CN109563748A - 利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器 - Google Patents

利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器 Download PDF

Info

Publication number
CN109563748A
CN109563748A CN201780047942.7A CN201780047942A CN109563748A CN 109563748 A CN109563748 A CN 109563748A CN 201780047942 A CN201780047942 A CN 201780047942A CN 109563748 A CN109563748 A CN 109563748A
Authority
CN
China
Prior art keywords
room
valve
check
stream unit
selective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780047942.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109563748B (zh
Inventor
D·奥洛夫松
M·埃里克松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Scania CV AB
Original Assignee
Scania CV AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania CV AB filed Critical Scania CV AB
Publication of CN109563748A publication Critical patent/CN109563748A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109563748B publication Critical patent/CN109563748B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34409—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by torque-responsive means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/356—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

公开了一种可变凸轮正时移相器装置(201)，包括：具有至少一个叶片(5)的转子(3)；共轴地围绕转子(3)的定子(7)，其具有至少一个凹槽(9)，所述凹槽用于接收转子的至少一个叶片(5)，其中，该至少一个叶片(5)将该至少一个凹槽分为第一室(13)和第二室(15)；和控制组件，其用于调节液压流体从第一室(13)到第二室(15)的流动，反之亦然。控制组件包括：第一止回阀(17)、第二止回阀(23)和选择性停用装置(35)。止回阀串联布置在第一室(13)和第二室(15)之间的流体通道中。选择性停用装置(35)是可施用的并配置成在施用时选择性地停用第一止回阀(17)或第二止回阀(23)。通过正时停用装置的施用，可控制第一室(15)和第二室(15)之间的流动方向。还公开了一种控制凸轮轴正时的方法，以及包括所公开的可变凸轮正时移相器装置的内燃机和车辆。

Description

利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的可变凸轮正时移相器装置，以及一种使用这种可变凸轮正时移相器控制内燃机中凸轮轴的正时的方法。本发明还涉及包括这种可变凸轮正时移相器装置的内燃机和车辆。
背景技术
内燃机中的阀用于调节向发动机缸的吸进和排放气体的流动。内燃机中的吸进和排放阀的打开和关闭经常由一个或多个凸轮轴驱动。由于所述阀控制空气进入到发动机缸中以及从废气发动机缸排放的流动，因此在缸活塞的每个冲程期间它们在适当的时间处打开和关闭是至关重要的。出于这个原因，每个凸轮轴经常经由同步带或正时链由曲轴驱动。然而，最佳阀正时的变化取决于许多因素，诸如发动机负荷。在传统的凸轮轴装置中，阀正时由凸轮轴和曲轴的关系固定地确定，也因此正时在整个发动机操作范围内不是优化的，导致性能受损、燃料经济性降低和/或更多排放。因此，已经开发了根据发动机条件改变阀正时的方法。
一种这样的方法是液压可变凸轮移相(hVCP)。hVCP是通过允许对发动机阀重叠和正时进行连续和广泛设定来提高整体发动机性能的最有效策略之一。因此，它已成为现代压缩点火和火花点火发动机中常用的技术。
油压致动和凸轮扭矩致动的液压可变凸轮移相器在本领域中是已知的。
油压致动的hVCP设计包括转子和定子，分别安装到凸轮轴和凸轮链轮。液压油经由油控制阀供给到转子。当开始移相时，油控制阀定位成将油流引导到形成在转子和定子之间的提前室，或者形成在转子和定子之间的延迟室。提前室和延迟室之间的产生的油压差使转子相对于定子旋转。取决于所选择的油控制阀的位置，这可以提前或延迟凸轮轴的正时。
油控制阀是三位置滑阀，其可以居中定位，即与凸轮轴共轴，或远程地定位，即作为hVCP装置的非旋转部件。所述油控制阀由可变力螺线管(VFS)调节，所述可变力螺线管相对于旋转凸轮移相器静止(当油控制阀居中安装时)。可变力螺线管和滑阀具有三个操作位置：一个用于向提前室提供油、一个用于向延迟室提供油、一个用于向两个室再填充油(即保持位置)。
已建立的油压驱动的hVCP技术在改变阀正时中是有效的，但具有相对慢的移相速度和高油耗。因此，hVCP技术的最新迭代利用称为凸轮扭矩致动(CTA)的技术。随着凸轮轴旋转，凸轮轴上的扭矩以正弦方式在正扭矩和负扭矩之间定期性地变化。凸轮扭矩变化的确切周期、幅度和形状取决于许多因素，包括由凸轮轴调节的阀的数量和发动机旋转频率。正扭矩抵抗凸轮旋转，而负凸轮扭矩有助于凸轮旋转。凸轮扭矩致动的移相器利用这些定期性扭矩变化使转子沿所选方向旋转，从而提前或延迟凸轮轴正时。原则上它们作为“液压棘轮”操作，允许流体在单个方向中从一个室流动到另一个室，这是由于作用在室中的油上的扭矩以及引起定期性的压力波动。由止回阀阻止流体的反向流动。因此，在扭矩在相关方向中作用的每个周期，转子将相对于定子旋转地移位，但是当扭矩定期性地在相反方向中作用时，转子将保持静止。以这种方式，转子可以相对于定子旋转，并且凸轮轴的正时可以提前或延迟。
因此，凸轮扭矩致动系统需要将止回阀定位在转子内侧，以实现“液压棘轮”效应。经常使用三位置滑阀实现将油流引导至提前室、延迟室或两者都有/两者都不(在保持位置中)。所述滑阀可以居中定位，即与凸轮轴共轴，或者远程地定位，即作为凸轮移相装置的非旋转部件。经常使用可变力螺线管将三位置滑阀移动到三个操作位置中的每一个。
专利申请US2008/0135004描述了一种移相器，其包括壳体、转子、移相器控制阀(阀芯)和调节压力控制系统(RCPS)。移相器可以是凸轮扭矩致动的移相器或油压致动的移相器。RPCS具有控制器，所述控制器基于发动机参数向直接控制压力调节器阀提供设定点、期望角度和信号。直接控制压力调节器阀将供应压力调节到控制压力。所述控制压力将移相器控制阀芯移动到三个位置中的一个，提前、延迟和零，与供应的压力成比例。
仍然需要改进的凸轮正时移相器装置。特别地，仍然需要一种凸轮正时移相器装置以适用于商用车辆，与乘用车相比，其经常承受较重的发动机负荷和较长的服务寿命。
发明内容
本发明的发明人已经识别了现有技术中的一系列缺点，特别是涉及在商用车辆中使用现有凸轮移相器装置。已经发现，现有系统中的油控制阀(OCV)的三位置滑阀必须被精确调节，也因此对可能将阀芯堵塞在单个位置的杂质敏感。由于需要三位调节，必须能够精确调节与油控制阀一起使用的螺线管或压力调节器以提供变化的力，以便获得三个位置。这给系统增加了相当大的机械复杂性，使其更加昂贵、对杂质更敏感并且不那么鲁棒(robust)。它还使控制凸轮移相器的路线更加复杂。
已经观察到，当油控制阀是螺线管驱动的并且居中安装时，螺线管销和油控制阀之间的接触是非静止的，因为油控制阀旋转而螺线管销静止。这种滑动接触磨损接触表面，并且长期来看影响油控制阀的位置准确度，这会影响凸轮移相器性能。可变力螺线管本身的准确度也必须保持高，以确保对OCV的精确控制。
此外，现有凸轮移相器装置的漏油也是一个问题。油控制阀内侧的交叉端口泄漏导致油从液压回路中逸出，并且由于系统刚度降低而增加凸轮轴振荡。这种泄漏还影响凸轮移相器装置的油耗。已经观察到，用于调节油流动的三位置滑阀提供了许多不同的泄漏路径，以使油从凸轮移相器室逸出。最值得注意的是最靠近可变力螺线管的滑动接触表面，其中，阀是螺线管驱动的，以及连接到通气口的端口。随着凸轮移相器室内侧的压力增加，这种泄漏增加，这是因为系统中的所有压力尖峰必须被油控制阀吸收。这些压力尖峰又取决于凸轮轴扭矩，且对于商用车辆可能超过50巴。重型车辆中的凸轮轴扭矩更高，导致更高的压力尖峰和甚至更多的泄漏。
已经观察到，利用远程安装的油控制阀的现有凸轮移相系统遭受甚至更大的系统泄漏，因为来自凸轮移相器的压力尖峰在到达油控制阀之前必须传递通过凸轮轴轴颈轴承，因此增加了轴承泄漏。
此外，已经发现现有凸轮扭矩致动的移相系统的转子非常紧凑和复杂。必须将特殊设计的止回阀安装在转子中，以便与油控制阀配合使用。这种止回阀不如传统的止回阀耐用，并增加了额外的费用。而且，转子需要复杂的内部液压管道系统。由于这些要求，凸轮扭矩致动的凸轮移相器的制造需要特殊工具和组装。
因此，本发明的一个目的是提供一种利用凸轮扭矩致动的凸轮正时移相器装置，其比已知的凸轮扭矩致动凸轮正时移相器机械地更简单、更鲁棒并且更不易于漏油。
这个目的通过根据所附权利要求的可变凸轮正时移相器装置来实现的。
所述可变凸轮正时移相器装置包括：
具有至少一个叶片的转子，所述转子布置成连接到凸轮轴；
共轴围绕转子的定子，具有至少一个凹槽，所述凹槽用于接收至少一个叶片并允许转子相对于定子旋转运动，所述定子具有布置成用于接受驱动力的外周缘；
其中，所述至少一个叶片将所述至少一个凹槽分成第一室和第二室，所述第一室和所述第二室布置成接收承受压力的液压流体，其中，将液压流体引入到第一室中引起转子相对于定子在第一旋转方向中移动，并且将液压流体引入到第二室中引起转子相对于定子在第二旋转方向中移动，第二旋转方向与第一旋转方向相反；和
控制组件，用于调节液压流体从第一室流动到第二室，反之亦然；
所述控制组件包括：
第一止回阀、第二止回阀和选择性停用装置；
其中，第一止回阀和第二止回阀串联布置在第一室和第二室之间的流体通道中，其中，第一止回阀配置成阻止流体沿第一方向从第一室流动到第二室并允许流体沿第二方向从第二室流动到第一室，并且其中，第二止回阀配置成允许流体沿第一方向流动并阻止流体沿第二方向流动；
并且其中，选择性停用装置是可施用的并且配置成通过施用而选择性地停用第一止回阀或第二止回阀，这取决于第一室和第二室之间的相对流体压力，由此停用的第一或第二止回阀允许流体在第一方向和第二方向这两者中流动。
所描述的可变凸轮正时移相器装置可用于通过以下方式提供凸轮移相：正时选择性停用装置的施用，以允许方向性流体在期望的方向中从一个室流动到另一个室，而阻止在相反的不期望方向中的流动。
以这种方式构造的可变凸轮正时移相器装置具有许多优点。它结构简单，只需要单个简单的开/关阀或螺线管以控制凸轮移相器。由于与其它凸轮扭矩致动的凸轮移相器相比较不复杂和/或灵敏度较低的液压部件，所述凸轮移相器更鲁棒。仅使用结构上鲁棒的开/关致动和避免通过凸轮轴轴承传递压力尖峰意味着油逃逸路径更少以及油耗更低。阀或螺线管堵塞的风险降低，这是因为所使用的任何致动阀或螺线管仅需要采取两个位置，即开/关，这意味着可以使用更大的致动力和/或更强的返回机构。由于不需要中间位置准确度，因此可以使用更鲁棒的螺线管。类似地，不需要精细的多压力调节来致动阻挡销。止回阀可以安装到凸轮移相器的外部(即不在转子叶片中)，因此允许使用更成熟和更鲁棒的止回阀。另一个优点是转子部件具有相对于油致动的凸轮移相器更大相似性，所述油致动的凸轮移相器比已知的凸轮扭矩致动的凸轮移相器制造成本更低。
每当第二室具有过压时，可通过施用选择性停用装置而停用第一止回阀。每当第一室具有过压时，可通过施用选择性停用装置而停用第二止回阀。这允许结构简单的停用装置，其中，停用装置的“选择性”部件在与由两个室之间的压力差引起的流动方向相同的方向中移动。
第一止回阀可包括：与第一室流体连通的第一端口、与第二止回阀的第二端口流体连通的第二端口、以及第一阀构件，其中，所述第一阀构件配置成允许从第一止回阀的第二端口到第一止回阀的第一端口的流动，并阻止从第一止回阀的第一端口到第一止回阀的第二端口的流动；并且其中，第二止回阀包括：与第二室流体连通的第一端口、与第一止回阀的第二端口流体连通的第二端口、以及第二阀构件，其中，所述第二阀构件配置成允许从第二止回阀的第二端口到第二止回阀的第一端口的流动，并阻止从第二止回阀的第一端口到第二止回阀的第二端口的流动。因此，止回阀“面对面”地布置，这意味着在保持模式中遇到的定期性压力波动期间阀构件不会脱位(de-seated)。仅当移相凸轮移相器时阀构件才被移动。这意味着减少止回阀部件上的磨损。
选择性停用装置可包括至少一个停用元件，当施用停用装置时，所述停用元件从脱离位置可移动到接合位置，其中，停用装置在被施用时选择性地移动第一阀构件或第二阀构件。这提供了选择性地停用止回阀的机械地简单装置。
凸轮移相器装置的选择性停用装置可包括：
缸，具有与第一室流体连通的第一端和与第二室流体连通的第二端；
缸构件，布置在缸中并且布置成沿着缸的纵向轴线在第一缸位置和第二缸位置之间可移动，其中每当第一室具有过压时通过流体压力移动至第一缸位置，每当第二室具有过压时通过流体压力移动至第二缸位置，其中，缸构件布置成当在第一缸位置或第二缸位置时，每当施用选择性停用装置时，所述缸构件在相对于缸的纵向轴线的径向方向中可移动；
第一停用元件，其布置成：每当施用选择性停用装置并且缸构件在第二位置中时，通过缸构件的径向运动可移动到接合位置，其中，接合的第一停用元件使第一阀构件移位；以及
第二停用元件，其布置成：每当施用选择性停用装置并且缸构件在第一位置中时，通过缸构件的径向运动可移动到接合位置，其中，接合的第二停用元件使第二阀构件移位。
这种停用装置通过使用流体压力沿着缸的长度移动缸构件(诸如活塞或球)来操作。这提供选择性地停用单个止回阀而允许另一止回阀常态工作的有效模式，因此获得在所需方向中的单向流动。
可以由增加的外部液压、增加的外部气动压力或由螺线管的激励来施用选择性停用装置。因此，包括远程致动的各种技术可用于致动控制组件。
可以由增加的外部液压来施用选择性停用装置，其中，由远离凸轮正时移相器装置的任何旋转部件定位的螺线管控制的致动器调节外部液压。因此，避免使用庞大的中央螺线管，并且通过将致动器重新定位到可用空间的位置，可以在内燃机内的适当位置处节省空间。螺线管控制的致动器是3/2路开/关螺线管阀，其具有：与增加的流体压力源流体连通的入口端口、与选择性停用装置流体连通的出口端口、和通气端口，其中，螺线管阀的初级状态是非激励状态，阻止从增加的流体压力源到选择性停用装置的流体连通，并允许从选择性停用装置到通气端口的流体连通，并且其中，螺线管阀的次级状态是激励状态，允许从增加的流体压力源到选择性停用装置的流体连通，并施用所述至少一个停用元件。这种螺线管阀易于获得、成熟且足够鲁棒，以在商用和重型车辆应用中提供可靠的服务。螺线管阀可以是提升阀型，这实际上消除了阀堵塞的风险。
螺线管控制的致动器可包括布置在筒中的螺线管驱动的柱塞，所述筒布置成与选择性停用装置流体连通，其中，螺线管驱动的柱塞的初级状态是缩回的非激励状态并且螺线管驱动的柱塞的次级状态是延伸的激励状态，延伸状态增加选择性停用装置处的流体压力并施用所述至少一个停用元件。因此，先导阀的致动压力不需要取决于车辆的系统油压。如果需要，利用缸致动器，可以将致动压力设计为高于或低于油系统压力。这允许更大的系统鲁棒性。
可由静止安装的开/关螺线管施用选择性停用装置。这种螺线管仅需要在移相期间与凸轮移相器装置的旋转部件进行磨损接触，这意味着与现有技术解决方案相比，螺线管的磨损和位置劣化大大减小。
增加的流体压力源可以布置成经由再填充通道与第一室和/或第二室流体连通。因此，凸轮移相器装置中的流体压力可以保持在适当的水平，实现适当的刚度，并且可以使凸轮轴振动最小化。
液压流体可以是液压油。在凸轮轴移相器装置中使用液压油是成熟的且可靠的。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制内燃机中凸轮轴的正时的方法，所述内燃机包括如上所述的可变凸轮正时移相器装置。所述方法包括以下步骤：
i.设置可变凸轮正时移相器装置使选择性停用装置在非施用状态中，从而阻止第一室和第二室之间的流体连通；
ii.在一时刻施用选择性停用装置以与第一室具有过压一致，从而选择性地停用第二止回阀；或者在一时刻施用选择性停用装置以与第二室具有过压一致，从而选择性地停用第一止回阀；
iii.保持选择性停用装置的施用，从而允许流体利用凸轮轴扭矩在第一室和第二室之间在单个方向中定期性地流动，并阻止流体在相反方向中流动，从而使转子相对于定子在所选择的方向中旋转；
iv.一旦获得转子相对于定子的期望旋转，就使选择性停用装置脱离接合，从而阻止第一室和第二室之间的进一步流体连通。
所述方法提供了一种控制凸轮轴移相的简单、可靠的方法，其仅需要控制单个开/关致动器，并且当在所需方向中开始移相时仅需要单个简单的致动正时。
根据另一方面，提供了一种内燃机，其包括如上所述的可变凸轮正时移相器装置。
根据又一方面，提供了一种包括如上所述的可变凸轮正时移相器装置的车辆。
在下面参考附图的详细描述中限定了其它方面、目的和优点。
附图说明
为了理解本发明及其进一步的目的和优点，下面给出的详细描述可以与附图一起阅读，其中，相同的附图标记表示各个图中的类似项，并且其中：
图1示意性地示出了根据本公开的可变凸轮正时移相器装置的一个实施方式。
图2a示意性地示出了在第一状态中的可变凸轮正时移相器装置的控制组件的一个实施方式。
图2b示意性地示出了在第二状态中的可变凸轮正时移相器装置的控制组件的一个实施方式。
图2c示意性地示出了当在第二状态期间启动停用装置时可变凸轮正时移相器装置的控制组件的一个实施方式。
图2d示意性地示出了在打开状态中的可变凸轮正时移相器装置的控制组件的一个实施方式。
图3示意性地示出了根据本公开的可变凸轮正时移相器装置的控制组件的另一实施方式。
图4a示意性地示出了每当系统油压正常时可变凸轮正时移相器装置的控制组件的另一实施方式。
图4b示意性地示出了每当系统油压降低时可变凸轮正时移相器装置的控制组件的另一实施方式。
图5示出了根据本公开的用于控制内燃机中凸轮轴的正时的方法的过程流程图。
图6示意性地示出了包括内燃机的车辆，所述内燃机包括根据本公开的可变凸轮正时移相器装置。
具体实施方式
本发明基于这样的认识：可以使用包括选择性停用装置的控制组件在两个方向中控制凸轮扭矩致动的凸轮移相。选择性停用装置可以选择性地，取决于第一室和第二室之间的压力差，保持第一止回阀或第二止回阀打开，从而允许两个室之间的单向流动路径。
由凸轮轴经受的扭矩定期性地在正扭矩和负扭矩之间交替，所述正扭矩延迟凸轮轴旋转，所述负扭矩抵消凸轮轴旋转。该定期性交替的扭矩又导致第一室和第二室之间的定期性交替的压力差，使得最初在第一室中存在过压，然后在第二室中存在过压，然后在第一室中存在过压，然后在第二室中存在过压，等等以此类推。如果两个室流体连通，则流体将从较高压力室流动到较低压力室，即流动方向将定期性地交替。传统凸轮扭矩致动(CTA)凸轮移相器通过在第一室和第二室之间提供两个分开的单向流动路径来利用所述交替压力：仅允许从第一室流动到第二室的第一路径，以及仅允许在相反方向中，即从第二室流动到第一室，的第二路径。通过打开这些流动路径中的一个而关闭另一个，交替的压力差通过“液压棘轮”效应导致一个室到另一个室的单向流动。
本发明的凸轮正时移相器装置包括转子、共轴地围绕转子的定子、以及控制组件。
凸轮移相器转子布置成连接到内燃机的凸轮轴。这可以是进气门凸轮轴、排气门凸轮轴、或发动机中的任何其它凸轮轴，诸如组合的进气/排气凸轮轴。转子具有至少一个转子叶片，但是优选地可具有多个叶片，诸如三个、四个、五个或六个叶片。用于将油通向进出控制组件的分开的油通道设置在至少一个转子叶片的每一侧处，但是优选地在每个叶片的每一侧处。
定子布置成用于接受驱动力。这可以例如通过将定子连接到凸轮链轮，所述凸轮链轮经由同步带从曲轴吸收驱动力。定子也可以在结构上与凸轮链轮集成。定子共轴地围绕转子并且具有至少一个凹槽，所述凹槽用于接收转子的所述至少一个叶片。实际上，定子具有与转子叶片的数量相同数量的凹槽。定子中的凹槽多少大于转子叶片，这意味着当转子定位在定子中且叶片居中定位在凹槽中时，在每个转子的每侧处形成室。这些室的特征在于第一室，当填充有液压油时转子相对于定子在第一方向中旋转，以及第二室，当填充由液压油时，转子相对于定子在第二方向中旋转。
本公开的控制组件包括第一止回阀、第二止回阀和选择性停用装置。控制组件可居中位于凸轮移相器装置的转子和/或凸轮轴内。控制组件的部件可以是单独的分立部件，或者它们可以是部分或完全集成的。例如，第一和第二止回阀可以共用阀本体。
在阀或致动器被称为“开/关”的情况下，这指的是阀或致动器仅具有两种状态：打开状态和关闭状态。然而，这种阀可具有两个以上的端口。例如，3/2路开/关阀具有三个端口和两个状态。这种阀经常在打开时连接两个流动端口，并且在关闭时将流动端口中的一个连接到通气/排放端口。
在阀被称为“常态关闭/打开/开/关”的情况下，这指的是非致动时阀的状态。例如，常态打开的螺线管阀在非致动/激励时保持在打开位置中，经常使用诸如弹簧复位件的返回件。当常态打开的螺线管阀被致动/激励时，螺线管以足以克服保持阀打开的返回件的力的力作用，也因此关闭阀。在取消致动/取消激励时，返回件使阀返回到打开状态。
在说明各部件在“流体连通”中或者在各部件“之间”允许或阻止流动的情况下，该流动将被解释为不一定是方向性的，即流动可以在任一方向中进行。单个方向中的方向性流动表示为“从”部件“到”另一部件的流动。
当室被称为具有过压，这意味着在所述室中的流体压力高于在另一室中的流体压力。例如，如果第一室被称为具有过压，这意味着在第一室中的压力高于在第二室中的压力。
第一和第二止回阀串联布置在从第一室通向第二室的流动路径中。液压流体，诸如油，可在所述流动路径中沿两个方向流动：从第一室到第二室的第一方向，或从第二室到第一室的第二方向。两个止回阀面向相反的方向，使得第一止回阀阻止沿第一方向流动但允许沿第二方向流动，而第二止回阀允许沿第一方向流动但阻止沿第二方向流动。止回阀可以“面对面”布置，由此当流体流在第一和第二室之间流动时，由第一遇到的止回阀阻止所述流体流。或者，止回阀可以“背靠背”布置，由此流体流可以在被下一个遇到的止回阀阻止之前穿过最初遇到的止回阀。
止回阀可以是本领域已知的任何结构。例如，可以使用具有球阀构件、提升阀构件、隔膜阀构件或盘阀构件的止回阀。止回阀可设置有诸如弹簧的返回机构，或者阀构件可由重力或在与准许方向相反的方向中作用的流体压力返回到阀座位置。为了简化选择性停用装置的设计，止回阀可以布置成使得用于停用第一止回阀所需的力与用于停用第二阀所需的力具有相同的大小，并在相同的方向中起作用。这是可实现的，例如，通过使用两个相同的提升止回阀作为第一和第二止回阀。
能够由选择性停用装置停用所述止回阀。停用意味着止回阀的阀构件被脱位，因此允许在第一和第二方向中流动。停用的机制可变化。例如，可以通过在使阀构件脱位所需的方向中“推动”上阀构件来停用止回阀。或者，如果阀构件固定到阀杆，则可以通过“推动”、“拉动”或旋转阀杆来提供停用。
选择性停用装置响应于第一和第二室之间的压力差，并且能够选择性地停用第一止回阀或第二止回阀，这取决于哪个室具有过压。通过选择性地停用两个止回阀中的一个，在第一室和第二室之间建立了所需方向中的单向流动路径。
选择性停用装置与两个止回阀一起设置。借此，这意味着选择性停用装置的至少一些部件必须能够使止回阀的阀构件脱位。选择性停用装置的其它部件可以远离止回阀定位。选择性停用装置可以制造为止回阀的分开部件，或者可以与一个或两个止回阀部分地或完全地集成。例如，任何停用元件和紧密相关的部件可以与止回阀本体集成，而致动停用元件所需的部件可以远程定位。
选择性停用装置可例如包括在两个止回阀上平行流体耦合的缸。缸具有缸构件，诸如活塞或球，其由第一室中的过压在第一方向中被推动直到它到达缸的第二端，或者由第二室中的过压在第二方向中被推动直到它到达缸的第一端。第一停用元件在缸的第一端处延伸通过侧壁，并且第二停用元件在缸的第二端处延伸通过侧壁。这些停用元件定位成使得在施用时它们分别与第一和第二止回阀的阀构件接合并使其脱位，从而停用相应的阀。通过由定位在缸的相对于停用元件的相反侧上的致动构件将缸构件从缸径向向外按压以施用停用元件。来自致动构件的力经由缸构件传递到停用构件，所述停用构件被移动到接合位置。这意味着在致动构件移动时只有与缸构件对齐的停用构件被施用。在缸的距缸构件的相反端处的停用构件保持不动。以这种方式，获得第一止回阀或第二止回阀的压力选择性停用。
哪个止回阀对应于缸的第一端和第二端取决于止回阀是“面对面”还是“背靠背”布置。如果止回阀“面对面”布置，则当施用选择性停用装置时，在施用停用装置时启用的单向流动方向是相对于主导的流动方向的相反方向。如果止回阀“背靠背”布置，则当施用选择性停用装置时，在施用停用装置时启用的单向流动方向是相对于主导的流动方向的相同方向。注意，如果止回阀“背靠背”布置，则作用在阀构件上的脱位力必须足以克服作用于重新归位阀构件的流体压力。
由凸轮轴扭矩生成的压力是大的，并且缸构件是容易地可移动。因此，缸构件在缸的相反端之间的穿梭是瞬时的。由于凸轮轴扭矩随着曲柄角度定期性地变化并且穿梭是快速的，因此缸构件位置也随着曲柄角度而变化，并且因此所选择的止回阀的停用的所需的正时是容易的。一旦开始停用，止回阀被连续地停用直到停用结束，并且因此对于每个移相操作仅必须执行一次施用选择性停用装置的正时。
选择性停用装置可以由压力致动或直接由螺线管致动，并且因此它可以是液压装置、气动装置或螺线管装置。例如，如果由升高的流体压力(诸如空气压力或油压)施用选择性停用装置，则控制流体压力的选择性停用装置的部件可远离凸轮移相器装置的旋转部件定位，并且转而可放置在内燃机的静止部件上，诸如凸轮轴承保持器。通向选择性停用装置的流体压力可以例如由开/关螺线管阀来调节，所述开/关螺线管阀通过连接到流体压力源(诸如主油廊，如果使用油作为致动流体)来增加流体压力。这种螺线管阀可以是例如3端口、2位开/关螺线管阀，其在入口端口处连接到油廊，在出口端口处连接到引向选择性停用装置的油通道，并且具有通气端口，用于当在“关”位置中时从引向选择性停用装置的通道释放油压。当螺线管非致动时，螺线管阀可常态在“关”位置中，并且在致动螺线管时切换到“开”位置。螺线管阀可以是本领域已知的任何合适的阀类型，包括但不限于提升阀、滑动滑阀和旋转滑阀。提升阀的使用几乎消除了阀堵塞的风险。
与选择性停用装置流体连接的油填充筒可用作流体压力源。在筒中提供有开/关螺线管致动的柱塞。螺线管致动的活塞可以在致动时向下推动筒中的油量，导致选择性停用装置处的压力增加。
通过连接到油压源(诸如主油廊)，可以在凸轮移相器系统中保持油压。例如，第一止回阀和第二止回阀之间的流体通道可以流体连接到油压源。连接到油压源的油再填充通道可设置有止回阀，以防止油从凸轮移相器组件到油压源的回流。
凸轮移相器组件还可以提供有许多故障保护特征。压力致动的锁销可以布置在转子的各叶片中的至少一个中，与定子中用于接收锁销的相应凹槽一起。用于接收锁销的凹槽位于基座位置处，即完全提前或完全延迟。可以提供扭转弹簧，以便在系统故障的情况下将转子偏置朝向基座位置。锁销常态在施用(锁定)位置中，并且当凸轮移相器装置的部件中的压力超过阈值压力时，被致动到缩回(解锁)位置。例如，锁销可以与从室引向控制组件的一个或多个通道流体连接。锁销可以可替代地与油再填充通道流体连接。
可以利用的另一故障保护特征是布置在旁通两个止回阀的通道中的先导止回阀。该先导止回阀的先导端口与凸轮移相器系统中的加压通道流体连通，例如油再填充通道。当系统中的油压超过阈值水平，即油压正常时，先导的止回阀阻止旁路通道中两个方向中的流动，即旁路关闭并且凸轮移相器装置如前所述起作用。然而，如果系统中的油压下降到阈值水平下方，表明例如系统故障，则先导的止回阀起作用以允许单向流动并阻止沿相反方向流动。因此，转子将通过凸轮轴扭矩的作用朝向锁定基座位置引导。因此，通过使用这种先导止回阀故障保护措施，消除了对在转子中故障保护扭转弹簧的需求，从而允许凸轮移相器利用更多的凸轮轴扭矩。
在无凸轮移相的常态操作期间，不施用选择性停用装置并且没有流体在第一室和第二室之间流动，这是由于第一止回阀阻止第一方向中的流动并且第二止回阀阻止第二方向中的流动。当需要凸轮轴移相时，选择性停用装置的施用被正时以与各室之间的压力差一致，用于提供所需止回阀的停用。因此，例如，如果期望从第一室到第二室的液压流体流动，则选择性停用装置的施用被正时以提供第一止回阀的停用。随着凸轮轴扭矩定期性地波动，将允许流体从第一室流动到第二室，但仍将由第二止回阀阻止流体从第二室流动到第一室。因此，将获得单向流动并且转子将沿第一方向相对于定子旋转，即，将发生凸轮移相。
现在将参考附图进一步说明本发明。
图1示出了所公开的可变凸轮正时移相器装置的一个实施方式。转子3包括至少一个叶片5。转子固定到凸轮轴(未示出)。具有至少一个凹槽9的定子7共轴地围绕转子3。定子固定到凸轮链轮(未示出)。叶片5将凹槽9分成第一室13和第二室15。第一油通道19布置在叶片5的侧面处并从第一室13引向第一止回阀17的第一端口。第二油通道21布置在叶片5的侧面处并从第二室15引向第二止回阀23的第一端口。第三油通道25将第一止回阀17的第二端口连接到第二止回阀23的第二端口。
第一阀构件27布置在第一止回阀17内，以允许从第二端口到第一端口的流动并阻止从第一端口到第二端口的流动。第二阀构件29布置在第二止回阀23内，以允许从第二端口到第一端口的流动并阻止从第一端口到第二端口的流动。
设置两个孔31、33通过第三油通道25的壁，用于接收停用装置35的停用元件。设置孔31、33在第三油通道壁的靠近停用装置35的侧上。第一孔31被布置通过油通道的壁在直接面向第一阀构件27的面的位置中。第二孔33布置通过油通道的壁在直接面向第二阀构件29的面的位置中。
停用装置35设置在靠近第三油通道25的侧壁。所述停用装置包括缸39，所述缸具有布置成由第四油通道47与第一油通道19流体连接的第一端、和由第五油通道49与第二油通道21流体连接的第二端。缸39和第三油通道25对齐，使得缸的第一端定位在外侧并与第三油通道的第一孔31对齐，并且缸的第二端定位在外侧并与第三油通道的第二孔33对齐。
缸39具有第一孔40，所述第一孔位于缸39的面向第三油通道25的侧上的第一端处，并且对应于第三油通道25的第一孔31定位。第一停用销43在缸39的第一孔40和第三油通道25的第一孔31之间延伸。第一停用销43的尺寸适合于能够滑动通过第三油通道25的第一孔31。停用销43的一端形成与缸39的第一孔40的密封接合，并且第二端紧邻第一阀构件27的面。停用销43的本体与第三油通道25的第一孔35形成密封接合。
缸39具有第二孔41，其位于缸39的面向第三油通道25的侧上的第二端处，并且对应于第三油通道25的第二孔33定位。第二停用销45在缸39的第二孔41和第三油通道25的第二孔33之间延伸。第二停用销45的尺寸适合于能够滑动通过第三油通道25的第二孔33。第二阻挡销45的一端与缸39的第二孔41形成密封接合，并且第二端紧邻第二阀构件29的面。停用销45的本体与第三油通道25的第二孔33形成密封接合。因此，第一和第二停用销阻止通过孔31、33、40和41的油泄漏和流体压力损失。
所述缸具有位于缸39的第一端处的第三孔53，与第一孔40径向相反。第一致动销48的第一端与第三孔53形成密封接合。第一致动销48的尺寸适合于能够滑动通过第三孔53。当停用装置35非致动时，第一致动销48的本体位于缸39的外侧上。
所述缸具有第四孔55，其位于缸39的第二端处，与第二孔41径向相反。第二致动销50的第一端与第四孔55形成密封接合。第二致动销50的尺寸适合于能够滑动通过第四孔55。当阻挡装置37非致动时，第二致动销50的本体位于缸39的外侧上。
活塞51布置在缸39中并且可以响应于流体压力利用流体压力在第一位置和第二位置之间移动。第一位置位于缸39的第二端处，位于第二停用销45和第二致动销50之间中。第二位置位于缸39的第一端处，位于第一停用销43和第一致动销48之间中。活塞51的尺寸设计成能够适合通过孔40和41，以便每当致动停用装置37时使停用销43和45朝向阀构件27、29移位。
凸轮正时移相器装置的功能如下。每当第一室13中的油压高于第二室15中的油压时，由流体压力将活塞51移动到第一位置(在缸39的第二端处)。由第一止回阀17阻止油流动。凸轮移相器装置的控制组件的第一关闭状态如图2a中所示。每当第二室15中的油压高于第一室13中的油压时，由流体压力将活塞51移动到第二位置(在缸39的第一端处)。第二止回阀23阻止油流动。凸轮移相器装置的控制组件的该第二关闭状态如图2b中所示。因此，当非致动时，控制组件阻止两个方向中的流动，即在凸轮相位保持模式中。然而，注意，取决于两个室13、15工作中的压力差的方向，活塞51采取两个分开的位置。利用所述特征以在所需方向中提供移相。
如果需要第一方向中的移相，即，期望从第一室到第二室的流体流动，则当第二室具有过压时的时段期间施用停用装置35。因此，活塞51在第二位置中。当施用停用装置时，由致动力将致动销48、50移动到缸39。该致动力可以是流体压力或由螺线管的移动提供的力。在第二位置中的活塞被第一致动销48通过第一缸孔40按压。活塞转而通过第一孔31进一步推动第一停用销43抵靠第一阀构件27，因此将第一阀构件27脱位。在缸的相反端处，第二致动销50移动到缸体积中。然而，由于活塞51不在销50、45之间的相关位置中，因此所述运动不会进一步传递到停用销45。因此，第一停用销43移动到与第一阀构件27接合的位置，而第二阻挡销45没有被移动，也因此不接合。如图2c中所示。现在当凸轮轴扭矩波动使得压力沿相反方向作用并且第一室13具有过压时，由第一停用销43将第一止回阀17保持打开，并且由前进的流体压力将第二止回阀23打开。因此，允许流体经由控制组件从第一室13流动到第二室15。由第二止回阀23阻止在相反方向中的流动。因此，只要施用停用装置35，就允许从第一室13到第二室15的单向流动。这如图2d中所示。
在移除来自致动销48、50的致动力时，停用销43、45和致动销48、50将返回到它们的非致动状态，活塞51将返回到缸39，并且凸轮移相器将返回到其非致动的凸轮移相保持状态。
通过当活塞51在第一位置时施用停用装置35，以类似的方式在相反的方向中获得移相。
图3示出了凸轮正时移相器装置的控制组件的另一实施方式。在该实施方式中，油再填充通道57在第三油通道25和油压源59(诸如主油廊)之间提供流体连接。油再填充通道57设置有止回阀61，以便阻止油从凸轮移相器装置回流动到油压源59。
图4a和图4b示出了凸轮正时移相器装置的控制组件的另一实施方式。在所述实施方式中，旁通通道63设置成与第一油通道19和第二油通道21流体连通。先导止回阀65布置在旁通通道63中。先导止回阀65具有经由先导油通道67与油压源59流体连通的先导端口。图4a示出了每当油压源59提供正常油压时的控制组件。由油压源59的流体压力关闭先导止回阀65，从而阻止旁通通道63中在两个方向中的流动。因此，控制组件如前面针对缺少旁通通道63的实施方式所述起作用。在图4b中示出了在油压故障的情况下的控制组件。现在，先导通道67中的油压不再能够关闭先导的止回阀65，并且先导止回阀65作为常规止回阀起作用。因此，先导的止回阀65允许流体从第一油通道19到第二油通道21的流动，但是阻止反向中的流动。因此，旁通通道63提供从第一室到第二室的单向流动路径，提供在第一方向中的凸轮移相，并且即使当停用装置35不操作时，将转子返回到基座位置而不需要扭转弹簧。
图5示出了控制内燃机中凸轮轴正时的方法的过程流程图，所述内燃机包括如所公开的可变凸轮正时移相器装置。
在第一步骤中，设置凸轮正时移相器装置，其使停用装置在脱离接合位置中，从而阻止第一室和第二室之间的流体连通；即，凸轮移相器装置最初在凸轮移相保持状态中。
在第二步骤中，施用停用装置以与在与所需的移相方向相反的方向中作用的流体压力一致。这意味着停用元件将被移动到接合位置，以保持第一或第二止回阀打开。
在第三步骤中，保持停用装置的施用。在此期间，波动的凸轮轴扭矩将导致第一和第二室中的交替压力尖峰，并且非停用的止回阀将允许流体在单个方向中流动，从而获得从一个室到另一室的方向性流动。
在第四步骤中，一旦获得所需程度的凸轮轴移相，则停用装置脱离接合。通过将停用装置脱离接合，凸轮正时移相器装置返回到保持状态。
本发明还涉及包括如上所述的可变凸轮正时移相器装置的内燃机和车辆。图6示意性地示出了具有内燃机203的重型货车200。内燃机具有曲轴205、曲轴链轮207、凸轮轴(未示出)、凸轮轴链轮209和正时链211。可变凸轮正时移相器装置201位于凸轮链轮/凸轮轴的旋转轴线处。具有这种可变凸轮正时移相器装置的发动机与缺少凸轮移相的车辆相比具有许多优点，诸如更好的燃料经济性、更低的排放和更好的性能。

Claims (15)

1.一种用于内燃机的可变凸轮正时移相器装置，包括：
具有至少一个叶片(5)的转子(3)，所述转子(3)布置成连接到凸轮轴；
共轴地围绕转子(3)的定子(7)，具有至少一个凹槽(9)，其用于接收转子(3)的所述至少一个叶片(5)并允许转子(3)相对于定子(7)的旋转运动，所述定子(7)具有布置为用于接受驱动力的外周缘；
其中，所述至少一个叶片(5)将所述至少一个凹槽分成第一室(13)和第二室(15)，所述第一室(13)和所述第二室(15)布置成接收承受压力的液压流体，其中，将液压流体引入到第一室(13)中引起转子(3)相对于定子(7)在第一旋转方向中移动并且将液压流体引入到第二室(15)中引起转子(3)相对于定子(7)在第二旋转方向中移动，第二旋转方向与第一旋转方向相反；和
控制组件，用于调节液压流体从第一室(13)到第二室(15)的流动，反之亦然；
其特征在于，所述控制组件包括：
第一止回阀(17)、第二止回阀(23)和选择性停用装置(35)；
其中，第一止回阀(17)和第二止回阀(23)串联布置在第一室(13)和第二室(15)之间的流体通道中，其中，第一止回阀(17)配置成阻止流体在第一方向中从第一室(13)到第二室(15)的流动并允许流体在第二方向中从第二室(15)到第一室(13)的流动，并且其中，第二止回阀(23)配置成允许流体在第一方向中流动并阻止流体在第二方向中流动；并且
其中，选择性停用装置(35)是可施用的并且配置成通过施用而选择性地停用第一止回阀(17)或第二止回阀(23)，这取决于第一室(13)和第二室(15)之间的相对流体压力，由此停用的第一或第二止回阀允许流体在第一方向和第二方向这两者中流动。
2.根据权利要求1所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，每当第二室(15)具有过压时，通过施用选择性停用装置(35)而停用第一止回阀(17)，并且其中，每当第一室(13)具有过压时，通过施用选择性停用装置(35)而停用第二止回阀(23)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述第一止回阀(17)包括：与所述第一室(13)流体连通的第一端口、与第二止回阀(23)的第二端口流体连通的第二端口、和第一阀构件(27)，其中，第一阀构件(27)配置成允许从第一止回阀的第二端口到第一止回阀的第一端口的流动，并阻止从第一止回阀的第一端口到第一止回阀的第二端口的流动；并且其中，第二止回阀(23)包括：与第二室(15)流体连通的第一端口、与第一止回阀(17)的第二端口流体连通的第二端口、和第二阀构件(29)，其中，第二阀构件(29)配置成允许从第二止回阀的第二端口到第二止回阀的第一端口的流动，并阻止从第二止回阀的第一端口到第二止回阀的第二端口的流动。
4.根据权利要求3所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述选择性停用装置包括至少一个停用元件(43、45)，当施用所述选择性停用装置(35)时，所述停用元件从脱离位置可移动到接合位置，其中，选择性停用装置在被施用时选择性地移位第一阀构件(27)或第二阀构件(29)。
5.根据权利要求4所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述选择性停用装置(35)包括：
缸(39)，具有与第一室(13)流体连通的第一端和与第二室(15)流体连通的第二端；
缸构件(51)，布置在缸(39)中并且布置成在沿着缸的纵向轴线的方向中在第一缸位置和第二缸位置之间可移动，其中，每当第一室(13)具有过压时通过流体压力移动至第一缸位置，每当第二室(15)具有过压时通过流体压力移动至第二缸位置，其中，缸构件(51)布置成每当施用选择性停用装置(35)时，当所述缸构件在第一缸位置或第二缸位置中时在相对于缸(39)的纵向轴线的径向方向中可移动；
第一停用元件(43)，其布置成：每当施用选择性停用装置(35)并且缸构件(51)在第二位置中时，通过缸构件(51)的径向运动可移动到接合位置，其中，接合的第一停用元件(43)使第一阀构件(27)移位；以及
第二停用元件(45)，其布置成：每当施用选择性停用装置(35)并且缸构件(51)在第一位置中时，通过缸构件(51)的径向运动可移动到接合位置，其中，接合的第二停用元件(45)使第二阀构件移位。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，由增加的外部液压、由增加的外部气动压力、或由螺线管的激励来施用所述选择性停用装置(35)。
7.根据权利要求6所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，由增加的外部液压来施用所述选择性停用装置(35)，并且由远离所述凸轮正时移相器装置的任何旋转部件定位的螺线管控制的致动器调节所述外部液压。
8.根据权利要求7所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述螺线管控制的致动器是3/2路开/关螺线管阀，其具有与增加的流体压力源流体连通的入口端口、与所述选择性停用装置流体连通的出口端口、和通气端口，其中，螺线管阀的初级状态是非激励状态，阻止从增加的流体压力源到选择性停用装置的流体连通，并允许从选择性停用装置到通气端口的流体连通，并且其中，螺线管阀的次级状态是激励状态，允许从增加的流体压力源到选择性停用装置的流体连通，并施用所述至少一个停用元件。
9.根据权利要求8所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述螺线管控制的致动器包括布置在筒中的螺线管驱动的柱塞，所述筒布置成与所述选择性停用装置流体连通，其中，螺线管驱动的柱塞的初级状态是缩回的非激励状态，并且螺线管驱动的柱塞的次级状态是延伸的激励状态，延伸状态增加选择性停用装置处的流体压力并施用所述至少一个停用元件。
10.根据权利要求6所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，由静止安装的开/关螺线管施用所述选择性停用装置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，增加的流体压力源(59)布置成经由再填充通道(57)与第一室(13)和/或第二室(15)流体连通。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置，其中，所述液压流体是液压油。
13.一种用于控制内燃机中凸轮轴正时的方法，所述内燃机包括根据权利要求1-12中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置，所述方法包括以下步骤：
i.设置可变凸轮正时移相器装置使选择性停用装置在非部署状态中，从而阻止第一室和第二室之间的流体连通；
ii.在一时刻施用选择性停用装置以与第一室具有过压一致，从而选择性地停用第二止回阀；或者，在一时刻施用选择性停用装置以与第二室具有过压一致，从而选择性地停用第一止回阀；
iii.保持选择性停用装置的施用，从而允许流体利用凸轮轴扭矩在第一室和第二室之间在单个方向中定期性地流动，并阻止流体在相反方向中流动，因此使转子相对于定子在所选择的方向中旋转；
iv.一旦获得转子相对于定子的期望旋转，就使选择性停用装置脱离接合，从而阻止第一室和第二室之间的进一步流体连通。
14.一种内燃机(203)，包括根据权利要求1-12中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置(201)。
15.一种车辆(200)，包括根据权利要求1-12中任一项所述的可变凸轮正时移相器装置(201)。
CN201780047942.7A 2016-06-08 2017-05-10 利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器 Active CN109563748B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1650798-0 2016-06-08
SE1650798A SE539980C2 (en) 2016-06-08 2016-06-08 Variable cam timing phaser utilizing series-coupled check valves
PCT/SE2017/050469 WO2017213570A1 (en) 2016-06-08 2017-05-10 Variable cam timing phaser utilizing series-coupled check valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109563748A true CN109563748A (zh) 2019-04-02
CN109563748B CN109563748B (zh) 2021-02-02

Family

ID=58710044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780047942.7A Active CN109563748B (zh) 2016-06-08 2017-05-10 利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10731520B2 (zh)
EP (1) EP3469194B1 (zh)
KR (1) KR102144952B1 (zh)
CN (1) CN109563748B (zh)
SE (1) SE539980C2 (zh)
WO (1) WO2017213570A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3930157A1 (de) * 1989-09-09 1991-03-21 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur verstellung der drehwinkelzuordnung einer nockenwelle zu ihrem antriebselement
CN101171404A (zh) * 2005-05-02 2008-04-30 博格华纳公司 正时相位器控制系统
DE102013207616A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenverstelleinrichtung
CN105189946A (zh) * 2013-05-03 2015-12-23 海力达德国有限公司 液压阀和凸轮轴相位调节器

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2641832B1 (fr) 1989-01-13 1991-04-12 Melchior Jean Accouplement pour la transmission de couples alternes
US6453859B1 (en) 2001-01-08 2002-09-24 Borgwarner Inc. Multi-mode control system for variable camshaft timing devices
GB2382858A (en) 2001-12-07 2003-06-11 Mechadyne Plc Camshaft phase shifting mechanism
US7137371B2 (en) 2003-02-07 2006-11-21 Borgwarner Inc. Phaser with a single recirculation check valve and inlet valve
US7311069B2 (en) 2003-06-25 2007-12-25 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Variable valve timing control device
US6935290B2 (en) * 2003-08-04 2005-08-30 Borgwarner Inc. Avoid drawing air into VCT chamber by exhausting oil into an oil ring
US7231896B2 (en) 2003-10-10 2007-06-19 Borgwarner Inc. Control mechanism for cam phaser
US20050076868A1 (en) 2003-10-10 2005-04-14 Borgwarner Inc. Control mechanism for cam phaser
DE202004021243U1 (de) 2004-05-14 2007-04-12 Hofer Mechatronik Gmbh Ventil, insbesondere zur Steuerung einer Nockenwellenverstelleinrichtung
JP4291210B2 (ja) 2004-05-20 2009-07-08 株式会社日立製作所 バルブタイミング制御装置
US7000580B1 (en) 2004-09-28 2006-02-21 Borgwarner Inc. Control valves with integrated check valves
WO2006069156A1 (en) 2004-12-22 2006-06-29 Borgwarner Inc. Variable cam timing (vct) system utilizing a set of variable structure optimal control methods
WO2006127348A1 (en) 2005-05-23 2006-11-30 Borgwarner Inc Check valve to reduce the volume of an oil chamber
WO2006127347A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Borgwarner Inc Integrated check valve
US20070028874A1 (en) 2005-08-02 2007-02-08 Borgwarner Inc. Mapping temperature compensation limits for PWM control of VCT phasers
ATE414215T1 (de) 2005-08-22 2008-11-15 Delphi Tech Inc Nockenwellenversteller zur einstellung der phase zwischen einer nockenwelle und einem antriebsrad
ES2339289T3 (es) 2006-03-17 2010-05-18 Hydraulik-Ring Gmbh Circuito hidraulico, en especial para un dispositivo de ajuste de eje de levas, y elemento de control correspondiente.
JP4518149B2 (ja) 2008-01-10 2010-08-04 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
DE102008001801A1 (de) 2008-05-15 2009-11-19 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Verändern der Drehwinkellage einer Nockenwelle
DE102008002461A1 (de) 2008-06-17 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Verändern der Drehwinkellage einer Nockenwelle
US8127725B2 (en) 2009-08-26 2012-03-06 Ford Global Technologies, Llc Engine with hydraulic variable valve timing
EP2295741A1 (en) 2009-08-31 2011-03-16 Delphi Technologies, Inc. Valve train with variable cam phaser
WO2012032813A1 (ja) 2010-09-06 2012-03-15 アイシン精機株式会社 油圧制御装置
DE112011103133B4 (de) * 2010-11-02 2023-11-09 Borgwarner Inc. Nockendrehmomentbetätigter-torsionsunterstützter Versteller
US9080471B2 (en) 2010-11-02 2015-07-14 Borgwarner, Inc. Cam torque actuated phaser with mid position lock
US9175583B2 (en) 2011-01-20 2015-11-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
DE102011079183A1 (de) 2011-07-14 2013-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller
DE112012003717T5 (de) * 2011-10-14 2014-06-26 Borgwarner Inc. Gemeinsam genutzte Ölkanäle und/oder Steuerventil für einen oder mehrere Nockenwellenversteller
DE102011055651B4 (de) 2011-11-23 2017-12-07 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Nockenwellenbaugruppe
US10156164B2 (en) 2012-02-02 2018-12-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Arrangement of a volume accumulator in a camshaft adjuster
JP5541317B2 (ja) * 2012-02-08 2014-07-09 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
US9115610B2 (en) 2013-03-11 2015-08-25 Husco Automotive Holdings Llc System for varying cylinder valve timing in an internal combustion engine
JP6337674B2 (ja) 2014-07-28 2018-06-06 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102014218547A1 (de) 2014-09-16 2016-03-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps mit Bypass-Kartuschenventil
US9777604B2 (en) * 2014-10-21 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for variable cam timing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3930157A1 (de) * 1989-09-09 1991-03-21 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur verstellung der drehwinkelzuordnung einer nockenwelle zu ihrem antriebselement
CN101171404A (zh) * 2005-05-02 2008-04-30 博格华纳公司 正时相位器控制系统
DE102013207616A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenverstelleinrichtung
CN105189946A (zh) * 2013-05-03 2015-12-23 海力达德国有限公司 液压阀和凸轮轴相位调节器

Also Published As

Publication number Publication date
US10731520B2 (en) 2020-08-04
SE1650798A1 (en) 2017-12-09
EP3469194B1 (en) 2021-01-27
KR20190013958A (ko) 2019-02-11
SE539980C2 (en) 2018-02-20
EP3469194A1 (en) 2019-04-17
WO2017213570A1 (en) 2017-12-14
US20190145290A1 (en) 2019-05-16
KR102144952B1 (ko) 2020-08-14
BR112018074679A2 (pt) 2019-03-06
CN109563748B (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7000580B1 (en) Control valves with integrated check valves
US7318401B2 (en) Variable chamber volume phaser
JP2009530526A (ja) カムシャフトタイミングアジャスタ及びその制御要素の油圧回路
CN101952560A (zh) 具有在中间位置的液压锁定的可变凸轮轴正时装置
CN101460712A (zh) 一端带锁的可变气门致动器
CN104704210A (zh) 混合式凸轮-无凸轮的可变气门致动系统
CN109563748A (zh) 利用串联耦合止回阀的可变凸轮轴正时移相器
US20060096562A1 (en) Reed valve with multiple ports
CN109312639A (zh) 利用液压逻辑元件的可变凸轮正时移相器
CN109312638A (zh) 旋转液压逻辑装置和利用这种装置的可变凸轮正时移相器
CN109154213A (zh) 具有两个中央控制阀的可变凸轮正时移相器
CN109154215B (zh) 用于可变地操控入口阀和出口阀的阀门传动装置和具有这种阀门传动装置的内燃机
US11105227B2 (en) High frequency switching variable cam timing phaser
BR112018074679B1 (pt) Disposição de faseador de temporização de came variável utilizando válvulas de registro acopladas em série, método para controlar a temporização de um eixo de came em um motor de combustão interna, motor de combustão interna e veículo
SE543360C2 (en) Integrated valve unit for a variable cam timing phaser
BR112018074677B1 (pt) Disposição de faseador de temporização de came variável utilizando elemento lógico hidráulico, método para controlar a temporização de um eixo de came em um motor de combustão interna, motor de combustão interna e veículo

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant