CN109989796A - 叶片式凸轮相位器 - Google Patents

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CN109989796A CN201711480123.XA CN201711480123A CN109989796A CN 109989796 A CN109989796 A CN 109989796A CN 201711480123 A CN201711480123 A CN 201711480123A CN 109989796 A CN109989796 A CN 109989796A
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敖颖文
何艳桦
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    • 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

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Abstract

一种叶片式凸轮相位器，包括：转子，转子包括转子基体和多个叶片，叶片沿转子基体的周向分布；定子，转子安装在定子的内部并且转子和定子同轴；锁止单元，锁止单元设置于转子基体和叶片的连接处，用于锁止转子相对定子转动。通过将锁止单元设置于转子基体和叶片的连接处，这样在满足高扭压比要求的同时也实现了叶片式凸轮相位器的小型化。

Description

叶片式凸轮相位器
技术领域
本发明涉及汽车发动机的技术领域，具体涉及一种叶片式凸轮相位器。
背景技术
叶片式凸轮相位器通过内部油压作用于叶片使其偏转，实现了相位角的无级调节，叶片式凸轮相位器上的锁止单元在发动机起动、怠速时充分保障了其可靠性，是目前国内外车用发动机上应用最为广泛的可变气门机构。
现有叶片式凸轮相位器上的锁止单元有两种常见的布置方式。一种是将锁止单元布置在转子的转子基体上，由于锁止单元不布置在叶片上，此种方式叶片宽度做得小，转子和定子之间可以建立五个工作腔，扭压比也可以大于4Nm/bar，但是转子基体的直径由于锁止单元就不能设置得太小，由此增加了转子和叶片式凸轮相位器整体的重量和体积，不能满足产品小型化的需求。而另一种是将锁止单元布置在转子的叶片上，此种方式转子基体的直径不再受锁止单元的影响，可以做到叶片式凸轮相位器小型化，由于锁止单元放置在叶片上，叶片的宽度变大，由于发动机空间的局限和调节角度限制，转子和定子之间只能建立四个工作腔或三个工作腔，扭压比一般都小于4Nm/bar。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何在满足高扭压比要求的同时实现叶片式凸轮相位器的小型化。
为解决上述技术问题，本发明提供一种叶片式凸轮相位器，包括：转子，所述转子包括转子基体和多个叶片，所述叶片沿所述转子基体的周向分布；定子，所述转子安装在所述定子的内部并且所述转子和所述定子同轴；锁止单元，所述锁止单元设置于所述转子基体和所述叶片的连接处，用于锁止所述转子相对所述定子转动。
可选的，所述转子基体和所述叶片一体成型形成所述转子。
可选的，所述转子和所述定子之间形成多个封闭的工作腔。
可选的，每一个所述工作腔内容纳一个所述叶片，所述叶片能在所述工作腔内旋转。
可选的，所述转子基体的中心处设置有容纳凸轮轴的轴孔。
可选的，所述定子包括：定子本体和多个定子凸起，所述定子凸起设置在所述定子本体的内壁上并且沿所述定子本体的周向分布，用于抵住所述转子。
可选的，所述定子本体和所述定子凸起一体成型形成所述定子。
可选的，所述定子本体、所述转子基体和相邻的所述定子凸起共同形成一个封闭的工作腔。
可选的，所述定子包括五个所述定子凸起，所述转子与所述定子形成五个封闭的工作腔。
可选的，所述定子凸起上设置有螺栓孔，用于固定所述定子与外部的传动齿轮。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：将锁止单元设置于转子基体和叶片的连接处，即锁止单元的一部分在叶片上而另一部分在转子基体上，这样转子基体可以根据需要设计不受锁止单元大小的限制，做到转子和叶片式凸轮相位器的小型化；同样，叶片的宽度也不受锁止单元大小的限制，转子和定子之间可以设计五个工作腔，满足高扭压比和高调节角度的要求。
附图说明
图1是现有的叶片式凸轮相位器一的正视图；
图2是现有的叶片式凸轮相位器二的正视图；
图3是本发明的叶片式凸轮相位器的正视图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种新型的叶片式凸轮相位器，使得转子基体和叶片的大小可以根据需要设计不受锁止单元大小的限制，做到叶片式凸轮相位器的小型化，并且满足高扭压比和高调节角度的要求。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图1，一种现有的叶片式凸轮相位器1，其包括转子10和定子20，将转子10安装在定子20内并且转子10和定子20同轴。转子10包括转子基体11和五个沿转子基体11周向分布的叶片12，在转子10安装到定子20内后，在转子基体11和定子20之间形成五个密封的工作腔40，每一个工作腔40内都容纳一个叶片12，叶片12能在工作腔40内旋转。在转子基体11上设置有锁止单元30，锁止单元30用于将转子10和定子20锁止在一起，防止转子10相对于定子20之间发生相对转动。
在叶片式凸轮相位器1工作时，转子10通过轴向中心轴孔与凸轮轴抗扭矩连接，定子20与传动齿轮固定连接。在发动机正常工作时，由发动机的油泵产生的油压和流动保持每一个工作腔40内充满液压油，加注的液压油使得叶片12在工作腔内发生偏转，从而使得转子10和定子20之间产生角度调整。当发动机启动时，在发动机的油泵产生油压之前，缺少对油压的控制可能会使得叶片式凸轮相位器1由于缺油而过度振动，产生噪声并可能损坏机构。所以当发动机准备启动的时候，在工作腔中存油不足的情况下使用锁止单元30将叶片式凸轮相位器1的转子10和定子20锁定在一个特定的相位角位置。锁止单元30通常选择为锁止销，锁止销与弹簧作用配合，并利用发动机的液压油释放。在发动机启动时，锁止单元30和弹簧保持配合直到发动机的油泵产生足够的油压，弹簧才释放锁止单元30；当发动机关闭或者发动机的油压小于某个设定的阈值时，弹簧加载锁止单元30，使得锁止单元30锁定叶片式凸轮相位器1的转子10和定子20。
可以发现，当锁止单元30设置在转子基体11上时，由于锁止单元30本身具有一定的尺寸，所以转子基体11的直径由于锁止单元30自身尺寸的限制就不能设置得太小，不然转子基体11不足以容纳锁止单元30。由此，增加了转子10和叶片式凸轮相位器1整体的重量和体积，不能满足产品小型化的需求。
参考图2，另一种现有的叶片式凸轮相位器2，其包括转子10和定子20，将转子10安装在定子20内并且转子10和定子20同轴。转子10包括转子基体11和和沿转子基体11周向分布的叶片12，在转子10安装到定子20内后，在转子基体11和定子20之间形成工作腔40，每一个工作腔40内都容纳一个叶片12，叶片12能在工作腔40内旋转。
在叶片式凸轮相位器2中，叶片12上设置有锁止单元30，锁止单元30用于将转子10和定子20锁止在一起，防止转子10相对于定子20之间发生相对转动。
可以发现，当锁止单元30设置在叶片12上时，由于锁止单元30本身具有一定的尺寸，所以叶片12的宽度由于锁止单元30自身尺寸的限制就不能设置得太小，不然叶片12不足以容纳锁止单元30。在相同尺寸的转子10和定子20中，如果叶片12的宽度设置地越大，会减少转子10和定子20之间工作腔40的数量。具体地，叶片式凸轮相位器2因为锁止单元30设置在叶片12上的原因只具有四个工作腔40，相较于叶片式凸轮相位器1少了一个工作腔40，导致叶片式凸轮相位器2的扭压比和调节角度相较于叶片式凸轮相位器1而言都偏小，无法满足高扭压比和高调节角度的要求。
参考图3，本实施例中的叶片式凸轮相位器3，其包括转子10和定子20，将转子10安装在定子20内并且转子10和定子20同轴。其中，转子10包括转子基体11和沿转子基体11周向分布的叶片12，定子20包括定子本体21和沿定子本体21内壁周向分布的定子凸起22。
在转子10安装到定子20内后，定子凸起22会抵住转子基体11用于将转子基体11固定位置，从而转子基体11、相邻的定子凸起22和定子本体21之间形成封闭的一个工作腔40，每一个工作腔40内都容纳一个叶片12，叶片12能在工作腔40内旋转。在转子基体11和叶片12的连接处设置锁止单元30，锁止单元30用于锁止转子10相对定子20转动。
当发动机启动时，在发动机的油泵产生油压之前，缺少对油压的控制可能会使得叶片式凸轮相位器1由于缺油而过度振动，产生噪声并可能损坏机构。所以当发动机准备启动的时候，使用锁止单元30在工作腔中存油不足的情况下将叶片式凸轮相位器1的转子10和定子20锁定在一个特定的相位角位置。锁止单元30通常选择为锁止销，锁止销与弹簧作用配合，并利用发动机的液压油释放。在发动机启动时，锁止单元30和弹簧保持配合直到发动机的油泵产生足够的油压，弹簧才释放锁止单元30；当发动机关闭或者发动机的油压小于某个设定的阈值时，弹簧加载锁止单元30，使得锁止单元30锁定叶片式凸轮相位器1的转子10和定子20。
可以看出，当锁止单元30设置在转子基体11和叶片12的连接处上时，锁止单元30分别占据了转子基体11的一部分和叶片12的一部分。由于锁止单元30只占用了转子基体11直径的外围部分，转子基体11不会受到锁止单元30自身尺寸的限制太多，根据实际使用需要，转子基体11的直径可以设置得相对于叶片式凸轮相位器3中的转子基体11小一些，满足了叶片式凸轮相位器3小型化的要求；另外，锁止单元30只占用了叶片12的根部，叶片12的宽度也不会受到锁止单元30自身尺寸的限制太多，叶片12可以设置得相对于叶片式凸轮相位器2中的叶片12小一些，这样可以增加工作腔40的数量。叶片式凸轮相位器3具有五个叶片12相对于叶片式凸轮相位器2增加了一个叶片12，叶片式凸轮相位器3比叶片式凸轮相位器2多一个工作腔40，满足了叶片式凸轮相位器3高扭压比和高调节角度的要求。
继续参考图3，转子基体11的中心处设置有容纳凸轮轴(图中未示出)的轴孔60，定子凸起20上设置有螺栓孔50，在螺栓孔50内安装螺栓，螺栓用于定子20与外部的传动齿轮(图中未示出)之间的固定连接。
在叶片式凸轮相位器3工作时，转子10通过轴向中心的轴孔60与凸轮轴抗扭矩连接，定子20与传动齿轮固定连接。在发动机正常工作时，由发动机的油泵产生的油压和流动保持每一个工作腔40内充满液压油，加注的液压油使得叶片12在工作腔内发生偏转，从而使得转子10和定子20之间产生角度调整。传动齿轮带动定子20转动，定子20通过工作腔40的液压油带动叶片12转动，继而带动整个转子10的转动，最后转子10带动凸轮轴的转动。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种叶片式凸轮相位器，其特征在于，包括：
转子，所述转子包括转子基体和多个叶片，所述叶片沿所述转子基体的周向分布；
定子，所述转子安装在所述定子的内部并且所述转子与所述定子同轴；
锁止单元，所述锁止单元设置于所述转子基体和所述叶片的连接处，用于锁止所述转子相对所述定子转动。
2.如权利要求1所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述转子基体和所述叶片一体成型形成所述转子。
3.如权利要求2所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述转子和所述定子之间形成多个封闭的工作腔。
4.如权利要求3所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，每一个所述工作腔内容纳一个所述叶片，所述叶片能在所述工作腔内旋转。
5.如权利要求4所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述转子基体的中心处设置有容纳凸轮轴的轴孔。
6.如权利要求1所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述定子包括：定子本体和多个定子凸起，所述定子凸起设置在所述定子本体的内壁上并且沿所述定子本体的周向分布，用于抵住所述转子。
7.如权利要求6所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述定子本体和所述定子凸起一体成型形成所述定子。
8.如权利要求7所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述定子本体、所述转子基体和相邻的所述定子凸起共同形成一个封闭的工作腔。
9.如权利要求8所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述定子包括五个所述定子凸起，所述转子与所述定子形成五个封闭的工作腔。
10.如权利要求6所述的叶片式凸轮相位器，其特征在于，所述定子凸起上设置有螺栓孔，用于固定所述定子与外部的传动齿轮。
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