CN107208505B - 凸轮轴调相器 - Google Patents

Abstract

一种凸轮轴调相器，包括：内部转子，该内部转子具有径向向外延伸的叶片，该内部转子被连接至内部凸轮轴；定子，该定子具有径向向内指向的突出体，所述突出体接触转子的外表面并且形成工作空间，叶片延伸到工作空间中，叶片将工作空间划分为第一组压力腔室和第二组压力腔室，能够利用液压介质来对该第一组压力腔室和第二组压力腔室加压，以便使转子在提前方向或延迟方向上旋转；前盖，该前盖被连接至限定压力腔室的前侧的组件的前侧；和后盖，该后盖被连接至限定压力腔室的后侧的组件的后侧，后盖具有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和第二凸起指向外部凸轮轴上的互补的第一凹口和第二凹口并且与所述第一凹口和第二凹口啮合。

Description

凸轮轴调相器

技术领域

本公开涉及一种用于同心凸轮轴组件的内部凸轮轴的凸轮轴调相器或调节器，并且特别涉及如下一种凸轮轴调相器或调节器，该凸轮轴调相器或调节器用于相对于外部凸轮轴和内燃机的曲轴的相位位置调节同心凸轮轴组件的内部凸轮轴的相对旋转角度位置。

背景技术

已知这样的凸轮轴调相器，所述凸轮轴调相器根据叶片作用原理操作以用于在单凸轮轴上使用。这些凸轮轴调相器在本发明的受让人的公开物中有所描述，所述公开物包括通过引用而以完全阐述的方式并入本文的第6,805,080号美国专利。这些凸轮轴调相器与其中所有进气凸轮凸角或排气凸轮凸角都位于单独设置的进气凸轮轴和排气凸轮轴上的DOHC发动机相关联地工作良好。

也已经已知与同心凸轮轴组件相关联地使用凸轮轴调相器，用以控制内部凸轮轴、外部凸轮轴或者两者的相位。在DE 10 2006 024 793Al中描述了一个这种设备。该公开物公开了一种用于同心凸轮轴组件的双移相系统，该双移相系统包括位于发动机的前部的两个凸轮轴调相器，该两个凸轮轴调相器彼此轴向相邻地隔开。这两个凸轮轴调相器允许独立地控制外部和内部同轴凸轮轴相对于曲轴的旋转角度，以便允许分开地调节内燃机的进气门和排气门的正时。然而，这种设备提供了额外的复杂性，在不需要调节同心凸轮轴组件的内部凸轮轴和外部凸轮轴的情况下，通常不需要该额外的复杂性来获得调节同心凸轮轴组件的内部凸轮轴或外部凸轮轴的许多益处。

将期望提供一种用于同心凸轮轴组件的凸轮轴调相器，该凸轮轴调相器允许对凸轮轴的进气或者排气凸角移相，其中来自从曲轴延伸至同心凸轮轴设备的正时齿轮或正时皮带轮的正时链或者皮带的驱动载荷被传递至同心凸轮轴的外部轴。

发明内容

根据本文所示意的方面，提供了一种凸轮轴调相器，该凸轮轴调相器包括：内部转子，该内部转子具有径向向外延伸的叶片，该内部转子被连接至内部凸轮轴；定子，该定子具有径向向内指向的突出体，突出体接触转子的外表面并且形成工作空间，叶片延伸到所述工作空间中，叶片将工作空间划分为第一组压力腔室和第二组压力腔室，能够利用液压介质来对第一组压力腔室和第二组压力腔室加压，以便使转子在提前方向或延迟方向上旋转；前盖，该前盖被连接至限定压力腔室的前侧的组件的前侧；和后盖，该后盖被连接至限定压力腔室的后侧的组件的后侧，后盖具有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和第二凸起指向外部凸轮轴上的互补的第一凹口和第二凹口并且与所述第一凹口和第二凹口啮合。

根据本文所示意的进一步方面，第一凸起和第二凸起的宽度不同。根据本文所示意的更进一步方面，第一凸起、第二凸起和第三凸起以不同的周向距离分离，并且与外部凸轮轴中的第一凹口、第二凹口和第三凹口啮合。

附图说明

参考所附的示意图、仅作为示例公开了各种实施例，在所附的示意图中，对应的附图标记指示对应的部件，其中：

图1是示范在本申请中使用的空间术语的柱面坐标系的透视图；

图2是根据一个示例实施例的凸轮轴调相器和同心凸轮轴的侧视图；

图3是沿线A-A截取的图2的凸轮轴调相器和同心凸轮轴的截面图；

图4是图2的后盖和外部凸轮轴的前透视图；

图5是图2的后盖和外部凸轮轴的后透视图；

图6是图2的凸轮轴调相器的截面图。

具体实施方式

在开始，应明白，不同附图视图上的相同附图标记表示本公开的相同或者功能类似的结构元件。应理解，所要求保护的公开内容不限于所公开的方面。

此外，应理解，本公开不限于所述的特殊方法、材料和变型，并且本身当然可变化。也应理解，本文中使用的术语仅是为了描述特殊方面，而不旨在限制本公开的范围。

除非另外限定，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有本公开所属领域的普通技术人员所公知的相同含义。应理解，能够在本公开的实践或者测试中使用与本文所述的方法、装置或材料类似或者等效的任何方法、装置或材料。

图1是示范本申请中使用的空间术语的柱面坐标系的透视图。至少部分地在柱面坐标系的背景内描述本申请。坐标系包括轴线101，轴线101用作下文的方向和空间术语的基准。轴向方向AD平行于轴线101。径向方向RD垂直于轴线101。周向方向CD由绕轴线101旋转的半径R(垂直于轴线101)的端点限定。

为了澄清空间术语，使用了物体12、13和14。轴向表面诸如物体12的表面15由与轴线101共面的平面形成。轴线101穿过平面表面15；然而，与轴线101共面的任何平面表面都是轴向表面。径向表面诸如物体13的表面16由垂直于轴线101并且与例如半径17的半径共面的平面形成。半径17穿过平面表面16；然而，与半径17共面的任何平面表面都是径向表面。物体14的表面18形成圆周表面或者圆柱表面。例如，圆周19穿过表面18。作为另一示例，轴向运动平行于轴线101，径向运动垂直于轴线101，并且周向运动平行于圆周19。旋转运动是关于轴线101而言的。副词“轴向地”、“径向地”和“周向地”分别指代平行于轴线101、半径17和圆周19的方向。例如，轴向布置的表面或边缘在方向AD上延伸，径向布置的表面或边缘在方向R上延伸，并且周向布置的表面或边缘在方向CD上延伸。

图2是根据一个示例实施例的凸轮轴调相器组件1和同心凸轮轴组件2的侧视图。图3是沿线A-A截取的图2的凸轮轴调相器组件1和同心凸轮轴组件2的截面图。图4是图2的后盖10和外部凸轮轴20的前透视图。图5是图2的后盖10和外部凸轮轴20的后透视图。图6是图2的凸轮轴调相器组件1的截面图。应根据图2-6阅读以下说明书。

示出了用于同心凸轮轴组件2的凸轮轴调相器组件1。在图3中最详细地示出的同心凸轮轴组件2包括具有前端22的内部凸轮轴21，其具有中心螺栓接纳孔16、馈油通道18。与内部凸轮轴21同心的外部凸轮轴20被示出为具有第一端或前端23以及第二端或主体24，然而，本领域普通技术人员应理解，第一端23和第二端24可形成为一个部件。本领域普通技术人员将理解，内部凸轮轴和外部凸轮轴两者都包括凸轮凸角，其中内部凸轮轴的凸轮凸角通过外部管状凸轮轴中的开口突出。内部凸轮轴或外部凸轮轴中的一个被用于控制内燃机的进气门的开度，而另一个被用于控制排气门的开度。

凸轮轴调相器组件1调节内部凸轮轴21相对于外部凸轮轴20和内燃机(未示出)的曲轴(未示出)的相对旋转位置。如图3和6中详细地示出的，凸轮轴调相器1包括转子40，转子40具有径向向外指向的叶片41。转子40位于定子50径向内侧，定子50包括径向向内指向的突出体51。这些突出体51包括支承表面52，支承表面52在叶片41之间的位置处以滑动方式接合转子40的外表面。叶片41延伸到限定在突出体51之间的工作空间42中，以将工作空间42划分为第一组腔室44和第二组腔室46。这些腔室的前壁和后壁由前盖60和后盖10限定。前盖60和后盖10经由螺栓55连接至定子50。正时齿轮或驱动齿轮30例如通过压配合而连接至外部凸轮轴第一端23的外部径向表面。使用链条将扭矩和旋转运动从相关联的内燃机(未示出)的曲轴(未示出)传递到正时齿轮30，传递到外部凸轮轴第一端23，传递到凸轮轴调相器组件1中，并且最终传递到内部凸轮轴21中。可替代地，代替正时齿轮30，还能够设置正时皮带轮，或者能够采用任何其它适当的驱动装置，以将曲轴的旋转运动传递到凸轮轴调相器1。正时齿轮30能够替代地形成在前盖60或后盖10上或者被连接到前盖60或后盖10或者连接到定子50。

通过使后盖10上的凸起11与外部凸轮轴20中的凹口61配合或者啮合，凸轮轴调相器组件1在同心凸轮轴组件2上定向并且在外部凸轮轴20和凸轮轴调相器组件1之间传递扭矩和旋转运动。本领域普通技术人员将理解，外部凸轮轴20中的突出体也能够与后盖10中的凹口啮合。更具体地，后盖10包括在第一轴向方向上延伸的具有第一宽度200的第一凸起11A，第一凸起11A与在第一轴向方向上延伸的具有第二宽度201的第二凸起11B分离。第一凸起11A与第二凸起11B以第一周向距离x分离。周向距离被定义为在相邻凸起的相邻的轴向延伸的端壁之间的距离。在第一轴向方向上延伸的具有第三宽度202的第三凸起11C以第二周向距离y与第二凸起11B分离。在第一实施例中，第一宽度200、第二宽度201和第三宽度202不同。在第二实施例中，第一周向距离x和第二周向距离y不同。在第三实施例中，第一宽度200、第二宽度201和第三宽度202不同，并且第一周向距离x和第二周向距离y不同。如图4和5中所示，第二凸起11B是一组以相等的周向距离分离的凸起。如在特殊应用和几何约束内可能的，本公开预期这种凸起组内的任何数目的凸起。此外，预期多个另外的凸起组，例如如图4和5中所示，第四凸起11D、第五凸起11E和第六凸起11F。

凸起11在仅仅一个特定的定向上与外部凸轮轴20的凹口61对准并啮合。在所示实施例中，例如，第一凸起11A与凹口61A对准并啮合，并且第二凸起11B与凹口61B对准并啮合。以这种方式，后盖10和凸轮轴调相器组件1在期望定向中关于同心凸轮轴组件2定向并且与同心凸轮轴组件2组装。通过使用凸起11和凹口61来使凸轮轴调相器组件1关于同心凸轮轴组件2定向，可消除其它定向装置诸如销。

然后，转子40经由中心螺栓组件80连接到内部凸轮轴21，中心螺栓组件80将转子40夹紧至内部凸轮轴21。中心螺栓组件80包括阀组件81，该阀组件81用于将加压液压流体引导到第一组腔室44，用以使转子40相对于定子50在提前方向上旋转，以便使内部凸轮轴21的正时提前，或者将加压液压流体引导到第二组腔室46，以便使转子40在延迟内部凸轮轴21的正时的方向上旋转。液压流体能够被施加至第一和第二组腔室44、46两者，以便将转子40液压地锁定在相对于定子50的大致固定位置。使用电磁螺线管(未示出)，以便调节阀芯82的位置，从而视需要将加压液压流体引导至通道84、85。经由搁置在中心螺栓组件80内的肩台上的弹簧86，将阀芯82偏压至初始位置。经由通过内部凸轮轴21传输的加压液压流体，将加压液压流体提供到中心螺栓组件80。加压液压流体在到达阀芯82之前经过止回阀87且通过中心螺栓组件80的过滤器88，阀芯82将加压液压流体引导到通道84、85，或者引导到返回发动机储油器的排出口。

螺旋弹簧100作用在定子50(经由接合弹簧100的装配螺栓55中的至少两个装配螺栓)和转子40(经由前盖60)之间。弹簧100将转子40旋转至选定的基础位置。

凸轮轴调相器1被预先组装成一个能够通过下列方式作为整件安装在同心凸轮轴组件2的前端上的单元，即，使凸起11与凹口61对准，更特别地，例如使第一凸起11A与匹配凹口61A对准，第二凸起11B与第二凹口61B对准，依此类推。然后，使用中心螺栓组件80，以将转子40夹紧至内部凸轮轴21，并且在同心凸轮轴组件2的前端上将整个调相器1轴向地保持在位。

应明白，各种上述公开的特征和其它特征以及功能或者其替代可被期望地组合成许多其它不同的系统或者应用。本领域普通技术人员之后可做出本文中各种当前未预见或者未预期的替代、变型、变化或者改进，所述各种当前未预见或者未预期的替代、变型、变化或者改进也旨在被下列权利要求涵盖。

Claims (10)

1.一种用于同心凸轮轴的凸轮轴调相器组件，所述凸轮轴调相器组件调节内部凸轮轴相对于外部凸轮轴和内燃机的曲轴的相对旋转位置，所述调相器组件包括：

转子，所述转子具有径向向外延伸的叶片，所述转子被布置成连接到内部凸轮轴；

定子，所述定子具有径向向内指向的突出体，所述径向向内指向的突出体接触所述转子的径向外表面并且形成工作空间，所述叶片延伸到所述工作空间中，所述叶片将所述工作空间划分为第一组压力腔室和第二组压力腔室，能够利用液压介质来对所述第一组压力腔室和所述第二组压力腔室加压，以便使所述转子在提前方向或延迟方向上旋转；

前盖，所述前盖被连接至限定所述压力腔室的前侧的所述定子的前侧；和

后盖，所述后盖被连接至限定所述压力腔室的后侧的所述定子的后侧，所述后盖包括：

在第一轴向方向上延伸的具有第一宽度的第一凸起，所述第一凸起以第一周向距离与在所述第一轴向方向上延伸的具有第二宽度的第二凸起分离；并且

在所述第一轴向方向上延伸的具有第三宽度的第三凸起，所述第三凸起以第二周向距离与所述第二凸起分离；

其中：

所述第一凸起、第二凸起和第三凸起被布置成接合外部凸轮轴上的相应的凹口；并且

所述第一周向距离和所述第二周向距离不同。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述第一凸起、所述第二凸起和所述第三凸起中的至少一个凸起是一组以相等的周向距离分离的轴向凸起。

3.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述第一凸起被布置成与所述外部凸轮轴上的仅一个特定凹口接合。

4.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述第一宽度和所述第二宽度不同。

5.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，还包括第四凸起，所述第四凸起以第三周向距离与所述第三凸起分离。

6.根据权利要求5所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述第三周向距离不同于所述第一周向距离及所述第二周向距离。

7.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述转子被布置成用中心螺栓组件连接至所述内部凸轮轴，所述中心螺栓组件包括加压液压流体控制阀。

8.根据权利要求7所述的凸轮轴调相器组件，其中，液压流体过滤器位于所述中心螺栓组件中。

9.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器组件，还包括被连接在所述转子和所述定子之间的平衡弹簧，所述平衡弹簧平衡提前调节力及延迟调节力。

10.根据权利要求9所述的凸轮轴调相器组件，其中，所述平衡弹簧通过多个轴向延伸的装配螺栓中的至少一个装配螺栓连接至所述定子，所述多个轴向延伸的装配螺栓将所述前盖和后盖连接至所述定子。