CN106285819B - 连续可变气门正时系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续可变气门正时系统，包括：油控制阀，其将从气缸体接收到的油供给至连续可变气门正时系统；供油单元，其将油从油控制阀供给至锁销；以及执行器，其选择性地打开或者关闭所述供油单元，从而当供油单元打开时，使油被供给至锁销，并且使锁销与锁销孔分离。

Description

连续可变气门正时系统
技术领域
本发明涉及一种连续可变气门正时(CVVT)系统。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且不构成现有技术。
通常，CVVT系统根据发动机的每分钟转数(RPM)和车辆的载荷通过改变凸轮轴的相位而连续地改变开启/闭合正时。通常，CVVT系统主要地包括：感应曲轴的旋转角度的曲柄角度传感器、感应凸轮轴的旋转角度的凸轮角度传感器、通过正时带连接至凸轮轴的侧部并且使凸轮轴提前或滞后的可变气门正时单元，以及ECU(电子控制单元)，该ECU控制油控制阀(OCV)，从而使油响应来自曲柄角度传感器和凸轮角度传感器的信号而供给至可变气门正时单元的提前腔或滞后腔。
可变气门正时单元包括定子和叶片形的转子，其中，该定子通过正时带连接以接收来自曲轴的转矩，叶片形的转子整体地与凸轮轴相结合并且相对于定子旋转。由转子分隔为提前腔和滞后腔的腔体形成于定子内，从而当油通过OCV供给至提前腔时，转子与定子之间产生相位差，并且凸轮轴进行旋转，由此气门的正时变化。相反地，当油通过OCV供给至滞后腔时，该转子与定子之间在相反于当油供给提前腔时的方向产生相位差，由此气门的正时延迟。
进一步地，锁销形成在转子上以当发动机停止时将转子固定至定子上，而用于锁定锁销的锁孔形成于定子内。ECU根据曲柄的位置并响应来自曲柄角度传感器和凸轮角度传感器的信号来调整凸轮的气门正时。当OCV响应来自ECU的控制信号而允许凸轮旋转时，凸轮角度传感器检测凸轮轴的位置并且将其反馈回ECU。ECU在反馈回的凸轮轴的位置信息的基础上估计凸轮的旋转量，并且在估计的凸轮的旋转量的基础上将用于控制凸轮轴的位置的信号传回至OCV。CVVT系统由这种控制逻辑控制。
另一方面，为了顺利地执行反馈功能，根据曲柄的位置和凸轮的位置的用于OCV的控制逻辑被映射在ECU中，并且当凸轮轴的映射位置与由凸轮角度传感器检测到的凸轮的位置不同时，ECU控制油控制阀，由此使凸轮轴的旋转增加/减少。
在CVVT的中间相位，当发动机的RPM减少时，转子上的锁销锁入提前腔与滞后腔之间的锁销孔，从而为稍后的发动机起动作准备。当发动机的RPM减少时，锁销自动地锁入锁销孔的动作被称为“自锁”。
自锁是一种使得CVVT能够机械地返回至精确的位置而不用特定调整的功能，从而能够保持发动机在除CVVT的工作期间之外的其他期间(即，当发动机怠速或者启动时)的运行稳定性。
然而，当气门正时达到延迟最多的位置而没有返回至中间相位并且车辆的发动机怠速时，稳压罐为非真空的并且稳压罐的内部压力增大至大气压力，所以利用稳压罐的真空制动的性能变差。
进一步地，当气门正时达到延迟最多的位置而没有返回至中间相位时，在进气门与排气门之间会产生气门正时的过多重叠，所以发动机的运行稳定性下降并且发动机的振动增加，在某些情况下，发动机会停止。
特别地，当阿特金森循环施加到车辆时，为了使阿特金森循环的效果最大化，期望利用CVVT来延迟进气门的闭合正时，但是相关技术的进气CVVT被固定至用于起动和怠速的延迟最多的位置，从而使压缩的压力不足，发动机不能正常地起动。因此，当这种发动机起动或者怠速时，有可能把进气门的正时设置为普通MPI(多点点火)级别，发动机可以具有在某些能够提高燃油效率的期间用于延迟进气门正时的系统。
也就是说，中间相位CVVT系统具有在中间位置处的初始位置并且当车辆行驶时延迟进气门正时，因此相关技术的中间相位CVVT以利用凸轮转矩来控制中间相位的方式仅能够应用于V型6缸发动机或者卧式发动机。
发明内容
本发明提供一种CVVT系统，其通过利用中间相位CVVT(其采用了改进的液压CVVT系统)来提高直列4缸发动机的燃油效率而不会停止发动机或在怠速时产生问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种连续可变气门正时系统，包括：油控制阀，其将从气缸体接收到的油供给至连续可变气门正时系统；供油单元，其将油从油控制阀供给至锁销；以及执行器，其选择性地打开或者关闭所述供油单元，从而当供油单元打开时，使油被供给至锁销，并且使锁销与锁销孔分离。
所述供油单元可以是油通道，其允许供给至凸轮轴颈的油从所述油控制阀流向锁销。
所述供油单元可以是其内具有阀柱的柱阀，并且当阀柱工作时所述柱阀在供油单元与凸轮轴颈之间形成油通道。
所述供油单元的阀柱可以通过所述执行器被挤压并且工作，从而可以形成为允许油流向锁销的油通道。
多个锁销可以以相对彼此的预定距离进行设置。
所述多个锁销可以具有不同的间隙，从而所述多个锁销的锁定速度可以是不同的。
所述多个锁销可以具有不同的间隙，从而所述多个锁销的固定力可以是不同的。
所述间隙可以为锁销与锁销孔之间的距离。
根据本发明的连续可变气门正时系统，提供了一种中间相位CVVT系统，其能够应用于直列4缸发动机。另外，在CVVT的非工作期间(例如，发动机停止或怠速时)，气门正时定位于中间位置，所以防止发动机停止或者避免怠速时的问题，并且在行驶车辆时通过操作CVVT执行LIVC(升程进气门关闭)，并且相应地，提高了燃油效率。
进一步地，有可能延迟排气门以及提前和延迟进气门，从而使发动机能够在期望的状态下工作，并且发动机的使用寿命可以得到提高。此外，还能够对气门重叠进行自由地设定，因此提高了燃油效率。
通过本文提供的说明，其它应用领域将变得显而易见。应理解说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了很好地理解本发明，现在将参照所附的附图以示例的方式来描述本发明的各种形式，其中：
图1为表示了根据本发明的一种形式的CVVT系统的视图；
图2和图3为表示了当执行器工作/停止时油流的视图；
图4为表示了锁销和锁销孔的视图；
图5为表示了锁销的锁定速度的曲线图；
图6为表示了进气门和排气门的提前/滞后的角度的曲线图；
图7为表示了根据本发明的系统的整体配置图。
本文描述的附图仅用于说明的目的而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
如下描述仅为示例性性质而并非旨在限制本发明或其应用或用途。应当理解在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
图1为显示了根据本发明的一种形式的CVVT系统的视图，图2和图3为表示了当执行器500工作/停止时油流的视图。图4为表示了锁销300和锁销孔310的视图，图5为表示了锁销300的锁定速度的曲线图。图6为表示了进气门和排气门的提前/滞后的角度的曲线图。图7为表示了根据本发明的系统的整体配置图。
根据本发明的实施方案的连续可变气门正时(CVVT)系统包括：OCV 200，其将从气缸体接收到的油供给至CVVT 100；供油单元400，其用于将油从OCV 200供给至锁销300；以及执行器500，其选择性地打开或者关闭供油单元400，从而当供油单元400打开时，使油被供给至锁销300并使锁销300与锁销孔分离。
CVVT通常具有这样的结构，其通过一个OCV控制，从而当经过OCV的液压充足时使锁销自动地分离。根据本发明，额外设置有执行器500，其与OCV 200相结合通过经由OCV200的供油来单独控制锁销300。
在本发明的一种形式中，多个锁销300可以以相对彼此的预定距离进行设置。例如，为便于理解，本实施方案设置有并且描述两个锁销。当未执行连续可变气门正时控制时，锁销300固定转子和定子。锁销300通过插入锁销孔310中来消除凸轮与曲柄之间的相位差从而使得CVVT系统停止(图2和图3)。
如图4和图5所示，在本发明中，在锁销300上可以形成不同的间隙以使锁销300的锁定速度不同。固定锁销300的力可以根据间隙的不同而不同。任何类型的间隙都可以适用于锁销300，但是在本文中该间隙被定义并描述为锁销300与锁销孔310之间的距离。
这些间隙可以通过锁销孔310的不同的直径而形成，每个锁销孔310将容纳相应的锁销300。例如，这些锁销300的直径可以是相同的，但是这些锁销孔310的直径可以是不同的，因此这些锁销300与锁销孔310之间的距离是不同的，从而形成不同的间隙。因此，插入到具有更大直径(即，形成更大的间隙)的相应的锁销孔310的锁销300更快地到达锁销孔310，从而使锁定速度更快。另外，由于锁销孔310的直径较大，因此锁销300能够容易地插入并锁定。
相反地，插入到具有较小直径(即，形成较小的间隙)的锁销孔310中的锁销300的锁定速度比插入到具有较大间隙的锁销孔310中的锁销300的锁定速度慢。由于在锁销300与具有较小直径的锁销孔310之间具有较小的间隙，因此锁销300能够在锁定后保持稳定地固定而不会晃动。相应地，不同于相关技术，通过对锁销300的锁销孔310采用不同的直径而能够快速地锁定一个锁销300并且稳定地固定另一锁销300。
进一步地，由于设置在CVVT内的油通道430内特别地设置了供油单元400，并且供油单元400通过执行器500选择性地打开或关闭，因此供给至锁销300的油由执行器500来控制。也就是说，供油单元400为允许供给至凸轮轴颈600的油流向锁销300的油通道430。特别地，供油单元400可以是其内具有阀柱410的柱阀，并且当阀柱410工作时，柱阀在供油单元400与凸轮轴颈600之间形成油通道430。
当执行器500工作时，供油单元400的阀柱410被执行器500挤压并且形成油通道430，油通过油通道430能够流向锁销300。参照图1至图3描述油的流动过程。图1和图2表示了当执行器500工作以控制CVVT 100时供给的油的过程，其中通过气缸体从油泵供给至OCV200的油被OCV 200供给至凸轮轴颈600。供给至凸轮轴颈600的油通过执行器500挤压供油单元400的阀柱410，所以在供油单元400与凸轮轴颈600之间形成了油通道430。因此，油通过油通道430供给至锁销300，锁销300被油的压力挤压，从而使锁销300与锁销孔310分离，并且CVVT 100能够被控制。
如图3所示，当执行器500不工作时，即使油通过OCV 200供给，阀柱410也不工作，因此油不能供给至锁销300并排出，而锁销300插入并锁入锁销孔310。
上面的描述显示在图7的整个系统中。控制单元发送打开/关闭信号至执行器500并且发送PWM(脉冲宽度调制)信号到OCV 200。通过油泵压缩的油供给至气缸盖、执行器500、以及OCV 200并且响应来自控制单元的信号而移动，从而使CVVT工作。
本发明提供了一种中间相位CVVT系统，其能够应用于直列4缸发动机。进一步地，在CVVT的非工作期间(例如发动机停止或怠速时)，气门正时定位于中间位置，从而防止了发动机停止或者怠速时的问题，并且在车辆行驶时通过操作CVVT来执行LIVC(升程进气门关闭)，因此，提高了燃油效率。进一步地，如图6所示，能够延迟排气门以及提前和延迟进气门，从而使发动机能够在期望的状态下工作，并且增加了发动机的使用寿命。此外，气门重叠能够自由地进行设定，从而提高了燃油效率。
尽管出于说明的目的已描述了本发明的优选实施方案，但是本领域一般技术人员将理解，各种修改、增加和替代都是可行的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种连续可变气门正时系统，包括：
油控制阀，其配置为将从气缸体接收到的油供给至连续可变气门正时系统；
供油单元，其配置为将油从所述油控制阀供给至至少一个锁销；以及
执行器，其配置为选择性地打开或者关闭所述供油单元，从而当供油单元打开时，使油被供给至所述至少一个锁销，并且使所述至少一个锁销与至少一个锁销孔分离，
其中，所述供油单元是其内包括阀柱的柱阀，并且当所述阀柱工作时所述柱阀在供油单元与凸轮轴颈之间形成油通道。
2.根据权利要求1所述的连续可变气门正时系统，其中，所述供油单元为所述油通道，该油通道配置为将供给至所述凸轮轴颈的油从所述油控制阀供给至所述至少一个锁销。
3.根据权利要求1所述的连续可变气门正时系统，其中，所述供油单元的阀柱通过执行器被挤压并且工作，从而形成配置为使油流到所述至少一个锁销的所述油通道。
4.根据权利要求1所述的连续可变气门正时系统，其中，所述至少一个锁销包括至少两个锁销，所述至少两个锁销以相对彼此的预定距离进行设置。
5.根据权利要求4所述的连续可变气门正时系统，其中，所述至少两个锁销具有不同的间隙，所述至少两个锁销的锁定速度是不同的。
6.根据权利要求4所述的连续可变气门正时系统，其中，所述至少两个锁销和相对应的锁销孔具有不同的间隙，从而所述至少两个锁销的固定力是不同的。
7.根据权利要求1所述的连续可变气门正时系统，其中，通过所述至少一个锁销与所述至少一个锁销孔之间的距离而形成间隙。
8.根据权利要求5所述的连续可变气门正时系统，其中，至少两个间隙通过容纳至少两个锁销的至少两个锁销孔而形成，其中所述至少两个锁销孔的直径是不同的。
9.一种连续可变气门正时系统，包括：
定子和转子，至少两个锁销孔形成于所述定子和转子中的一个；
至少两个锁销，其定位于所述定子与转子之间，通过使至少两个锁销突进至少两个锁销孔中而选择性地固定转子相对于定子的位置；
供油单元，其配置为供给油至所述至少两个锁销，所述供油单元包括限定油通道的阀柱，油通过该油通道供给；以及
执行器，其直接与阀柱相接合以选择性地打开或者关闭所述供油单元，从而当供油单元打开时，使油被供给至所述至少两个锁销，并且使所述至少两个锁销与所述至少两个锁销孔分离，
其中，所述供油单元是其内包括所述阀柱的柱阀，并且当所述阀柱工作时所述柱阀在供油单元与凸轮轴颈之间形成所述油通道。
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