CN104929714A - 气门正时控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气门正时控制器。阀盖(61、100)固定到壳体(21、25)并且具有在阀芯(48、111)的中心轴线(55)的延伸线上的开口(67)。隔膜(71、115)具有环形形状并且关闭所述开口。轴(75、110、120)与阀芯同轴地布置并且固定隔膜的内周部(72、116)。衬套(82、122、130)通过隔膜的外周部(73、117)固定到阀盖。所述壳体支撑所述轴以可在轴向方向上滑动。

Description

气门正时控制器

技术领域

本发明涉及一种气门正时控制器。

背景技术

气门正时控制器通过将工作油供应到壳体中的油压室以使得叶片转子相对于壳体旋转而控制内燃机的进气门或排气门的气门正时。油通道切换阀设置在叶片转子的中央部处以将工作油供应到油压室。

JP H05-214907A描述了一种气门正时控制器，其中正时带轮与壳体一体地形成为一件式部件并且壳体的与凸轮轴相反的开口由隔膜关闭以使得限制正时带轮接收从油压室泄漏的工作油。盘状部件设置在隔膜的中央部处。设置在外侧的致动器能够通过盘状部件在轴向方向上按压油通道切换阀的阀芯。

然而，在JP H05-214907A中，隔膜的盘状部件被设置以能够在径向方向上移动以使得盘状部件的位置在径向方向上不固定。因此，盘状部件可能由于当安装有气门正时控制器的车辆行驶时导致的振动而在径向方向上移位。如果致动器在盘状部件在径向方向上移位的状态下产生推力，阀芯不能够接收期望的行程。在这种情况下，阀芯的定位准确度在轴向方向上可能降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种气门正时控制器，其中阀芯的定位准确度在轴向方向上提高。

根据本发明的一个方面，气门正时控制器包括正时带轮、壳体、叶片转子、阀套和阀芯。正时带轮与驱动轴和从动轴中的一个一体旋转。壳体与正时带轮一体地形成为一件式部件。叶片转子在壳体中固定到驱动轴和从动轴的另一个的端部并且具有将壳体的内部空间分隔为提前室和延迟室的叶片。阀套设置在叶片转子的中央部处并且具有连通到外部供油源的供应端口、连通到提前室的提前端口和连通到延迟室的延迟端口。阀芯与驱动轴和从动轴的所述另一个同轴地布置并且能够在阀套内侧沿轴向方向移动以根据阀芯在轴向方向上的位置使得供应端口和提前端口相对于彼此连接或断开连接并且使得供应端口与延迟端口相对于彼此连接或断开连接。

气门正时控制器还包括阀盖、隔膜、轴和衬套。阀盖固定到壳体并且具有在阀芯的中心轴线的延伸线上的开口。壳体定位在阀盖与驱动轴和从动轴的所述另一个之间。隔膜具有环形形状并且关闭所述开口。轴与阀芯同轴地布置并且固定隔膜的内周部。轴能够在轴向方向上按压阀芯。衬套通过隔膜的外周部固定到阀盖。衬套支撑轴以可在轴向方向上滑动并且维持轴与阀芯之间的同轴度。

因此，轴的对齐通过衬套执行并且能够限制轴相对于阀芯在径向方向上移位。因此，由于限制了轴倾斜或相对于阀芯偏心，因此限制了阀芯的轴向定位准确度降低。

附图说明

从下面的参考附图作出的详细说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是示出根据第一实施例的气门正时控制器的截面图；

图2是沿着图1的线II-II所取的横截面图；

图3是示出气门正时控制器的放大视图；

图4是图3的区域IV的放大视图；

图5是沿着图3的线V-V所取的横截面图；

图6是示出根据第二实施例的气门正时控制器的截面图；

图7是示出根据第三实施例的气门正时控制器的截面图；

图8是示出根据第四实施例的气门正时控制器的截面图；

图9是示出根据第五实施例的气门正时控制器的截面图；和

图10是示出根据第六实施例的气门正时控制器的截面图。

具体实施方式

将在下文中参考附图描述发明的实施例。在各个实施例中，对应于前述实施例所描述的物体的部分可以被指定相同的附图标记并且可以省略对于所述部分的冗余说明。当在实施例中仅仅描述构造的一部分时，其他前述实施例可以应用于构造的其他部分。即使没有明确描述各个部分可以被组合，所述各个部分也可以被组合。即使没有明确描述各个实施例可以被组合，只要组合没有损害，所述各个实施例可以部分地组合。

(第一实施例)

参考图1描述根据第一实施例的气门正时控制器。凸轮轴202相对于内燃机200的曲轴201旋转，从而气门正时控制器10控制由凸轮轴202打开和关闭的进气门(未示出)的气门正时。气门正时控制器10设置在动力传动系统中，其中驱动力从曲轴201传递到凸轮轴202。曲轴201可以相当于驱动轴并且凸轮轴202可以相当于从动轴。

气门正时控制器10包括相位调整机构20、油通道切换阀40和阀盖组件60。

参考图1-3说明相位调整机构20。相位调整机构20包括前盖21、后盖25、正时带轮27和叶片转子32。

前盖21具有杯状形状并且具有沿径向方向向内突出的多个突出部22。突出部22布置成在周向方向上彼此间隔。

后盖25布置成与前盖21的开口端相邻并且具有通孔26，凸轮轴202穿过所述通孔26。

正时带轮27具有齿部28和凸缘部29。齿部28具有筒形状并且定位在前盖21的径向外侧上。凸缘部29定位成通过后盖25与前盖21相反。凸缘部29利用螺栓31通过后盖25连接到前盖21。

前盖21和后盖25可以相当于壳体并且通过与正时带轮27接合的正时带203连接到曲轴201以与曲轴201一体旋转。

叶片转子32具有轴毂33和多个叶片34。轴毂33在前盖21中固定到凸轮轴202的端部。叶片34将前盖21的突出部22之间的空间分隔为提前室23和延迟室24。叶片转子32通过阀套螺栓41固定到凸轮轴202以与凸轮轴202一体地旋转。延迟室24在旋转方向上相对于叶片34定位在提前侧上并且提前室23在旋转方向上相对于叶片34定位在与提前侧相反的延迟侧上。

叶片转子32具有供应通道35、提前通道36和延迟通道37。供应通道35通过凸轮轴202的供应通道204和例如发动机缸体的供应通道205连通到是外部供油源的油泵206。供应通道35在轴毂33的内壁面中限定为开口。提前通道36连通到提前室23并且在轴毂33的内壁面中限定为开口。延迟通道37连通到延迟室24并且在轴毂33的内壁面中限定为开口。

当叶片转子32接收供应到提前室23或延迟室24的工作油的压力时，叶片转子32相对于前盖21旋转以使得叶片转子32相对于前盖21的旋转相位提前或延迟。

参考图1和图3说明油通道切换阀40。油通道切换阀40除了阀套螺栓41之外还包括阀芯48。

阀套螺栓41在与凸轮轴202相反的相反侧上插入叶片转子32中并且紧固到凸轮轴202。阀套螺栓41将阀套44限定在头部42与螺纹部43之间。阀套44具有在轴毂33的中央部处在轴向方向上延伸的筒形形状并且具有供应端口45、提前端口46和延迟端口47。供应端口45连通到供应通道35。提前端口46连通到提前通道36。延迟端口47连通到延迟通道37。

阀芯48能够在阀套44内侧在轴向方向上移动并且阀套44的端口根据阀芯48的轴向位置而选择性地连接到彼此或彼此断开连接。具体地，当叶片转子32相对于前盖21的旋转相位提前时，阀芯48使得供应端口45与提前端口46彼此连接并且使得延迟端口47与阀芯48的内部通道51彼此连接。此时，内部通道51通过螺纹部43的内部通道52和凸轮轴202的内部通道207连通到外部排出空间。当叶片转子32相对于前盖21的旋转相位延迟时，阀芯48使得供应端口45和延迟端口47彼此连接并且使得提前端口46与内部通道51彼此连接。

止动板53配合到阀套螺栓41的头部42中并且阀芯48由弹簧54朝向止动板53偏压。阀芯48的轴向位置由通过止动板53与阀芯48相反设置的螺线管208的杆209的轴向位置确定。

参考图1和图3-5说明阀盖组件60。阀盖组件60包括阀盖61、隔膜71、轴75和衬套82。

阀盖61具有大直径部62、凸缘部63、环形部64和小直径部65。前盖21的底部在相对于阀套螺栓41的头部42的径向外侧上具有沿轴向方向突出的突出部38并且大直径部62配合到突出部38。大直径部62可以相当于凹部。

凸缘部63从大直径部62的与前盖21相邻的端部在径向方向上向外突出并且利用螺栓66在周向方向上的多个位置处固定到前盖21。环形部64从大直径部62的与凸缘部63相反的端部在径向方向上向内突出。小直径部65从环形部64的内周部朝向阀套螺栓41突出并且限定在阀芯48的轴向中心55的延伸线上的开口67。

隔膜71具有环形形状并且被设置以关闭开口67。隔膜71的内周部72可相对于外周部73沿轴向方向移动。薄膜部74使得内周部72和外周部73彼此连接。内周部72在轴向方向上的厚度大于薄膜部74在轴向方向上的厚度。外周部73在轴向方向上的厚度大于薄膜部74在轴向方向上的厚度。

轴75具有第一轴76和第二轴78。第一轴76在轴向方向上定位在隔膜71的内周部72与阀芯48之间并且在径向方向上与阀芯48同轴地设置。第一轴76具有作为限定在与内周部72相邻的端面中的开口的带底(盲)孔77。

第二轴78具有头部79和轴部81。头部79将隔膜71的内周部72固定在第一轴76与第二轴78之间。轴部81压配合到带底孔77中。第一轴76接触阀芯48。

第二轴78的头部79与第一轴76相反的部分露出到外部空间并且接触螺线管208的杆209，正时带轮27露出到所述外部空间。轴75能够在轴向方向上按压阀芯48。在下文中，外部空间指的是正时带轮27所露出到的空间。

衬套82具有基部83和管部84。基部83将隔膜71的外周部73固定在阀套螺栓41与阀盖61之间。更具体地，隔膜71的外周部73在轴向方向上介于阀盖61的小直径部65与衬套82之间。管部84具有从基部83朝向阀盖61突出的筒形状并且压配合到小直径部65。

第二轴78穿过基部83的通孔85。基部83支撑轴75以在轴75与阀芯48之间的同轴度(同轴的程度)由通孔85的内壁面保持在预定范围内的同时可在轴向方向上滑动。

第一轴76在外壁面的周向一部分上具有平面86以具有垂直于轴向中心的大致D形状的横截面。与第一轴76相似，通孔85在内壁面的周向一部分上具有平面87以具有垂直于轴向中心的大致D形状的横截面。当平面86与通孔85的平面87接合时，第一轴76停止旋转并且被禁止旋转。平面86和平面87相当于规制轴75与衬套82之间的相对旋转的限制部。

第一轴76在与阀芯48相邻的端部和轴向方向上的中间部处具有平面86。第一轴76的与隔膜71相邻的端部89相对于平面86定位在径向外侧上。端部89用作规制第一轴76朝向阀芯48移动的止动件。从而，规制了轴75的行程以使得隔膜71的变形不超出可允许的范围。

衬套82具有将衬套82与隔膜71之间的空间91连接到前盖21与阀盖61之间的空间92的通孔88。空间92经由排出通道部93与内燃机200的润滑空间210连接。排出通道部93包括前盖21的第一排出通道94、叶片转子32的第二排出通道95、垫圈39的第三排出通道96和后盖25的第四排出通道97。从提前室23和延迟室24泄漏到空间92的工作油能够经由排出通道部93排放到润滑空间210。密封部件211布置在润滑空间210与外部空间之间。

由第一轴76和第二轴78挤压导致隔膜71的内周部72在轴向方向上弯曲以使得空间91与外部空间之间的间隙被紧密地密封从而不导致油泄漏。而且，由衬套82与阀盖61挤压导致隔膜71的外周部73在轴向方向上弯曲以使得空间91与外部空间之间的间隙紧密地密封从而不导致油泄漏。

O形环98布置在前盖21与阀盖61的凸缘部63之间。O形环98紧密地密封空间92与外部空间之间的间隙从而不导致油泄漏并且可以相当于密封部件。

O形环99布置在前盖21的管部与后盖25之间。O形环99紧密地密封外部空间与提前室23和延迟室24之间的间隙从而不导致油泄漏。

根据第一实施例，气门正时控制器10包括阀盖组件60。阀盖组件60具有所述阀盖61、隔膜71、轴75和衬套82。阀盖61固定到前盖21并且具有在阀芯48的轴向中心55的延伸线上的开口67。隔膜71关闭阀盖61的开口67。与阀芯48同轴布置的轴75固定隔膜71的内周部72并且能够在轴向方向上按压阀芯48。衬套82在隔膜71的外周部73介于衬套82与阀盖61之间的状态下固定到阀盖61。衬套82支撑轴75以可在轴向方向上滑动并且维持轴75与阀芯48之间的同轴度。

轴75通过衬套82对齐以具有与阀芯48相同的轴线。因此，能够限制轴75相对于阀芯48在径向方向上移位。因此，限制了轴75相对于阀芯48倾斜并且限制了轴75相对于阀芯48偏心。因此，能够提高阀芯48的轴向定位准确度。

气门正时控制器10相对于固定的螺线管208旋转并且工作油存在于围绕阀芯48与轴75彼此接触的区域。因此，在轴75能够相对于衬套82和阀盖61旋转的情况下，隔膜71的内周部72可以相对于隔膜71的外周部73旋转。在这种情况下，在螺线管208通过轴75在轴向方向上按压阀芯48时，隔膜71可能扭曲。如果隔膜71的扭曲大，隔膜71的薄膜部74可能具有裂缝。

相比之下，根据第一实施例，轴75的平面86和衬套82的平面87构成限制部，其规制轴75与衬套82之间的相对旋转。因此，可避免隔膜71的裂缝。

根据第一实施例，阀盖61通过螺栓66紧固到前盖21。在径向方向上在前盖61的开口67与螺栓66之间的位置处，前盖21具有在轴向方向上突出的突出部38。阀盖61具有配合到突出部38的大直径部62。

因此，限制了当紧固螺栓时所产生的阀盖61的变形传递到隔膜71。而且，阀盖组件60和相位调整机构20能够通过配合在阀盖61与前盖21之间而对齐以具有共同的轴线。

根据第一实施例，排出通道部93被设置以与前盖21与阀盖61之间的空间92连通并且以与内燃机200的润滑空间210连通。

因此，能够减小由与空间92连通的空间91的工作油施加到隔膜71的压力载荷。而且，能够限制朝向螺线管208施加到隔膜71上的压力成为相对于螺线管208的推力的阻力。

根据第一实施例，O形环98设置在前盖21与阀盖61之间并且相对于正时带轮27所露出到的外部空间紧密地密封空间92。因此，能够限制空间92的工作油泄漏到外部空间和到达正时带轮27。

(第二实施例)

参考图6说明根据第二实施例的气门正时控制器。在第二实施例中，阀盖100具有在径向方向上从小直径部65向内突出的环形突出部101。环形突出部101可以是规制轴75移动远离阀芯48的止动件。因此，轴75的行程是可控制的以使得隔膜71的变形不超出可允许的范围。

(第三实施例)

参考图7说明根据第三实施例的气门正时控制器。在第三实施例中，轴110是具有插入有阀芯111的突出部112的带底(盲)孔113的一件式部件。插入孔113的底面接触突出部112。轴110在与阀芯111相反的端部处具有环形凹槽114。隔膜115的内周部116插入环形凹槽114中。

隔膜115的内周部116和外周部117具有与薄膜部74大致相同的厚度。内周部116通过到环形凹槽114的底面的张力而紧密地密封空间91与外部空间之间的间隙。密封部件118设置在外周部117与衬套82的头部79之间以使得紧密地密封空间91与外部空间之间的间隙。

(第四实施例)

参考图8说明根据第四实施例的气门正时控制器。在第四实施例中，轴120在与阀芯111相邻的端部处具有在径向方向上向外突出的键121。衬套122具有键121插入其中的凹槽123。轴120通过键121与凹槽123之间的接合而停止旋转。键121和凹槽123相当于规制轴120与衬套122之间的相对旋转的限制部。

(第五实施例)

参考图9说明根据第五实施例的气门正时控制器。在第五实施例中，衬套130在与阀芯111相邻的一侧上具有在径向方向上向内突出的环形突出部131。环形突出部131可以相当于规制轴120朝向阀芯111移动的止动件。因此，轴120的行程是可控制的以使得隔膜115的变形不超出可允许的范围。

(第六实施例)

参考图10说明根据第六实施例的气门正时控制器，其中设置阀盖100的环形突出部101和衬套130的环形突出部131。

(其他实施例)

衬套可以例如通过螺钉或螺纹而不是压配合固定到阀盖。

第二轴可以例如通过螺钉或螺纹而不是压配合固定到阀盖。

可以省去规制轴与衬套之间的相对旋转的限制部。

在上述实施例中，阀盖的凹部(也就是，大直径部的内壁)配合到前盖的突出部。可替代地，前盖的凹部可以配合到阀盖的突出部。而且，可以省去凹部与突出部之间的配合结构。

正时带轮可以由与形成壳体的部件相同的材料制成。正时带轮可以由与形成壳体的部件相同的部件制成为一件式的部件。

在上述实施例中，壳体通过两个部件(也就是，前盖和后盖)构造。然而，壳体可以由三个或更多部件构造。而且，后盖可以被形成以具有杯状并且前盖可以被形成以具有盘状。

在上述实施例中，曲轴(驱动轴)与正时带轮连接并且凸轮轴(从动轴)与叶片转子连接。可替代地，曲轴(驱动轴)可以与叶片转子连接并且凸轮轴(从动轴)可以与正时带轮连接。

气门正时控制器可以控制内燃机的排气门的气门正时。

这些改变和修改应理解为在由附加的权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种气门正时控制器，其控制由动力传动系统中的从动轴(202)打开和关闭的气门的气门正时，在所述动力传动系统中，驱动力从内燃机(200)的驱动轴(201)传递到所述从动轴，所述气门正时控制器包括：

与所述驱动轴和所述从动轴中的一个一体旋转的正时带轮(27)；

与所述正时带轮一体布置的壳体(21、25)；

叶片转子(32)，其在所述壳体中固定到所述驱动轴和所述从动轴的另一个的端部，所述叶片转子具有将所述壳体的内部空间分隔为提前室(23)和延迟室(24)的叶片(34)；

设置在所述叶片转子的中央部处的阀套(44)，所述阀套具有连通到外部供油源(206)的供应端口(45)、连通到所述提前室的提前端口(46)和连通到所述延迟室的延迟端口(47)；

与所述驱动轴和所述从动轴的所述另一个同轴布置的阀芯(48、111)，所述阀芯能够在所述阀套内侧沿轴向方向移动以根据所述阀芯在轴向方向上的位置使得所述供应端口与所述提前端口相对于彼此连接或断开连接并且使得所述供应端口与所述延迟端口相对于彼此连接或断开连接；

固定到所述壳体的阀盖(61、100)，所述阀盖具有在所述阀芯的中心轴线(55)的延伸线上的开口(67)，所述壳体定位在所述阀盖与所述驱动轴和所述从动轴的所述另一个之间；

隔膜(71、115)，其具有环形形状并且关闭所述开口；

与所述阀芯同轴布置的轴(75、110、120)，所述轴固定所述隔膜的内周部(72、116)，所述轴能够在轴向方向上按压所述阀芯；和

通过所述隔膜的外周部(73、117)固定到所述阀盖的衬套(82、122、130)，所述衬套支撑所述轴以在轴向方向上可滑动并且维持所述轴与所述阀芯之间的同轴度。

2.根据权利要求1所述的气门正时控制器，其还包括：

规制所述轴与所述衬套之间的相对旋转的限制部(86、87、121、123)。

3.根据权利要求1或2所述的气门正时控制器，其中

所述阀盖通过螺栓(66)连接到所述壳体，

所述壳体和所述阀盖中的一个在径向方向上所述开口与所述螺栓之间的位置处具有在轴向方向上突出的突出部(38)，和

所述壳体和所述阀盖的另一个具有与所述突出部配合的凹部(62)。

4.根据权利要求1或2所述的气门正时控制器，其还包括：

连通到所述壳体与所述阀盖之间的空间(92)的排出通道部(93)，其中所述排出通道部能够连通到外部润滑空间(210)。

5.根据权利要求1或2所述的气门正时控制器，其还包括：

密封部件(98)，其相对于所述正时带轮所露出到的外部空间紧密地密封所述壳体与所述阀盖之间的空间。