CN102400730B

CN102400730B - 一种气门正时相位控制装置

Info

Publication number: CN102400730B
Application number: CN 201110385707
Authority: CN
Inventors: 时利; 季崇敬; 王成军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: CN102400730A

Abstract

本发明涉及一种气门正时相位控制装置，其用于调节发动机的气门正时相位，属于发动机的设计与制造领域。该装置由链轮、壳体、单排行星齿轮组机构、离合机构及动作机构组成。链轮通过螺钉固定安装在壳体上，壳体与凸轮轴之间通过单排行星齿轮组机构传动。该装置通过动作机构驱动离合机构实现单排行星齿轮组机构中不同齿圈与不同行星架的接合与分离，从而实现凸轮轴相对于壳体的同步转动、提前转动以及延迟转动。本发明的气门正时相位调节角度范围大，其工作状态的维持及三个工作状态间的切换通过以电动机为动力的简单机构实现，该装置的零件设计、加工简单且整个装置的安装、检查及维修简单易行。

Description

一种气门正时相位控制装置

技术领域

本发明涉及一种气门正时相位控制装置，其属于发动机的设计与制造领域。

背景技术

发动机气门正时相位控制技术是一种应用在发动机上控制凸轮轴相位的技术，其原理是凸轮轴上安装的气门正时相位控制装置根据发动机的转速调整凸轮轴的相位，实现不同转速下具有不同的气门叠开角，以调整进气量、排气量，使气缸内空气量、燃气量达到最佳，最终达到提高燃烧效率、节约燃油的目的。

目前采用的气门正时相位控制装置多为液压气门正时相位控制装置，如中国专利号为201010139955.7所提出的气门正时控制装置，此类液压气门正时相位控制装置中，叶片转子具有一个或数个叶片，该叶片将外壳的内部界定成沿圆周方向布置的提前流体室和延迟流体室，液压油从供应源压入提前流体室或延迟流体室内，使得凸轮轴相对于壳体同步转动、提前转动或延迟转动从而实现气门正时相位的调节。但在发动机刚启动时，液压油压力不足，此时为保证能够正常启动，需要设置复杂的锁止机构以保证发动机正常启动所需的气门叠开角；同时其气门正时相位调节范围小，且其使用液压油作为装置工作状态的维持以及三个工作状态切换的动力，这需要发动机分配动力驱动一个油泵为其提供高压油，增加了发动机的负荷；同时，给提前流体室及延迟流体室供油的油道分布在凸轮轴及装置的其它元件内，使得凸轮轴与装置中其他元件上油道的设计、加工复杂；同时组成该装置的元件均为液压件，其密封性要求高、加工复杂、成本高；整个装置安装、检查、维修困难。

发明内容

本发明针对以上不足，提出了一种气门正时相位控制装置，其可实现较大范围的气门正时相位调节，且其工作状态的维持及三个工作状态的切换通过以电动机为动力的简单机构实现，不增加发动机的负荷，同时其零件加工要求相对较低，且安装、检查、维修简单易行。

本发明所采用的技术方案为：一种气门正时相位控制装置由壳体、链轮、离合机构、单排行星齿轮组机构以及动作机构组成；链轮通过螺钉固定安装在壳体上，壳体与凸轮轴之间通过单排行星齿轮组机构传动。

壳体由前壳体和后壳体组成，前、后壳体通过螺钉固定安装在单排行星齿轮组机构两侧，后壳体回转中心处有通孔，且通孔的毂上有渐开线花键；链轮通过螺钉固定安装在后壳体上，正时链条与链轮连接从而驱动壳体。

离合机构由调节滑套、长花键套、短花键套、花键套挡圈、限位片、限位片挡圈及预紧弹簧组成；调节滑套两端均有渐开线外花键，其嵌套在凸轮轴上，并与凸轮轴移动副连接，其通过一端的渐开线外花键与凸轮轴座上的渐开线内花键移动副连接；限位片嵌套在调节滑套上并用限位片挡圈定位，限位片与凸轮轴座之间通过预紧弹簧连接；长花键套、短花键套均嵌套在调节滑套上并均与调节滑套转动副连接，长花键套与短花键套两侧均有花键套挡圈轴向定位；调节滑套、长花键套、短花键套及凸轮轴座上的渐开线花键齿形相同。

单排行星齿轮组机构由外齿圈、组合齿圈、大行星架、小行星架、行星轮、行星轮挡圈、太阳轮、轴承组及轴承组挡圈组成，所述的组合齿圈由中间外齿圈、中间内齿圈、中间前壳体及中间后壳体组成，中间外齿圈与中间内齿圈固定连接，中间前壳体、中间后壳体通过螺钉固定安装在中间内齿圈两侧；大行星架由大行星架左侧板、大行星架右侧板、长行星轮轴及轴挡圈组成；小行星架由小行星架左侧板、小行星架右侧板、短行星轮轴及轴挡圈组成，组成大、小行星架的左、右侧板结构类似，其最大截面的轮廓均类似于等边三角型，在侧板上距离回转中心的远端相隔120度分布有三个轴孔；长、短行星轮轴均为阶梯轴，它们安装在相应侧板上的轴孔内并用轴挡圈定位。组成大、小行星架的左、右侧板的回转中心均有一通孔，且大、小行星架右侧板上通孔的毂上分布有渐开线内花键；行星轮安装在大、小行星架上并用行星轮挡圈定位，外齿圈通过大行星架上的行星轮与中间外齿圈连接，同时中间内齿圈通过小行星架上的行星轮与太阳轮连接，凸轮轴与太阳轮间通过螺钉固定连接；所述的太阳轮为一齿轮轴，其轴部与大、小行星架的左侧板之间安装有轴承组。

调节滑套、长花键套、短花键套、大行星架右侧板、小行星架右侧板、后壳体及凸轮轴座上的渐开线花键齿形相同。

动作机构由电动机、偏心轮、拨片及拨片挡圈组成；偏心轮通过键安装在电动机输出轴上，同时偏心轮与拨片平面高副连接，拨片嵌套在调节滑套上，其一侧用过调节滑套上的轴肩定位，另一侧通过拨片挡圈定位。

本发明的有益效果是气门正时相位调节角度范围大，装置工作状态的维持及三个工作状态的切换通过以电动机为动力的简单机构实现，其不增加发动机的负荷，避免了传统液压气门正时相位控制装置使用液压油作为工作状态的维持及三个工作状态切换的动力而存在的：油道设计及加工复杂、零件密封性要求高、加工复杂、成本高以及为保证液压油压力不足情况下发动机正常启动的气门叠开角而设置的复杂的锁止机构；同时该装置的零件设计、加工简单，整个装置安装、检查、维修简单易行。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的顶视图；

图2是本发明的左视图；

图3是图2的B向视图；

图4是图1的A向视图；

图5是本发明的离合机构三个工作状态的示意图，其中(a)是凸轮轴与壳体同步转动的工作状态示意图，(b)是凸轮轴相对于壳体提前转动的工作状态示意图，(c)是凸轮轴相对于壳体延迟转动的工作状态示意图。

图中1、壳体，2、单排行星齿轮组机构，3、链轮，4、离合机构，5、凸轮轴座，6、凸轮轴，7、动作机构，8、前壳体，9、长行星轮轴，10、大行星架左侧板，11、短行星轮轴，12、轴承组，13、太阳轮，14、凸轮轴紧固螺钉，15、轴承组挡圈，16、小行星架左侧板，17、中间前壳体，18、外齿圈，19、后壳体，20、中间后壳体，21、小行星架右侧板，22、大行星架右侧板，23、调节滑套，24、限位片，25、限位片挡圈，26、预紧弹簧，27、拨片，28、拨片挡圈，29、偏心轮，30、电动机输出轴，31、电动机，32、轴挡圈，33、行星轮挡圈，34、壳体紧固螺钉，35、链轮紧固螺钉，36、大行星架，37、中间外齿圈，38、小行星架，39、中间内齿圈，40、行星轮，41、长花键套，42、花键套挡圈，43、短花键套。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实施例。

如图1、图3示，本发明的一种气门正时相位控制装置由壳体1、链轮3、离合机构4、单排行星齿轮组机构2以及动作机构7组成；壳体1由前壳体8和后壳体19组成，前壳体8、后壳体19通过螺钉固定安装在单排行星齿轮组机构2两侧，后壳体19的回转中心处有一通孔，该通孔的毂上布置有渐开线花键；链轮3通过链轮紧定螺钉35固定安装在后壳体19上，正时链条与链轮3连接从而驱动壳体1。

如图3、图5示，离合机构4由调节滑套23、长花键套41、短花键套43、花键套挡圈42、限位片24、限位片挡圈25及预紧弹簧26组成；调节滑套23两端均布置有渐开线外花键，其嵌套在凸轮轴6上，并与凸轮轴6移动副连接，其通过一端的渐开线外花键与凸轮轴座5上的渐开线内花键连接；限位片24嵌套在调节滑套23上并用限位片挡圈25定位，限位片24与凸轮轴座5之间通过预紧弹簧26连接；长花键套41、短花键套43均嵌套在调节滑套23上并均与调节滑套23转动副连接，长花键套41与短花键套43两侧均有花键挡圈42轴向定位。

如图1、图3、图4示，单排行星齿轮组机2构由外齿圈18、组合齿圈、大行星架36、小行星架38、行星轮40、行星轮挡圈33、太阳轮13、轴承组12及轴承组挡圈15组成，所述的组合齿圈由中间外齿圈37、中间内齿圈39、中间前壳体17及中间后壳体20组成，中间外齿圈37与中间内齿圈39固定连接，中间前壳体17、中间后壳体20位于中间内齿圈39两侧，并通过螺钉与中间内齿圈39固定连接；大行星架36由大行星架左侧板10、大行星架右侧板22、长行星轮轴9及轴挡圈32组成；小行星架38由小行星架左侧板16、小行星架右侧板21、短行星轮轴11及轴挡圈32组成，大行星架左侧板10、大行星架右侧板22、小行星架左侧板16及小行星架右侧板21四者结构类似，其最大截面的轮廓均类似于等边三角型，且它们回转中心处均有通孔，在距离回转中心的远端相隔120度分布有三个轴孔，且大行星架右侧板22、小行星架右侧板21上通孔的毂上分布有渐开线内花键；长行星轮轴9、短行星轮轴11均为阶梯轴，它们安装在相应侧板上的轴孔内并用轴挡圈32定位。行星轮40安装在大行星架36与小行星架38上并用行星轮挡圈33定位，外齿圈18通过大行星架36上的行星轮40与中间外齿圈37连接，同时中间内齿圈39通过小行星架上38的行星轮40与太阳轮13连接，凸轮轴6与太阳轮13间通过凸轮轴紧固螺钉14固定连接；所述的太阳轮13为一齿轮轴，其轴部与大行星架左侧板10、小行星架左侧板16之间安装有轴承组12，轴承组12一侧由太阳轮13轴部的轴肩定位，另一侧由轴承组挡圈15定位。

调节滑套23、长花键套41、短花键套43、大行星架右侧板22、小行星架右侧板21后壳体19及凸轮轴座5上的渐开线花键齿形相同。

如图1、图3示，动作机构7由电动机31、偏心轮29、拨片27及拨片挡圈28组成；偏心轮29通过键安装在电动机输出轴30上，同时偏心轮29与拨片27平面高副连接，拨片27嵌套在调节滑套23上，其一侧用过调节滑套23上的轴肩定位，另一侧通过拨片挡圈28定位。

如图1、图3、图5示，正常工作时，如(a)情况下，正时链条驱动链轮3转动，在预紧弹簧26的作用下，调节滑套23左端的花键与小行星架38上的内花键不接合，小行星架38上的内花键通过长花键套41与大行星架36上的内花键接合，同时大行星架36上的内花键通过短花键套43与后壳体19上的内花键接合，此时，小行星架38、大行星架36及后壳体19三者固定在一起，链轮3和凸轮轴6同步转动；当需要改变气门正时相位时，如(b)情况下，由控制系统控制电动机31转动，驱动偏心轮29转动，使得拨片27带动调节滑套23、长花键套41及短花键套43轴向移动，调节滑套23左端的外花键与小行星架38上的内花键接合，小行星架38上的内花键通过长花键套41与大行星架36上的内花键接合，而短花键套43与大行星架36上的内花键分离，使得大行星架36、小行星架38与后壳体19独立，此时凸轮轴6相对于链轮3提前转动；如(c)情况下，当电动机31继续驱动偏心轮29转动时，拨片27继续带动调节滑套23、长花键套41及短花键套43轴向移动，此时，调节滑套23左端的外花键与小行星架38上的内花键接合，长花键套41与大行星架36及后壳体19上的内花键同时接合，短花键套43与后壳体19上的内花键接合，此时小行星架38与调节滑套23固定，而大行星架36与后壳体19固定，凸轮轴6相对于链轮3延迟转动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种气门正时相位控制装置，由壳体、链轮、单排行星齿轮组机构、离合机构以及动作机构组成；其特征在于：所述的单排行星齿轮组机构由外齿圈、组合齿圈、大行星架、小行星架、行星轮、行星轮挡圈、太阳轮、轴承组及轴承组挡圈组成；所述的组合齿圈由中间外齿圈、中间内齿圈、中间前壳体及中间后壳体组成，中间外齿圈与中间内齿圈固定连接，中间前壳体、中间后壳体通过螺钉固定安装在中间内齿圈两侧；行星轮安装在大、小行星架上，外齿圈通过大行星架上的行星轮与中间外齿圈连接，中间内齿圈通过小行星架上的行星轮与太阳轮连接，凸轮轴与太阳轮间通过螺钉固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种气门正时相位控制装置，其特征在于：大行星架由大行星架左侧板、大行星架右侧板、长行星轮轴及轴挡圈组成；小行星架由小行星架左侧板、小行星架右侧板、短行星轮轴及轴挡圈组成；组成大、小行星架的左、右侧板的回转中心均有一通孔，且大、小行星架右侧板回转中心处的通孔的毂上分布有相同齿形的渐开线内花键。

3.根据权利要求1所述的一种气门正时相位控制装置，其特征在于：离合机构由调节滑套、长花键套、短花键套、花键套挡圈、限位片、限位片挡圈及预紧弹簧组成；调节滑套嵌套在凸轮轴上，其与凸轮轴移动副连接，其两端均有渐开线外花键，其通过一端的渐开线外花键与凸轮轴座上的渐开线内花键移动副连接；限位片嵌套在调节滑套上，且限位片与凸轮轴座之间通过预紧弹簧连接；长花键套、短花键套均嵌套在调节滑套上并均与调节滑套转动副连接；调节滑套、长花键套及短花键套上的渐开线花键齿形相同。