组装容易程度方面是有利的。各个固定部分并不限于螺栓孔403、404和405的形式,而是还可以实施为锻压、焊接等。然而,根据本实施例的构造在简化气门正时控制装置附接至凸轮轴以及简化固定力的操纵方面是有利的。具体地,通过三个凸轮轴螺栓33、34和35固定轮叶转子4的构造能够有效地防止绕旋转轴线O的交替转矩向各个凸轮轴螺栓33、34或35施加绕凸轮轴螺栓33、34或35的中心轴线施加的转矩。这防止了凸轮轴螺栓33、34或35松动。这还用来整体上提供固定力,同时减小各个凸轮轴螺栓33、34或35的轴向力。这导致减小了施加给轮叶转子4的接触压力,由此减小了轮叶转子4的变形。这些有利的效果可以通过与本实施例不同的可替代的构造产生,该可替代的构造为固定部分彼此分隔开,但是沿着径向方向布置。然而,根据本实施例的固定部分沿圆周方向布置的构造与该可替代构造相比,在沿着圆周方向绕旋转轴线O将载荷可靠地和均匀地分配给多个固定部分方面是有利的。这样,根据本实施例的构造能够有效地增强固定的整体强度,同时减小对各个固定部分的载荷。与本实施例不同的是,多个固定部分可以彼此非均匀地分隔开。然而,根据本实施例的固定部分(螺栓孔403、404和405)基本上彼此均匀分隔开的构造在容易地保持轮叶转子4绕其旋转轴线平衡的方面是有利的。这还在容易地保持凸轮轴3a或3b绕其旋转轴线平衡的方面是有利的,因为凸轮轴3a或3b的固定部分(螺栓孔32)还与螺栓孔403、404和405的位置基本上一致地均匀分隔开。此外,根据本实施例,相邻的两个固定部分之间的各个部分可以形成为具有均匀和较大的厚度。即使是当通过从转子40的基础产品中移除如本实施例中的螺栓孔403、404或405的零件来形成固定部分的时候,这也用来确保转子40的强度,其中该螺栓孔可不利地影响转子40的强度。在有效地防止插入螺栓孔403、404和405中的凸轮轴螺栓33、34和35的头部331、341和351之间的干涉方面,均匀的间隔也是有利的。
<阳极氧化涂覆膜特征所增强的装置耐久性>壳体10和轮叶转子4中每个都是由铝基金属材料形成,从而是较软的。因此,壳体10和轮叶转子4中每个都进行表面处理,以便增强耐磨性和耐久性。通过阳极氧化处理来实施该表面处理,阳极氧化处理在耐腐蚀性、耐磨性、涂层厚度均匀性、操作便利性等方面是有利的。各铝基金属材料可以从在增强氧化涂覆膜的耐磨性方面有利的材料中选择。阳极氧化涂覆膜是一种氧化涂覆膜,具有较高的表面粗糙度并且形成有许多细孔(或突起和凹部)。细孔可以在阳极氧化处理之后通过细孔密封处理来密封或填充,使得阳极氧化涂覆膜失去吸附活性。在这种情况下,半细孔密封处理比全细孔密封处理更加理想,以便避免复杂的操纵,并且避免出现破裂。在半细孔密封处理的情况下,各个细孔仍然具有开口,并且能够将油保持在其中,从而维持润滑状态,和没有进行细孔密封处理的情况一样。为了进一步增强耐磨性,可以通过硬质氧化铝处理来实施表面处理。在这种情况下,期望不执行细孔密封处理,因为细孔密封处理可能对增强的耐磨性产生不利的影响。可以通过除了阳极氧化处理之外的表面处理来实施耐磨性的增强,例如硬镀铬层或镍电镀层。关于壳体10,带轮100由铝基金属材料形成,作为壳体10的一部分。非常期望的是增强带轮100的耐磨性,因为带轮100承受通过正时带1010传递的驱动转矩。另一方面,壳体10的铝基金属材料实施为较软的材料,使其变得易于精确地形成带轮100的齿。在本实施例中,壳体10的外侧周边,即带轮100的表面,被阳极氧化处理,使得在壳体10的外侧周边处具有阳极氧化涂覆膜层。这个特征能够有效地增强与正时带1010啮合接触的带轮100的表面的硬度和耐磨性。另一方面,壳体10的内侧周边形成有阳极氧化涂覆膜层。这个特征用来与第一、第二和第三轮叶41、42和43以及转子40滑动接触并且与偏压部件6接触的增强壳体10的内侧周边的硬度和耐磨性。此外,壳体10的轴向两端、所有的纵向端部表面105、底部表面102、内侧周边表面103以及纵向端部表面104都不进行阳极氧化处理。而这是没有问题的,因为纵向端部表面105、底部表面102和内侧周边表面103与密封板(前板8和后板9)固定接触,并且纵向端部表面104不与其它部件接触,使得所有的纵向端部表面105、底部表面102、内侧周边表面103以及纵向端部表面104都不处于滑动接触。关于轮叶转子4,第一、第二和第三轮叶41、42和43以及转子40的外侧周边表面(外侧周边表面411等)进行阳极氧化处理。这能够有效地增强轮叶转子4的与壳体10的内侧周边滑动接触的表面的耐磨性。轮叶转子4的轴向端部表面也进行阳极氧化处理。这增强了轮叶转子4的在壳体10的轴向端部处与密封板(前板8和后板9)滑动接触的表面的耐磨性。轮叶转子4可以由比壳体10稍硬的材料形成,因为轮叶转子4的硬度要求比壳体10低,由此期望使用软的材料来精确地形成带轮100的齿。更具体地,由课题10的平坦部分111和轮叶转子4的平坦部分415构成的第一止动机构以及由壳体10的末梢126和轮叶转子4的径向突起419构成的第二止动机构进行阳极氧化处理。这个特征能够有效地确保各个止动机构的接触表面的硬度,由此防止其变形,增强耐磨性,并且增强止动机构的操作,如下文中详细所述。此外,在气门正时控制装置1中,因为凸台部分401枢转地支撑壳HSG,所以当壳HSG在转矩通过正时带1010传递而使得正时带1010的张力施加给带轮100的情况下旋转时,轮叶转子4的凸台部分401沿径向方向承受较高的载荷。如果包括凸台部分401的轮叶转子4由诸如铝基金属材料的较软材料形成,那么这可能引起凸台部分401的磨损。具体地,其易于引起彼此处于滑动接触的壳HSG的贯通孔92的内侧周边与凸台部分401的外侧周边之间的附着,由此引起凸台部分401中的附着磨损。相反,在本实施例中,轮叶转子4由铝基材料形成,并且凸台部分401的外侧周边形成有阳极氧化涂覆膜。这用来抑制在凸台部分401的与壳HSG滑动接触的表面处的这种附着,由此抑制凸台部分401的磨损。阳极氧化涂覆膜的细孔可以长时间容纳润滑油。例如,即使在内燃机从几天到几个月的时间段内处于静止而使得气门正时控制装置1也处于静止的状况下,润滑油也能保持在凸台部分401的滑动接触表面处,并且保持的润滑油在内燃机重新起动时运转良好,用来抑制凸台部分401的磨损。也就是,通过阳极氧化涂覆膜的特征形状来进一步增强减小凸台部分401磨损的效果。这样,气门正时控制装置1维持在优选的情形下,其中通过减小附着的效果和保持润滑油的效果的结合来抑制磨损。
<通过材料特征所增强的装置耐久性>各个密封板(前板8和后板9)由比壳体10(铝基金属材料)硬的材料(铁基金属材料)形成。这个特征用来增强前板8的强度,并且增强后板9的各个阴螺纹部分901、902或903的强度,从而增强气门正时控制装置1的耐久性,其中前板8用作接收螺栓b1、b2和b3的座,螺栓b1、b2和b3拧入后板9中。这个特征还用来抑制可能由锁定机构5的盘簧53与前板8的X轴线负侧表面之间的滑动接触所引起的磨损。此外,各个密封板8、9由耐磨性比轮叶转子4(铝基金属材料)高的材料(铁基金属材料)形成。这个特征用来增强密封板的与轮叶转子4(轴向端部表面和凸台部分401)滑动接触的部分的耐久性。换言之,因为轮叶转子4(轴向端部表面和凸台部分401)滑动表面通过阳极氧化处理而硬化并且壳HSG的对应滑动表面也被硬化,所以增强了气门正时控制装置1的耐久性。具体地,各个密封板8、9由诸如不锈钢的铁基金属材料形成,由此具有高硬度、高耐磨性和高耐久性。这个特征在加工便利性、制造成本等方面也是有利的。更具体地,各个密封板8、9通过锻造形成,这在强化方面是有利的。然而,各个密封板8、9可以通过其它的加工方法形成,例如冲压、铸造等。各个密封板8、9可以由硬度或耐磨性比铝基金属材料高的材料形成,例如诸如镁的金属材料或诸如陶瓷的非金属材料。密封板8、9可以由铝基金属材料形成,并且在接触轴向端部表面处和贯通孔92的内侧周边处进行阳极氧化处理,以便增强与轮叶转子4(轴向端部表面和凸台部分401)滑动接触的部分的耐磨性。
<通过锁定机构特征所增强的装置耐久性>轮叶转子4由铝基金属材料形成的构造可能涉及在轮叶转子4中形成的并且容纳锁定活塞51的气缸(滑动孔501)的磨损。这是因为锁定活塞51在锁定机构5操作期间在气缸内向前和向后运动,并且因为第一、第二和第三轮叶41、42和43可能由于来自凸轮轴3a或3b的交替转矩而振动,从而即使在锁定机构5不运转时,也引起工作流体室A1、R1中液压压力的波动,由此引起第一压力接收室55和第二压力接收室59中液压压力的波动。为了解决这个问题,在本实施例中,密封部件502固定在滑动孔501中,并且锁定活塞51可滑动地安装在密封部件502中。密封部件502由耐磨性比铝基金属材料高的材料形成,具体地,由铁基金属材料形成。也就是,耐磨性比滑动孔501高的密封部件502与锁定活塞51滑动接触。这个特征用来抑制由于锁定活塞51在没有密封部件502的情况下向前和向后运动所可能引起的气缸(滑动孔501)的磨损。密封部件502独立于轮叶转子4设置。因为能够选择密封部件502构成滑动表面所非常期望的材料,所以这个特征在增强气缸的滑动表面的形成精确度方面是有利的。如果密封部件502保持与锁定活塞51接触,那么密封部件502可以形成得较小。如果锁定活塞51在滑动孔501的整个范围内运动,那么密封部件502沿纵向方向的尺寸可以设定为等于滑动孔501沿纵向方向的尺寸。密封部件502的横截面形状(内侧周边,外侧周边)可以不是圆环形,例如可以是椭圆形或矩形。在这种情况下,滑动孔501的横截面形状与密封部件502的横截面形状一致。
另一方面,密封部件502由耐磨性和硬度比轮叶转子4(滑动孔501)高的材料形成的特征可能涉及在组装操作期间密封部件502在密封部件502相对于滑动孔501的纵向轴线倾斜的情况下固定在滑动孔501中(这称为卡滞)。在这种情况下,可滑动地安装在密封部件502中的锁定活塞51也相对于滑动孔501的纵向轴线倾斜,使得锁定活塞51可能与壳HSG(接合凹部521)不平衡地接触。该不平衡的接触可能引起摩擦,或者引起锁定活塞51易于不期望地移出接合凹部521的麻烦,从而不利地影响锁定机构5的操作。这在本实施例中将更明显,其中接合部分511和接合凹部521中每个都形成有产生楔入效应的倾斜表面。这可能引起锁定活塞51更易于不期望地移出接合凹部521的麻烦。为了解决这个问题,在本实施例中,滑动孔501的表面进行阳极氧化处理,以便增强硬度。这个特征用来防止当密封部件502固定在滑动孔501中时密封部件502倾斜,由此抑制不平衡接触的出现,保持锁定机构5操作正常,并且保持气门正时控制装置1的可控制性正常。该有利效果还是显著的,因为接合部分511和接合凹部521中每个都形成有产生楔入效应的倾斜表面。此外,可以仅仅对滑动孔501的表面上与密封部件502固定接触的部分进行阳极氧化处理。密封部件502固定到滑动孔501上的形式可以容易地实施为压配合。然而,基于压配合的固定可能导致密封部件502设为倾斜的非常高的可能性(引起密封部件502对轮叶转子4的卡滞)。相反,在本实施例中,密封部件502压配合在被阳极氧化处理的滑动孔501中,也就是,密封部件502压配合在滑动孔501中,滑动孔501的表面通过阳极氧化处理而硬化。这个特征用来抑制密封部件502的倾斜,同时使得能够容易地将密封部件502安装和配合到滑动孔501上。此外,在本实施例中,密封部件502由硬度或耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成,具体地,是由铁基金属材料形成。与阳极氧化的滑动孔501直接与锁定活塞51滑动接触的情况相比,这个特征用来增强抑制气缸(滑动孔501)磨损的效果。当密封部件502压配合在阳极氧化的滑动孔501中时,该特征还用来抑制密封部件502的变形。
此外,通过抑制锁定活塞51的操作频率来进一步增强锁定机构5的耐久性。具体地,锁定机构5构造成使得锁定活塞51响应第一和第二压力接收室55和59中根据内燃机运转状态而供应的液压压力抵抗盘簧53的偏压力进行操作。具体地,第一压力接收室55供应有第一延迟室R1中的液压压力,而第二压力接收室59供应有第一提前室A1中的液压压力。因此,在气门正时控制装置1操作期间,当第一提前室A1和第一延迟室R1的液压压力中的至少一个被供应至锁定机构5时,锁定活塞51恒定地维持其释放状态。这个特征用来消除设置用于取消锁定状态的额外致动器的需要,降低制造成本,并且防止响应于轮叶转子4沿提前方向和延迟方向的运动而频繁地重复锁定操作和释放操作。这用来减小锁定活塞51的操作频率,由此增强气门正时控制装置的耐久性。该构造可以变型为使得第一压力接收室55供应有第一提前室A1中的液压压力,第二压力接收室59供应有来自第一延迟室R1的液压压力。更具体地,滑动孔501和密封部件502构成具有较大直径部分和较小直径部分的阶梯状气缸,其中密封部件502插入和安装在滑动孔501中,并且密封部件502沿X轴线方向的尺寸小于滑动孔501。为了与这种形状一致,锁定活塞51为具有较大直径部分(凸缘513)和较小直径部分(滑动部分512、接合部分511)的阶梯状销。锁定活塞51的较小直径部分(滑动部分512)设置成与密封部件502的内侧周边滑动接触,而锁定活塞51的较大直径部分(凸缘513)设置成与滑动孔501的内侧周边滑动接触。这种构造在密封部件502与锁定活塞51的较大直径部分(凸缘513)之间限定了在滑动孔501中的第一压力接收室55。这样,设置密封部件502使其能够容易地限定彼此不透流体地分隔开的第一压力接收室55和第二压力接收室59,并且向锁定活塞51施加由彼此独立的第一提前室A1和第一延迟室R1所产生的液压力。或者,气缸(滑动孔501)和锁定活塞51的形状以及连通孔56和连通槽57的布置可以变型成按照期望改变第一压力接收室55和第二压力接收室59的形状和位置。例如,密封部件502可以从滑动孔501的任一个纵向端部插入和安装。锁定活塞51的较大直径部分(凸缘513)可以构造成移出轮叶转子4,并且移入接合凹部521,而锁定活塞51的较小直径部分恒定地保持在滑动孔501中。在这种情况下,锁定活塞51的较大直径部分用作锁定活塞51的远端部分,而锁定活塞51的较小直径部分用作锁定活塞51的近端部分。在这种情况下,偏压部件(盘簧53)可以布置成沿着从较小直径部分(近端)到较大直径部分(远端)的方向偏压锁定活塞51。
滑动孔501形成有阳极氧化涂覆膜的特征用来抑制可能由于锁定活塞51的凸缘513的滑动所导致的滑动孔501的磨损。此外,阳极氧化涂覆膜的许多细孔长时间容纳润滑油。即使在内燃机从几天到几个月的时间段内处于静止而使得气门正时控制装置1也处于静止之后内燃机重新起动而使得气门正时控制装置1运转并且锁定活塞51的凸缘513的后端角部在滑动孔501的内侧周边表面上滑动时,保持在滑动孔501处的润滑油也能用来抑制滑动孔501的磨损。也就是,通过基于阳极氧化涂覆膜的特征形状的保持润滑油的功能来进一步增强减小滑动孔501磨损的效果。这样,阳极氧化处理用来抑制密封部件502的倾斜(和锁定活塞51的倾斜),并且增强滑动孔501的与锁定活塞51的凸缘513滑动接触的部分耐磨性和润滑。此外,密封部件502由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成,并且锁定活塞51的较小直径部分(滑动部分512)与密封部件502的内侧周边之间的间隙设定为小于锁定活塞51的较大直径部分(凸缘513)与滑动孔501的内侧周边之间的间隙。也就是,考虑到密封部件502的内侧周边的耐磨性比滑动孔501的内侧周边的耐磨性高,锁定活塞51的较小直径部分(滑动部分512)与密封部件502的内侧周边之间的接触频率或程度相对增大。这个特征能够有效地用来抑制气缸的内侧周边与锁定活塞51滑动接触的部分的磨损。尽管在本实施例中密封部件502设置成与轮叶转子4分隔开,但是密封部件502还可以与轮叶转子4一体形成为阶梯状,并且滑动孔501的整个内侧周边可以进行阳极氧化处理。这种可替代的构造还用来增强耐磨性,同时限定了第一和第二压力接收室55和59。然而,根据本实施例的密封部件502单独地形成并且安装在滑动孔501中的构造在增强气缸对锁定活塞51的滑动的耐磨性以及简单地限定第一和第二压力接收室55和59方面是有利的。
锁定活塞51由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成,具体地,是由铁基金属材料形成。这个特征用来增强锁定活塞51的硬度,并且有效地抑制锁定活塞51的磨损。滑动孔501形成有阳极氧化涂覆膜并且密封部件502由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成的构造还能有效地用于抑制在滑动孔501和密封部件502滑动接触的锁定活塞51的磨损。套筒52由诸如铁基金属材料的高耐磨性材料形成。这个特征能够有效地用来增强接合凹部521的硬度并且抑制接合凹部521的磨损,其中接合凹部521是与接合部分511滑动接触的倾斜表面。尽管套筒52可以与后板9一体地形成,但是根据本实施例的套筒52与后板9分开设置的特征使得能够调节接合凹部521的形状、材料等,以便允许锁定活塞51平滑地接合或脱离接合凹部521,并且用来抑制由于锁定活塞51的接合和脱离而导致的后板9的磨损和变形。也就是,根据本实施例的特征在使得能够使用特别适合于高耐磨性的材料以及增强接合凹部521的倾斜表面的形成精确度方面是有利的。
<通过止动机构的特征所获得的装置耐久性>当轮叶转子4处于初始位置时,第一止动机构的第一止动部分之间的接触是频繁地重复的。此外,因为内燃机停止时液压控制不运转,所以这种接触通常是猛烈的。因此,第一止动机构可能由于第一止动机构中接触的频率和猛烈程度而变形,使得轮叶转子4的旋转限制,即轮叶转子4的初始位置发生改变或偏移。在进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中,第一止动机构的接触面积SS1设定为大于第二止动机构的接触面积SS2(SS1>SS2)。这防止了第一止动机构使限制轮叶转子4旋转的位置发生变形或偏移。第一止动机构由第一轮叶41的圆周地面对的表面构成。因此,第一轮叶41的根部具有较长的圆周长度,因为第一轮叶41具有高的刚性并且具有的强度足以限制和接收轮叶转子4的相对旋转,所以这是有利的。另一方面,第二止动机构的径向突起419形成在第一轮叶41的根部处,沿着径向方向从转子40向外延伸。与第二止动机构由第一轮叶41的末梢构成的情况相比,当第二止动机构用来限制轮叶转子4的旋转时,沿圆周方向绕第一轮叶41根部的弯矩和力矩臂较小,使得第一轮叶41的根部通常不会承受过大的力。这对于增强第一轮叶41的耐久性而言是有利的。这样,根据本实施例的这些特征用来增强第一和第二止动机构的刚度,适当地限制相对旋转,由此增强气门正时控制装置1的耐久性。此外,第二和第三轮叶42和43以及第一、第二和第三柱脚11、12和13的接触部分的一个或多个组合可以变型为形成第一和第二止动机构。在排气门正时控制装置1b中,第二止动机构还用来将偏压部件6(盘簧610、620和630)的位移量(压缩量)限制为预定量。这防止了偏压部件6(盘簧610、620和630)的塑性变形,并且防止了偏压部件6的偏压力以不可逆的方式改变。当制造和组装操作期间发生错误时,或者当第二止动机构的止动部分磨损时,第二轮叶42的径向突起429以及第三柱脚13的末梢用作代替第二止动机构的备用止动机构。这提高了进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的可靠性和精确性。尤其在排气门正时控制装置1b中,这能有效地用于稳固地防止偏压部件6塑性变形。盘簧610和630分别布置在第一和第二轮叶41和42的径向突起419和429的外侧,使得分别构成第二止动机构和备用止动机构的径向突起419和429引导偏压部件6的盘簧610和630。这确保了偏压部件6和排气门正时控制装置1b的正常操作。
<通过形成的特征所增强的密封性能>通常,包括形成有带轮的壳的装置(其中转矩通过正时带传递至带轮,该正时带由橡胶或合成树脂形成并且缠绕在带轮上)所存在的问题在于,正时带可能由于流出壳的工作流体的附着而发生降解。壳必须适当地密封,以便解决该问题。这对气门正时控制装置1而言是正确的。与通过另外的加工方法,例如通过烧结铝基金属材料,形成壳体10的情况相比,根据本实施例的通过挤压铝基金属材料形成壳体10的特征用来防止工作流体通过壳体10的内侧渗漏和泄漏并且防止工作流体到达壳体10的外侧周边(带轮100)。与通过另外的加工方法,例如通过烧结铁基金属材料,形成密封板(盖7、前板8和后板9)的情况相比,通过锻造铁基金属材料形成密封板(盖7、前板8和后板9)的特征用来防止工作流体通过密封板(盖7、前板8和后板9)的内侧渗漏和泄漏。
<通过密封部件的特征所增强的密封性能>密封环S1、S2、S3和S4设置在壳HSG中的特征用来防止工作流体通过间隙泄漏,从而确保壳HSG的流体密封。每个密封环都可以用密封化合物代替。例如,密封环S2可以用也用作密封化合物的粘合剂代替,该粘合剂用来加强各个螺栓b1、b2或b3的固定力。然而,根据本实施例的构造在简单地实现密封功能方面是有利的。在本实施例中,关于壳体10与后板9之间的密封环S1,在密封环S1安装在后板9的密封环槽906中的情况下,壳体10的配合凹部101的内侧周边表面103被压到密封环S1上,使得密封环S1被压缩。这种构造提供密封功能,以便防止工作流体通过后板9与壳体10之间的边界泄漏,从而密封工作流体室。关于密封环S2,在密封环S2安装在围绕阴螺纹部分901、902和903的环形密封环槽907、908和909中的情况下,壳体10(第一、第二和第三柱脚11、12和13)的X轴线负侧端部表面102被压到密封环S2上,使得密封环S2被压缩。这种构造提供密封功能,以便防止工作流体通过后板9与壳体10、阴螺纹部分901、902和903的螺栓孔之间的边界泄漏,从而密封工作流体室。关于壳体10与前板8之间的密封环S3,在密封环S3安装在前板8的环形密封环槽89中的情况下,壳体10的X轴线正侧端部表面105被压到密封环S3上,使得密封环S3被压缩。这种构造提供密封功能,以便防止工作流体通过前板8与壳体10之间的边界泄漏,从而密封工作流体室。因为不需要用于螺栓孔83、84和85的单独的密封部件,所以密封环S3和环形密封环槽89为穿过螺栓孔83、84和85内侧而使得螺栓孔83、84和85与壳HSG内侧液压地分隔开的三叶草形式的特征能够有效地用于减少零件的数量,并且提高组装的便利性。此外,密封环S3可以用多个密封环代替,即密封前板8内侧部分切穿过螺栓孔83、84和85外侧的密封环以及每个都环绕螺栓孔83、84和85以进行密封的密封环。关于密封环S4,在密封环S4安装在前板8的阴螺纹部分82的环形密封环槽821中的情况下,盖7的凸缘72的X轴线负侧端部表面被压到密封环S4上,使得密封环S4被压缩。这种构造提供密封功能,以便防止工作流体通过盖7与前板8之间的边界泄漏,从而密封背压释放段。此外,密封环槽是选择性的,并且密封环可以安装成用于在没有环形密封环槽形成的情况进行密封。壳体10、前板8和后板9利用沿着壳HSG的轴向方向延伸的多个螺栓b1、b2和b3固定在一起。形成有阳螺纹的各个螺栓b1、b2或b3拧入后板9的阴螺纹部分901、902或903的内侧周边中形成阴螺纹中。各个螺栓b1、b2或b3的轴向力将壳体10(第一、第二和第三柱脚11、12和13)的X轴线负侧端部表面(底部表面102)压在围绕阴螺纹部分901、902或903的密封环S2上,由此沿着X轴线方向压缩密封环S2。类似地,各个螺栓b1、b2或b3的轴向力将壳体10(第一、第二和第三柱脚11、12和13)的X轴线正侧端部表面105压在围绕螺栓孔83、84和85的密封环S3上,由此沿着X轴线方向压缩密封环S3。这些特征进一步增强了壳HSG的密封。密封环S2和S3的反作用力用来加强螺栓b1、b2和b3的固定并且防止螺栓b1、b2和b3被释放。各个阴螺纹部分901、902或903可以是凹部的形式。尽管在本实施例中后板9形成有阴螺纹,但是这种构造可以变型为使得各个螺栓b1、b2或b3延伸通过后板9并且从后板9突出,螺栓b1、b2或b3的突出部分与螺母接合。阴螺纹可以形成在前板8上而不是后板9上,其中各个螺栓b1、b2或b3从X轴线负侧插入,以便将前板8、后板9和壳体10固定在一起。各个密封环S1、S2、S3或S4为具有圆环形横截面的O形环的特征,使得易于将各个密封环S1、S2、S3或S4安装在密封环槽906等中。当在两个接触表面之间压缩时,各个密封环S1、S2、S3或S4与接触表面紧密接触,由此增强密封性能。对于密封,彼此面对的壳体10和密封板8或9的表面邻接在密封环上就足够了,选择性的是,壳体10和密封板8或9的表面彼此直接接触,具体地,前板8的X轴线负侧表面(即,密封环槽89的底部)邻接在密封环S3上并且壳体10的X轴线正侧表面105邻接在密封环S3上就足够了,选择性的是,前板8的X轴线负侧表面与壳体10的X轴线正侧表面105彼此邻接。类似地,后板9的X轴线正侧表面(即,各个环形密封环槽907、908或909的底部)邻接在密封环S2上并且壳体10的X轴线负侧表面102邻接在密封环S2上就足够了,选择性的是,后板9的X轴线正侧表面与壳体10的X轴线负侧表面102彼此邻接。此外,密封环槽906的底部邻接在密封环S1上并且壳体10的配合凹部101的内侧周边表面103邻接在密封环S1上就足够了,选择性的是,密封环槽906的底部与壳体10的配合凹部101的内侧周边表面103彼此邻接。
<通过没有涂覆阳极氧化涂层的部分所增强的密封性能>如果壳体10的邻接有密封环S1、S2和S3的表面102、103和105形成有阳极氧化涂覆膜,那么气门正时控制装置1可能存在的问题在于,密封环S1、S2和S3不会与表面102、103和105完全地紧密接触,这不利地影响了壳体10在表面102、103和105处的密封性能。这是因为阳极氧化涂覆膜是具有较高表面粗糙度的氧化涂覆膜。也就是,这是因为阳极氧化涂覆膜是在表面处设置有许多细孔的多孔涂覆膜,除非在阳极氧化处理之后进行完全细孔密封处理。相反,在本实施例中,壳体10的固定有密封板8或9的轴向端部表面,即壳体10的安装有密封环S1、S2和S3的表面102、103和105,没有形成阳极氧化涂覆膜。这用来允许密封环S1、S2和S3与表面102、103和105之间形成没有间隙的紧密接触,由此增强密封环S1、S2和S3的密封性能。壳体10的表面102、103和105被密封板8或9密封,并且不与其它部件滑动接触。因此,不需要增强表面102、103和105的耐磨性。表面102、103或105没有设置阳极氧化涂覆膜并且让铝基金属材料基层暴露的特征能够有效地用来消除进一步处理或加工表面102、103和105的需要,由此减小了制造成本,同时保持了壳体10的密封性能。具体地,壳体10的邻接在密封环S3上的表面是通过切断操作获得的切断表面(X轴线正侧轴向端部表面105),壳体10的邻接在密封环S1和S2上的表面是通过雕刻壳体10的轴向端部表面的雕刻操作获得的表面(配合凹部101在壳体10的X轴线负侧处的底部表面102和内侧周边表面103)。因为是在涂覆操作之后执行切断操作和雕刻操作,所以壳体10的表面102、103和105没有形成阳极氧化涂覆膜,使得基层暴露在表面102、103和105上。从而,壳体10的表面102、103和105适于与密封环S1、S2和S3紧密接触。壳体10的暴露基层的表面102、103和105可以形成有与阳极氧化涂覆膜不同的涂覆膜,该涂覆膜不会不利地影响密封性能,但是这样的构造由于额外的处理而增加了制造成本。即使在壳体10的安装有密封环S1、S2和S3的表面102、103和105形成有阳极氧化涂覆膜的情况下,也可以通过进行细孔密封处理以密封细孔的开口而由此减小表面粗糙度来维持密封。这样的构造的不利之处在于,额外的处理导致制造成本的增加。此外,如果细孔密封处理不期望地应用到其它部分上,那么该其它部分所要求的特征可能受到不利的影响。相反,根据本实施例的壳体10的至少开口轴向端部没有进行细孔密封处理的特征在减小制造成本同时维持密封性能方面是有利的。
壳体10的开口轴向端部邻接在密封环上就足够了,选择性的是,壳体10的开口轴向端部直接邻接在密封板8和9上,如上所述。然而,选择性的特征在以下方面是有利的。壳体10的各个表面102或105没有形成阳极氧化涂覆膜,由此没有硬化,而各个密封板8或9由比壳体10(铝基金属材料)硬的材料(铁基金属材料)形成。当密封板8或9固定到壳体10上时,壳体10与密封板8或9之间接触的紧密性可以通过紧紧地拧入螺栓b1、b2和b3以使得壳体10与密封板8或9彼此直接接触而得到增强。具体地,密封板的轴向端部表面(前板8的X轴线负侧表面和后板9的X轴线正侧表面)可能通过制造过程而形成有微小的粗糙度(具有细小的突起和凹坑),但是处于较硬表面上的突起和凹坑被压到壳体10的较软的表面102或105上,使得较软的表面102或105根据突起和凹部的形状稍稍变形。这增强了壳体10与密封板8或9之间的接触的紧密性,由此进一步增强了密封性能。
<通过在壳的轴颈部分处密封所增强的密封性能>设置在壳HSG的后板9的圆筒形部分91的外侧周边处的油封OS用来密封气缸盖与圆筒形部分91的外侧周边之间的间隙。这用来防止工作流体通过圆筒形部分91的内侧周边与凸轮轴3a或3b的外侧周边之间的如图3所示的间隙CL泄漏到气缸盖侧之外,或者防止内燃机中的工作流体通过圆筒形部分91的外侧周边处的间隙泄漏至于正时带1010或其它设备接触。后板9的圆筒形部分91由铁基金属材料形成并且由此具有较高的耐磨性的特征能够有效地用来抑制圆筒形部分91的外侧周边由于与油封OS滑动接触而导致的磨损,并且由此可靠地密封圆筒形部分91的外侧周边。
<通过背压释放段的布置所增强的密封性能>通常,在壳中的接合部件用来在发动机起动时锁定气门正时的气门正时控制装置中,接合部件可以通过适当地降低接合部件的背压而从接合状态平滑地释放。如果通过直接将背压释放到壳的外侧来降低背压,那么工作流体可能与驱动气门正时控制装置的正时带接触。为了解决这个问题,设置有背压释放段,其将背压室50中的压力释放到内燃机的内部空间中,并且保持背压室50中的压力低下,同时维持壳HSG的密封性能。用于释放背压室50中背压的流体通道与内燃机的内侧连通,但是不具有与壳HSG的外侧直接连通的中间点。背压释放段用来将背压室50中的工作流体排放至内燃机的内部空间,以便防止正时带1010被油降解,由此增强正时带1010的耐久性。
<通过带轮的特征沿径向方向制成紧凑的装置>壳体10的外侧周边一体地形成有带轮100。与带轮和壳体分开设置的情况相比,这个特征使得能够减小气门正时控制装置1的直径。在壳体10的外侧周边的整个轴向长度上形成带轮100的构造使得即使正时带1010的宽度需要超过预定下限,带轮100的齿也具有足够的宽度以与正时带1010接合。也就是,即使当在后板9固定地插入壳体10的配合凹部101中的情况下壳HSG的轴向长度设定为与正时带1010的宽度一样小,也能够使得带轮100的齿具有足够的宽度以与正时带1010接合并且将转矩传递至正时带1010。
<通过壳体中配合凹部的结构沿轴向方向制成紧凑的装置>在气门正时控制装置1中,壳体10的轴向端部分别被前板8和后板9关闭和密封。与前板8和后板9分别简单地固定至壳体10的轴向端部表面104和105的情况相比,后板9固定地插入壳体10的在壳体10一个轴向端部处形成的配合凹部101中的构造使得能够减小气门正时控制装置1的轴向尺寸。后板9的外侧周边沿X轴线方向的整个轴向长度,即板体90沿X轴线方向的整个轴向长度,固定地插入在配合凹部101中的构造还在使气门正时控制装置1的轴向尺寸最小化方面是有利的。后板9形成有沿着X轴线方向延伸的接合凹部521(或用于固定套筒52的凹部900),在该接合凹部521处,接合凹部521与锁定活塞51接合,锁定活塞51安装成沿X轴线方向移入和移出轮叶转子4。因此,后板9的轴向长度设定为大于前板8的轴向长度。如果较厚的后板9简单地固定到壳体10的轴向端部表面上,那么整个气门正时控制装置1的轴向长度较大。根据本实施例,配合凹部101形成在壳体10的一个轴向端部中并且后板9(不是前板8)固定地插入在配合凹部101中的构造使得能够有效地减小气门正时控制装置1的轴向尺寸。这增强了安装有气门正时控制装置1的发动机舱的设计灵活性。前板8、后板9和壳体10通过多个螺栓b1、b2和b3固定在一起。各个螺栓b1、b2和b3的阳螺纹所拧入的阴螺纹需要具有一定的长度。根据本实施例的接合凹部521和阴螺纹孔都形成在后板9中的构造还在使气门正时控制装置1的轴向尺寸最小化方面是有利的。因为前板8不形成有阴螺纹孔等,所以前板8可以形成为比后板9薄。因此,即使当前板8简单地固定到壳体10的轴向端部表面105上时,也几乎不增大气门正时控制装置1的轴向长度。另一方面,阴螺纹孔形成在后板9(因为后板9形成有接合凹部521,所以后板9形成为较厚)中并且较厚的后板9固定地插入在配合凹部101中的构造在使气门正时控制装置1的轴向尺寸最小化方面是有利的。接合凹部521可以形成在前板8中,而不是后板9中。此外,壳体10可以形成有另一个配合凹部,前板8固定地插入在该另一个配合凹部中。然而,在本实施例中,前板8简单地固定到壳体10的轴向侧表面105上,以便使锁定活塞51沿着轴向方向具有要求的运动范围,或者使轮叶转子4的滑动孔501沿X轴向方向具有要求的长度。
<通过密封结构的特征沿径向方向制成紧凑的装置>在壳体10的轴向端部表面与后板9之间的边界被密封,即配合凹部101的底部表面102与后板9的X轴线负侧表面之间的边界被密封的情况下,通常难以提供用于密封部件的空间。具体地,如图6C所示,除了第一、第二和第三柱脚11、12和13形成的位置之外,配合凹部101的底部表面102的径向长度(R-Ri)较短,以便形成安装有密封部件的密封槽。因此,当轴向端部表面彼此接触的边界(配合凹部101的底部表面102)设置有安装密封部件或形成密封槽的足够的空间时,增大了壳体10沿径向方向的直径。另一方面,配合凹部101沿X轴线方向的长度和后板9沿X轴线方向的长度较大,使得可以安装密封部件或者可以形成密封槽。因此,可以通过在配合凹部101的内侧周边与后板9的外侧周边之间提供密封部件来解决上述问题。然而,壳体10的径向长度(Ro-R)小,以便在壳体10的内侧周边表面(配合凹部101的内侧周边表面103)中形成密封槽。因此,如果密封槽形成在壳体10的内侧周边表面(配合凹部101的内侧周边表面103)中,那么壳体10的径向尺寸必须增大,从而增大径向长度(Ro-R)。为了解决这个问题,后板9的外侧周边形成有密封环槽906,密封环S1安装到该密封环槽906上,以便密封配合凹部101与后板9之间的边界。这种密封结构使得能够减小径向长度(Ro-R),即壳体10的径向厚度,由此使得气门正时控制装置1的径向尺寸的增大最小化,同时通过提供配合凹部101使气门正时控制装置1的轴向尺寸最小化。另一方面,第一、第二和第三柱脚11、12和13的X轴线负侧表面具有围绕螺栓孔110、120和130安装密封部件的足够的空间。因此,后板9形成有围绕阴螺纹部分901、902和903的环形密封环槽907、908和909,其中环形密封环槽907、908和909面对螺栓孔110、120和130,并且密封环S2安装在环形密封环槽907、908和909中。作为一种选择,可以通过阴螺纹部分901、902和903的螺栓孔形成有底部而不会穿过后板9的构造来防止工作流体通过阴螺纹部分901、902和903的螺栓孔泄漏。然而,在这种情况下,因为阴螺纹部分901、902和903的长度增大以维持用于螺栓b1、b2和b3的阴螺纹的轴向长度,所以设置有底部可能导致后板9的轴向长度增大。相反,根据本实施例,阴螺纹部分901、902和903的螺栓孔形成为延伸通过后板9而没有底部的构造能够有效地减小后板9的轴向长度。此外,因为凹部900沿X轴线方向的长度仅仅需要允许锁定活塞51的接合,并且销孔904沿X轴线方向的长度仅仅需要允许定位销905的固定,所以后板9的凹部900和销孔904具有底部的构造使得后板9的轴向长度不增大。这个特征能够有效地用来在没有用于凹部900和销孔904的密封的情况下防止工作流体从壳HSG泄漏至外侧。另一方面,因为壳体10的X轴线正侧表面没有形成配合凹部,所以前板8和壳体10之间的边界包括径向尺寸足以能够安装密封部件的空间。具体地,如图6A所示,壳体10的径向长度Ro-Ri大到足以安装密封部件或形成密封槽。因此,密封环S3布置在壳体10的接触轴向端部表面与前板8之间,即壳体10的X轴线负侧表面105与前板8的X轴线正侧表面之间。为了安装密封环S3,前板8形成有环形密封环槽89。该密封槽可以形成在壳体10中,而不是在前板8中。然而,壳体10具有用于容纳相位改变机构的内侧空间,由此仅仅在轴向端部处具有可以形成有密封槽的小空间(面积或厚度),而不会不利地影响壳体10的强度。另一方面,密封板8或9没有这样的要求,使其易于形成具有密封槽的密封板8或9。根据本实施例的环形密封环槽907、908、909和89形成在密封板8和9中的特征用来减小气门正时控制装置1的制造成本。如果密封板8和9通过铸造一体地形成有密封槽,那么进一步降低了制作成本。
<通过背压释放段制成紧凑的装置>背压室50形成在轮叶转子4的滑动孔501的X轴线正侧,其中锁定活塞51的末梢(或者接合部分511)布置成沿着X轴线负方向从轮叶转子4运动和突出。另一方面,内燃机位于轮叶转子4和后板9的X轴线负侧上。因此,为了释放背压室50的内部压力(油或空气)同时确保壳HSG的密封性能,背压释放段需要包括在壳HSG中从X轴线正侧轴向端部到X轴线负侧轴向端部穿过轮叶转子4的流体通道(背压孔407)。在气门正时控制装置1中,固定部分(螺栓孔403、404和405)形成在转子40中并且沿圆周方向彼此间隔地布置,固定部分用来将轮叶转子4固定到凸轮轴3a或3b上。因此,背压释放段的流体通道(背压孔407)需要布置成不与固定部分(螺栓孔403、404和405)发生干涉。此外,分别插入在螺栓孔403、404和405中的凸轮轴螺栓33、34和35具有位于轮叶转子4的X轴线正侧表面处的头部331、341和351(包括垫圈332、342和352)。因此,在流体通道(背压孔407)形成为在轮叶转子4的X轴线正侧表面处具有开口的情况下,背压释放段的流体通道需要布置成不与头部331、341和351发生干涉。为了满足这些要求,可以想到的是,背压孔407位于围绕固定部分的环形外侧空间中(即,在比各个螺栓孔403、404或405的内侧周边的最远点更远离旋转轴线O的空间中,或者在当沿着X轴线方向看时容纳和界定螺栓孔403、404和405的圆环形外侧的空间中),具体地,在围绕凸轮轴螺栓33、34和35的头部331、341和351的环形外侧空间中(即,在界定头部331、341和351的圆环形外侧的空间中)。这种构造可导致转子40的径向尺寸的增大。相反,在本实施例中,背压孔407径向地位于旋转轴线O的内侧或者比固定部分(螺栓孔403、404和405)更靠近旋转轴线O,或者位于界定螺栓孔403、404和405的圆环形内侧的空间中,具体地是位于转子40的旋转轴线处(旋转轴线O处)。具体地,在本实施例中,因为固定部分实施为螺栓孔403、404和405,凸轮轴螺栓33、34和35具有头部331、341和351,并且背压孔407在转子40的X轴线正侧处具有开口,所以背压孔407需要该定位成不与头部331、341和351发生干涉。因为在转子40的外侧空间处不需要用于背压孔407的空间,所以根据本实施例的构造能够使得气门正时控制装置1紧凑。换言之,与在旋转轴线处形成单个螺栓孔的情况相反,根据本实施例的多个螺栓孔403、404和405形成为用于插入凸轮轴螺栓33、34和35的构造使得转子40和凸轮轴3a或3b在被螺栓孔403、404和405围绕的内侧空间(包括旋转轴线O)处具有用于背压孔407的空间。在本实施例中,尽管背压孔407形成在转子40中以沿着X轴线方向延伸通过转子40,并且沿着X轴线方向面对凸轮轴3a或3b的第一背压通道31,但是这种构造可以变型为使得背压孔407相对于X轴线倾斜,并且背压孔407在转子40的X轴线负侧处的开口沿着X轴线方向面对凸轮轴3a或3b的第一背压通道31。尽管在本实施例中使背压室50与背压孔407彼此连通的第二背压通道由径向槽58和圆环形凹部406构成,但是这种构造可以变型为使得第二背压通道由在轮叶转子4中倾斜地延伸的孔构成。在该变型中,背压孔407可以构造成在转子40的X轴线正侧处没有面对圆环形凹部406的开口。根据本实施例的构造可以变型为使得背压孔407的X轴线负侧开口远离第一背压通道31,并且转子40的X轴线负侧端部表面和凸轮轴3a或3b的X轴线正侧端部表面之一形成有诸如用于使背压孔407的X轴线负侧开口与第一背压通道31彼此连通的槽或凹部的部分。这种变型使得能够与第一背压通道31的位置无关地定位背压孔407,由此增强了设计灵活性。根据本实施例的背压孔407形成为沿X轴线方向延伸的构造是有利的,因为其不需要错综复杂地形成构成背压孔407的倾斜孔。背压孔407的X轴线负侧开口面对第一背压通道31的构造在方便形成和制造成本方面是有利的,因为其不需要形成将背压孔407与第一背压通道31彼此连接的槽或凹部。然而,背压孔407的X轴线负侧开口面对第一背压通道31的构造要求背压孔407必须考虑与除了第一背压通道31之外的形成在凸轮轴3a或3b中的流体通道的位置关系进行定位。也就是,当沿X轴线方向看时,要求形成在凸轮轴3a或3b中以沿着X轴线方向延伸的第一背压通道31不与第一流体通道202和212以及第二流体通道201、203、211和213重叠(见图3)。因此,还需要沿着X轴线方向面对第一背压通道31的背压孔407的X轴线负侧开口定位成满足相同的要求。例如,如果背压孔407的X轴线负侧开口位于被螺栓孔403、404和405围绕的内侧空间中的结构实施为背压孔407的X轴线负侧开口位于螺栓孔404和405之间或者位于螺栓孔405和403之间的构造,那么面对背压孔407的X轴线负侧开口的第一背压通道31能够在凸轮轴3a或3b中与第一流体通道202和212以及第二流体通道201、203、211和213干涉。在这点上,背压孔407位于螺栓孔403和404之间,而第一流体通道202和212以及第二流体通道201、203、211和213不位于螺栓孔403和404之间的构造是有利的。在本实施例中,第一流体通道202和212在所有在凸轮轴3a或3b中形成的流体通道中最靠近旋转轴线O,其中第一流体通道202和212的中心轴线以及螺栓孔403、404和405的中心轴线布置成基本上位于中心在旋转轴线O处的同一个圆环形上。因此,背压孔407位于上述圆环形内侧的空间中并且排除第一流体通道202和212以及螺栓孔403、404和405的空间的构造使得能够避免背压孔407与凸轮轴3a或3b的流体通道之间的干涉。具体地,如果背压孔407的X轴线负侧开口径向地位于旋转轴线O的内侧或者比第一流体通道202和212更靠近旋转轴线O,或者沿X轴线方向看位于容纳和界定第一流体通道202和212的绕旋转轴线的圆环形内侧的空间中,那么不需要调节凸轮轴3a或3b的流体通道202等的布置,其中通过多个固定部分确保固定强度,同时抑制转子40的径向尺寸的扩大。换言之,如本实施例中,在三个或更多个固定部分(螺栓孔)沿圆周方向彼此间隔地布置而使得在固定部分之间限定三个或更多个中间空间的情况下,形成在凸轮轴3a或3b中的一对提前侧和延迟侧流体通道位于该中间空间的两个中,使得保留一个没有形成流体通道的中间空间。保留的中间空间能够用来提供背压孔407(和第一背压通道31)。例如,背压孔407(和第一背压通道31)可以沿圆周方向位于螺栓孔403和404之间,这在减小背压孔407与背压室50之间的距离方面是有利的。例如,可以省略圆环形凹部406,其中径向槽58沿着径向方向向内延伸并且与背压孔407和背压室50都连接。更具体地,在本实施例中,背压孔407位于转子40的旋转轴线处。这个特征用来增强转子40绕旋转轴线O的平衡。因为背压孔407与转子40的外侧周边之间的距离沿着转子40的外侧周边是恒定的,所以这个特征还使得能够确保转子40的径向厚度,由此增强形成有螺栓孔403、404和405的转子40的强度。该特征还使得能够容易地沿着圆周方向绕旋转轴线间隔均匀地布置螺栓孔403、404和405,由此进一步增强转子40绕旋转轴线的平衡。
有利的是,背压孔407的直径设定为尽可能的小,因为背压孔407的小直径使得能够增强背压孔407的设计灵活性,并且使得转子40紧凑。然而,如果背压孔407在转子40中沿X轴线方向的尺寸大,那么形成的便利性下降,这是因为通常难以形成窄而长的孔。在本实施例中,转子40形成有具有底部的凸轮轴插入孔402和圆环形凹部406,其中背压孔407延伸通过转子40,并且在圆环形凹部406和凸轮轴插入孔402中每个的底部处具有开口。也就是,通过凸轮轴插入孔402的深度和圆环形凹部406的深度来减小背压孔407沿X轴线方向的长度,这使得易于形成具有背压孔407的转子40。这样,根据本实施例的构造在增强形成背压孔407的便利性方面是有利的,并且通过形成具有较小直径(小于凸轮轴3a或3b的第一背压通道31的直径)的背压孔407而使得转子40紧凑。
与背压通道单独地设置并且布置在凸轮轴3a或3b外侧(例如,在外侧周边处)的情况相比,与内燃机的油润滑空间连通的第一背压通道31形成在凸轮轴3a或3b中的特征能够使得气门正时控制装置1紧凑。这个特征用来消除增大气门正时控制装置1的与内燃机连接的部分的直径(即,设置有油封OS的圆筒形部分91的直径,其中该油封OS设置在圆筒形部分91与气缸盖之间)的需要。此外,能够避免第一背压通道31与槽204或214之间的干涉。具体地,第一背压通道31形成在凸轮轴3a或3b的旋转轴线(旋转轴线O)处,以便面对背压孔407的X轴线负侧开口。这个特征用来维持凸轮轴3a或3b绕旋转轴线的平衡,并且使得能够容易地连接第一背压通道31和在凸轮轴3a或3b中形成的用于润滑的流体通道,因为这些流体通道在许多情况下位于旋转轴线O处。此外,根据本实施例的第一背压通道31的位置在凸轮轴3a或3b的强度方面是有利的,并且使得即使第一背压通道31的长度较大也能够容易地形成第一背压通道31。这个特征增强了凸轮轴3a或3b中的第一流体通道202等的设计灵活性。也就是,因为在凸轮轴3a或3b中的第一背压通道31周围保留有许多均匀的空间,所以第一流体通道202等可以位于保留空间的任意空间中。此外,与有紧凑型需求的转子40相反,凸轮轴3a或3b没有这些需求,使得第一背压通道31的直径可以大于背压孔407的直径,其有利之处在于第一背压通道31可以比背压孔407更加容易地形成。
关于背压释放段,在轮叶转子40中形成第二背压释放通道,使得气门正时控制装置1可以变得紧凑。具体地,构成第二背压释放通道的圆环形凹部406和径向槽58形成在轮叶转子4的X轴线正侧轴向端部表面处。另一方面,前板8没有形成构成第二背压释放通道的槽或凹部。因此,可以减小气门正时控制装置1的轴向尺寸,这是因为其不需要增大壳HSG的厚度以形成这样的凹部或槽。另一方面,通过形成第二背压释放通道不改变轮叶41、42和43沿X轴线方向的尺寸。这用来维持轮叶转子4对工作流体的压力接收面积,由此维持轮叶转子4的操作能力。除了背压孔407之外,圆环形凹部406形成有螺栓孔403、404和405。换言之,圆环形凹部406用来提供容纳头部331、341和351的空间,并且构成背压释放段。头部331、341和351容纳在圆环形凹部406中的构造是有利的,这是因为头部331、341和351不会沿着X轴线正方向从轮叶转子4的轴向端部表面朝向前板8过度地突出。盖7在面对圆环形凹部406的表面处形成有凹部73,其中凹部73容纳从轮叶转子4的轴向端部表面突出的头部331、341和351。也就是,如图3所示,各个头部331、341或351的一部分延伸到凹部73中。这个特征使得能够减小气门正时控制装置1的轴向尺寸。可以通过形成具有多个凹部的转子40来代替圆环形凹部406,其中每个凹部都容纳头部331、341和351中对应的一个。换言之,圆环形凹部406可以变型为非圆环形。然而,因为较大部分被去除以形成圆环形凹部406,所以圆环形凹部406在形成便利性方面和减小轮叶转子4的惯性质量方面是有利的。可以省略圆环形凹部406,其中背压释放段实施为例如径向槽58朝向旋转轴线O延伸并且连接到背压孔407上的构造。
<用于正时带的引导>包括沿轴向方向延伸的突起和凹坑的带轮可能存在的问题在于,正时带将沿着轴向方向相对于带轮运动。在进气门正时控制装置1a中,设置在壳HSG的X轴线正侧处的前板8用作限制正时带1010沿X轴线方向运动的带引导件。具体地,前板8的外侧周边80沿着径向方向相对于带轮100的各个凹坑底部向外突出并且具有位于带轮100的齿根部外侧的外侧边缘的构造用来防止正时带1010沿着X轴线正方向运动,其中正时带1010的运动受到前板8的外侧周边80的阻碍。前板8的外侧周边80的外侧边缘径向地位于置于带轮100上的正时带1010的外侧边缘的外侧,使得前板8更有效地用作限制正时带1010运动或偏移的带引导件。这个特征是选择性的,因为前板8的外侧周边80沿着径向方向相对于带轮100的各个凹坑底部向外突出的构造就足够了。前板8的外侧周边80至少包括沿着径向方向相对于带轮100的凹坑底部向外突出的部分就足够了,其中该部分处于正时带1010与带轮100彼此接触的范围内(在图1的进气门正时控制装置1a中大约90度的角度范围内)。选择性的是,前板8的整个外侧周边80沿着径向方向相对于带轮100的各个凹坑底部向外突出。正时带1010沿X轴线正方向的运动限制还导致限制正时带1010沿X轴线负方向的运动,并且防止正时带1010从带轮100上落下。也就是,带引导件设置在带轮100的至少一个轴向端部处就足够了,选择性的是,带引导件设置在带轮100的另一个轴向端部处。尽管排气门正时控制装置1b没有设置带引导件,但是可以通过进气门正时控制装置1a的带引导件限制正时带1010的运动,其中正时带1010置于进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b两者上。
<增强的可安装性>近年来,机动车辆存在越来越多的尺寸紧凑性方面的要求,同时内燃机设置有数量越来越多的附属装置,为了紧凑性,发动机和附属装置高效地布置在发动机舱中,该发动机舱中剩余空间最小。因此,期望的是通过毫米级的设计尺寸使气门正时控制装置变得紧凑,使得气门正时控制装置可以高效地安装在发动机舱中。例如,如果气门正时控制装置布置成靠近发动机的侧壁,并且设置有可能与侧壁干涉的带引导件,那么期望的是增强气门正时控制装置的可安装性。为了解决这个问题,在本实施例中,带引导件设置在比排气门正时控制装置1b更远离发动机舱侧壁W的进气门正时控制装置1a中,并且附接到比排气凸轮轴3b更远离发动机舱侧壁W的进气凸轮轴3a上。换言之,没有带引导件设置在比进气门正时控制装置1a更靠近发动机舱侧壁W的排气门正时控制装置1b中,并且没有带引导件附接到比进气凸轮轴3a更靠近发动机舱侧壁W的排气凸轮轴3b上。这个特征用来避免与发动机舱侧壁W发生干涉,由此增强气门正时控制装置1的可安装性。在发动机舱侧壁W包括突起W1的本实施例中,沿气缸体的宽度方向设置在外侧的排气门正时控制装置1b将沿着X轴线方向(如图15所示)或者沿着与X轴线方向垂直的方向(如图1所示)靠近突起W1。具体地,排气门正时控制装置1b沿着X轴线方向的端部将与突起W1发生干涉。通过根据本实施例的排气门正时控制装置1b的带轮100的各个凹坑在沿X轴线方向的两端处开口的构造来解决这个问题。这种构造用来减小排气门正时控制装置1b的外侧部分(具体地,沿X轴线方向的端部)与发动机舱侧壁W的突起W1之间发生干涉的可能性,而突起W1是成形的。与进气门正时控制装置1a的情况相反,排气门正时控制装置1b的前板8不具有沿着径向方向相对于带轮100的凹坑底部向外突出的部分或带引导件并且带轮100的各个凹坑在X轴线正侧端部处完全打开的构造用来避免与突起W1发生干涉。排气门正时控制装置1b的带轮100的各个凹坑也在X轴线正侧端部处完全打开,这用来避免与突起W1发生干涉。这些特征用来增强安装有气门正时控制装置1的发动机舱的设计灵活性。根据本实施例,尤其是对于在排气门正时控制装置1b的X轴线正侧(远离气缸体的一侧,或者凸轮轴末梢侧)存在严格尺寸要求的车辆而言,增强了排气门正时控制装置1b的可安装性。这是因为正时带1010沿X轴线正方向的运动得到比沿X轴线负方向更有效的限制,其中进气门正时控制装置1a设置有在X轴线正侧处更靠近前板8的带引导件。如果进气门正时控制装置1a设置有在X轴线负侧处更靠近后板9的带引导件,那么尤其是对于在排气门正时控制装置1b的X轴线负侧(靠近气缸体的一侧,或者凸轮轴根部侧)存在严格尺寸要求的车辆而言,增强了排气门正时控制装置1b的可安装性。此外,即使带轮100的各个凹坑在X轴线正侧端部处没有完全但是部分地打开,上述有利效果也能实现到一定程度,但是程度较小。具体地,如果带引导件的最大直径小于带轮100的齿顶部圆环形的直径,那么即使在排气门正时控制装置1b的前板8的直径大于本实施例以便形成带引导件的情况下,也可以在一定程度上避免突起W1与带引导件之间的干涉。此外,如果带引导件相对于置于带轮100上的正时带1010的外侧表面不向外突出,那么即使在排气门正时控制装置1b的前板8的直径大于本实施例以便形成带引导件而完全关闭带轮100的各个凹坑在X轴线正侧的情况下,也可以在一定程度上避免突起W1与带引导件之间的干涉,但是程度较小。这是因为排气门正时控制装置1b的直径仍然小于进气门正时控制装置1a的直径,从而与排气门正时控制装置1b同进气门正时控制装置1a一样设置有带引导件即相对于正时带1010向外突出的带引导件的情况相比,能够减小内燃机的安装进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b的单元的宽度,由此增强发动机舱的设计灵活性。
根据泵实施例的远离发动机舱侧壁的进气门正时控制装置1a设置有带引导件的构造适用于V型DOHC发动机,其中一对气缸组布置成从曲轴展开的V形,每个气缸组设置有进气凸轮轴和排气凸轮轴,其中进气门正时控制装置1a附接至进气凸轮轴,排气门正时控制装置1b附接至排气凸轮轴。然而,这种构造还可以适用于其它类型的发动机,例如直列式发动机,从而产生类似的有利效果。如在本实施例中,因为安装到V型发动机侧面上的附属装置朝向发动机舱侧壁突出并且V型发动机自身的尺寸近年来趋于增大,所以大致V型的发动机比其它类型的发动机具有更严格的要求。本实施例适用于这样的V型发动机,其中远离发动机舱侧壁W的进气门正时控制装置1a设置有带引导件。这个特征能够有效地用来增强气门正时控制装置的可安装性,尤其是对于具有更严格的要求的V型发动机而言。具体地,在各个气缸组中,仅仅只有附接到进气凸轮轴3a和排气凸轮轴3b中更靠近其它气缸组的一个上,即附接到进气凸轮轴3a上的进气门正时控制装置1a设置有带引导件,其中更靠近其它气缸组的进气凸轮轴3a沿气缸体的宽度方向位于排气凸轮轴3b的内侧,并且远离发动机舱侧壁W。换言之,附接到沿气缸体的宽度方向位于进气凸轮轴3a外侧的排气凸轮轴3b上的排气门正时控制装置1b没有带引导件,使得带轮100的各个凹坑在两个纵向端部处开口。这种构造应用于本实施例中的各个气缸,但是可以仅仅应用于一个气缸组。尽管在本实施例中单个正时带1010在两个气缸组处缠绕进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b而使得正时带1010驱动进气凸轮轴3a和排气凸轮轴3b,但是这种构造可以变型为使得设置有两个正时带,每个正时带都由曲轴驱动并且缠绕气缸组中对应一个气缸组的进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b,每个正时带都驱动对应气缸组的进气凸轮轴3a和排气凸轮轴3b。在V型发动机安装在发动机舱中使得凸轮轴沿着与车辆纵向方向相交的方向延伸,例如在本实施例中沿着与车辆纵向方向垂直的方向延伸的情况下,沿气缸体的宽度方向设置在外侧的排气门正时控制装置1b朝向发动机舱的前或后侧壁突出。这种构造具有尺寸运用上的严格要求。在进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b附接到V型发动机上的本实施例中,仅仅进气门正时控制装置1a设置有带引导件,这用来解决可安装性方面的缺陷。此外,根据本实施例的构造可以适用于任意类型的发动机,该发动机中凸轮轴沿着车辆纵向方向延伸,或者沿着相对于车辆纵向方向的斜向方向延伸。
<通过镜像布置所减小的制造成本>进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b由用于壳体10的共同第三工件P3以及用于轮叶转子4的共同第二工件Q2构成。通过对共同挤压件(P3、Q2)的相对表面(侧面A或侧面B)的相应一个进行雕刻,进气门正时控制装置1a的壳体10和轮叶转子4以及排气门正时控制装置1b的壳体10和轮叶转子4形成为彼此的镜像。这个特征用来简化制造过程,由此减小制造成本。此外,排气门正时控制装置1b的壳体10和轮叶转子4转换为镜像,并且止动件布置在镜像对称的位置上,以便构成进气门正时控制装置1a。这个特征允许进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b中每个的第一止动机构都在初始位置起作用,其中第一止动机构具有较大的接触面积,如图4和16所示,并且由此防止止动机构变形和改变旋转限制位置。
<通过挤压形成所减小的制造成本>气门正时控制装置1的组件(壳HSG、轮叶转子4)可以通过不同于挤压的操作形成,例如压模铸造。根据本实施例通过挤压形成使得容易大量生产。在壳体10的情况下,通过获得长的连续部件(第一工件P1、第二工件P2)并且将其分开来同时形成多个基础工件(第三工件P3)。这样,许多基础工件(第三工件P3)可以通过几个步骤获得,并且共同用来构造进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b。这能够有效地用来进一步简化制造过程,由此减小制造成本。根据本实施例的壳体10的带轮100由沿圆周方向布置的多个突起构成并且沿着轴向方向延伸的特征使得能够通过对第一工件P1进行挤压操作同时形成多个壳体10的带轮100,不需要一个一个地形成各个壳体10的带轮100。这个特征使得能够减小工作量,使得形成容易,并且减小形成成本。例如,如果使用诸如高压压模铸造的压模铸造来形成壳体10,那么不可能消除提供的渐缩形状而使得形成的材料可能从模具中落下。当壳体10一体地形成有带轮100时,如果壳体10的外侧周边为渐缩形状,那么就难以高精度地形成带轮100的突起或齿。另一方面,根据本实施例,壳体10通过挤压形成,并且没有形成渐缩形状,使得能够高精度地形成带轮100等。在轮叶转子4的情况下,通过获得长的连续部件(第一工件Q1)并且将其分开来同时形成多个基础工件(第二工件Q2)。这样,许多基础工件(第二工件Q2)可以通过几个步骤获得,并且共同用来构造进气门正时控制装置1a和排气门正时控制装置1b。这能够有效地用来进一步简化制造过程,由此减小制造成本。
<通过制造过程的特征所减小的制造成本>用于制造根据本实施例的气门正时控制装置1的各组件的制造过程的特征至少在于构成制造过程的操作顺序,并且用来减小制造成本,如下所述。根据本实施例,通过包括按顺序执行的挤压操作、涂覆操作和切断操作(以及雕刻操作)的过程来制造壳体10。因此,在第一工件P1被切断和分为多个第二工件P2之前对第一工件P1进行表面处理。如果按顺序执行挤压操作、切断操作(以及雕刻操作)和涂覆操作,那么就需要对每个第二工件P2一个一个地进行阳极氧化处理,这增加了工作量和时间,由此增加了制造成本。这个假定的过程还存在的问题在于,为了通过确保壳体10与密封环S1、S2和S3之间的紧密接触来维持密封性能,壳体10的开口端部表面105、102和103需要在阳极氧化涂覆膜处进行完全细孔密封处理或者进行去除阳极氧化涂覆膜的处理。也就是,需要对各个第二工件P2的表面一个一个地进行表面处理,该表面面对密封板8和9并且邻接在密封环S1、S2和S3上。这增加了形成的成本(工作量和时间)。相反,根据本实施例的通过挤压获得的整个第一工件P1一次进行阳极氧化处理的形成过程在减小形成的成本方面是有利的。此外,根据本实施例的特征,使用通过切断操作获得的切断表面而不进行进一步处理,以便构成邻接在密封环S1、S2和S3上的表面。具体地,壳体10通过挤压操作和切断操作形成为在轴向端部处具有开口的形状。为了密封壳体10的开口,在壳体10与密封板8和9中相应一个之间设置有密封环S1、S2和S3。通过切断操作获得的壳体10的一个轴向端部表面(X轴线正侧切断表面105)用作邻接在密封环S3上的表面。切断表面105没有形成阳极氧化涂覆膜的特征用来确保与密封环S3的紧密接触,由此维持密封性能。这个特征用来消除在壳体10的X轴线正侧端部处进行用于阳极氧化涂覆膜的完全细孔密封处理等的需要,并且进一步减小形成的成本。铝基金属材料基层暴露的切断表面105没有进行进一步表面处理并且用来邻接在密封环S3上的特征在消除用于形成维持密封性能的涂覆膜的处理的需要方面是有利的,由此进一步减小形成的成本。根据本实施例的形成过程包括对壳体10的另一个轴向端部表面(X轴线负侧开口端部表面)进行雕刻的雕刻操作。与通过切断操作获得的切断表面类似,通过雕刻操作获得的切断表面没有形成阳极氧化涂覆膜,使得密封环可以布置成邻接在切断表面的任意位置上。这用来减小形成的成本,同时维持密封性能。换言之,这个特征用来维持密封性能,而壳体10的轴向端部表面成形,由此增强设计灵活性。在本实施例中,对壳体10的X轴线负侧纵向端部表面104进行雕刻,以便形成配合凹部101,后板9固定地插入在该配合凹部101中。这在使气门正时控制装置1沿轴向方向紧凑方面是不利的。因为通过雕刻获得的配合凹部101没有形成阳极氧化涂覆膜,所以良好地维持与密封环S3的紧密接触。对于通过切断操作获得的壳体10的第二工件P2,由第一工件P1的一个纵向端部获得的壳体10的第二工件P2通过涂覆操作在一个轴向端部处形成有阳极氧化涂覆膜。对于这个壳体10,这个阳极氧化涂覆膜的至少一部分在雕刻操作期间在轴向端部表面处被去除,并且适用于邻接在密封环S1和S2上,从而维持密封性能。此外,壳体10的两个轴向端部表面可以进行雕刻,以便形成密封板所插入的凹部。可以省略该雕刻操作,其中通过切断操作获得的切断表面可以用作邻接在密封环上的表面。另一方面,通过包括按顺序执行的挤压操作、切断操作、雕刻操作和涂覆操作的过程来制造轮叶转子4。这个特征的有利之处在于,轮叶转子4的表面的滑动部分可以同时地形成有阳极氧化涂覆膜,从而轮叶转子4可以容易地形成为具有增强的硬度和耐磨性。具体地,在形成过程期间,形成转子40的第一、第二和第三轮叶41、42和43以及凸台部分401,并且之后对轮叶转子4的整个表面进行阳极氧化处理。因此,单个涂覆操作足以对与壳HSG滑动接触的各个轮叶41、42和43的表面进行阳极氧化处理,轮叶转子4的各个轴向端部表面的表面与密封板8或9滑动接触,并且凸台部分401的表面与壳HSG滑动接触。这使得能够容易地制造气门正时控制装置1,其中防止密封部件502倾斜地安装在滑动孔501中,或者抑制由于锁定活塞51的凸缘513的滑动而导致的轮叶转子4的磨损。此外,可以想到的是,提前室A1、A2或A3与延迟室R1、R2或R3之间的边界处的密封性能可能会由于轮叶转子4的外侧周边和壳体10的内侧周边,包括与密封部件118和密封部件413滑动接触的部分形成有阳极氧化涂层的特征而降低。然而,这个特征是无关紧要的,因为这个密封位置作为壳HSG的内侧与外侧之间的边界(在壳体10的轴向端部处)没有严格的要求。
<通过附接的便利性所减小的制造成本>在气门正时控制装置1的附接期间,通过定位构件(定位销45等)来设定凸轮轴3a或3b相对于曲轴的初始相位。首先,在说明有利地效果之前,以下先说明将气门正时控制装置1附接到内燃机上的过程。附接过程实施为将没有盖7的组装单元附接到凸轮轴3a或3b上,然后将盖7固定到组装单元上。通过将凸轮轴3a或3b的轴向端部30从X轴线负侧插入到壳HSG的贯通孔92中并且将轴向端部30插入和设定到安装在组装单元的壳HSG中的轮叶转子4的凸轮轴插入孔402中来开始附接过程。附接过程继续操作,将凸轮轴螺栓33、34和35从X轴线正侧通过壳HSG的大直径孔81插入和设定到轮叶转子4的螺栓孔403、404和405中,并且插入和设定到凸轮轴3a或3b的螺栓孔32中。然后,附接过程继续操作,将密封环S4设定在环形密封环槽821中,并且将盖7固定到壳HSG的阴螺纹部分82上以便关闭大直径孔81。设置环形密封环槽821用来容易地将密封环S4保持就位,并且增强组装的便利性。凸轮轴插入孔402的底部形成有凹部44。轴向端部表面300包括第一流体通道212的开口,定位销45固定地插入到开口中,从而形成突起。当凸轮轴3a或3b的轴向端部30设定在凸轮轴插入孔402中时,突起(定位销45)配合在凹部44中,并且轴向端部30朝向凸轮轴插入孔402的底部插入,从而使得轴向端部表面300邻接在凸轮轴插入孔402的底部上。定位销45与凹部44之间的配合用来限制轮叶转子4与凸轮轴3a或3b之间的相对旋转,从而将轮叶转子4与凸轮轴3a或3b沿着旋转方向彼此定位,由此设定凸轮轴3a或3b(轮叶转子4)相对于曲轴(壳HSG)的旋转相位。这样,定位销45用作关闭第一流体通道212的盲塞,并且还用作与凹部44组合的定位构件。当气门正时控制装置1附接到凸轮轴3a或3b上时,定位销45(在第一流体通道212中)和凹部44构成用于轮叶转子4相对于凸轮轴3a或3b的旋转位置即凸轮轴3a或3b相对于曲轴的旋转相位的定位构件。此外,如果凹部44适用于配合到定位销45上以限制相对旋转,那么凹部44的横截面并不限于椭圆形,还可以具有不同的形状,例如圆环形。然而,因为凹部44沿转子40的径向方向设置有边缘区域而使得能够吸纳制造中的误差等,所以根据本实施例的凹部44具有椭圆形横截面的构造使得易于将定位销45与凹部44配合。第一流体通道212用作工作流体通道,并且还用作用于固定定位销45的孔。这个特征的有利之处在于,消除了使轴向端部30形成有用于定位的突起的额外操作,并且由此减小了制造成本。因为凸轮轴3a或3b的第一流体通道212在轴向端部表面300处的开口与凸轮轴插入孔402的底部紧密接触并且被凸轮轴插入孔402的底部关闭,所以不需要提供用于关闭开口的盲塞。这用来减少零件的数量和制造成本。此外,定位构件可以实施为凸轮轴插入孔402的底部形成有突起的构造,该突起适用于配合在轴向端部表面300的凹部中(例如,第一流体通道212的开口)。然而,与凸轮轴插入孔402的底部形成有突起的构造情况相比,根据本实施例的轴向端部表面300形成有用于定位的突起的构造在组装操作方面是有利的。用于定位的突起在本实施例中实施为销孔和销的组合,但是还可以通过机械加工或类似方式实现。然而,根据本实施例的形式的有利之处在于,与基于机械加工或类似方式直接形成的情况相比,能够任意地选择适合于定位的销。在本实施例中,用于定位的凹部由流体通道的开口构成,但是还可以实施为通过机械加工或类似方式形成的凹部。
设置凸台部分401使得易于将气门正时控制装置1附接到现有发动机上。在壳被凸轮轴可旋转地直接支撑的情况下,将气门正时控制装置附接到发动机上需要实施为将轮叶转子附接到凸轮轴上,同时检查壳与凸轮轴之间的间隙,这在组装操作方面可能是不利的。此外,还需要根据附接改变设计,例如延伸凸轮轴的端部部分,使得壳适合于由凸轮轴的端部部分可旋转地支撑,由此难以将气门正时控制装置1附接到现有发动机上。相反,因为轮叶转子4的旋转轴线适当地定位成与壳HSG的旋转轴线一致,所以根据本实施例的气门正时控制装置1附接到发动机上是实施为将凸台部分401插入到贯通孔92中然后将凸轮轴3a或3b的轴向端部30插入的特征在插入操作方面是有利的。也就是,因为轴向端部30插入到凸轮轴插入孔402中是用来将轮叶转子4的旋转轴线机械地定位成与壳HSG的旋转轴线一致,所以不需要关注凸轮轴3a或3b是否以预定的间隙与壳HSG精确地定位,由此易于将轮叶转子4附接到凸轮轴3a或3b上。此外,壳HSG预先在预定的角度范围内被凸台部分401可旋转地支撑的特征使得不需要根据附接来改变设计,例如延伸凸轮轴的端部部分,使得壳适当地被凸轮轴的端部部分可旋转地支撑。这样,气门正时控制装置1能够容易地附接到现有发动机上。
前板8设置有可拆卸的盖7的特征使得易于转动和接合凸轮轴螺栓33、34和35。具体地,当附接气门正时控制装置1时,没有盖7的组装单元附接到凸轮轴3a或3b上,使得壳HSG在一个轴向端部处具有开口(大直径孔81),凸轮轴螺栓33、34和35可以通过该开口插入,并且转而将组装单元(轮叶转子4)固定到凸轮轴3a或3b上。之后,壳HSG的开口杯盖7关闭。此外,当附接到壳HSG上时,盖7面对轮叶转子4的圆环形凹部406,并且面对凸轮轴螺栓33、34和35的头部331、341和351,由此用来防止工作流体从背压释放段泄漏,并且与凹部73一起用来容纳凸轮轴螺栓33、34和35的头部331、341和351。
以下说明第一组技术特征以及由该特征所产生的有利效果。日本专利申请公开No.5-113112公开了一种用于内燃机的气门正时控制装置,其包括连接到曲轴上的壳以及安装在壳中且连接到凸轮轴上的相位改变机构。壳在其外侧周边处形成有带轮,转矩通过正时带从曲轴传递至带轮,正时带缠绕在带轮上,使得壳与曲轴同步地旋转。相位改变机构响应于供应和排出工作流体进行操作,以改变气门正时,即凸轮轴相对于曲轴的旋转相位。上述气门正时控制装置存在的问题在于,正时带可能由于离开壳的工作流体的附着而降解。因此,期望的是提供一种用于内燃机的气门正时控制装置,其中通过合适的密封解决这个问题。通过气门正时控制装置来解决该问题,该气门正时控制装置包括:壳体,其为中空圆筒形,包括在轴向端部处的开口;密封板,其关闭所述壳体的所述开口;以及密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间;其中在壳体的与所述密封环接触的表面上没有阳极氧化涂覆膜层。这个特征用来适当地保持密封性能。以下详细说明各个技术特征以及由该特征所产生的有利效果。
<1-1>一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:壳体(10),其为中空圆筒形,包括在轴向端部(105)处的开口,其中所述壳体(10)在所述壳体(10)的外侧周边处一体地形成有带轮(100),并且所述带轮(100)用于接收来自内燃机曲轴的转矩;密封板(8、9),其面对所述壳体(10)的轴向端部表面(104、105),并且关闭所述壳体(10)的所述开口;相位改变机构(轮叶转子4),其安装在所述壳体(10)中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴(3a、3b)相对于所述壳体(10)的旋转相位;以及密封环(S1、S2、S3),其设置在所述壳体(10)和所述密封板(8、9)之间,其中:所述壳体(10)由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体(10)包括基层和阳极氧化涂覆膜层;以及所述阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体(10)的所述外侧周边处和内侧周边处,并且在所述壳体(10)的邻接有所述密封环(S1、S2、S3)的表面(轴向端部表面105、底部表面102、内侧周边表面103)处没有所述阳极氧化涂覆膜层。所述壳体(10)一体地形成有带轮(100)的特征用来减小气门正时控制装置(1)的径向尺寸。所述壳体(10)由铝基金属材料形成的特征用来减小气门正时控制装置(1)的重量。所述壳体(10)被阳极氧化处理并且阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体(10)的所述外侧周边处的特征用来增强带轮(100)的耐磨性。在所述壳体(10)的邻接有所述密封环(S1、S2、S3)的表面(轴向端部表面105、底部表面102、内侧周边表面103)处没有阳极氧化涂覆膜层的特征用来用来维持密封性能,并且抑制置于带轮(100)上的正时带(1010)的降解。
<1-2>除了特征<1-1>之外:所述壳体(10)为中空圆筒形,其中所述壳体(10)在所述壳体(10)的内侧周边处一体地形成有柱脚(11、12、13),并且所述柱脚(11、12、13)沿着所述壳体(10)的径向方向向内突出;所述相位改变机构(4)包括轮叶转子(4),所述轮叶转子(4)用于固定到所述内燃机的凸轮轴(3a、3b)上,并且可旋转地安装在所述壳体(10)中,其中所述轮叶转子(4)包括轮叶(41、42、43),所述轮叶(41、42、43)在所述轮叶(41、42、43)和所述柱脚(11、12、13)之间限定了工作流体室(提前室A1、A2或A3,延迟室R1、R2或R3),并且所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体;以及所述密封环(S1、S2)在所述壳体(10)的所述轴向端部(104、105)处密封所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)。从而,特征<1-1>可以适用于设置有轮叶式相位改变机构(4)的气门正时控制装置。
<1-3>除了特征<1-1>之外:所述密封环(S1、S2、S3)在所述轴向端部(104、105)处邻接在所述基层上。这个特征用来减小制造壳体(10)的工作量,由此减小制造成本。
<1-4>除了特征<1-1>之外:所述阳极氧化涂覆膜层还位于所述壳体(10)的内侧周边处。这个特征用来增强与相位改变机构(轮叶转子4)华东接触的壳体(10)的内侧周边的耐磨性。
<1-5>除了特征<1-1>之外:气门正时控制装置还包括多个螺栓(b1、b2、b3),所述多个螺栓(b1、b2、b3)沿着所述壳体(10)的轴向方向延伸并且将所述密封板(8、9)固定到所述壳体(10)上。这个特征用来通过螺栓(b1、b2、b3)的轴向力压缩密封环(S1、S2、S3),由此进一步增强密封性能。
<1-6>除了特征<1-1>之外:所述密封板(8、9)由比所述壳体(10,铝基金属材料)硬的材料形成。这个特征用来增强密封板(8、9)的耐久性,并且增强壳体(10)与密封板(8、9)之间接触的紧密性,由此进一步增强密封性能。具体地,所述密封板(8、9)由铁基金属材料形成的特征用来进一步增强这个有利效果。
<1-7>除了特征<1-1>之外:所述壳体(10)包括在另一个轴向端部(104、105)处的开口;以及所述气门正时控制装置还包括另一个固定到所述另一个轴向端部(104、105)上的密封板(8、9)。这个特征用来所述壳体(10)在其两个轴向端部处的密封性能。
<1-8>除了特征<1-1>之外:所述密封板(8、9)包括保持所述密封环(S1、S2、S3)的密封环槽(906、907、908、909、89)。这个特征用来容易地保持密封环(S1、S2、S3),由此增强组装气门正时控制装置的便利性。所述密封板(8、9)包括密封环槽(906、907、908、909、89)的特征用来使气门正时控制装置紧凑,并且减小制造成本。
<1-9>一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体(10),其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部(104、105)处的开口,其中所述壳体(10)在所述壳体(10)的外侧周边处一体地形成有带轮(100),并且所述带轮(100)用于接收来自内燃机曲轴的转矩;至少一个密封板(8),其固定到所述壳体(10)的轴向端部(105)之一上,所述密封板(8)关闭所述壳体(10)的所述开口中对应的一个;相位改变机构(轮叶转子4),其安装在所述壳体(10)中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴(3a、3b)相对于所述壳体(10)的旋转相位;以及至少一个密封环(S3),其设置在所述密封板(8)和所述壳体(10)之间,所述方法包括生产所述壳体(10)的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件(P1),其中所述第一工件(P1)沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件(P1)的整个表面而形成第二工件(P2);以及切断操作,其通过将所述第二工件(P2)切断至预定长度形成第三工件(P3),以便形成具有切断表面(轴向端部表面105)的第三工件(P3),所述切断表面形成所述壳体(10)的与所述密封环(S3)邻接的表面(105)。这个特征允许通过分开由挤压获得第一工件(P1)而形成多个壳体(10)的第三工件(P3),由此用来增强生产效率。该过程包括通过阳极氧化所述第一工件(P1)的整个表面而形成第二工件(P2)的涂覆操作的特征用来减小阳极氧化处理的成本。该过程包括形成具有切断表面(105)(所述切断表面形成所述壳体(10)的与所述密封环(S3)邻接的表面(105))的第三工件(P3)的特征用来进一步减小阳极氧化处理的成本。
<1-10>除了特征<1-1>之外:所述壳体(10)为中空圆筒形,其中所述壳体(10)在所述壳体(10)的内侧周边处一体地形成有柱脚(11、12、13),并且所述柱脚(11、12、13)沿着所述壳体(10)的径向方向向内突出;所述相位改变机构(4)包括轮叶转子(4),所述轮叶转子(4)用于固定到所述内燃机的凸轮轴(3a、3b)上,并且可旋转地安装在所述壳体(10)中,其中所述轮叶转子(4)包括轮叶(41、42、43),所述轮叶(41、42、43)在所述轮叶(41、42、43)和所述柱脚(11、12、13)之间限定了工作流体室(提前室A1、A2或A3,延迟室R1、R2或R3),并且所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体;以及所述密封环(S1、S2)在所述壳体(10)的对应轴向端部(104、105)处密封所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)。从而,特征<1-9>可以适用于设置有轮叶式相位改变机构(4)的气门正时控制装置。
<1-11>除了特征<1-9>之外:所述带轮(100)包括沿着所述壳体(10)的圆周方向布置的多个突起,并且每个突起都沿着所述壳体(10)的轴向方向延伸。这个特征使得能够以高精度同时形成多个具有带轮(100)的壳体(10),由此减小制造成本。
<1-12>一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:壳体(10),其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部(104、105)处的开口,其中所述壳体(10)在所述壳体(10)的外侧周边处一体地形成有带轮(100),并且所述带轮(100)用于接收来自内燃机曲轴的转矩;至少一个密封板(9),其固定到所述壳体(10)的轴向端部(104)之一上,所述密封板(9)关闭所述壳体(10)的所述开口中对应的一个;相位改变机构(轮叶转子4),其安装在所述壳体(10)中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴(3a、3b)相对于所述壳体(10)的旋转相位;以及至少一个密封环(S1、S2),其设置在所述密封板(9)和所述壳体(10)之间,所述方法包括生产所述壳体(10)的过程,所述过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件(P1),其中所述第一工件(P1)沿着挤压方向延伸;涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件(P1)的整个表面而形成第二工件(P2);切断操作,其通过将所述第二工件(P2)切断至预定长度形成第三工件(P3);以及雕刻操作,其雕刻所述第三工件(P3)的纵向端部表面,以便形成具有切断表面(内侧周边表面103、底部表面102)的第三工件(P3),所述切断表面形成所述壳体(10)的与所述密封环(S1、S2)邻接的表面。这个特征允许维持密封性能,同时允许所述壳体(10)的开口轴向端部被雕刻成任意形状,由此用来增强气门正时控制装置的设计灵活性,同时减小阳极氧化处理的成本。
<1-13>除了特征<1-12>之外:所述雕刻操作通过雕刻所述第三工件(P3)的纵向端部表面而实施,以便形成具有配合凹部(101)的第三工件(P3),其中所述配合凹部(101)包括切断表面(103、102),并且所述密封板(9)固定在所述配合凹部(101)中。密封环(S1、S2)安装在包括切断表面(103、102)的配合凹部(101)中的特征用来维持密封性能,同时减小气门正时控制装置的轴向尺寸,由此增强气门正时控制装置的可安装性。
<1-14>除了特征<1-13>之外:所述方法还包括在所述配合凹部(101)的内侧周边与所述密封板(9)的外侧周边之间设置所述密封环(S1)。除了轴向尺寸之外,这个特征还用来减小气门正时控制装置的径向尺寸。
<第二组技术特征>以下说明第二组技术特征以及由该特征所产生的有利效果。日本专利申请公开No.2001-115807公开了一种用于内燃机的气门正时控制装置,其包括连接到曲轴上的壳,并且包括具有凸台部分的轮叶转子,其中该凸台部分用作用于壳的轴承。在该气门正时控制装置中,壳旋转,同时受到从曲轴传递的转矩,使得凸台部分承受来自壳的高载荷。如果包括凸台部分的轮叶转子由诸如铝基金属材料的较软材料形成,那么凸台部分可能磨损严重。考虑到前述问题,期望的是提供一种用于内燃机的气门正时控制装置,其中可以减小凸台部分的磨损。通过气门正时控制装置来解决这个问题,其中凸台部分的与壳滑动接触的部分进行阳极氧化处理。这个特征用来适当地保持密封性能。以下详细说明各个技术特征以及由该特征所产生的有利效果。
<2-1>一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:壳(HSG),其用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且形成有沿着旋转轴线(O)延伸的贯通孔(92);以及轮叶转子(4),其可旋转地安装在壳(HSG)中,其中所述轮叶转子(4)包括用于固定到内燃机的凸轮轴(3a、3b)上的凸台部分(401),并且所述凸台部分(401)沿着旋转轴线(O)延伸且包括与贯通孔(92)滑动接触的部分,其中所述轮叶转子(4)由铝基金属材料形成,所述凸台部分(401)的所述部分被阳极氧化。凸台部分(401)通过贯通孔92支承壳(HSG)的特征用来增强将气门正时控制装置附接到现有内燃机的凸轮轴(3a、3b)上的便利性。所述轮叶转子(4)由铝基金属材料形成的特征用来减小气门正时控制装置的重量。凸台部分(401)包括与贯通孔(92)滑动接触的部分,且所述凸台部分(401)的所述部分被阳极氧化的特征用来抑制凸台部分(401)的磨损。
<2-2>除了特征<2-1>之外:所述壳(HSG)包括:壳体(10),其为中空圆筒形,包括在轴向端部(104)处的开口,其中所述壳体(10)用于接收来自曲轴的转矩,并且在所述壳体(10)的内侧周边处一体地形成有柱脚(11、12、13),并且所述柱脚(11、12、13)沿着所述壳体(10)的径向方向向内突出;以及密封板(后板9),其固定到壳体(10)的轴向端部(104)上,所述密封板(9)关闭壳体(10)的开口,其中所述密封板(9)在中心部分(91)处形成有贯通孔(92);以及所述轮叶转子(4)包括:转子(40),所述凸台部分(401)沿着旋转轴线(O)从该转子(40)突出;以及轮叶(41、42、43),其沿着所述壳体(10)的径向方向相对于所述转子(40)向外突出,并且在所述轮叶(41、42、43)和所述柱脚(11、12、13)之间限定了工作流体室(提前室A1、A2或A3,延迟室R1、R2或R3),其中所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体。
<2-3>除了特征<2-1>之外:所述轮叶转子(4)具有与所述壳(HSG)滑动接触的阳极氧化轴向端部表面。这个特征用来增强所述轮叶转子(4)与所述壳(HSG:密封板8、9)的部分的耐磨性。
<2-4>除了特征<2-2>之外:所述密封板(9)由比所述轮叶转子(4)硬的材料形成。这用来增强气门正时控制装置的可安装性。具体地,所述密封板(9)由铁基金属材料形成。这个特征在加工便利性、制造成本等方面是有利的。
<2-5>除了特征<2-1>之外:所述轮叶转子(4)的整个表面被阳极氧化。这个特征用来增强制造气门正时控制装置的便利性,根据特征<2-1>和<2-3>产生有利效果,因为一旦对包括与所述壳(HSG)滑动接触的部分在内的所述轮叶转子(4)的整个表面进行表面处理就足够了。
<2-6>一种生产根据特征<2-1>的气门正时控制装置的方法,该方法包括生产轮叶转子(4)的过程,该过程包括阳极氧化所述轮叶转子(4)的整个表面。这个特征用途与特征<2-5>类似。具体地,该方法是生产根据特征<2-2>的设置有壳(HSG)和轮叶转子(4)的气门正时控制装置的的方法,该方法包括生产轮叶转子(4)的过程,该过程包括:形成轮叶(41、42、43)和转子(40);以及然后阳极氧化所述轮叶转子(4)的整个表面。
<2-7>除了特征<2-6>之外:该过程包括:挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件(Q1),其中所述第一工件(Q1)沿着挤压方向延伸;切断操作,其通过将所述第一工件(Q1)切断至预定长度形成第二工件(Q2);以及雕刻操作,其通过雕刻形成具有凸台部分(401)的第二工件(Q2)。这个特征使得能够一次生产许多轮叶转子(4),并且由此用来减小制造成本。
<第三组技术特征>以下说明第三组技术特征以及由该特征所产生的有利效果。日本专利申请公开No.2005-520084公开了一种用于内燃机的气门正时控制装置,其适用于固定到凸轮轴上,并且转矩通过带传递到该气门正时控制装置上,该气门正时控制装置包括用于限制带沿着凸轮轴的轴向方向运动的带引导件。这个气门正时控制装置存在的问题在于,在机动车辆的安装有内燃机的发动机舱中,带引导件靠近发动机舱的侧壁,使得气门正时控制装置的可安装性低下。考虑到前述问题,期望的是提供一种用于内燃机的气门正时控制装置,尽管设置有带引导件也能维持其可安装性。通过气门正时控制系统来解决这个问题,该气门正时控制系统包括固定到进气凸轮轴上的进气门正时控制装置和固定到排气凸轮轴上的排气门正时控制装置,并且包括缠绕在进气凸轮轴和排气凸轮轴上以在两者之间传递转矩的带,其中进气门正时控制装置和排气门正时控制装置中更远离发动机舱侧壁的一个设置有带引导件。这个特征用来维持气门正时控制装置的可安装性。以下详细说明各个技术特征以及由该特征所产生的有利效果。
<3-1>一种用于内燃机的气门正时控制系统,其中该内燃机包括用于驱动进气门的进气凸轮轴(3a)、用于驱动排气门的排气凸轮轴(3b)以及缠绕在进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)上以在两者之间传递转矩的带(1010),所述气门正时控制系统包括:第一气门正时控制装置(1a),其用于固定到进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)之一上;以及第二气门正时控制装置(1b),其用于固定到进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)的另一个上,并且位于比第一气门正时控制装置(1a)更靠近安装有内燃机的发动机舱的侧壁(W),其中:第一气门正时控制装置(1a)包括用于限制带(1010)沿至少一个轴向方向(沿X轴线正方向)运动的带引导件(80);以及带(1010)的运动与第二气门正时控制装置(1b)无关。也就是,仅仅只有更远离侧壁(W)的第一气门正时控制装置(1a)设置有带引导件(80)。这个特征用来维持气门正时控制系统的可安装性。
<3-2>除了特征<3-1>之外:第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b)中每个都包括:带轮(100),其包括突起和凹部,其中突起和凹部沿轴向方向延伸;以及带(1010),其缠绕在各个带轮(100)上以用于传递转矩。这个特征用来通过带引导件(80)有效地限制带(1010)的运动,但是带引导件(80)将沿着轴向方向相对于带轮(100)运动,因为带轮(100)的突起和凹部沿轴向方向延伸。
<3-3>除了特征<3-2>之外:带引导件(80)设置在第一气门正时控制装置(1a)的带轮(100)的轴向端部处,其中带引导件(80)相对于凹部的底部沿着带轮(100)的径向方向向外突出;以及第二气门正时控制装置(1b)的带轮(100)的凹部在两个轴向端部处开口。这个特征用来防止第二气门正时控制装置(1b)的各个轴向端部与侧壁(W:突起W1)干涉,由此进一步有效地维持气门正时控制装置的可安装性。
<3-4>除了特征<3-3>之外:带引导件(80)沿着第一气门正时控制装置(1a)中的带轮(100)的径向方向在带(1010)的外侧延伸。这个特征用来增强带引导件(80)的功能。
<3-5>除了特征<3-3>之外:第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b)中每个都包括:壳体(10),其用于附接到进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)中对应一个的轴向端部上,并且在壳体(10)的外侧周边处一体地形成有带轮(100);前板(8),其密封壳体(10)的第一轴向端部(X轴线正侧轴向端部);以及后板(9),其密封壳体(10)的第二轴向端部(X轴线负侧轴向端部),该第二轴向端部更靠近进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)中对应的一个;以及第一气门正时控制装置(1a)的前板(8)形成带引导件(80)。壳体(10)一体地形成有带轮(100)的特征用来减小第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b)中每个的径向尺寸,由此增强气门正时控制系统的可安装性。第一气门正时控制装置(1a)的前板(8)形成带引导件(80)的特征用来维持气门正时控制系统的可安装性,尤其是对于凸轮轴的远离凸轮轴的轴向端部(X轴线正侧轴向端部)在发动机舱中具有严格尺寸要求的机动车辆而言。
<3-6>除了特征<3-1>之外:进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)的轴向方向与车辆纵向方向相交。具体地,进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)的轴向方向与车辆纵向方向基本上垂直。
<3-7>除了特征<3-1>至<3-6>中任一个之外:内燃机为V型发动机;以及第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b)用于设置在内燃机的至少一个组上的进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)。所产生的效果<3-1>至<3-6>对于具有严格尺寸要求的V型发动机而言更加明显。具体地,特征<3-1>至<3-5>用来维持气门正时控制系统的对于V型发动机而言更加明显的可安装性,该V型发动机具有特征<3-6>,其中进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)的轴向方向与车辆纵向方向相交(具体地,基本上垂直)。具体地,对于一个气缸组的第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b),根据特征<3-1>,仅仅第一气门正时控制装置(1a)设置有带引导件(80),其中第一气门正时控制装置(1a)附接到进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)中更靠近其它气缸组的一个上。更具体地,第一气门正时控制装置(1a)和第二气门正时控制装置(1b)中每个都包括:带轮(100),其包括突起和凹部,其中突起和凹部沿轴向方向延伸;以及带(1010),其缠绕在各个带轮(100)上以用于传递转矩。带引导件(80)设置在第一气门正时控制装置(1a)的带轮(100)的轴向端部处,其中第一气门正时控制装置(1a)附接到更靠近其它气缸组的进气凸轮轴(3a)上,其中带引导件(80)从凹部的底部沿着带轮(100)的径向方向向外突出;以及第二气门正时控制装置(1b)的带轮(100)的凹部在两个轴向端部处开口,其中第二气门正时控制装置(1b)附接到进气凸轮轴(3a)和排气凸轮轴(3b)中位于气缸组外侧(更远离所述其它气缸组)的一个上。
<第四组技术特征>以下说明第四组技术特征以及由该特征所产生的有利效果。日本专利申请公开No.11-218008公开了一种用于内燃机的轮叶型气门正时控制装置,其包括壳和轮叶转子,来自外侧的转矩传递到壳上,轮叶转子可旋转地安装在壳中,其中轮叶转子通过轮叶转子的旋转轴线处的单个螺栓固定到凸轮轴上。这个气门正时控制装置存在的问题在于,通过例如来自气门弹簧的交替转矩,螺栓易于松动。考虑到前述问题,期望的是提供一种气门正时控制装置,其中加强了轮叶转子到凸轮轴上的固定。通过气门正时控制系统来解决这个问题,其中轮叶转子的转子包括多个固定部分,该多个固定部分沿着圆周方向彼此间隔地布置。这个特征用来加强轮叶转子的固定。以下详细说明各个技术特征以及由该特征所产生的有利效果。
<4-1>一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:中空壳(HSG),其用于接收转矩;以及轮叶转子(4),其可旋转地安装在所述壳(HSG)中,包括用于固定到内燃机的凸轮轴(3a、3b)上的转子(40),其中所述转子(40)包括多个用于固定到凸轮轴(3a、3b)上的固定部分(螺栓孔403、404和405),所述固定部分(403、404和405)沿所述转子(40)的圆周方向布置,并且彼此分隔开。所述转子(40)包括多个固定部分(403、404和405)的特征用来加强轮叶转子(4)到凸轮轴(3a、3b)上的固定。固定部分(403、404和405)沿所述转子(40)的圆周方向布置并且彼此分隔开的特征用来有效地加强轮叶转子(4)的固定。
<4-2>除了特征<4-1>之外:转矩通过带(1010)传递至壳(HSG);轮叶转子(4)包括:多个沿转子(40)的径向方向相对于转子(40)向外突出的轮叶(41、42、43),所述轮叶(41、42、43)在壳(HSG)中限定了至少一个工作流体室(第一、第二和第三提前室A1、A2或A3,以及第一、第二和第三延迟室R1、R2或R3),其中所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体;以及气缸(滑动孔501),其形成在轮叶转子(4)中,沿着轮叶转子(4)的旋转轴线(O)方向延伸;该气门正时控制装置还包括:接合部件(锁定活塞51),其可所述滑动地安装在气缸(501)中,并且布置成根据内燃机的运转状态在气缸(501)中向前和向后运动;接合凹部(521),其设置在壳(HSG)的靠近凸轮轴(3a、3b)的轴向端部中;偏压部件(盘簧53),其安装在形成在气缸(501)中的背压室(50)中,并且布置成朝向接合凹部(521)偏压接合部件(51);以及背压释放段(背压孔407),其形成在转子(40)的被固定部分(螺栓孔403、404和405)围绕且比固定部分(螺栓孔403、404和405)更靠近旋转轴线(O)的中心部分中,用于将来自背压室(50)的压力释放到内燃机内的空间。转矩通过带(1010)传递的特征用来减小制造成本并且减小气门正时控制装置的重量。气缸(501)、接合部件(51)、接合凹部(521)和偏压部件(盘簧53)构成锁定机构的特征用来通过简单构造的锁定机构抑制由气门正时控制装置在内燃机起动时可能产生的噪声。气缸(滑动孔501)沿着轮叶转子(4)的旋转轴线(O)方向延伸的特征用来稳定锁定操作。背压释放段(407)形成为用于将来自背压室(50)的压力释放的特征用来使锁定机构的锁定释放操作平滑,也就是使接合部件(51)从接合凹部(521)上脱离的运动变得平滑。背压释放段(407)形成为用于将来自背压室(50)的压力释放到内燃机内的空间并且背压室(50)形成在气缸(501)中且位于远离凸轮轴(3a、3b)或内燃机的一侧(X轴线正侧)处的特征用来增强带(1010)的耐久性。背压释放段(407)形成在转子(40)的被固定部分(403、404和405)围绕且比固定部分(403、404和405)更靠近旋转轴线(O)的中心部分中的特征用来减小转子(40)或轮叶转子(4)的径向尺寸,由此使得气门正时控制装置尺寸紧凑。多个轮叶(41、42、43)在所述轮叶(41、42、43)和所述柱脚(11、12、13)之间限定了至少一个提前室(A1、A2或A3)和至少一个延迟室(R1、R2或R3),其中所述提前室和延迟室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体。
<4-3>除了特征<4-2>之外:转子(40)形成有液压地连接在工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)与形成在凸轮轴(3a、3b)中的流体通道(第一流体通道202和212;第二流体通道201、203、211和213)之间的连通孔(延迟流体通道408,提前流体通道409),其中流体通道(202、212;201、203、211、213)沿转子(40)的圆周方向位于两个相邻的固定部分(403、404、405)之间;背压释放段(背压孔407)比流体通道(202、212;201、203、211、213)更靠近旋转轴线(O)。这个特征用来使得气门正时控制装置尺寸紧凑,其中不需要重新布置用于供应和排出工作流体的通道(第一流体通道202等)。
<4-4>除了特征<4-1>之外:固定部分(螺栓孔403、404和405)中每个都是延伸通过转子(40)的螺栓插入孔,其中凸轮轴螺栓(33、34、35)延伸通过该螺栓插入孔,并且将转子(40)固定到凸轮轴(3a、3b)的轴向端部表面(300)上。与诸如模锻或焊接的其它方式相比,这个特征使得能够容易地组装气门正时控制装置,并且容易地管理固定的强度。
<4-5>除了特征<4-2>之外:凸轮轴(3a、3b)内形成有第一背压通道(31),其中该第一背压通道(31)液压地连接在凸轮轴(3a、3b)的轴向端部表面(300)与内燃机中的空间之间;背压释放段(407)是背压孔,该背压孔液压地连接至背压室(50),并且布置在更靠近凸轮轴(3a、3b)的表面处,使得面对第一背压通道(31)。凸轮轴(3a、3b)内形成有第一背压通道(31)的特征用来使得气门正时控制装置尺寸紧凑。背压释放段(407)的开口面对第一背压通道(31)的特征在处理便利性和制造成本方面是有利的。
<4-6>除了特征<4-5>之外:背压孔(407)位于转子(40)的旋转轴线(O)处。这个特征用来增强轮叶转子(4)绕旋转轴线的平衡,并且用来确保转子(40)的径向厚度,由此确保轮叶转子(4)的强度。
<4-7>除了特征<4-5>之外:第一背压通道(31)位于凸轮轴(3a、3b)的旋转轴线(O)处;背压孔(407)延伸通过转子(40),并且面对第一背压通道(31)。这个特征用来增强凸轮轴(3a、3b)绕旋转轴线的平衡,并且还用来产生与特征<4-6>相同的效果。
<4-8>除了特征<4-1>之外:固定部分(螺栓孔403、404和405)沿圆周方向基本上均匀间隔开。这个特征使得能够维持轮叶转子(4)和凸轮轴(3a、3b)中每个绕旋转轴线的平衡。各个固定部分为螺栓插入孔(螺栓孔403、404和405)的特征用来维持转子(40)的强度。
<4-9>除了特征<4-2>之外:转子(40)形成有液压地连接在工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)与形成在凸轮轴(3a、3b)中的流体通道(202、212;201、203、211、213)之间的连通孔(延迟流体通道408,提前流体通道409),其中流体通道(202、212;201、203、211、213)沿转子(40)的圆周方向位于两个相邻的固定部分(403、404、405)之间;转子(40)形成有具有底部的凸轮轴插入孔(402),其中凸轮轴(3a、3b)插入在凸轮轴插入孔(402)中;连通孔(延迟流体通道408,提前流体通道409)沿转子(40)的径向方向延伸通过转子(40)。这个特征用来增强处理的便利性和背压释放段(背压孔407)的设计灵活性,并且容易使得气门正时控制装置尺寸紧凑。
<4-10>除了特征<4-9>之外:流体通道(202、212;201、203、211、213)包括:第一流体通道(202和212),其沿着凸轮轴(3a、3b)的轴向方向延伸;第二流体通道(201、203、211和213),其沿着凸轮轴(3a、3b)的径向方向从第一流体通道(202和212)延伸,并且与连通孔(延迟流体通道408,提前流体通道409)连通;第一流体通道(202)在凸轮轴(3a、3b)的轴向端部表面(300)处具有开口,其中第一流体通道(202)的开口被凸轮轴插入孔(402)的底部关闭。这个特征用来消除使第一流体通道(202)设置盲塞的需要,由此减少零件的数量和制造成本。
<4-11>除了特征<4-10>之外:气门正时控制装置还包括定位销(45),该定位销固定地插入在第一流体通道(202)的开口中,并且插入在形成于凸轮轴插入孔(402)的底部中的凹部(44)中,以便将转子(40)和凸轮轴(3a、3b)相对于彼此沿着旋转方向定位。第一流体通道(202)的开口用来固定定位销(45)并且由此构成定位机构的特征用来减小制造成本。
<4-12>除了特征<4-2>之外:轮叶转子(4)形成有第二背压通道(58、406),第二背压通道(58、406)包括在轮叶转子(4)的远离凸轮轴(3a、3b)的轴向端部表面(X轴线正侧轴向端部表面)中形成的凹部;背压释放段(407)是背压孔,该背压孔通过第二背压通道(径向槽58、圆环形凹部406)液压地连接至背压室(50)。这个特征用来减小壳(HSG)的轴向尺寸,同时维持轮叶转子(4)的工作能力。
<4-13>除了特征<4-12>之外:固定部分(螺栓孔403、404和405)中每个都是延伸通过转子(40)的螺栓插入孔,其中凸轮轴螺栓(33、34、35)延伸通过该螺栓插入孔,并且将转子(40)固定到凸轮轴(3a、3b)的轴向端部表面(300)上;第二背压通道(58、406)包括:圆环形凹部(406),其形成在轮叶转子(4)的轴向端部表面中;以及径向槽(58),其沿着转子(40)的径向方向从圆环形凹部(406)向外延伸,并且与背压室(50)液压地连通;圆环形凹部(406)形成有螺栓插入孔(403、404和405)和背压孔(407)。这个特征用来抑制凸轮轴螺栓(33、34或35)的头部(331、341或351)突出,由此减小气门正时控制装置的轴向尺寸。这个特征还用来增强处理的便利性和背压孔(407)的设计灵活性,由此易于使得转子(40)尺寸紧凑。
<4-14>除了特征<4-13>之外:壳(HSG)包括:壳体(10),其为中空圆筒形;前板(8),其密封壳体(10)的第一轴向端部,并且包括可拆卸的盖(7),盖(7)处于面对轮叶转子(4)的圆环形凹部(406)的位置中;以及后板(9),其密封壳体(10)的更靠近凸轮轴(3a、3b)的第二轴向端部,其中凸轮轴(3a、3b)插入在后板(9)中。这个特征用来抑制带(1010)的降解,同时增强气门正时控制装置的可安装性。
<4-15>除了特征<4-14>之外:盖(7)在面对圆环形凹部(406)的表面处形成有凹部(73),其中凹部(73)容纳凸轮轴螺栓(33、34或35)的头部(331、341或351)的至少一部分。这个特征用来吸纳凸轮轴螺栓(33、34或35)的头部(331、341或351)的突起,由此用来使得气门正时控制装置尺寸紧凑。
<第五组技术特征>以下说明第五组技术特征以及由该特征所产生的有利效果。日本专利申请公开No.2000-002104公开了一种用于内燃机的轮叶型气门正时控制装置,其包括接合部件,该接合部件用于限制轮叶转子与壳之间的相对旋转,其中:轮叶转子形成有气缸,中空圆筒形部件固定在该气缸中;所述接合部件安装在该气缸中,与中空圆筒形部件的内侧周边滑动接触。这个气门正时控制装置存在的问题在于,中空圆筒形部件可能相对于气缸倾斜地固定,由此接合部件可能相对于气缸倾斜地固定。考虑到前述问题,期望的是提供一种用于内燃机的气门正时控制装置,其中抑制了接合部件的倾斜。通过气门正时控制系统来解决这个问题,其中固定有圆筒形部件的气缸径向阳极氧化处理。这个特征用来抑制接合部件的倾斜。以下详细说明各个技术特征以及由该特征所产生的有利效果。
<5-1>一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:中空壳(HSG),其用于接收转矩;轮叶转子(4),其由铝基金属材料形成,并且可旋转地安装在壳(HSG)中,所述轮叶转子(4)包括:多个轮叶(41、42、43),所述轮叶(41、42、43)在壳(HSG)中限定了至少一个工作流体室(第一、第二和第三提前室A1、A2和A3,以及第一、第二和第三延迟室R1、R2和R3),其中所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体;以及气缸(滑动孔501),其形成在轮叶转子(4)中,并且被阳极氧化;中空圆筒形部件(密封部件502),其固定在气缸(501)中;锁定部件(锁定活塞51),其可滑动地安装在中空圆筒形部件(502)中,所述锁定部件(51)包括末梢,该末梢布置成根据内燃机的运转状态相对于轮叶转子(4)向前和向后运动;锁定凹部(接合凹部521),其设置在壳(HSG)的面对锁定部件(51)末梢的轴向端部中,其中,锁定部件(51)的末梢适于插入在锁定凹部(521)中;以及偏压部件(盘簧53),其安装在气缸(501)中,并且布置成朝向锁定凹部(521)偏压锁定部件(51)。气缸(501)、锁定部件(51)、锁定凹部(521)和偏压部件(盘簧53)构成锁定机构的特征用来通过简单构造的锁定机构抑制由气门正时控制装置在内燃机起动时可能产生的噪声。轮叶转子(4)由铝基金属材料形成的特征用来减小气门正时控制装置(1)的重量。中空圆筒形部件固定在气缸中,气缸的表面通过阳极氧化处理而硬化的特征用来抑制中空圆筒形部件的倾斜,由此维持锁定部件的工作能力,并且维持气门正时控制装置的可控制性。特征<5-1>实施为使得:转矩从曲轴传递至壳(HSG);壳(HSG)在壳(HSG)的内侧周边处一体地形成有柱脚(11、12、13),并且所述柱脚(11、12、13)沿着壳(HSG)的径向方向向内突出;多个轮叶(41、42、43)限定了与柱脚(11、12、13)配合的提前室(A1、A2或A3)以及延迟室(R1、R2或R3);转子(40)设置在被轮叶(41、42、43)围绕且比轮叶(41、42、43)更靠近旋转轴线的位置中;锁定部件是锁定销(51);中空圆筒形部件(密封部件502)是环形部件。
<5-2>除了特征<5-1>之外:气缸(滑动孔501)沿着轮叶转子(4)的轴向方向延伸,使得锁定部件(锁定活塞51)的末梢沿着轮叶转子(4)的轴向方向在气缸(501)中向前和向后运动。这个特征用来稳定锁定操作。
<5-3>除了特征<5-1>之外:中空圆筒形部件(密封部件502)由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成。这个特征用来有效地抑制气缸(滑动孔501)的磨损。
<5-4>除了特征<5-1>之外:中空圆筒形部件(密封部件502)压配合在气缸(滑动孔501)中。这个特征使得易于设定和固定中空圆筒形部件,并且防止中空圆筒形部件倾斜地固定。
<5-5>除了特征<5-1>之外:轮叶转子(4)的包括气缸(滑动孔501)内侧周边表面的表面被阳极氧化。这个特征使得能够容易地制造根据特征<5-1>的气门正时控制装置,同时增强轮叶转子(4)的与壳(HSG)滑动接触的部分的耐磨性。
<5-6>除了特征<5-1>之外:中空圆筒形部件(密封部件502)的纵向尺寸比气缸(滑动孔501)短,并且从气缸(501)的纵向端部延伸;锁定部件(锁定活塞51)包括小直径部分(滑动部分512、接合部分511)和大直径部分(凸缘513);小直径部分(512、511)可滑动地配合到中空圆筒形部件(502)的内侧周边;大直径部分(513)可滑动地配合到气缸(501)的内侧周边。这个特征用来简单地限定用于对锁定部件施加单独力的多个室。特征<5-6>实施为使得:锁定部件(锁定活塞51)的小直径部分(接合部分511)适于相对于轮叶转子(4)向前和向后运动,并且移入锁定凹部(接合凹部521)。小直径部分(512、511)是锁定部件的远端部分,而大直径部分(513)是锁定部件的近端部分,其中偏压部件布置成从大直径部分(近端部分)至小直径部分(远端部分)偏压所述锁定部件。
<5-7>除了特征<5-6>之外:轮叶(41、42、43)在壳(HSG)中工作流体室中的至少两个,提前室(第一提前室A1)以及延迟室(第一延迟室R1);提前室和延迟室(A1)之一液压地连接至锁定部件(锁定活塞51)的末梢与壳(HSG)的面对锁定部件(51)末梢的轴向端部(后板9的X轴线正侧表面)之间的空间(第二压力接收室59)以进行液压压力供应;提前室和延迟室(R1)中的另一个液压地连接至锁定部件(51)的大直径部分(凸缘513)与中空圆筒形部件(密封部件502)之间的空间(第一压力接收室55)以进行液压压力供应。这个特征用来减小锁定部件的操作频率,由此增强气门正时控制装置的耐久性。
<5-8>除了特征<5-6>之外:中空圆筒形部件(密封部件502)由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成;锁定部件(锁定活塞51)的小直径部分(滑动部分512)与中空圆筒形部件(502)的内侧周边之间的间隙小于锁定部件(51)的大直径部分(凸缘513)与气缸(滑动孔501)的内侧周边之间的间隙。这个特征用来进一步抑制与锁定部件滑动接触的滑动部分的磨损。
<5-9>除了特征<5-1>之外:壳(HSG)在壳(HSG)的内侧周边处形成有柱脚(11);锁定部件(锁定活塞51)的末梢(接合部分511)和锁定凹部(接合凹部521)之一具有倾斜表面,偏压部件(盘簧53)通过该倾斜表面施加偏压力,从而将轮叶(41)之一压到柱脚(11)上。这个特征用来产生楔入效应,轮叶转子(4)借助该楔入效应能够可靠地固定在锁定位置中,同时维持根据特征<5-1>的锁定部件的工作能力。特征<5-9>实施为使得锁定部件的末梢(接合部分511)形成有渐缩表面,该渐缩表面的直径朝向末梢端部逐渐减小,而锁定凹部(接合凹部521)形成有渐缩表面,该渐缩表面的直径朝向底部端部逐渐减小。这个特征用来减小锁定部件和锁定凹部的表面的磨损,同时增强楔入效应,因为锁定部件和锁定凹部都形成有倾斜表面。
<5-10>一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,该气门正时控制装置包括:中空壳(HSG),其用于接收转矩,并且在内侧周边处一体地形成有柱脚(11、12、13),其中所述柱脚(11、12、13)沿着壳(HSG)的径向方向向内突出;轮叶转子(4),其由铝基金属材料形成,并且可旋转地安装在壳(HSG)中,所述轮叶转子(4)包括:转子(40);多个轮叶(41、42、43),其相对于转子(40)向外突出,并且所述轮叶(41、42、43)与柱脚(11、12、13)一起限定了至少一个工作流体室(提前室A1、A2或A3,以及延迟室R1、R2或R3),其中所述工作流体室(A1、A2、A3、R1、R2、R3)用于供应和排出工作流体;以及气缸(滑动孔501),其沿着轮叶转子(4)的轴向方向延伸;环形部件(密封部件502),其由耐磨性比阳极氧化涂层高的材料形成,并且固定在气缸(501)中;锁定销(锁定活塞51),其包括可滑动地安装在环形部件(502)中的末梢,其中该末梢(接合部分511)布置成根据内燃机的运转状态相对于轮叶转子(4)沿轴向方向向前和向后运动;锁定凹部(接合凹部521),其设置在壳(HSG)的面对锁定销(51)末梢的轴向端部中,其中,锁定销(51)的末梢适于插入在锁定凹部(521)中;以及偏压部件(盘簧53),其安装在气缸(501)中,并且布置成朝向锁定凹部(521)偏压锁定销(51),所述方法包括:第一操作,在轮叶转子(4)中形成气缸(501);第二操作,在第一操作之后阳极氧化轮叶转子(4)的整个表面;以及第三操作,在第二操作之后,将环形部件(502)压配合到气缸(501)中,以便将环形部件(502)固定到气缸(501)上。这个特征使得能够容易地制造根据特征<5-1>至<5-5>的气门正时控制装置。
2009年9月16日提交的日本专利申请No.2009-214723在这里通过参考并入本文。
尽管以上已经通过发明的某些实施例说明的本发明,但是本发明并不限于上述实施例。本领域技术人员根据上述教导可以对上述实施例进行修改和变型。本发明的范围参考以下的权利要求限定。

Claims (18)

1.一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:
壳体,其为中空圆筒形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;
密封板,其固定到所述壳体的所述轴向端部上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口;
轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶在所述轮叶和所述柱脚之间限定了工作流体室,并且所述工作流体室用于供应和排出工作流体;以及
密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,所述密封环密封所述工作流体室,
其中:
所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;
所述阳极氧化涂覆膜层位于所述外侧周边处;以及
所述密封环在所述轴向端部处邻接在所述基层上。
2.一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:
壳体,其为管形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;
密封板,其面对所述壳体的轴向端部表面,并且关闭所述壳体的所述开口;
相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及
密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,
其中:
所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;以及
所述阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体的所述外侧周边处和内侧周边处,并且在所述壳体的面对所述密封板的所述轴向端部表面上没有所述阳极氧化涂覆膜层。
3.一种用于内燃机的气门正时控制装置,包括:
壳体,其为管形,包括在轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;
密封板,其固定到所述壳体的所述轴向端部上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口;
相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及
密封环,其设置在所述壳体和所述密封板之间,
其中:
所述壳体由铝基金属材料形成并且被阳极氧化处理,其中所述壳体包括基层和阳极氧化涂覆膜层;以及
所述阳极氧化涂覆膜层位于所述壳体的所述外侧周边处,并且在所述壳体的与所述密封环邻接的表面上没有所述阳极氧化涂覆膜层。
4.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,其中:
所述壳体为中空圆筒形,其中所述壳体在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;
所述相位改变机构包括轮叶转子,所述轮叶转子用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶在所述轮叶和所述柱脚之间限定了工作流体室,并且所述工作流体室用于供应和排出工作流体;以及
所述密封环在所述壳体的所述轴向端部处密封所述工作流体室。
5.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,其中,所述密封环在所述轴向端部处邻接在所述基层上。
6.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,其中,所述阳极氧化涂覆膜层还位于所述壳体的内侧周边处。
7.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,还包括多个螺栓,所述多个螺栓沿着所述壳体的轴向方向延伸并且将所述密封板固定到所述壳体上。
8.根据权利要求7所述的气门正时控制装置,其中,所述密封板由比所述壳体硬的材料形成。
9.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,其中:
所述壳体包括在另一个轴向端部处的开口;以及
所述气门正时控制装置还包括另一个固定到所述另一个轴向端部上的密封板。
10.根据权利要求3所述的气门正时控制装置,其中,所述密封板包括保持所述密封环的密封环槽。
11.一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:
壳体,其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;
至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部表面上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;
轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶和所述柱脚在所述轮叶转子和所述壳体之间限定了提前室和延迟室,并且所述提前室和所述延迟室用于供应和排出流体;以及
至少一个密封环,其设置在所述密封板与所述壳体的轴向端部表面之间,
所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:
挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;
涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;以及
切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的轴向端部表面,所述密封环邻接在所述轴向端部表面上。
12.一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:
壳体,其为中空圆筒形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,其中所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;
至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;
轮叶转子,其用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶和所述柱脚在所述轮叶转子和所述壳体之间限定了提前室和延迟室,并且所述提前室和所述延迟室用于供应和排出流体;以及
至少一个密封环,其设置在所述密封板与所述壳体之间,
所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:
挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;
涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;
切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件;以及
雕刻操作,其雕刻所述第三工件的纵向端部表面,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
13.一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:
壳体,其为管形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;
至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;
相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及
至少一个密封环,其设置在所述密封板和所述壳体之间,
所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:
挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;
涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;以及
切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
14.根据权利要求13所述的方法,其中:
所述壳体为中空圆筒形,其中所述壳体在所述壳体的内侧周边处一体地形成有柱脚,并且所述柱脚沿着所述壳体的径向方向向内突出;
所述相位改变机构包括轮叶转子,所述轮叶转子用于固定到所述内燃机的凸轮轴上,并且可旋转地安装在所述壳体中,其中所述轮叶转子包括轮叶,所述轮叶在所述轮叶和所述柱脚之间限定了工作流体室,并且所述工作流体室用于供应和排出工作流体;以及
所述密封环在所述壳体的对应轴向端部处密封所述工作流体室。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述带轮包括沿着所述壳体的圆周方向布置的多个突起,并且每个突起都沿着所述壳体的轴向方向延伸。
16.一种生产用于内燃机的气门正时控制装置的方法,所述气门正时控制装置包括:
壳体,其为管形,包括在各个轴向端部处的开口,其中所述壳体在所述壳体的外侧周边处一体地形成有带轮,并且所述带轮用于接收来自内燃机曲轴的转矩;
至少一个密封板,其固定到所述壳体的轴向端部之一上,所述密封板关闭所述壳体的所述开口中对应的一个;
相位改变机构,其安装在所述壳体中,并且用于响应于工作流体的供应和排出而改变所述内燃机的凸轮轴相对于所述壳体的旋转相位;以及
至少一个密封环,其设置在所述密封板和所述壳体之间,
所述方法包括生产所述壳体的过程,所述过程包括:
挤压操作,其通过挤压铝基金属材料形成第一工件,其中所述第一工件沿着挤压方向延伸;
涂覆操作,其通过阳极氧化所述第一工件的整个表面而形成第二工件;
切断操作,其通过将所述第二工件切断至预定长度形成第三工件;以及
雕刻操作,其雕刻所述第三工件的纵向端部表面,以便形成具有切断表面的第三工件,所述切断表面形成所述壳体的与所述密封环邻接的表面。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述雕刻操作通过雕刻所述第三工件的纵向端部表面而实施,以便形成具有配合凹部的第三工件,其中所述配合凹部包括切断表面,并且所述密封板固定在所述配合凹部中。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括在所述配合凹部的内侧周边与所述密封板的外侧周边之间设置所述密封环。
CN2010102880898A 2009-09-16 2010-09-16 用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法 Pending CN102022153A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009214723A JP2011064105A (ja) 2009-09-16 2009-09-16 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2009-214723 2009-09-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102022153A true CN102022153A (zh) 2011-04-20

Family

ID=43729240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102880898A Pending CN102022153A (zh) 2009-09-16 2010-09-16 用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110061616A1 (zh)
JP (1) JP2011064105A (zh)
CN (1) CN102022153A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102817661A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103046979A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103726895A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103790872A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 成都科创佳思科技有限公司 增压装置
CN104121052A (zh) * 2013-04-29 2014-10-29 舍弗勒技术有限两合公司 具有在其凸轮轴法兰面上的局部凹部的液压凸轮轴调节器
CN105793527A (zh) * 2013-12-11 2016-07-20 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN105980672A (zh) * 2014-02-06 2016-09-28 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN106894857A (zh) * 2015-12-21 2017-06-27 爱信精机株式会社 阀开闭定时控制装置
CN110593978A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 伊希欧1控股有限公司 凸轮轴单元和用于制造凸轮轴单元的方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010005602A1 (de) * 2010-01-25 2011-07-28 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 Nockenwellenversteller
JP5617780B2 (ja) * 2011-07-12 2014-11-05 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
DE102012206338B4 (de) 2012-04-18 2021-06-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller mit Stator-Deckel-Einheit zur automatischen Einstellung eines Verriegelungsspiels
KR101490948B1 (ko) * 2013-09-09 2015-02-12 현대자동차 주식회사 차량용 댐퍼 풀리 조립체
JP5835300B2 (ja) * 2013-10-21 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 軸力測定方法
DE102013018263A1 (de) * 2013-10-30 2015-04-30 Avl Deutschland Gmbh Verfahren und Anordnung zur Überwachung einer Aktuatorvorrichtung
JP2016053348A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 スズキ株式会社 内燃機関の排気管バルブシステム
US10371019B2 (en) * 2015-01-16 2019-08-06 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Valve timing control device for internal combustion engine
DE102015206773A1 (de) * 2015-04-15 2016-10-20 Thyssenkrupp Ag Nockenwelle
DE102016214503B4 (de) 2015-10-28 2022-03-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstellvorrichtung
MX2018007344A (es) * 2015-12-18 2018-08-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Dispositivo de control de tiempos de valvula para motor de combustion interna.
KR101827096B1 (ko) * 2016-03-29 2018-03-22 현대자동차주식회사 엔진의 스프라켓 구조
US10480361B2 (en) 2017-01-13 2019-11-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser having a retention feature for aiding assembly
US10247055B2 (en) * 2017-01-13 2019-04-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser having a retention feature for aiding assembly
JP6950253B2 (ja) * 2017-04-11 2021-10-13 株式会社デンソー 電子装置
GB201803649D0 (en) * 2018-03-07 2018-04-25 Rolls Royce Plc A variable vane actuation arrangement
US10544715B1 (en) 2018-09-10 2020-01-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser assembly
JP7202165B2 (ja) * 2018-12-11 2023-01-11 日立Astemo株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置及び内燃機関のバルブタイミング制御システム
JP7225836B2 (ja) * 2019-01-24 2023-02-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1144852A (zh) * 1995-03-24 1997-03-12 本田技研工业株式会社 铝材的阳极化方法和由此法制得的应用部件
JP2000282820A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US20020038501A1 (en) * 2000-10-04 2002-04-04 Kazutoshi Iwasaki Method for manufacturing valve timing adjusting apparatus
JP2004060571A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
CN101040066A (zh) * 2004-07-23 2007-09-19 坎梅陶尔股份有限公司 在由可阳极氧化金属或合金制成的物品上形成高抗腐蚀性硬涂层的方法
CN101072899A (zh) * 2004-10-25 2007-11-14 亨克尔两合股份公司 铝和铝合金涂覆的基底上的阳极氧化涂层和涂覆的制品
CN201180565Y (zh) * 2008-04-11 2009-01-14 东风汽车公司 基于传统发动机上可变气门正时执行控制装置
CN201180566Y (zh) * 2008-04-11 2009-01-14 东风汽车公司 可变气门正时执行装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07238806A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Ofic Co 可変バルブタイミング装置
US5823152A (en) * 1995-06-14 1998-10-20 Nippondenso Co., Ltd. Control apparatus for varying a rotational or angular phase between two rotational shafts, preferably applicable to a valve timing control apparatus for an internal combustion engine
JP4620191B2 (ja) * 1998-01-20 2011-01-26 株式会社神戸製鋼所 疲労寿命および耐磨耗性に優れたAl合金製プーリおよびAl合金製プーリのめっき方法
JP2000282821A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP3871478B2 (ja) * 1999-10-14 2007-01-24 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング変更装置
DE10211607A1 (de) * 2002-03-12 2003-10-09 Porsche Ag Antrieb für Ventiltriebsteuerungen von Fahrzeugen, vorzugsweise von Nockenwellenverstellern
DE102004038252A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-15 Ina-Schaeffler Kg Steuerventil für eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine
JP2007284784A (ja) * 2006-03-20 2007-11-01 Nissan Motor Co Ltd アルミニウム合金製部品
US8171904B2 (en) * 2009-02-27 2012-05-08 Hitachi Automotive Systems, Inc. Valve timing control apparatus for internal combustion engine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1144852A (zh) * 1995-03-24 1997-03-12 本田技研工业株式会社 铝材的阳极化方法和由此法制得的应用部件
JP2000282820A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US20020038501A1 (en) * 2000-10-04 2002-04-04 Kazutoshi Iwasaki Method for manufacturing valve timing adjusting apparatus
JP2004060571A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
CN101040066A (zh) * 2004-07-23 2007-09-19 坎梅陶尔股份有限公司 在由可阳极氧化金属或合金制成的物品上形成高抗腐蚀性硬涂层的方法
CN101072899A (zh) * 2004-10-25 2007-11-14 亨克尔两合股份公司 铝和铝合金涂覆的基底上的阳极氧化涂层和涂覆的制品
CN201180565Y (zh) * 2008-04-11 2009-01-14 东风汽车公司 基于传统发动机上可变气门正时执行控制装置
CN201180566Y (zh) * 2008-04-11 2009-01-14 东风汽车公司 可变气门正时执行装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102817661A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103046979A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103726895B (zh) * 2012-10-15 2017-10-24 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103726895A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN104121052A (zh) * 2013-04-29 2014-10-29 舍弗勒技术有限两合公司 具有在其凸轮轴法兰面上的局部凹部的液压凸轮轴调节器
CN105793527A (zh) * 2013-12-11 2016-07-20 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN105793527B (zh) * 2013-12-11 2019-06-21 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN103790872A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 成都科创佳思科技有限公司 增压装置
CN105980672A (zh) * 2014-02-06 2016-09-28 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
CN106894857B (zh) * 2015-12-21 2019-05-31 爱信精机株式会社 阀开闭定时控制装置
CN106894857A (zh) * 2015-12-21 2017-06-27 爱信精机株式会社 阀开闭定时控制装置
CN110593978A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 伊希欧1控股有限公司 凸轮轴单元和用于制造凸轮轴单元的方法
CN110593978B (zh) * 2018-06-12 2021-10-22 伊希欧1控股有限公司 凸轮轴单元和用于制造凸轮轴单元的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110061616A1 (en) 2011-03-17
JP2011064105A (ja) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102022153A (zh) 用于内燃机的气门正时控制装置及其制造方法
US8707920B2 (en) Valve timing control apparatus for internal combustion engine
US8904980B2 (en) Valve timing control apparatus
US6769413B2 (en) Fuel injection pump
US8757114B2 (en) Control valve for controlling pressure-medium flows comprising an integrated check valve
US8342815B2 (en) Oil pump
WO2018123682A1 (ja) オイルポンプ及びオイルポンプ一体型のバランサ装置
JP5136628B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP2008095549A (ja) バルブタイミング調整装置
US7650861B2 (en) Camshaft adjuster
US7647905B2 (en) Device for the variable setting of the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine
JP5184403B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
WO2019013110A1 (ja) ポンプ
EP3176411B1 (en) Valve opening and closing timing control device
JP2010196674A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2021085401A (ja) バルブタイミング調整装置
KR100764490B1 (ko) 진공 펌프 및 상기 진공 펌프를 포함하는 진공 시스템
JP3627340B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP5179406B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2011220137A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
CN100389284C (zh) 一种内燃机机油泵
JPH01163402A (ja) ロータリー機械
JP5466281B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4729396B2 (ja) シール部材の取付構造
JP3528385B2 (ja) 弁開閉時期制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110420