CN105317494B - 内燃机的阀定时控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机的阀定时控制设备，实际上是凸轮相位器。该阀定时控制设备包括连接到凸轮轴并具有多个叶片的转子。定子与转子接合，并包括多个腹板，其中压力室设置在每个腹板与叶片之间。凸轮相位器被构造为不必依赖电子控制就能自动定位到其中锁位置。本发明的至少一个实施例被构造为使用凸轮扭矩使油从转子的叶片的一侧再循环到另一侧。

Description

内燃机的阀定时控制设备

技术领域

本发明的实施例涉及内燃机的阀定时控制设备或凸轮相位器，其中，凸轮相位器被构造为不必依赖电子控制就能自动定位到其中锁位置。

本发明的至少一个实施例还涉及凸轮相位器，其被构造为使用凸轮扭矩使油再循环以协助油压将转子定位到其中锁位置。

背景技术

典型的内燃机使用链或驱动带来由曲轴驱动主动轮。定子以扭转刚性的方式连接到主动轮。这样，定子借助这个驱动元件和主动轮而驱动连接到曲轴。

对应的转子与定子接合，并以扭转刚性的方式连接到凸轮轴。凸轮轴上具有凸轮凸角(cam lobe)，这些凸轮凸角推挤换气阀以打开换气阀。通过旋转凸轮轴来变换换气阀打开和关闭的时间点，能够使内燃机在所涉及的速度上提供最佳性能。

为了优化内燃机运转期间的性能，使凸轮轴的角位置根据转子相对于定子的相对位置而相对于主动轮连续变化。特别地，发动机的RPM以及发动机需要产生的扭矩量和马力是定时调整的基础。在发动机运转时进行这些调整。这使得阀定时可变，因为在RPM的整个范围上在不断地调整进排气阀定时。性能的获益包括提高发动机效率以及改善怠速平滑性。发动机还能传递比具有传统阀定时的类似位移式引擎更多的马力和扭矩。这还使发动机具有改善的燃料经济性并致使发动机排放更少的烃。

定子包括向定子的中心轴线径向突出的腹板(web)。在相邻的腹板之间形成多个中间空间，液压介质经由液压阀引入这些空间。转子包括背离转子的中心轴线径向突出、并突出到定子的相邻腹板之间的叶片。转子的这些叶片把定子的腹板之间的中间空间划分为两个压力室(常常分别被称为“A”和“B”)。为了改变凸轮轴与主动轮之间的角位置，转子相对于定子旋转。为此目的，根据每次旋转的期望的方向，对一个压力室(“A”或“B”)中的液压介质施压，而同时对另一压力室(“B”或“A”)向罐泄压。

在内燃机的一些运转状态期间，不可避免地需要使转子相对于定子的位置锁定。为此目的，可将锁销形式的阀定时控制装置用在转子上，用于锁定到对应的孔中。

一些系统被配置为将这个孔设置在转子相对于定子的运动范围(最邻近一个腹板或另一个)的一端或另一端。典型地，锁销被构造为锁定在完全滞后的位置。无论如何，将转子锁定在其运动范围的一端或另一端更容易，因为在发动机停止的情况下，可以利用凸轮摩擦来使转子移动到锁定位置，或甚至使用弹簧来克服反作用的摩擦来使转子移动到锁定位置。

尽管提供使转子相对定子锁定的系统具有许多优点，但是困难在于将转子引导到“中锁(mid-lock)”位置，即，既不位于转子相对于定子的运动范围的一端也不位于另一端的锁定位置。特别是，当锁定位置设置在完全滞后位置与完全超前位置之间的锁定位置(即中锁位置)时，如果发动机在将转子控制到中锁位置之前熄火或停止，那么传统的端锁系统不能将转子移动到正确的位置并锁定相位器。

美国专利第8,973,542号公开了一种系统，其提供了一种中间锁定(mid-locking)系统，其被构造为从转子的叶片的一侧或另一侧排放压力介质，以将转子移动到其中锁位置。本发明相较于8,973,542专利公开的系统具有有效的改进。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种阀定时控制设备或凸轮相位器，其耗油较少，当油压和流量受限时缩短了达到中锁位置花费的时间，并且不依赖电子控制来达到中锁位置。

本发明的实施例的另一目的是提供一种阀定时控制设备或凸轮相位器，其使用凸轮扭矩来使油从其转子的叶片的一侧重新循环到另一侧，以帮助使凸轮相位器定位到其中锁位置，尽管来自油泵的压力很小甚至没有压力。

在本发明的一个示例实施例中，设置具有转子定位机构的中锁相位器(mid-locking phaser)。转子定位机构包括定向供应部和起使转子自动运动到中锁位置的作用的定向排放端口，由此使转子能够相对于定子锁定，而不必依赖电子控制。具体地，当发动机停止时，控制器关闭电流。因此，在停止期间，确定相位角的传感器无法正确读取位置。转子定位机构被构造为不用电子控制而能使转子自动移动到中锁位置。此外，根据转子相对于定子的位置，油被选择性地供给到一个室或另一个室。换言之，油不是供给到两个室，而是仅供应到要求的室。这样，降低了油耗，当油压和流量受限时达到中锁位置所花费的时间缩短。

另外，在本文公开的一些实施例中，尽管来自泵的油压小甚至没有，但凸轮扭转使油从一侧再循环到另一侧，达到中锁位置并锁定。

附图说明

以下将结合附图描述本发明，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，以及

图1是根据本发明的实施例的阀定时控制设备或凸轮相位器的转子部件的立体图；

图2是阀定时控制设备的定子部件的前视图；

图3示出(为了简单，省略了盖)彼此接合的转子与定子，且转子相对定子锁定；

图4类似图3，但其中转子未相对于定子锁定，并且转子旋转到其相对于定子的最前的位置；

图5是沿图3中的线5-5截取的剖视图，示出了阀定时控制设备的油控制阀和压力介质控制阀；

图6是示出油控制阀的各种状态的状态图；

图7-10示出了在发动机各种运转阶段期间压力介质控制阀的各种状态；

图11是示出根据本发明的优选实施例的阀定时控制设备的供应阀、油控制阀和压力介质控制阀的剖视图；

图12-16类似图11，但示出了油控制阀的不同状态；

图17是示出关于图11-16的各种状态的状态图；

图18是示出根据本发明的优选实施例的阀定时控制设备的供应阀、油控制阀和压力介质控制阀的剖视图；

图19是示出图18所示的油控制阀的各种状态的状态图；以及

图20-23类似图18，但示出油控制阀的不同状态。

具体实施方式

尽管本发明可允许不同形式的实施例，在附图中示出并将在本文详细描述具体实施例，应理解，公开的内容应被认为本发明的原理的范例，并非旨在将本发明限制在所示出的内容中。

本发明涉及与内燃机一起使用的阀定时控制设备，实际上为凸轮相位器。本文公开了本发明的多个实施例。本文公开的实施例相较于美国专利第8,973,542号公开的系统具有有效的改进，该专利文献由此通过援引全文并入本文。

将描述第一实施例，然后将重点描述其他实施例的差异。首先，将描述每个实施例中的转子和定子，然后将描述每个实施例的液压或油控制阀。最后，将描述不同的状态。

如图1中所示，转子10包括毂12以及从毂12径向向外伸出的叶片14。转子10还包括环形通道16，该环形通道16与通向转子10的外表面22的附加通道18、20(见图3)相连通。如示出的，通道18、20相似地位于每个转子叶片14之间。如将描述的，这些通道16、18和20为压力介质(即油)提供流路。

转子10的叶片14中的一个叶片24还包括压力介质控制阀室26。如图3-5所示，例如锁定销52的压力介质控制阀布置在该压力介质控制阀室26中，转子10提供通向这个室26并与至少一个设置在转子10的毂12中的环形通道16连通的内部流动通道30。这样，压力介质能够在压力介质控制阀室26与液压或油控制阀32之间流动。

如图1所示，形成在转子10的叶片24的外表面36上的对中槽34邻近压力介质控制阀室26并与其流体连通。如本文稍后将更完整描述的，这个对中槽34作用为在发动机某些运转阶段期间，当转子10在相对于定子40的某些位置时，使压力介质能够沿该对中槽34运动到锁定销52。

优选地，转子10的外侧未密封，而是优选通过叶片14的长度(密封长度)来进行密封。优选地，不密封是因为如果在叶片14的径向外侧为了密封而不得不设置槽，则将减小压力介质控制阀室26的可用空间。也就是说，能够设置密封，这将仍然在本发明的范围内。

除对中槽34外，转子10包括至少一个附加槽，例如其叶片14中的一个叶片25上的附加槽11，用于根据转子10相对于定子40的位置，将压力介质供应到任一室60、62。这将在下文更详细描述。如图1所示，槽11可包括设置在转子10的外表面36上的凹部17和布置在叶片25的凹部17中的流体通道19，其中，该流体通道19与如图5所示的油控制阀32流体连通。

如图2所示，阀定时控制设备的另一部件包括定子40。定子40借助与主动轮51接合的驱动元件(未示出)驱动连接到曲轴(也未示出)。定子40包括圆柱形定子基部44和从基部44径向向内突出的腹板46。腹板46彼此间分隔开，在两个腹板46之间的那些空间48之一中有锁定销孔50，锁定销孔50构造为用于接纳锁定销52，由此使转子10相对于定子40的位置锁定(见图3和5)。

如图2所示，优选地，在定子40的外表面板56(例如链轮或盖)也形成邻近锁定销孔50的对中槽54。如本文稍后将更完整描述的，这个对中槽54作用为在发动机的某些运转阶段期间，当转子10在相对于定子40的某些位置时，使压力介质能够从室之一通过该槽然后沿转子10中的对中槽34运动到压力介质控制阀室26。

除对中槽54之外，定子表面板(可以是链轮或盖)56包括附加凹部或槽13、15，它们与转子10中的槽11协作，用于根据转子10相对于定子40的位置，将压力介质供应到室60、62之一。每个槽13、15可包括在定子表面板56上的凹部。

转子10、定子40和定子表面板56中的一个或多个可以是烧结的，在此期间形成槽11、13、15、34和54。尽管图1和2描绘了对中槽34、54分别设置在转子10和定子表面板56上，但是可以将对中槽仅设置在这些部件之一上，例如定子表面板56上，和/或设置与本文描绘的对中槽34、54看起来完全不同的流体通道，只要是从存在于叶片14与腹板46之间的压力室60、62到压力介质控制阀室26的一些形式的流路，均在本发明的范围内。此外，也可以将槽11、13和15设置为看起来与图1和图2中所示的极为不同，但仍在本发明的范围内。另外，可以设置更多或更少的槽。

另外，尽管本文使用了术语“对中”，但是必须理解，锁定销孔50不必(很可能不会)精确地设置在定子10的两个相邻腹板46之间；然而，优选锁定销孔50设置在转子10的、在完全滞后位置与完全超前位置之间的一些中间位置上。

图3和4示出转子10与定子40接合。具体地，转子10、定子40和表面板56彼此接合，使得对中槽34、54彼此面对(即转子10的外表面36面对定子40的外表面56)，转子10的槽11面对表面板56的槽13、15。转子10和定子40相对于彼此同轴，转子10的每个叶片14布置在定子10的两个相邻腹板46之间。这样，压力室60、62设置在每个叶片14与腹板46之间。转子10为每个压力室60、62提供至少一个流路，使得压力介质能够在每个压力室60、62与油控制阀32(见图5)之间来回流动。更具体地，转子10的内部通道16、18、20被构造为使得转子10的叶片14与定子40的腹板46之间布置两组压力室60、62，其中每隔一个室60是滞后压力通道，剩余的压力室62是超前压力通道。在操作期间，在超前室62中提供的比滞后室60更多的压力介质压力使转子10相对于定子40逆时针旋转。在此情况下，来自压缩的滞后室60的压力介质将排放到罐T。另一方面，在滞后室60中提供比超前室62更多的压力介质压力使转子10相对于定子40顺时针移动。在此情况下，来自压缩的超前室62的压力介质将排放到罐T。

尽管图中示出一定数量的叶片和腹板，但是当然可以设置不同数量的叶片和腹板。而且，也不是每个室都需要是活动的，即超前和滞后油不必进入每个室。

图3示出转子10在相对于定子40的一个位置上的状态，在该位置上锁定销52能够接合在锁定销孔50中。相比之下，图4则示出了转子10的解锁，并示出转子10位于相对于定子40的最超前位置的特定位置。当然，转子10还可以位于相对于定子40的其他位置上，图4所示的具体位置仅仅作为示例提供。

图5是沿图3中的线5-5截取的剖视图。尽管图5中未明确示出，但转子10以扭转刚性方式连接到凸轮轴，凸轮轴包括一个或多个凸轮凸角，凸轮凸角被构造为推挤换气阀以打开这些换气阀。

如图5所示，油控制阀32邻近转子10布置。油控制阀32经由电子控制以有效地提供受控压力介质流动，以便控制凸轮轴。油控制阀32包括螺栓41(其接合凸轮轴，图中未示)，线轴43布置在螺栓41中。线轴43由保持构件45保持在螺栓41中，线轴(spool)43相对于螺栓41来回移动。该运动经由电子控制，以有效提供受控压力介质流动，以便控制凸轮轴。具体地，螺线管47(如图5所示)接合螺栓41的一端，同时例如压缩弹簧49的偏置构件接合螺栓41的相对端。这样，螺线管47有效地设定并控制线轴43相对于螺栓41的位置和运动，由此控制压力介质流动并控制与油控制阀32接合的凸轮轴。

油控制阀32包括多个能够供压力介质流入和流出油控制阀32的通道或端口。这些端口在图6-10中使用字母表示。具体地，压力介质从油泵(未示出)经过端口P流向油控制阀32。此外，压力介质从油控制阀32流经端口T，以便排放到罐(图中未示)。如图所示，优选有两个罐(T)端口：一个通过螺栓41的一侧，另一个在油控制阀32的一端。压力介质通过端口A流入和流出超前室62，并通过端口B流入和流出滞后室60。压力介质从压力介质控制阀52经端口L流到油控制阀32。最后，压力介质可以从油控制阀32经端口S流到转子10的槽11中。根据油控制阀43的位置和转子10相对于定子的位置，这可导致压力介质被分别经由槽13或槽5供应到室60或室62。

尽管图5示出了能够与之前描述的转子10和定子40关联使用的优选油控制阀32，但是也可使用其他油控制阀而仍然落在本发明的范围内。

根据运行状态，可以将压力介质经由转子10中的通道16、18和20供应到室60、62，以及从室60、62经由通道16、18和20排出(即排放)。根据当时转子10相对于定子40的位置，压力介质也能经由转子10的槽11和定子表面板56的任一槽13或15供应到室60、62。压力介质也可以经由压力介质控制阀室26从室60、62排出。

如以上讨论的，油控制阀32包括螺栓41(其接合凸轮轴)，线轴43布置并保持在螺栓41中。线轴43相对于螺栓41来回运动，运动被电子地控制以有效地提供受控的压力介质流，以便控制凸轮轴。线轴43具有与螺栓41的内表面轮廓相协作的外表面轮廓，以在油控制阀32的不同端口之间提供流体流动。具体地，压力介质在线轴43中流动，以及在线轴43的外表面与螺栓41的内表面之间流动。稍后在下文中当描述油控制阀32的各种状态时，将对此详细描述。

同时，将描述压力介质控制阀或锁定销52。如图所示，优选锁定销52基本上为圆柱形，并通常没有台阶，但具有头部72。锁定销52还优选包括内台肩76。优选设置帽78，帽78邻接固定到定子40的盖80。偏置构件，例如压缩弹簧82，被构造为与锁定销52接合并推压锁定销52使其与定子表面板56中的锁定销孔50接合，使转子10的位置有效地关于定子40锁定。优选地，锁定销52的接合在锁定销孔50中的部分84具有与锥形相反的圆柱外表面；然而，可以使用锥形锁定销，这仍在本发明的范围内。不论如何，当压缩弹簧82的一端86接合锁定销52的内台肩76时，压缩弹簧82的另一端88接合帽78。尽管压缩弹簧82的端部86被示出为接合锁定销52的内台肩76，但是压缩弹簧82的这个端部86也可接合锁定销52的后表面，使压缩弹簧82的另一端接合设置在帽78中的凹部。压缩弹簧82可以以各种方式实施，而仍在本发明的范围内。实际上，虽然偏置构件被描述为压缩弹簧82，偏置构件也可采用其他形式，只要锁定销52被推向定子表面板56中设置的锁定销孔50。

如图5所示，转子10提供通向压力介质控制阀室26的流体通道30、31。这样，压力介质可以在压力介质控制阀室26之间经由通道30、31，通过转子10，沿至少一个环形通道16流到油控制阀32。而且，当油控制阀处于位置“对中”并接合锁定销52时，来自油控制阀32的流通向由曲轴箱建立的罐T。此时，如将在下文更详细描述的，压力介质推压头72和锁定销52的基部，以克服压缩弹簧82的力，使得锁定销52从锁定销孔50撤回并脱离，由此使转子10离开定子40，使得转子10能够相对于定子40枢转。

当转子10的位置经由锁定销52相对定子40锁定时(或当锁定销52至少与锁定销孔50大体对齐时)对中槽34、54不能达到压力室60、62时，优选将转子10和定子表面板56上的对中槽34、54构造为能够使得它们在转子10相对于定子40不“对中”时彼此流体连通。类似地，转子10的槽11和定子表面板56的任一槽13或15被构造为使得它们在转子10相对于定子40不“对中”时它们彼此流体连通。

在图1和图5中，开口92只是制造转子10的结果。具体地，对转子10钻孔，以形成通道30、31。这个钻孔操作还导致形成开口92。换言之，钻头钻入转子10中形成开口92，然后进一步钻入转子10而形成通道30(见图5)。通道30将油输送到油控制阀32。在图1中，开口93也连接通道31，形成来自对中槽34(以及对中槽54，如果转子未“对中”的话)的油的路径。

现在将描述油控制阀32的各种状态。图6是示出油控制阀32的各种状态的状态图，而图7-10示出在每个状态下线轴相对于螺栓的位置。在图6中从左向右移动，第一状态(图7所示)是转子相对于定子自对中和锁定。该状态发生在发动机例如由于弹簧推压线轴至其最端部位置而熄火或停止的情况。在此状态下，转子被自动推到其中锁位置，从而锁定销能够将转子相对于定子锁定。室60和62被有效地锁定在油控制阀32(即端口A和B由线轴锁定)。压力介质从油泵流入端口P、离开端口S，并进入转子10中的槽11。假设转子10没有相对于定子40对中，那么根据槽11是否与槽13或15连通，压力介质进入其中一个室60或62。这由当时转子10相对于定子40的位置确定。另外，压力介质从压力介质控制阀室26流入端口L，离开端口T进入罐。假设转子没有相对于定子40对中，则来自另一室62或60的压力介质以此方式经由油控制阀32被排出(即排放出)压力介质控制阀室26。另一方面，如果转子10相对于定子40对中，则转子10覆盖对中槽54，任何残留的压力排出(即排放出)压力介质控制阀室26，由此锁定销52下落并将转子10相对于定子40锁定以停止。

在第二状态下(图8所示)，压力介质从油泵被提供到滞后室62，而超前室60排放到罐。具体地，压力介质从油泵流入端口P，离开端口B到滞后室62。另外，压力介质从超前室60流到端口A并离开端口T到罐。

第三状态(图9所示)是“空”状态，在该状态期间，压力介质不流经油控制阀32。

在第四状态下(图10所示)，压力介质从油泵被提供到超前室60，而滞后室排放到罐。具体地，压力介质从油泵流到端口P，离开端口A到超前室60。另外，压力介质从滞后室62流到端口B，离开端口T到罐。

关于线轴相对于螺栓的行程，在第一状态下(图7所示)，油控制阀32可以具有0mm的行程。在第二状态下(图8所示)，油控制阀32可以具有1.5mm的行程。在第三状态下(图9所示)，油控制阀32可以具有2.6mm的行程。最后，在第四状态下(图10所示)，油控制阀32可以具有3.7mm的行程。当然，其他行程长度是完全可能的。

上述阀定时控制设备被构造为自动定位到其中锁位置，不必依赖电子控制。而且耗油更少，并缩短了当油压和流量受限时到达中锁位置所花费的时间。

图11示出了根据本发明的优选实施例的阀定时控制设备。该实施例是优选的，因为其不但提供定向供给，而且还提供凸轮扭矩再循环。本实施例提供当发动机熄火或停止时，关于将转子从极端位置(即完全超前或完全滞后)定位至其中锁位置的杰出性能。

图11所示的阀定时控制阀类似之前已经描述的，其包括转子210、定子240和油控制阀232。定子240可设置为非常类似于之前描述的定子40。关于转子210，该转子优选设置为具有锁定销52和定向供应槽11，非常类似之前描述的转子10。然而，如图11所示，除锁定销52设置在转子210的叶片之一中外，转子的另一叶片优选包括供应阀260。当打开时，这个供应阀260将油供应到定向供应部(即转子210的槽11)，此后根据转子210的位置，油可供应到超前(“A”)或滞后(“B”)室。转子210还包括与供应阀260关联的通道262、264、266。具体地，一个或多个通道262设置在转子210中，用于在供应阀260与油控制阀232之间的流体连通，用于从油泵通过油控制阀232接收油。在转子210中还设置一个或多个通道264，用于供应阀260与转子210上的槽11之间的流体连通，用于将油供应到所述槽11。最后，一个或多个通道266也设置在转子210中，用于油控制阀232与供应阀260之间的流体连通，用于当供应阀260关闭时从供应阀260接收油。

图11示出供应阀260的一种可能构造。如图所示，供应阀260可包括主体270、帽272和例如为压缩弹簧274的偏置构件，压缩弹簧274布置在主体270与帽272之间。当供应阀260的前端被排空时，弹簧274推动供应阀260打开(即通过向前推主体270)。当供应阀260打开时，油能够流经供应阀260至供应阀(即端口11)。另一方面，当供应阀260的前端的油压推动主体270推挤弹簧274时，供应阀260关闭，油不能行经供应阀260到达定向供应部(即端口11)。当然，供应阀260可具有不同构造和部件，但仍在本发明的范围内。

关于油控制阀232，油控制阀232可包括螺栓241、螺栓241中的线轴243和止回阀251。止回阀251与油控制阀232与超前室(A)、滞后室(B)之间的流体流动相关联。因为设置止回阀，为了有利于制造，优选线轴243由多个部分或齿格(land)269形成。优选地，这些齿格269被压在销或线轴销279上，弹簧281布置在齿格269之间。当然，油控制阀232可具有不同的构造和部件，但仍在本发明的范围内。

无论其确切位置怎样，油控制阀232提供多个有利于流体流动的端口。这些端口在图中用字母表示。具体地，字母P表示来自油泵的流体流动，字母A表示与超前室关联的流体流动，字母B表示与滞后室关联的流体流动，字母S表示流向定向供应部(即端口11)的流体流动，一个字母L表示与松开锁定销(和锁定销锁定)相关联的流体流动，另一字母L表示与打开供应阀(和供应阀锁定)相关联的流体流动，字母T表示到罐T的流体流动。实际上，这些字母规定在本文中关于描述的所有实施例使用。这些字母习惯在工业中是公用的。

图11和12示出油控制阀232的一个状态。该状态是转子210相对于定子240的自对中与锁定。例如，由于弹簧49将线轴243推到其最端位置，该状态发生在发动机熄火或停止时。在该状态下，转子210被自动推到其中锁位置，所以锁销52能够相对于定子240锁定转子210。当一个室(根据转子210的位置，超前室(A)或滞后(B)室)通过锁定销52(即经由对中槽34、54(见图1和2))排放，油的定向供应经由槽11和槽13或15(见图2)提供到另一室。图11和12中示出通过锁定销52排放的流路，并提供油从锁定销52流入油控制阀232，并进入罐T。如图所示，供应阀260的前端通过油控制阀232向罐T排放。因此，弹簧274推动供应阀260的主体270，因此，供应阀260打开，允许油流经进入定向供应部(即端口11)。油通过油泵经由油控制阀232和供应阀260被供应到定向供应部。在此状态期间，油泵的油压经由止回阀251和线轴齿格269锁定到超前室(A)和滞后室(B)。然而，凸轮扭转能够打开止回阀251并使油再循环，以协助油泵压力将油供应到定向供应部(即端口11)。由于通过锁定销52加上使排放侧再循环将一个室(A或B)排放到(P)，以及经由定向供应部加上与油再循环相关联来供应另一室(B或A)，锁定销52最终位于锁定销孔50上，并相对于定子240锁定转子210。通过设置凸轮扭转再循环，将转子移动至其中锁位置能够更迅速地实现，不管油泵的压力小甚至没有压力。

图13示出锁定销52在其锁定状态，供应阀262在其关闭状态。这些状态应用于图14-16所示的所有不同的油控制状态。

图14示出油控制阀232的状态，在此期间，任一室(即超前室(A)或滞后室(B))的压力松开锁定销52(经由端口34和54，见图1-3)，压力通过油控制阀232按照路线到达供应阀260(即油被提供给供应阀260的前端)，由此关闭供应阀260，并防止供应压力进入定向供应端口(即槽11)。在油控制阀232的这个状态期间，油控制阀232(即其线轴)阻止锁定销52排放，由此允许构建压力。此时，锁定销52推挤弹簧82，并松开。另外，供应阀260推挤其弹簧274，并阻止来自油泵的流体流动被提供给定向供应部(即端口11)。油控制阀232允许油泵将油供应到滞后室(B)。然而，由于油控制阀止回阀251与该室关联，阻止了来自油泵的油进入超前室(A)。由于凸轮扭转，当超前室(A)的压力大于油泵的压力时，与超前室(A)关联的油控制阀止回阀251打开，来自该室的油帮助油泵并流入滞后室(B)。这个辅助流动在图14中示出，并使得不管压力小甚至没有压力转子210能够更迅速地定位到滞后位置。

图15示出油控制阀的另一状态。该状态非常类似图14所示的状态(即锁定销52松开，供应阀260关闭)，除了在该状态外，线轴齿格覆盖A和B端口，使得油不能进入或离开相位器。

图16示出油控制阀的另一状态。该状态非常类似于图14所示的状态(即锁定销52松开，供应阀260关闭)，除该状态外，油控制阀232允许油泵将油供应到超前室(A)。然而，由于油控制阀止回阀251与该室相关联，阻止来自油泵的油进入滞后室(B)。由于凸轮扭转，当滞后室(B)的压力大于油泵的压力时，与滞后室(B)关联的油控制阀止回阀251打开，来自该室的油帮助油泵并流入超前室(A)。这个辅助流动在图16中示出，并且不管压力小甚至没有压力，也能提供转子210能够更迅速地定位到超前位置。

图17提供关于刚描述的锁定销52、供应阀260和油控制阀232的不同状态的自说明状态的图，其中状态图的分段300示出供应阀260的状态，状态图的分段302示出锁定销52的状态，状态图的分段304示出油控制阀232的状态。关于分段304，从左移动到右，这些状态对应图12、14、15和16中示出的油控制阀232的不同状态。如图所示，在油控制阀的最左状态(图12)，转子210的锁定销52能够在以下三个位置之一：锁定销孔50之前、锁定销孔50之上或锁定销孔50之后。在此状态，供应阀260打开。然而，在油控制阀232的其他状态(图14-16)，供应阀260关闭，锁定销52松开。

关于线轴243相对于螺栓241的行程，在第一状态下(图12所示)，油控制阀232可以具有0mm的行程。在第二状态下(图14所示)，油控制阀232可以具有1.5mm的行程。在第三状态下(图15所示)，油控制阀232可以具有2.6mm的行程。最后，在第四状态下(图16所示)，油控制阀232可以具有3.6mm。当然，其他行程长度完全可能。

图18示出根据本发明的另一实施例的阀定时控制设备。图18所示的实施例非常类似图11所示的实施例。图18所示的是图11所示的实施例的相同功能的另一有效实施。两个实施例之间的主要差异是，这个功能由油控制阀232自身来执行，而不是使用供应阀260来控制向定向供应部(即端口11)的流动。

现在将描述与图18所示的阀定时控制设备关联的油控制阀232的各种状态。图19是示出油控制阀232的各种状态的状态图，同时图20-23示出在每一状态下，线轴相对于螺栓的位置。与以上描述的实施例一致，在图中不同的端口用字母(即P、L、S、A和B)表示。如图所示，不只是A和B，还有A1和B1。当A端口被构造为将油从油控制阀232供应到超前室时，端口A1被构造为超前室能够将油供应到油控制阀232。同样地，当B端口被构造为将油从油控制阀232供应到滞后室时，B1端口被构造为滞后室能够将油供应到油控制阀232。这在工业中的许多专利中是惯例且是公用的。

在图19中从左移动到右，第一状态(图20所示)是转子10相对于定子40的自对中和锁定状态(见图1-4和之前的描述)。例如，这个状态发生在发动机熄火或停止时，由于弹簧将线轴推至其最端位置。在该状态，转子10被自动推至其中锁位置，所以锁定销52能够使转子10相对于定子40锁定。当一个室(取决于转子10的位置为超前室或滞后室)通过锁定销52(即经由对中槽34、54)排放(见图1-4和之前的描述)，油的定向供应通过油控制阀232经由槽11和槽13或15提供到另一室(见图1-4和之前的描述)。图20中示出通过锁定销52排放的流路，并提供油从锁定销52流入油控制阀232并流入罐T。图20还示出将油供应到定向供应部(即端口11)的流路。如图所示，在该实施例中，这通过油控制阀232由油泵执行。另外，油从A室或B室(分别经由A1和B1)再循环，以协助定向供应部(通过端口11)。由于通过锁定销52排放一个室，并经由定向供应部(即端口11)供应另一室，锁定销52最终在锁定销孔50上锁定，并使转子10相对于定子40锁定。

在第二状态下，如图21所示，油泵将油供应到油控制阀232，此后流体流动进入滞后室(经由端口B)。另外，来自超前室的油通过油控制阀232(经由端口A1)再循环到滞后室。

第三状态(图22所示)是“空”状态，在此期间，油不流经油控制阀232。

在第四状态，如图23所示，油泵将油供应到油控制阀232，此后流体流动进入超前室(经由端口A)。另外，来自滞后室的油通过油控制阀232(经由端口B1)再循环到超前室。

在油控制阀232(图21-23)的第二状态至第四状态期间，锁定销52解锁。

本文所有的实施例提供了一种阀定时控制设备或凸轮相位器，其消耗更少的油、缩短了在油压和流量受限时达到中锁位置花费的时间量并且不依赖于电子设备达到中锁位置。凸轮扭矩能用来使油再循环，以便有助于将凸轮相位器定位到其中锁位置。

在此描述的实施例仅提供了示意性的构造。描述的不同实施例的特征的组合也是可能的。属于本发明的设备部分的其他特征、特别是那些未描述的特征能够从附图所示的设备部分的几何外形获得。

尽管已经示出并描述了本发明的特定实施例，但是可以预想本领域技术人员可设计出不脱离本发明的精神和范围的各种更改。

Claims (15)

1.一种内燃机的阀定时控制设备，所述阀定时控制设备包括：

转子，包括多个叶片；

定子，与所述转子相接合，所述定子包括多个腹板，其中超前室和滞后室设置在每个所述腹板与所述叶片之间；

锁定销，使所述转子相对于所述定子锁定在中锁位置；

油控制阀，与所述转子流体连通，还包括对中槽和定向供应端口，其中，所述超前室或所述滞后室通过所述对中槽使油排出到该油控制阀，在此期间所述油控制阀将油通过所述定向供应端口供应到另一室，由此将所述转子定位在其中锁位置，使得所述锁定销能够将所述转子相对于所述定子锁定。

2.如权利要求1所述的阀定时控制设备，还包括所述转子中的供应阀，该供应阀被构造为将油从所述油控制阀供应到所述定向供应端口。

3.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，该阀定时控制设备被构造为使来自所述超前室或所述滞后室的油经由所述油控制阀再循环到所述定向供应端口。

4.如权利要求3所述的阀定时控制设备，其中，油的再循环通过布置在所述转子中的供应阀进行。

5.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述定向供应端口包括至少一个形成在所述转子的外表面上的凹部和进入所述转子内从该凹部通向所述油控制阀的流体通道。

6.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述定向供应端口包括至少一个形成在所述转子的外表面的凹部、进入所述转子内从所述凹部通向所述油控制阀的流体通道以及至少一个形成在所述转子或连接到所述转子的部件上的凹部。

7.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述定向供应端口包括至少一个形成在所述转子的外表面的凹部、进入所述转子内从所述凹部通向所述油控制阀的流体通道以及形成在所述定子或连接到所述定子的部件上的一对凹部，该一对凹部包括布置在所述超前室中的第一凹部和布置在所述滞后室中的第二凹部。

8.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述超前室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自所述油控制阀的油流经所述定向供应端口进入所述滞后室。

9.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述滞后室的油流经所述对中槽进入所述锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经所述定向供应端口进入所述超前室。

10.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述超前室的油流经所述对中槽进入所述锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油经过所述转子中的供应阀流到所述定向供应端口并进入所述滞后室。

11.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述滞后室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经所述转子中的供应阀流到所述定向供应端口并进入所述超前室。

12.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述超前室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经所述定向供应端口进入所述滞后室，所述油被从油泵以及从所述超前室通过所述油控制阀中的止回阀提供给所述定向供应端口。

13.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述滞后室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经所述定向供应端口进入所述超前室，所述油被从油泵以及从所述滞后室通过所述油控制阀中的止回阀提供给所述定向供应端口。

14.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述超前室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经布置在所述转子中的供应阀、流经所述定向供应端口进入所述滞后室，所述油被从油泵以及从所述超前室通过所述油控制阀中的止回阀提供给所述供应阀。

15.如权利要求1所述的阀定时控制设备，其中，所述锁定销布置在锁定销室中，来自所述滞后室的油流经所述对中槽进入该锁定销室并离开进入所述油控制阀，并且在此期间来自油控制阀的油流经布置在所述转子中的供应阀、流经所述定向供应端口进入所述超前室，所述油被从油泵以及从所述滞后室通过所述油控制阀中的止回阀提供给所述供应阀。