CN109653827B - 一种凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凸轮轴调节器，属于汽车发动机配件领域，包括定子、转子和电磁阀；所述转子的叶片嵌接在定子两个扇段之间，并将转子的轮毂、定子外环和两个扇段构成的压力腔分割成提前压力腔和滞后压力腔，所述叶片穿有可连通提前压力腔和滞后压力腔的换油通道和内置有可控制换油通道开闭的控制阀；所述电磁阀通过给油、泄油来控制定子、转子的相对转动以及控制阀的动作。由于该结构，通过控制提前压力腔和滞后压力腔直接进行油液交换，完成平衡压力腔真空的任务，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动，并加快凸轮轴相对于曲轴的相位调节响应。

Description

一种凸轮轴调节器
技术领域
本发明属于汽车发动机配件领域，具体地说涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术
凸轮轴调节器是用于调节内燃机中的曲轴与凸轮轴之间的相位的技术组件。
从CN 103244219 A公开了一种凸轮轴调节器，用于调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位。所提供的凸轮轴调节器包括：双数个体积可变的提前和滞后压力室，用于通过支承在定子内的转子调节相位；和体积蓄能器，其具有用于容纳来自压力室的液压液的蓄能器接口和用于将液压液排到油箱的油箱接口。在此方面，一定数量的压力室各通过一条包括为相应压力室设置的止回阀的附加通道与体积蓄能器连接，其中，该数量小于所有压力室的总数。所提供的凸轮轴调节器从以下思考出发，即，体积蓄能器主要在周期性出现的相位内，通过压力室从体积蓄能器吸入液压液完成平衡真空的任务。按照这种方式，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动。
从CN 103291399 A公开了一种用于凸轮轴调节器的定子，其包括：用于同中心地容纳转子的外部，该转子具有布置在其上的叶片；以及从该外部伸出的用于嵌接在转子的两个叶片之间、以便与这两个叶片一同形成凸轮轴调节器的压力室的分段。在此，分段具有用于容纳来自压力室的液压液体的空腔。外部可以特别地呈环状，其中，分段径向向内伸出。叶片能够绕转子地布置并且径向和/或轴向地从该转子伸出。因此，分段内的空腔能够用作容积存储器，该容积存储器经由相应的流入口容纳从压力室流出的液压液体，其中，压力室能够在负压的情况下经由与压力室连接的流出口抽吸流出的液压液体。
从CN 103244224 A公开了一种凸轮轴调节器，其包括定子和容纳在定子内的转子，转子通过压力室以可相对于定子扭转的方式得到支承。所提供的凸轮轴调节器此外包括用于供给压力室液压液的压力接口和用于从压力室排出液压液的排放接口。依据本发明，所提供的凸轮轴调节器包括第三接口，用于向压力室加注来自体积蓄能器的液压液。
容积存储器或体积蓄能器相当于提前压力腔和滞后压力腔的液压液体交换的中介，如何使提前压力腔和滞后压力腔的液压液体直接交换，提高凸轮轴相对于曲轴的相位调节响应，仍待解决。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种凸轮轴调节器，通过控制提前压力腔和滞后压力腔直接进行油液交换，完成平衡压力腔真空的任务，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动，并加快凸轮轴相对于曲轴的相位调节响应。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种凸轮轴调节器，用于调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位，包括定子1、转子2和电磁阀；所述转子2包括同心容纳在定子1内的轮毂21，该定子1外环径向向内凸起有扇段11；所述轮毂21径向向外凸起有叶片22，所述叶片22嵌接在两个扇段11之间，并将轮毂21、定子1外环和两个扇段11构成的压力腔分割成提前压力腔23和滞后压力腔24，所述叶片22穿有可连通提前压力腔23和滞后压力腔24的换油通道4和内置有可控制换油通道4开闭的控制阀5；所述电磁阀通过给油、泄油来控制定子1、转子2的相对转动以及控制阀5的动作。
为了进一步完善，所述控制阀5在叶片22内的空间形成容腔25；所述提前压力腔23、滞后压力腔24和容腔25分别连有提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8；所述提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8的另一端均通过电磁阀控制给油和泄油。
为了进一步完善，所述提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8均径向布置于转子2内。
为了进一步完善，所述控制阀5包括活塞51、控制阀芯52和小弹簧53；所述控制阀芯52与活塞51相连，并在小弹簧53的反弹力下堵塞换油通道4；所述活塞51对应控制油通道8的通道口，当控制油通道8给油时，活塞51受压并可通过推动控制阀芯52来打开换油通道4，同时使小弹簧53储能。
为了进一步完善，所述容腔25连通有出气口26，所述出气口26与控制阀芯52对应并连通至叶片22顶部，使控制阀芯52能顺利压缩小弹簧53。
为了进一步完善，所述电磁阀包括电磁阀体30，所述电磁阀体30包括阀体31、轴向设置于所述阀体31腔体内的阀芯32以及用于驱动所述阀芯32沿着阀体31腔体轴向运动的弹簧33，所述阀芯32中空而形成T回油通道34，所述阀芯32在阀体31腔体内有五个位置；第一位置时，滞后油通道7给油，提前油通道6泄油，控制油通道8泄油；第二位置时，滞后油通道7给油，提前油通道6泄油，控制油通道8给油；第三位置时，滞后油通道7、提前油通道6油保持，控制油通道8泄油；第四位置时，滞后油通道7泄油，提前油通道6给油，控制油通道8给油；第五位置时，滞后油通道7泄油，提前油通道6给油，控制油通道8泄油。
为了进一步完善，所述阀体31的腔体壁上沿轴向依次径向贯穿设置有连通控制油通道8的C1控制口81、连通提前油通道6的A提前口61、连通滞后油通道7的B滞后口71和连通控制油通道8的C2控制口82；所述C1、C2控制口81、82分别对应有设置于阀体31腔体内壁的P1、P2压力油口91、92，所述P1、P2压力油口91、92连通并居中设置有径向贯穿阀体31腔体壁的P压力油口93；所述阀芯32外壁上沿轴向依次径向贯穿至T回油通道34而设置有C1泄油口一和二83、84、A和B泄油口62、72、C2泄油口二和一85、86；所述C1泄油口一和二83、84之间、C2泄油口一二86、85之间、A和B泄油口62、72之间分别设置有C1、C2、AB环形凹槽87、88、67。
为了进一步完善，所述C1控制口81和C2控制口82、A提前口61和B滞后口71均关于P压力油口93对称；所述C1泄油口一83和C2泄油口一86、C1泄油口二84和C2泄油口二85、C1环形凹槽87和C2环形凹槽88、A泄油口62和B泄油口72均关于AB环形凹槽67对称。
为了进一步完善，阀芯32在阀体31腔体的第一位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与B滞后口71相连通，A提前口61通过A泄油口62与T回油通道34相连通，C1控制口81通过C1泄油口一83与T回油通道34相连通；第二位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与B滞后口71相连通，A提前口61通过A泄油口62与T回油通道34相连通，P1压力油口91通过C1环形凹槽87与C1控制口81相连通；第三位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67，与A提前口61、B滞后口71均不导通，C1、C2控制口81、82分别通过C1、C2泄油口二84、85与T回油通道34相连通；第四位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与A提前口61相连通，B滞后口71通过B泄油口72与T回油通道34相连通，P2压力油口92通过C2环形凹槽88与C2控制口82相连通；第五位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与A提前口61相连通，B滞后口71通过B泄油口72与T回油通道34相连通，C2控制口82通过C2泄油口一86与T回油通道34相连通。
为了进一步完善，所述A泄油口62至少为两个，所述A泄油口62通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度；所述B泄油口72至少为两个，所述B泄油口72通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度。
本发明的有益效果是：
1.本发明的一种凸轮轴调节器，叶片穿有可连通提前压力腔和滞后压力腔的换油通道和内置有可控制换油通道开闭的控制阀；通过控制提前压力腔和滞后压力腔直接进行油液交换，完成平衡压力腔真空的任务，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动，并加快凸轮轴相对于曲轴的相位调节响应。
2.本发明的一种凸轮轴调节器，提前油通道、滞后油通道和控制油通道的另一端均通过电磁阀控制给油和泄油。阀芯在阀体腔体内有五个位置；通过位置的变化，控制定子、转子的相对转动以及控制阀的动作。
附图说明
图1是本发明的转子和定子配合示意图；
图2是本发明的转子叶片剖面示意图；
图3是本发明的带出气口的转子叶片剖面示意图；
图4是本发明的阀芯在阀体腔体内第一位置示意图；
图5是本发明的阀芯在阀体腔体内第二位置示意图；
图6是本发明的阀芯在阀体腔体内第三位置示意图；
图7是本发明的阀芯在阀体腔体内第四位置示意图；
图8是本发明的阀芯在阀体腔体内第五位置示意图；
附图中：1-定子、2-转子、4-换油通道、5-控制阀、6-提前油通道、7-滞后油通道、8-控制油通道、11-扇段、21-轮毂、22-叶片、23-提前压力腔、24-滞后压力腔、25-容腔、26-出气口、30-电磁阀体、31-阀体、32-阀芯、33-弹簧、34-T回油通道、51-活塞、52-控制阀芯、53-小弹簧、61-A提前口、62-A泄油口、67-AB环形凹槽、71-B滞后口、72-B泄油口、81-C1控制口、82-C2控制口、83-C1泄油口一、84-C1泄油口二、85-C2泄油口二、86-C2泄油口一、87-C1环形凹槽、88-C2环形凹槽、91-P1压力油口、92-P2压力油口、93-P压力油口
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。
结合附图1～8所示。一种凸轮轴调节器，用于调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位，包括定子1、转子2和电磁阀；所述转子2包括同心容纳在定子1内的轮毂21，该定子1外环径向向内凸起有扇段11；所述轮毂21径向向外凸起有叶片22，所述叶片22嵌接在两个扇段11之间，并将轮毂21、定子1外环和两个扇段11构成的压力腔分割成提前压力腔23和滞后压力腔24，两个扇段11对叶片22进行旋转角度限位。电磁阀通过控制油液对提前压力腔23给油和滞后压力腔24泄油或对提前压力腔23泄油和滞后压力腔24给油或油液保持使转子2相对定子1旋转一定角度或稳定一个角度，来调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位；所述叶片22穿有可连通提前压力腔23和滞后压力腔24的换油通道4和内置有可控制换油通道4开闭的控制阀5；当控制阀5打开换油通道4时，提前压力腔23和滞后压力腔24相连通；当控制阀5关闭换油通道4时，提前压力腔23和滞后压力腔24不连通；所述电磁阀通过给油、泄油来控制定子1、转子2的相对转动以及控制阀5的开闭动作。
所述控制阀5在叶片22内的空间形成容腔25；容腔25用于容纳控制阀5；所述提前压力腔23、滞后压力腔24和容腔25分别连有提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8；所述提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8的另一端均通过电磁阀控制给油和泄油。
所述提前油通道6、滞后油通道7和控制油通道8均径向布置于转子2内，也可以选择布置在端盖或其他能够实现输送油液的位置。
所述控制阀5包括活塞51、控制阀芯52和小弹簧53；所述控制阀芯52与活塞51相连，并在小弹簧53的反弹力下堵塞换油通道4；所述活塞51对应控制油通道8的通道口，当控制油通道8给油时，活塞51受压并可通过推动控制阀芯52来打开换油通道4，同时使小弹簧53储能。
所述容腔25连通有出气口26，所述出气口26与控制阀芯52对应并连通至叶片22顶部，使控制阀芯52能顺利压缩小弹簧53。
所述电磁阀包括电磁阀体30，所述电磁阀体30包括阀体31、轴向设置于所述阀体31腔体内的阀芯32以及用于驱动所述阀芯32沿着阀体31腔体轴向运动的弹簧33，所述阀芯32中空而形成T回油通道34，所述阀体31的腔体壁上沿轴向依次径向贯穿设置有连通控制油通道8的C1控制口81、连通提前油通道6的A提前口61、连通滞后油通道7的B滞后口71和连通控制油通道8的C2控制口82；所述C1、C2控制口81、82分别对应有设置于阀体31腔体内壁的P1、P2压力油口91、92，所述P1、P2压力油口91、92连通并居中设置有径向贯穿阀体31腔体壁的P压力油口93；所述阀芯32外壁上沿轴向依次径向贯穿至T回油通道34而设置有C1泄油口一和二83、84、A和B泄油口62、72、C2泄油口二和一85、86；所述C1泄油口一和二83、84之间、C2泄油口一二86、85之间、A和B泄油口62、72之间分别设置有C1、C2、AB环形凹槽87、88、67。所述C1控制口81和C2控制口82、A提前口61和B滞后口71均关于P压力油口93对称；所述C1泄油口一83和C2泄油口一86、C1泄油口二84和C2泄油口二85、C1环形凹槽87和C2环形凹槽88、A泄油口62和B泄油口72均关于AB环形凹槽67对称。
所述阀芯32在阀体31腔体内有五个位置；阀芯32在阀体31腔体的第一位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与B滞后口71相连通，通过滞后油通道7向滞后压力腔24给油，A提前口61通过A泄油口62与T回油通道34相连通，提前压力腔23向提前油通道6泄油，C1控制口81通过C1泄油口一83与T回油通道34相连通，容腔25向控制油通道8泄油，换油通道4关闭；第二位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与B滞后口71相连通，滞后油通道7向滞后压力腔24给油，A提前口61通过A泄油口62与T回油通道34相连通，提前压力腔23向提前油通道6泄油，P1压力油口91通过C1环形凹槽87与C1控制口81相连通，控制油通道8向容腔25给油，换油通道4打开；第三位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67，与A提前口61、B滞后口71均不导通，滞后油通道7、提前油通道6油保持，提前压力腔23和滞后压力腔24保持，C1、C2控制口81、82分别通过C1、C2泄油口二84、85与T回油通道34相连通，容腔25向控制油通道8泄油，换油通道4关闭；第四位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与A提前口61相连通，提前油通道6向提前压力腔23给油，B滞后口71通过B泄油口72与T回油通道34相连通，滞后压力腔24向滞后油通道7泄油，P2压力油口92通过C2环形凹槽88与C2控制口82相连通，控制油通道8向容腔25给油，换油通道4打开；第五位置时，P压力油口93通过AB环形凹槽67与A提前口61相连通，提前油通道6向提前压力腔23给油，B滞后口71通过B泄油口72与T回油通道34相连通，滞后压力腔24向滞后油通道7泄油，C2控制口82通过C2泄油口一86与T回油通道34相连通，容腔25向控制油通道8泄油，换油通道4关闭。
所述A泄油口62至少为两个，所述A泄油口62通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度；所述B泄油口72至少为两个，所述B泄油口72通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度。
综上，当转子需要从提前状态到正常状态时，阀芯32在阀体31腔体的第四位置；当转子需要从正常状态到滞后状态时，阀芯32在阀体31腔体的第五位置；当转子需要从滞后状态到正常状态时，阀芯32在阀体31腔体的第二位置；当转子需要从正常状态到提前状态时，阀芯32在阀体31腔体的第一位置；当转子需要保持在某一位置状态时，阀芯32在阀体31腔体的第三位置；以此来通过给油、泄油来控制定子1、转子2的相对转动以及控制阀5的动作。通过控制提前压力腔和滞后压力腔直接进行油液交换，完成平衡压力腔真空的任务，避免转子通过真空引起的与本来计划的移调方向相反运动，并加快凸轮轴相对于曲轴的相位调节响应。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种凸轮轴调节器，用于调节内燃机内的凸轮轴相对于曲轴的相位，包括定子(1)、转子(2)和电磁阀；所述转子(2)包括同心容纳在定子(1)内的轮毂(21)，该定子(1)外环径向向内凸起有扇段(11)；所述轮毂(21)径向向外凸起有叶片(22)，所述叶片(22)嵌接在两个扇段(11)之间，并将轮毂(21)、定子(1)外环和两个扇段(11)构成的压力腔分割成提前压力腔(23)和滞后压力腔(24)，其特征在于，所述叶片(22)穿有可连通提前压力腔(23)和滞后压力腔(24)的换油通道(4)和内置有可控制换油通道(4)开闭的控制阀(5)；所述电磁阀通过给油、泄油来控制定子(1)、转子(2)的相对转动以及控制阀(5)的动作；所述控制阀(5)在叶片(22)内的空间形成容腔(25)；所述提前压力腔(23)、滞后压力腔(24)和容腔(25)分别连有提前油通道(6)、滞后油通道(7)和控制油通道(8)；所述提前油通道(6)、滞后油通道(7)和控制油通道(8)的另一端均通过电磁阀控制给油和泄油；所述提前油通道(6)、滞后油通道(7)和控制油通道(8)均径向布置于转子(2)内；所述电磁阀包括电磁阀体(30)，所述电磁阀体(30)包括阀体(31)、轴向设置于所述阀体(31)腔体内的阀芯(32)以及用于驱动所述阀芯(32)沿着阀体(31)腔体轴向运动的弹簧(33)，所述阀芯(32)中空而形成T回油通道(34)，所述阀芯(32)在阀体(31)腔体内有五个位置；第一位置时，滞后油通道(7)给油，提前油通道(6)泄油，控制油通道(8)泄油；第二位置时，滞后油通道(7)给油，提前油通道(6)泄油，控制油通道(8)给油；第三位置时，滞后油通道(7)、提前油通道(6)油保持，控制油通道(8)泄油；第四位置时，滞后油通道(7)泄油，提前油通道(6)给油，控制油通道(8)给油；第五位置时，滞后油通道(7)泄油，提前油通道(6)给油，控制油通道(8)泄油；所述阀体(31)的腔体壁上沿轴向依次径向贯穿设置有连通控制油通道(8)的C1控制口(81)、连通提前油通道(6)的A提前口(61)、连通滞后油通道(7)的B滞后口(71)和连通控制油通道(8)的C2控制口(82)；所述C1、C2控制口(81、82)分别对应有设置于阀体(31)腔体内壁的P1、P2压力油口(91、92)，所述P1、P2压力油口(91、92)连通并居中设置有径向贯穿阀体(31)腔体壁的P压力油口(93)；所述阀芯(32)外壁上沿轴向依次径向贯穿至T回油通道(34)而设置有C1泄油口一和二(83、84)、A和B泄油口(62、72)、C2泄油口二和一(85、86)；所述C1泄油口一和二(83、84)之间、C2泄油口一二(86、85)之间、A和B泄油口(62、72)之间分别设置有C1、C2、AB环形凹槽(87、88、67)；阀芯(32)在阀体(31)腔体的第一位置时，P压力油口(93)通过AB环形凹槽(67)与B滞后口(71)相连通，A提前口(61)通过A泄油口(62)与T回油通道(34)相连通，C1控制口(81)通过C1泄油口一(83)与T回油通道(34)相连通；第二位置时，P压力油口(93)通过AB环形凹槽(67)与B滞后口(71)相连通，A提前口(61)通过A泄油口(62)与T回油通道(34)相连通，P1压力油口(91)通过C1环形凹槽(87)与C1控制口(81)相连通；第三位置时，P压力油口(93)通过AB环形凹槽(67)，与A提前口(61)、B滞后口(71)均不导通，C1、C2控制口(81、82)分别通过C1、C2泄油口二(84、85)与T回油通道(34)相连通；第四位置时，P压力油口(93)通过AB环形凹槽(67)与A提前口(61)相连通，B滞后口(71)通过B泄油口(72)与T回油通道(34)相连通，P2压力油口(92)通过C2环形凹槽(88)与C2控制口(82)相连通；第五位置时，P压力油口(93)通过AB环形凹槽(67)与A提前口(61)相连通，B滞后口(71)通过B泄油口(72)与T回油通道(34)相连通，C2控制口(82)通过C2泄油口一(86)与T回油通道(34)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴调节器，其特征在于，所述控制阀(5)包括活塞(51)、控制阀芯(52)和小弹簧(53)；所述控制阀芯(52)与活塞(51)相连，并在小弹簧(53)的反弹力下堵塞换油通道(4)；所述活塞(51)对应控制油通道(8)的通道口，当控制油通道(8)给油时，活塞(51)受压并可通过推动控制阀芯(52)来打开换油通道(4)，同时使小弹簧(53)储能。
3.根据权利要求2所述的一种凸轮轴调节器，其特征在于，所述容腔(25)连通有出气口(26)，所述出气口(26)与控制阀芯(52)对应并连通至叶片(22)顶部，使控制阀芯(52)能顺利压缩小弹簧(53)。
4.根据权利要求1所述的一种凸轮轴调节器，其特征在于，所述C1控制口(81)和C2控制口(82)、A提前口(61)和B滞后口(71)均关于P压力油口(93)对称；所述C1泄油口一(83)和C2泄油口一(86)、C1泄油口二(84)和C2泄油口二(85)、C1环形凹槽(87)和C2环形凹槽(88)、A泄油口(62)和B泄油口(72)均关于AB环形凹槽(67)对称。
5.根据权利要求1所述的一种凸轮轴调节器，其特征在于，所述A泄油口(62)至少为两个，所述A泄油口(62)通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度；所述B泄油口(72)至少为两个，所述B泄油口(72)通过在外口设置有环形凹槽来连通，用于增大泄油速度。
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