CN103764958A - 内燃机的气门正时控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内燃机的气门正时控制装置。气门正时控制装置具备：具有多个叶片(14)的叶片转子(11)；壳体(12)，将叶片转子(11)收纳在内部，以便在各叶片(14)的周方向的一侧形成提前室(20)，在另一侧形成延迟室(21)；插入在叶片(14)设置的筒体(24)内，能在锁止位置和非锁止位置间移动的锁销(26)；及导入通路(29)，从与设置有筒体(24)的叶片(14)邻接的延迟室(21)朝筒体(24)内导入机油，以使锁销(26)朝非锁止位置移动，控制机油供给装置(40)以朝各延迟室(21)供给机油，与筒体(24)相连的延迟室(21A)的分支通路(51A)的流路截面积大于其他延迟室(21B)的分支通路(51B)的流路截面积。

Description

内燃机的气门正时控制装置
技术领域
本发明涉及能够对内燃机的进气门以及排气门中的至少任意一方的开闭正时进行控制的气门正时控制装置。
背景技术
公知有通过使凸轮轴相对于内燃机的曲轴的相位提前或延迟而对进气门以及排气门中的至少任意一方的开闭正时进行控制的可变气门正时装置。例如，公知有如下的装置，该装置具备：叶片转子，该叶片转子与凸轮轴一体旋转；以及壳体，该壳体将叶片转子收纳于内部，且与曲轴一起旋转，通过对朝设置于叶片转子的叶片的一方侧的提前室以及设置于叶片的另一方侧的延迟室供给的油压进行控制而使开闭正时变化。在这种装置中，公知有如下的装置，在与多个延迟室中的一个延迟室连接的延迟通路设置止回阀，使得该设置有止回阀的延迟通路的压力损失小于与其他的延迟室连接的延迟通路的压力损失(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2008-069651号公报
在专利文献1的装置中设置有锁销，该锁销插入于设置在叶片转子的贯通孔，且能够在前端从贯通孔突出而嵌入壳体的凹部的锁止位置和整体后退到贯通孔内的非锁止位置之间移动。贯通孔与延迟室连接，锁销由从该延迟室被导入贯通孔的机油朝非锁止位置驱动。因此，当在内燃机的启动时等对该延迟室供给驱动锁销移动至非锁止位置所需要的量的机油的供给延迟时，在锁销位于锁止位置的状态下凸轮轴以及曲轴开始旋转。进而，由此存在锁销难以从凹部脱出的顾虑。在专利文献1中，并未公开朝与该贯通孔相连的延迟室迅速地供给机油、由此使锁销迅速地移动到非锁止位置的技术，也无任何启示。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在内燃机启动时等能够使锁销迅速地移动到非锁止位置的内燃机的气门正时控制装置。
本发明的气门正时控制装置具备：第一旋转体，该第一旋转体具有沿径向延伸的多个叶片，并且，该第一旋转体与内燃机的曲轴以及凸轮轴中的任意一方一起旋转；第二旋转体，该第二旋转体与上述曲轴以及上述凸轮轴中的任意另一方一起旋转，上述第一旋转体以能够相对于该第二旋转体相对旋转的方式收纳于该第二旋转体的内部，以便在上述第一旋转体的各叶片的周方向的一侧形成提前室，在另一侧形成延迟室；机油供给单元，该机油供给单元能够朝各延迟室供给机油；锁销，该锁销插入到在上述多个叶片中的一部分的叶片设置的筒体内，该锁销能够在一部分嵌入到设置于上述第二旋转体的凹部的锁止位置和整体后退到上述筒体内的非锁止位置之间移动；以及导入通路，该导入通路用于从与设置有上述筒体的叶片邻接的延迟室朝上述筒体内导入机油，以使上述锁销朝上述非锁止位置移动，该气门正时控制装置对上述机油供给单元进行控制，以朝各延迟室供给机油，该气门正时控制装置的特征在于，在上述机油供给单元设置有被从供给源导入机油的共通通路和从上述共通通路分支而与各延迟室连接的多个分支通路，上述多个分支通路中的、与经由上述导入通路同上述筒体相连的延迟室连接的分支通路的至少一部分的区间的流路截面积，大于与其他延迟室连接的分支通路的流路截面积。
根据本发明的气门正时控制装置，能够使与筒体相连的延迟室(以下，有时称作第一延迟室)的分支通路的压力损失小于其他的延迟室(以下，有时称作第二延迟室)的分支通路的压力损失。由此，与第二延迟室相比，能够优先朝第一延迟室供给机油，因此，能够使第一延迟室的油压迅速地上升。因此，能够朝筒体内迅速地供给机油，使锁销迅速地移动至非锁止位置。
在本发明的气门正时控制装置的一个实施方式中，也可以形成为，在各延迟室分别设置有与上述分支通路连接的机油导入口，同上述筒体相连的延迟室的上述机油导入口的截面积大于其他延迟室的上述机油导入口的截面积。通过像这样增大第一延迟室的机油导入口的截面积，能够朝第一延迟室内顺畅地供给机油。因此，能够朝第一延迟室更迅速地供给机油。因而，能够使锁销更迅速地移动至非锁止位置。
附图说明
图1是示出组装有本发明的一个实施方式所涉及的气门正时控制装置的内燃机的主要部分的图。
图2是示出图1的II-II线处的相位变更机构的截面的图。
图3是示出内燃机启动时的内燃机的转速、第一延迟室的油压、油压室的油压以及进气门的相位的时间变化的图。
具体实施方式
图1示出组装有本发明的一个实施方式所涉及的气门正时控制装置的内燃机的主要部分。该内燃机1具有多个气缸，是作为行驶用动力源搭载于车辆等的公知的内燃机。虽然省略了图示，但内燃机1具备曲轴和凸轮轴。曲轴经由连杆与插入于各气缸的活塞连结。在凸轮轴形成有用于驱动设置于各气缸的进气门开闭的多个凸轮。
在凸轮轴的一端设置有相位变更机构10。图2示出图1的II-II线处的相位变更机构10的截面。如图1所示，相位变更机构10具备：作为第一旋转体的叶片转子11；以及作为第二旋转体的壳体12，叶片转子11以与该壳体12同轴的方式被收纳在该壳体12的内部。叶片转子11以能够相对于壳体12相对旋转的方式被收纳在壳体12内。叶片转子11具备圆筒状的转子主体13和从转子主体13朝径向外侧延伸的四个叶片14。如图2所示，转子主体13借助中心螺栓15被固定于凸轮轴。
壳体12具备由凸轮轴支承且能够相对于该凸轮轴相对旋转的链轮16、壳体主体17、以及盖部18。。在链轮16卷挂有未图示的正时链条，以使得壳体12与曲轴一起旋转。如图1所示，壳体主体17具备圆筒状的外壁部17a以及从该外壁部17a朝径向内侧延伸的四个分隔部17b。由此，在壳体主体17的内部形成有四个收纳室19。叶片转子11以叶片14配置在收纳室19内的方式与壳体主体17组合。进而，如图2所示，壳体主体17的在旋转轴线Ax方向上的一方侧由链轮16堵塞、另一方侧由盖部18堵塞，从而叶片转子11被收纳在壳体12内。
如图1所示，由此，各收纳室19内由叶片14划分成提前室20和延迟室21。在各叶片14的外周侧的端部分别设置有密封部件22。密封部件22堵塞叶片14与外壁部17a之间的间隙。并且，在各分隔部17b的内周侧的端部也分别设置有密封部件23。密封部件23堵塞分隔部17b与转子主体13之间的间隙。
如图1所示，在四个叶片14中的一个叶片14设置有筒体24。以下，将设置有筒体24的叶片14称作第一叶片14A，将其他的叶片14称作第二叶片14B，从而加以区分。另外，在不需要进行区分的情况下，仅称作叶片14。如图2所示，筒体24在旋转轴线Ax的方向贯通。在链轮16设置有当叶片转子11相对于壳体12位于图1所示的位置的情况下与筒体24对置的凹部25。锁销26以能够沿旋转轴线Ax的方向移动的方式插入于筒体24。锁销26具备圆筒状的主体26a和与该主体26a同轴设置的前端部26b。前端部26b的直径小于主体26a的直径。因此，在主体26a与前端部26b之间形成有阶梯差26c。锁销26以前端部26b位于链轮16的方式插入于筒体24内。
锁销26在链轮16的前端部26b嵌入凹部26的锁止位置和整体后退至筒体24内的非锁止位置之间移动。图2示出锁销26移动至锁止位置时的状态。如该图所示，在位于锁止位置的锁销26的主体26a与叶片14之间形成有油压室27。在凹部25设置有止动部件28，以便当锁销26位于锁止位置的情况下以上述方式形成油压室27。油压室27形成为，被供给至该油压室27内的机油朝非锁止位置侧推压锁销26。与第一叶片14A邻接的延迟室21和油压室27借助导入通路29相连。以下，将与油压室27相连的延迟室称作第一延迟室21A，将其他的延迟室称作第二延迟室21B，从而加以区分。另外，在不需要进行区分的情况下，仅称作延迟室21。在筒体24内设置有朝链轮16侧对锁销26施力的弹簧30。
利用作为机油供给单元的机油供给装置40对朝各提前室20以及各延迟室21的机油的供给进行控制。如图1所示，机油供给装置40具备经由粗滤器41汲取内燃机1的油底壳2的机油的作为供给源的油泵42。油泵42是由内燃机1驱动的公知的泵。在油泵42的排出侧连接有供给通路43。在供给通路43设置有用于除去机油中的异物的过滤器44。供给通路43在分支点43a分支成主油路45和气门用油路46。主油路45将机油朝支承曲轴的轴承以及用于对活塞进行冷却的喷油机构等引导。气门用油路46将机油朝油控制阀47引导。在气门用油路46设置有止回阀48，该止回阀48允许机油从供给通路43朝油控制阀47流动、且阻止机油从油控制阀47朝供给通路43流动。油控制阀47经由提前用油路49与各提前室20连接。并且，油控制阀47经由延迟用油路50与各延迟室21连接。油控制阀47构成为使得气门用油路46与提前用油路49以及延迟用油路50中的任意一方选择性地连接。
延迟用油路50在中途分支成四条分支通路51。因此，延迟用油路50相当于本发明的共通通路。另外，在该图中仅示出四条中的两条。在各延迟室21设置有机油导入口52。分支通路51与该机油导入口52连接。如该图所示，第一延迟室21A的机油导入口52A形成为其截面积大于第二延迟室21B的机油导入口52B的截面积。并且，与第一延迟室21A连接的分支通路51A设置成：遍及该分支通路51A的全长而其流路截面积大于与第二延迟室21B连接的分支通路51B的流路截面积。
油控制阀47的动作由发动机控制单元(ECU)60控制。ECU60是包括微处理器及其动作所需的RAM、ROM等外围设备的计算机单元。ECU60根据规定的控制程序对设置于内燃机1的各种控制对象进行控制，由此来对内燃机1进行控制。并且，在ECU60连接有用于取得内燃机1的运转状态的各种传感器。
ECU60对油控制阀47的动作进行控制，以便内燃机1启动时气门用油路46与延迟用油路50连接。图3示出内燃机1启动时的内燃机1的转速、第一延迟室21A的油压、油压室27的油压以及进气门的相位的时间变化。另外，在该图中，作为第一比较例，以虚线示出没有止回阀48、且同第一延迟室21A连接的分支通路51的流路截面积与同第二延迟室21B连接的分支通路51的流路截面积相同的情况下的第一延迟室21A的油压以及油压室27的油压的时间变化。并且，作为第二比较例，用点划线示出虽然未设置止回阀48、但同第一延迟室21A连接的分支通路51的流路截面积和同第二延迟室21B连接的分支通路51的流路截面积相同的情况下的第一延迟室21A的油压的时间变化。
如该图中以实线所示，在本发明中，当在时刻t1开始内燃机1的启动时，从时刻t2起第一延迟室21A的油压开始上升。因此，由于是27的油压从时刻t3起开始上升。由此能够迅速地使锁销26移动至非锁止位置。因而，能够在时刻t5使叶片转子11动作从而使进气门的相位朝提前侧变化。另外，在该时刻t5，内燃机1的转速处于上升途中。因此，与转速已上升至规定转速N1之后相比较，能够以较低的油压使锁销26移动至非锁止位置。
与此相对，在第二比较例中从时刻t3起、在第一比较例中从时刻t4起油压开始上升。因此，在第一比较例的情况下，从时刻t6起油压室27的油压开始上升。此时内燃机1的转速已上升至规定转速N1，因此施加于锁销26的力变大。因此，为了使锁销26移动所需要的油压变高。因而，直到时刻t7为止都无法使叶片转子11移动。
如以上所说明了的那样，在本发明中，与第一延迟室21A连接的分支通路51A的流路截面积大于与第二延迟室21B连接的分支通路51B的流路截面积。并且，第一延迟室21A的机油导入口52A的截面积大于第二延迟室21B的机油导入口52B的截面积。因此，在内燃机1启动时等能够迅速地朝第一延迟室21A供给机油。因而，能够迅速地使锁销26移动至非锁止位置。由此能够迅速地使进气门的相位提前，因此能够迅速地使内燃机1启动。
本发明并不限定于上述的方式，能够以各种方式加以实施。例如，与第一延迟室连接的分支通路的流路截面积也可以并非遍及全长都大于与第二延迟室连接的分支通路的流路截面积。只要在至少一部分区间使其流路截面积变大，以便与第一延迟室连接的分支通路的压力损失小于与第二延迟室连接的分支通路的压力损失即可。
本发明中的锁销的数量并不限定于一个，也可以是两个以上。但是，锁销的数量被限定成小于叶片转子的叶片的数量的数量。由此，能够在叶片转子设置具有锁销的叶片和不具有锁销的叶片。
在本发明中，也可以形成为，叶片转子与曲轴一起旋转，壳体与凸轮轴一起旋转。在本发明中，也可以并不利用共通的机油供给装置朝提前室和延迟室供给机油。例如，也可以分别设置朝提前室供给机油的机油供给装置、和朝延迟室供给机油的机油供给装置。

Claims (2)

1.一种气门正时控制装置，
该气门正时控制装置具备：
第一旋转体，该第一旋转体具有沿径向延伸的多个叶片，并且，该第一旋转体与内燃机的曲轴以及凸轮轴中的任意一方一起旋转；
第二旋转体，该第二旋转体与所述曲轴以及所述凸轮轴中的任意另一方一起旋转，所述第一旋转体以能够相对于该第二旋转体相对旋转的方式收纳于该第二旋转体的内部，以便在所述第一旋转体的各叶片的周方向的一侧形成提前室，在另一侧形成延迟室；
机油供给单元，该机油供给单元能够朝各延迟室供给机油；
锁销，该锁销插入到在所述多个叶片中的一部分的叶片设置的筒体内，该锁销能够在一部分嵌入到设置于所述第二旋转体的凹部的锁止位置和整体后退到所述筒体内的非锁止位置之间移动；以及
导入通路，该导入通路用于从与设置有所述筒体的叶片邻接的延迟室朝所述筒体内导入机油，以使所述锁销朝所述非锁止位置移动，
该气门正时控制装置对所述机油供给单元进行控制，以朝各延迟室供给机油，
该气门正时控制装置的特征在于，
在所述机油供给单元设置有被从供给源导入机油的共通通路和从所述共通通路分支而与各延迟室连接的多个分支通路，
所述多个分支通路中的、与经由所述导入通路同所述筒体相连的延迟室连接的分支通路的至少一部分的区间的流路截面积，大于与其他延迟室连接的分支通路的流路截面积。
2.根据权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，
在各延迟室分别设置有与所述分支通路连接的机油导入口，
同所述筒体相连的延迟室的所述机油导入口的截面积大于其他延迟室的所述机油导入口的截面积。
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