CN110242379A - 用于相位器的零压力解锁系统 - Google Patents

Abstract

使用现有的相位器控制阀和螺线管来形成泵送室，其提供足够的油压以在所有状况下脱离锁定销。

Description

用于相位器的零压力解锁系统

技术领域

本发明涉及可变凸轮正时相位器的领域。更具体地，本发明涉及一种用于可变凸轮正时相位器的零压力解锁系统。

背景技术

内燃机已采用各种机构来改变凸轮轴与曲轴之间的相对正时以改善发动机性能或减少排放。这些可变凸轮轴正时(VCT)机构中的大多数机构在发动机凸轮轴(或多凸轮轴发动机中的凸轮轴)上使用一个或多个“叶片相位器”。叶片相位器具有带一个或多个叶片的转子，安装到凸轮轴的端部，由具有其中叶片配合到其中的叶片室的壳体组件围绕。可以将叶片安装到壳体组件，并且也可以将腔室安装在转子组件中。壳体的外圆周形成链轮、皮带轮或齿轮，它们通过链条、皮带或齿轮通常从曲轴或者可能从多凸轮发动机中的另一个凸轮轴接受驱动力。

在凸轮转矩致动(CTA)可变凸轮轴正时(VCT)系统中，来自发动机的凸轮转矩用于移动一个或多个叶片，并且流体在工作室之间再循环而不将流体排出到贮槽。用于锁定和解锁壳体组件与转子组件之间的移动的锁销可以由控制阀控制。在发动机关闭期间，控制阀移动到使得流体经由再循环保持在腔室内并且供给到锁销的任何流体通过控制阀从回路中排出的位置。

在发动机起动转动或此后不久，可能不存在足够的油压来释放锁销，因为发动机的油通道(包括通向相位器的那些通道)可能已经耗尽。时间是油泵所必需的，所述油泵由发动机的旋转驱动以在发动机的油回路中再填充和建立压力。

除了凸轮轴转矩致动(CTA)可变凸轮轴正时(VCT)系统之外，大多数液压VCT系统在两个原理下操作，即，油压致动(OPA)或扭转辅助(TA)。在油压致动VCT系统中，油控制阀(OCV)将发动机油压引导到VCT相位器中的一个工作室，同时使由壳体组件、转子组件以及叶片限定的相对工作室通风。这在叶片中的一者或多者上产生压力差以在一个方向或另一个方向上液压地推动VCT相位器。将油控制阀中立或移动到零位置会在叶片的相对侧施加相等压力并且将相位器保持在任何中间位置。如果相位器在一个方向上移动使得阀更快地打开或关闭，则说明相位器正在前进，并且如果相位器在一个方向上移动使得阀稍后打开或关闭，则说明相位器被延迟。

扭转辅助(TA)系统在类似原理下操作，除了它们具有一个或多个止回阀以防止VCT相位器在与被命令的方向相反的方向上移动之外，前提是它引起诸如通过凸轮操作导致的转矩脉冲等反向力。

OPA或TA系统在执行上面所讨论的操作时的问题在于，油控制阀默认为从提前或延迟工作室排出所有油并填充相对腔室的位置。在该模式下，相位器默认在一个方向上移动到锁销接合的极限止动件。偏置弹簧可以用于优先将相位器引导到期望位置。当发动机没有产生任何油压且无法解锁该锁销时，OPA或TA系统无法在发动机起动循环期间将VCT相位器引导至任何其它位置。

一些车辆可以使用“停止-起动模式”，其自动地停止并自动地重启内燃机以减少发动机在车辆停止时(例如，在停车灯处或在交通堵塞时)怠速所耗的时间量。该模式减少排放并提高燃油效率。发动机的这种停止不同于“熄火”位置或经由停用点火开关的手动停止，其中车辆的用户关闭发动机或将汽车停放在停车场并关闭车辆。在“停止-起动模式”中，发动机在车辆停止时停止，然后以对车辆用户几乎检测不到的方式自动重启。在“停止-起动”期间，已经确定完全延迟相位器位置减少了起动发动机所需的能量，并且完全延迟相位器位置在发动机热重启期间降低了发动机噪声振动和不平稳性(NVH)。可以开发出需要与所描述的位置不同的锁定位置的其它策略。

进气凸轮轴相位器设计的问题是具有扩大的权限范围，并且锁定在完全延迟止动件的能力是如果发动机关闭且进气凸轮轴相位器锁定在延迟止动件处或附近并允许发动机冷却，则发动机可能无法在相位器锁定在延迟止动件附近的情况下成功完成冷起动。在发动机转动起动期间，可能没有足够的发动机油压来释放锁销。

发明内容

使用现有的相位器控制阀和螺线管来形成泵送室，其提供足够的油压以在所有状况下脱离锁定销。

附图说明

图1示出了在相位器关闭和滑阀室填充期间的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图2示出了在滑阀泵的操作期间的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图3示出了在泵回路排放期间一旦相位器已经被定相远离锁定位置的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图4示出了在正常操作期间一旦发动机运行且油压达到阈值的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图5示出了可变凸轮正时相位器的剖视图，其示出了转子组件和先导阀。

图6示出了可变凸轮正时相位器的剖视图，其示出了控制阀和锁销。

图7示出了可变凸轮正时相位器的另一个剖视图，其示出了控制阀和从滑阀中的泵室到先导阀的通道。

图8示出了可变凸轮正时相位器的另一个剖视图，其示出了控制阀和先导阀。

图9A示出了锁定位置的放大视图，其中端板上的通风特征封闭。

图9B示出了锁定位置的另一个放大视图，其中端板上的通风特征封闭。

图10A示出了解锁位置的放大视图，其中端板上的通风特征打开。

图10B示出了解锁位置的另一个放大视图，其中端板上的通风特征打开。

图11显示了压力与位置的图形。

图12示出了在相位器的关闭和滑阀室的填充期间的另一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图13示出了在滑阀泵的操作期间的另一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图14示出了在泵回路排放期间一旦相位器已经被定相远离锁定位置的另一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图15示出了在正常操作期间一旦发动机运行且油压达到阈值的另一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。

图16示出了另一个实施例的可变凸轮正时相位器的剖视图。

图17示出了沿图16中的线17-17的横截面视图。

图18示出了沿图16中的线18-18的另一个横截面视图。

具体实施方式

图1至10B示出了取决于滑阀位置的VCT相位器的操作模式。图中所示的位置定义了VCT相位器移动的方向。可以理解的是，相位控制阀具有无限数量的中间位置，使得控制阀不仅控制VCT相位器移动的方向，而且取决于离散滑阀位置来控制VCT相位器改变位置的速率。因此，可以理解的是，相位控制阀也可以在无限的中间位置中操作，并且不限于图中所示的位置。

参考图5，相位器的壳体组件100具有外圆周101以接收驱动力。相位器的壳体组件100包括内面板100a和外面板100b。转子组件105连接到凸轮轴(未示出)并且同轴地定位在壳体组件100内。转子组件105具有至少一个叶片104，其将形成在壳体组件100与转子组件105之间的腔室117分隔成工作室，诸如提前室102和延迟室103。叶片104能够旋转以将壳体组件100和转子组件105的相对角位置移位。

壳体组件100的内面板100a可以包括端板凹口155，其连接到通向贮槽的通风口128。转子组件105具有相应的转子凹口157，其在与端板凹口155对准时允许控制阀109通风，从而防止锁止。通风口128在图9A、9B、10A以及10B中示为孔口，然而，通风口128可以是蜗杆路径或其它限制孔口。

锁销125可滑动地容纳在转子组件105的孔122中，并且具有端部125a，所述端部通过弹簧124朝向壳体组件100的内板100b中的凹部127偏置并且配合到所述凹部中，例如如图6中所示。替代地，锁销125可以容纳在壳体组件100中，并且弹簧124朝向转子组件105中的凹部127偏置。外端板100b可以包括通气口129，例如蜗杆路径或其它限制孔口，其允许锁销125通风并防止锁销125的液压锁定。

锁销125具有第一解锁位置和第二锁定位置，在所述第一解锁位置中，锁销125的端部125a不接合凹部127，在所述第二解锁位置中，锁销125的端部125a接合凹部127，从而锁定转子组件105相对于壳体组件100的相对移动。凹部127经由先导阀130与相位控制阀109流体连通。通过相位控制阀109和先导阀130的切换/移动来控制锁销125的加压。

参考图1至4和图5至8，相位控制阀109(优选地为滑阀)包括具有至少一个圆柱形端座111a的滑阀111，所述圆柱形端座可滑动地容纳在转子组件105中的孔内的套筒116中并且在凸轮轴(未示出)中引导。相位控制阀109可以位于远离相位器的位置，位于转子组件105的孔中或位于相位器的中心螺栓中，所述孔在凸轮轴中引导。滑阀的一端接触弹簧115，并且滑阀的相对端接触经脉冲宽度调制的可变力螺线管(VFS)107。螺线管107也可以通过改变电流或电压或其它适用的方法来线性控制。此外，滑阀111的相对端可以接触马达或其它致动器并受其影响。在滑阀111的与弹簧115接触的端部与套筒116的内径116a之间形成泵室150。泵室150存储供应油，并且通过先导阀130和滑阀111的移动，该腔室150中的油的压力被泵送或压力增加。

相位控制阀109的位置由控制可变力螺线管107的占空比的发动机控制单元(ECU)106控制。ECU 106优选地包括中央处理单元(CPU)，其运行各种计算过程以控制用于与外部装置和传感器交换数据的发动机、存储器以及输入和输出端口。

滑阀111的位置受弹簧115和由ECU 106控制的螺线管107的影响。下面详细讨论关于相位器控制的进一步细节。滑阀111的位置控制相位器的运动(例如，朝向提前位置、保持位置或延迟位置移动)以及用于锁定或解锁锁销的流体的类型。

先导阀130(优选地为滑阀)包括具有圆柱形端座131a、131b、131c、131d的滑阀131，所述圆柱形端座可滑动地容纳在转子组件105的孔内的套筒132中。在端座131a和131b之间存在直通通道134。先导阀130可以位于远离相位器的位置中，或位于转子组件105中的孔内，所述孔在凸轮轴(未示出)中引导。滑阀131的一端接触弹簧133，而滑阀131的相对端通过管线118与供应源S流体连通。供应管线118可以包含入口止回阀119，其允许流体流入供应管线118并防止流体流出供应管线118。先导阀130通过管线141和142与相位控制阀109流体连通，以及通过管线140与壳体组件100的凹部127流体连通。先导阀130另外与供应管线144流体连通。供应管线144优选地与供应源S流体连通。供应源144可以直接与管线118流体连通或者通过滑阀109选择性地连通。替代地，供应源144可以由提前室102或延迟室103控制。通风口145也存在于套筒132内。

滑阀131的位置受弹簧115和可变力螺线管107的影响。滑阀111的位置控制用于解锁或锁定锁销125的流体的类型以及供应油是否被提供给存在于滑阀111与套筒116之间的泵室150。先导阀130具有两个位置。在先导阀130的第一位置，滑阀端座131d阻挡供应管线144的流动，并且在第二位置中，供应管线144通向供应源S并且管线141被滑阀端座131a阻挡。

滑阀控制的锁销回路包括与先导阀130流体连通的供应管线144、先导阀130、与壳体组件100的凹部127和锁销125流体连通的管线140。当发动机关闭时，锁销125处于锁定位置。

泵室回路包括与先导阀130流体连通的供应管线118、先导阀130、与先导阀130和泵室150流体连通的管线141、与泵室150和先导阀130流体连通的管线142。泵室150通过降低从锁销125排出的油压和流体来填充，直到压力不再足以迫使流体进入泵室150或泵室150充满。因此，当发动机油压下降时，泵室150被填充。

在发动机关闭期间，泵室回路被填充。除了CTA相位器的前进室和延迟室之外，存在于相位器本身中的所有流体都排回到泵室150中。来自油系统的残余压力填充泵室回路，直到压力不再足以迫使流体进入泵室150或泵室150充满。

通常，在发动机转动起动期间，在发动机关闭之后，没有油压存在来解锁锁销125，并且直到锁销125已经被压力偏置到解锁位置之后才能开始定相。在本发明中，在发动机转动起动和/或启动期间，在发动机关闭之后，当泵室回路与滑阀控制的锁销回路流体连通时，锁销125移动到解锁位置。换句话说，当流体从泵室150、通过管线142、在先导阀130的滑阀端座131c和131d之间通过管线140移动到凹部127时，锁销125抵消弹簧124的力而移动，使得锁销125的端部125a不再接合凹部127。

一旦锁销125的端部125a从凹部127脱离，转子组件105就可以相对于壳体组件100移动，并且相位器可以被定相到例如延迟位置、中间位置、提前位置并且在一些相位器中定相到制动位置。当存在供应压力并且相位器定相时，流体从供应管线144供应到锁销125的凹部127以将锁销125保持在解锁位置。此时，泵室150中没有保持流体。如果泵电路不用于解锁相位器，则在油压达到操作水平之后，滑阀111可以执行其解锁相位器的正常功能，因为先导阀130将向上移动以使泵室150通风并将通道144连接到通道140。

基于经脉冲宽度调制的可变力螺线管107的占空比，滑阀111沿其行程移动到相应位置。当可变力螺线管107的占空比约为40％、60％或80％时，滑阀111将分别移动到与延迟模式、零模式以及提前模式相对应的位置，并且先导阀130将被加压并移动到第二位置，并且锁销125将被加压和释放。

参考图1，当可变力螺线管107的占空比为0％时，相位控制阀109的滑阀111通过弹簧115移动使得泵室150经由管线141通过端座131a和131b之间的先导阀130接收存在于供应管线118中的任何流体的位置。因为来自供应源S的流体的压力由于发动机关闭而低于阈值，所以弹簧133将先导阀130的滑阀131偏置到使得供应源144被阻止经由管线140向锁销125供应流体的位置。管线140中存在的任何流体可以经由先导阀130和管线142排放到泵室150。由于管线140中没有流体压力，锁销125被弹簧124偏置以接合凹部127并锁定转子组件105相对于壳体组件100的相对移动。泵室150的填充基本上对相位控制阀109进行预充以用作泵。在流体室150中聚集的流体体积优选地是解锁锁销125所需的体积，这是为泄漏规定的。转子凹口157未与端板凹口155对准，并且通风口128被阻挡。

图2示出了在滑阀泵的操作期间在发动机转动起动时的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。在发动机转动起动期间，由于缺乏供应油压，存在非常小的压力或没有压力。因为供应管线118和管线144中都不存在供应压力，所以没有压力存在来解锁锁销125，因此在发动机转动起动之后不久或在发动机转动起动期间使相位器定相。

在发动机转动起动期间，相位控制阀109的滑阀111通过VFS 107克服弹簧115的力而移动到使得滑阀111阻挡经由管线141流到泵室150的流体的位置。在发动机转动起动期间，为了从泵室150泵送流体，占空比从0％开始并且移动到100％，以迫使相位控制阀109排出存在于泵室150中的流体并从泵室150中排出到管线142中，这是因为管线141被阻挡。VFS107克服弹簧115的力而引起的滑阀移动在泵室150中产生压力，泵送或迫使流体以高压进入管线142。流体在先导阀130的端座131c和131d之间从管线142流动到管线140，所述管线与壳体组件100中的凹部127流体连通，从而将锁销125抵靠弹簧124朝向解锁位置偏置。转子凹口157未与端板凹口155对准，并且通风口128被阻挡。

图3示出了发动机转动起动期间但是在锁销125已经移动到解锁位置之后的相位器。应当注意的是，占空比被移动到可变凸轮正时相位器的目标定相所需的任何占空比。在锁销125已经解锁并且不再接合壳体组件100的凹部127之后，转子组件105可自由旋转。离开泵室150的流体排出到与通风口128连通的管线143，因为转子凹口157与端板凹口155对准，允许滑阀111移动并防止锁止并允许相位器定相。阻止供应源144通过先导阀130的端座131d将流体供应到锁销125，并且使得流体不被允许返回到供应源144。应当注意的是，供应源144被阻挡，因为供应管线118中的流体压力不足以将先导阀130偏置到抵靠弹簧133的第二位置(例如，油压未达到阈值)。

图4示出了在正常操作期间一旦发动机运行且油压达到阈值的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。一旦管线118中的油压达到其可以使滑阀131抵靠弹簧133偏置的压力，滑阀131就移动到第二位置，在所述第二位置中，滑阀端座131a阻挡管线141。存在于相位控制阀109的泵室150中的任何流体是偶然的并且通过先导阀130的通风口145排出。流体也从供应源144、通过滑阀端座131c和131d之间的先导阀130供应到管线140，从而将锁销125保持在解锁位置并使锁销125抵靠弹簧124偏置。应当注意的是，在没有来自供应源144的流体的情况下，锁销125可以保持在解锁状态，直到锁销125与凹部127对准。可以进行正常的发动机操作，并且锁销125可以根据发动机工况移动到解锁位置和锁定位置。此外，转子凹口157与端板凹口155对准，并且通风口128打开。

图11是压力与位置的示例的图形。在正常的发动机相位器操作期间，例如如图4中所示，锁销125处的油压可以大约为5巴。当发动机关闭时，如图1中所示，锁销125处的发动机油压开始降低或下降，例如降低或下降到大约1.25巴。锁销125被锁定或与凹部127接合，并且在大约0.8巴以下不能脱离或解锁(即，弹簧124的力大于锁销125上的压力)。先导阀130移动以使得泵室150能够以大约0.4巴填充。当锁销125处的油压为零巴时，没有附加的油供应到泵室150。

在重启发动机转动起动期间，滑阀111由VFS 107移动，使得泵室150中的油量被加压至大于0.8巴并被排出以激活和加压滑阀控制的锁销回路，如图2中所示。应当注意的是，图11中给出的压力是出于示例目的并且可以在发动机操作期间变化。

虽然上述实施例包含某个长度的单个先导阀130，但是先导阀130可以分成长度小于单个先导阀130的长度的至少两个先导阀，减少了相位器所需的轴向包装空间。

图12至18示出了基于不同发动机工况的VCT相位器的操作模式。图中所示的位置定义了VCT相位器移动的方向。可以理解的是，相位控制阀具有无限数量的中间位置，使得控制阀不仅控制VCT相位器移动的方向，而且取决于离散滑阀位置来控制VCT相位器改变位置的速率。因此，可以理解的是，相位控制阀也可以在无限的中间位置中操作，并且不限于图中所示的位置。

参考图12至18，相位控制阀109(优选地为滑阀)包括具有至少一个圆柱形端座111a的滑阀111，所述圆柱形端座可滑动地容纳在转子组件105中的孔内的套筒116中并且在凸轮轴(未示出)中引导。相位控制阀109可以位于远离相位器的位置中、位于转子组件105中的孔内或在相位器的中心螺栓中，所述孔在凸轮轴中引导。滑阀的一端接触弹簧115，并且滑阀的相对端接触经脉冲宽度调制的可变力螺线管(VFS)107。螺线管107也可以通过改变电流或电压或其它适用的方法来线性控制。此外，滑阀111的相对端可以接触马达或其它致动器并受其影响。在滑阀111的与弹簧115接触的端部与套筒116的内径116a之间形成泵室150。泵室150存储供应油，并且通过滑阀111的移动，该腔室150中的油的压力进行压力增加。

相位控制阀109的位置由控制可变力螺线管107的占空比的发动机控制单元(ECU)106控制。ECU 106优选地包括中央处理单元(CPU)，其运行各种计算过程以控制用于与外部装置和传感器交换数据的发动机、存储器以及输入和输出端口。

滑阀111的位置受弹簧115和由ECU 106控制的螺线管107的影响。下面详细讨论关于相位器控制的进一步细节。滑阀111的位置控制相位器的运动(例如，朝向提前位置、保持位置或延迟位置移动)。

第一先导阀230(优选地为滑阀)包括具有圆柱形端座231a、231b的滑阀231，所述圆柱形端座可滑动地容纳在转子组件105的孔内的套筒232中。第一先导阀230可以位于远离相位器的位置中或位于转子组件105中的孔内，所述孔在凸轮轴(未示出)中引导。滑阀231的一端接触弹簧233，而滑阀231的相对端通过管线118与供应源S流体连通。供应管线118可以包含入口止回阀119，其允许流体流入供应管线118并防止流体流出供应管线118。第一先导阀230通过管线236和142与相位控制阀109流体连通，以及通过管线140与壳体组件100的凹部127流体连通。第一先导阀230另外与供应管线234流体连通。供应管线234优选地与供应源S流体连通。供应源234也可以直接与管线118流体连通或者通过滑阀109选择性地连通，诸如下面进一步详细描述的滑阀控制的锁销回路。替代地，供应源234可以由提前室102或延迟室103控制。通风口235也存在于第一先导阀230的套筒232内。第一先导阀230的位置确定哪个回路连接到锁销：滑阀控制的锁销回路或泵室回路。换言之，第一先导阀230确定两个锁销控制回路中的哪一个连接到锁销。

第二先导阀240(优选地为滑阀)包括具有圆柱形端座241a、241b的滑阀241，所述圆柱形端座可滑动地容纳在转子组件105的孔内的套筒242中。第二先导阀240可以位于远离相位器的位置中或位于转子组件105中的孔内，所述孔在凸轮轴(未示出)中引导。滑阀241的一端接触弹簧243，而滑阀241的相对端通过管线118与供应源S流体连通。第二先导阀240通过管线246和142与相位控制阀109流体连通。另外，第二先导阀240与通风口244流体连通。供应管线118优选地与第二先导阀240的管线245流体连通并且直接与管线118流体连通。通风口247也存在于第二先导阀240的套筒242内。第二先导阀不与锁销125直接流体连通。

滑阀111的位置受弹簧115和可变力螺线管107的影响。滑阀111的位置控制滑阀控制的锁销回路以及是否通过第二先导阀240将供应油提供给存在于滑阀111与套筒116之间的泵室150。第一先导阀230和第二先导阀240各自具有两个位置。

在第一先导阀230的第一位置，滑阀端座231b阻止来自供应管线234的流体流动，并且在第二位置，供应管线234打开以从供应源、优选地从滑阀控制的锁销回路接收流体，并且管线236被滑阀端座231a阻挡。在第二先导阀240的第一位置，滑阀端座241b阻挡通风口244。在第二先导阀240的第二位置中，通风口244打开，并且滑阀端座241a阻挡供应管线245。

滑阀控制的锁销回路包括与第一先导阀230流体连通的供应管线234、第一先导阀230、与壳体组件100的凹部127和锁销125流体连通的管线140。当发动机关闭时，锁销125处于锁定位置。

泵室回路包括与第一先导阀230和第二先导阀240流体连通的供应管线118、第一先导阀230和第二先导阀240、与管线142和第二先导阀240流体连通的管线246、与管线142和第一先导阀230流体连通的管线236、泵室150，以及与泵室150和第一先导阀230和第二先导阀240流体连通的管线142。泵室150通过降低从锁销125以及第一先导阀230和第二先导阀240排出的油压和流体来填充，直到压力不再足以迫使流体进入泵室150或泵室150充满。因此，当发动机油压下降时，泵室150被填充。

在发动机关闭期间，泵室回路被填充。除了CTA相位器的前进室和延迟室之外，存在于相位器本身中的一些流体排回到泵室150中。用于填充泵室的主要方法是来自油系统的压力中残余的残余压力填充泵室回路，直到压力不再足以迫使流体进入泵室150或泵室150充满。

通常，在发动机转动起动期间，在发动机关闭之后，没有油压存在来解锁锁销125，并且直到锁销125已经被压力偏置到解锁位置之后才能开始定相。在本发明中，在发动机转动起动和/或启动期间，在发动机关闭之后，当泵室与锁销125流体连通并且滑阀111进行冲程时，锁销125移动到解锁位置。换句话说，当流体从泵室150、通过管线142、在第一先导阀230的滑阀端座231a和231b之间通过管线140移动到凹部127时，锁销125抵消弹簧124的力而移动，使得锁销125的端部125a不再接合凹部127。

一旦锁销125的端部125a从凹部127脱离，转子组件105就可以相对于壳体组件100移动，并且相位器可以被定相到例如延迟位置、中间位置、提前位置并且在一些相位器中定相到制动位置。当存在供应压力并且相位器定相时，流体从第一先导阀230的供应管线234供应到锁销125的凹部127以将锁销125保持在解锁位置。此时，泵室150中没有保持流体。如果泵电路不用于解锁相位器，则在油压达到操作水平之后，滑阀111可以执行其解锁相位器的正常功能，因为第一先导阀230将向上移动以使泵室150通风并将通道234连接到通道140。第二先导阀240控制供应油S何时连接到泵室150以进行填充以及泵室150被何时通风以允许滑阀109自由移动。

基于经脉冲宽度调制的可变力螺线管107的占空比，滑阀111沿其行程移动到相应位置。当可变力螺线管107的占空比约为40％、60％或80％时，滑阀111将分别移动到与延迟模式、零模式以及提前模式相对应的位置。当供应压力足够时，第一先导阀230和第二先导阀240被加压并移动到第二位置，并且锁销125将被加压和释放。

参考图12，当可变力螺线管107的占空比为0％时，相位控制阀109的滑阀111通过弹簧115移动使得泵室150凭借经由管线245通过端座241a和241b之间的第二先导阀240传递到管线246来接收存在于供应管线118中的任何流体并且锁销125可以经由滑阀控制的锁销回路加压和释放的位置。流体从管线246流动到管线142并流动到泵室150。因为来自供应源S的流体的压力由于发动机关闭而低于阈值，所以弹簧233将第一先导阀230的滑阀231偏置到使得供应源234被阻止经由管线140向锁销125供应流体的位置。同时，由于第二先导阀240的端座241a和241b之间的流体通道和弹簧243的弹簧力，通风口244另外被阻挡。管线140中存在的任何流体可以经由第一先导阀130凭借通过第一先导阀230传递到管线236和管线142而排放到泵室150。由于管线140中没有流体压力，锁销125被弹簧124偏置以接合凹部127并锁定转子组件105相对于壳体组件100的相对移动。泵室150的填充基本上对相位控制阀109进行预充以用作泵。在流体室150中聚集的流体体积优选地是解锁锁销125所需的体积，这是为泄漏规定的。转子凹口157不与端板凹口155对准，并且通风口128被阻挡。

图13示出了在滑阀泵的操作期间在发动机转动起动时的另一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。在发动机转动起动期间，由于缺乏供应油压，存在非常小的压力或没有压力。因为供应管线118和管线234中都不存在供应压力，所以没有压力存在来解锁锁销125，因此在发动机转动起动之后不久或在发动机转动起动期间使相位器定相。

在发动机转动起动期间，相位控制阀109的滑阀111通过VFS 107克服弹簧115的力而移动到某个位置。在发动机转动起动期间，为了从泵室150泵送流体，占空比从0％开始并且移动到100％，以迫使相位控制阀109排出存在于泵室150中的流体并从泵室150中排出到管线142中。VFS107克服弹簧115的力而引起的滑阀移动在泵室150中产生压力，泵送或迫使流体以高压进入管线142。流体在第一先导阀230的端座231a和231b之间从管线142流动到管线140，所述管线与壳体组件100中的凹部127流体连通，从而将锁销125抵靠弹簧124朝向解锁位置偏置。转子凹口157不与端板凹口155对准，并且通风口128被阻挡。

图14示出了发动机转动起动期间但是在锁销125已经移动到解锁位置之后的相位器。应当注意的是，占空比被移动到可变凸轮正时相位器的目标定相所需的任何占空比。在锁销125已经解锁并且不再接合壳体组件100的凹部127之后，转子组件105可自由旋转。离开泵室150的流体排出到与通风口128连通的管线143，因为转子凹口157与端板凹口155对准，允许滑阀111移动并防止锁止并允许相位器定相。阻止供应源234通过第一先导阀230的端座231b将流体供应到锁销125，并且使得流体不被允许返回到供应源234。应当注意的是，供应源234被阻挡，因为供应管线118中的流体压力不足以将第一先导阀230(或第二先导阀240)偏置到抵靠弹簧233、243的第二位置(例如，油压未达到阈值)。

图15示出了在正常操作期间一旦发动机运行且油压达到阈值的一个实施例的可变凸轮正时相位器的示意图。一旦管线118中的油压达到其可以使第一先导阀230和第二先导阀240的滑阀231、241抵靠弹簧233、243偏置的压力，滑阀231、241就移动到第二位置，在所述第二位置中，滑阀端座231a阻挡管线236并且滑阀端座241a阻挡管线245。存在于相位控制阀109的泵室150中的任何流体是偶然的并且通过第二先导阀240的通风口244排出。流体也从供应源234、通过滑阀端座231a和231b之间的第一先导阀230供应到管线140，从而将锁销125保持在解锁位置并使锁销125抵靠弹簧124偏置。应当注意的是，在没有来自供应源234的流体的情况下，锁销125可以保持在解锁状态，直到锁销125与凹部127对准。可以进行正常的发动机操作，并且锁销125可以根据发动机工况移动到解锁位置和锁定位置。此外，转子凹口157与端板凹口155对准，并且通风口128打开。

因此，应当理解的是，本文所述的发明的实施例仅仅说明本发明的原理的应用。本文对所说明实施例细节的引用不是对权利要求范围的限制，权利要求自身所叙述的特征认为是本发明的实质。

Claims (15)

1.一种用于内燃机的可变凸轮正时相位器，其包括：

壳体组件，其包括具有用于接受驱动力的外圆周、外端板以及内端板；

用于连接凸轮轴的转子组件，其具有多个同轴地位于所述壳体组件内的叶片，其中所述壳体组件和所述转子组件限定由叶片分离成工作流体室的至少一个腔室，所述叶片所述在至少一个腔室中的运动用于使所述壳体组件和所述转子组件的相对角位置移位；

锁销，其可滑动地位于所述转子组件或所述壳体组件中的一者中，所述锁销能够从解锁位置移动到锁定位置，在所述解锁位置中，所述锁销的端部不与所述转子组件或所述壳体组件中的另一者中的锁销凹部接合，在所述锁定位置中，所述锁销的所述端部与所述锁销凹部接合，将所述壳体组件和所述转子组件的所述相对角位置锁定在锁定位置处；

控制阀，其能够在至少第一位置与第二位置之间移动，所述控制阀包括：滑阀，其可滑动地容纳在具有泵室的套筒内以用于累积在所述滑阀与所述套筒之间限定的流体的体积；

先导阀，其与所述锁销、供应源以及所述控制阀流体连通，所述先导阀具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，流体能够从泵室流动到所述锁销的所述凹部，在所述第二位置中，流体从所述供应源流动到所述锁销的所述凹部；

其中在发动机关闭期间，来自供应源和/或所述锁销凹部的流体通过所述先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室；

其中在发动机转动起动期间，在流体压力增加到阈值之前，所述控制阀从所述第一位置移动到所述第二位置以迫使所述泵室中的所述流体体积通过所述先导阀流动到所述凹部以将所述锁销移动到解锁位置。

2.根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述流体体积是用于将所述锁销从解锁位置移动到锁定位置的流体的体积。

3.根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其还包括所述转子组件中的转子凹口和所述外端板中与通风口流体连通的壳体凹口。

4.根据权利要求3所述的可变凸轮正时相位器，其中当所述发动机转动起动时，所述转子凹口与所述壳体凹口和所述通风口对准，使得流体能够从所述控制阀排出并防止所述控制阀锁止。

5.根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中来自供应源和/或所述锁销凹部的所述流体通过所述先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述泵室充满为止。

6.根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中来自供应源和/或所述锁销凹部的所述流体通过所述先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述可变凸轮正时相位器内的流体压力并未足够大到迫使流体进入所述泵室。

7.一种用于内燃机的可变凸轮正时相位器，其包括：

壳体组件，其包括具有用于接受驱动力的外圆周、外端板以及内端板；

用于连接凸轮轴的转子组件，其具有多个同轴地位于所述壳体组件内的叶片，其中所述壳体组件和所述转子组件限定由叶片分离成工作流体室的至少一个腔室，所述叶片所述在至少一个腔室中的运动用于使所述壳体组件和所述转子组件的相对角位置移位；

锁销，其可滑动地位于所述转子组件或所述壳体组件中的一者中，所述锁销能够从解锁位置移动到锁定位置，在所述解锁位置中，所述锁销的端部不与所述转子组件或所述壳体组件中的另一者中的锁销凹部接合，在所述锁定位置中，所述锁销的所述端部与所述锁销凹部接合，将所述壳体组件和所述转子组件的所述相对角位置锁定在锁定位置处；

控制阀，其能够在至少第一位置与第二位置之间移动，所述控制阀包括：滑阀，其可滑动地容纳在具有泵室的套筒内以用于累积在所述滑阀与所述套筒之间限定的流体的体积；

第一先导阀，其与所述锁销、供应源以及所述控制阀流体连通，所述第一先导阀具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，流体能够从泵室流动到所述锁销的所述凹部，在所述第二位置中，流体能够经由滑阀控制的锁销回路流入和流出所述锁销；

第二先导阀，其与供应源、通风口以及所述控制阀流体连通，所述第二先导阀具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，流体能够从供应源流动到所述泵室，在所述第二位置中，流体能够从所述泵室中排出；

其中在发动机关闭期间，来自至少一个所述供应源的流体通过所述第二先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室；

其中在发动机转动起动期间，在流体压力增加到阈值之前，所述控制阀从所述第一位置移动到所述第二位置以迫使所述泵室中的所述流体体积通过所述第一先导阀流动到所述凹部以将所述锁销移动到解锁位置。

8.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中所述第一先导阀和所述第二先导阀位于所述转子组件中。

9.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中所述流体体积是用于将所述锁销从解锁位置移动到锁定位置的流体的体积。

10.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其还包括所述转子组件中的转子凹口和所述外端板中与通风口流体连通的壳体凹口。

11.根据权利要求10所述的可变凸轮正时相位器，其中当所述发动机转动起动时，所述转子凹口与所述壳体凹口和所述通风口对准，使得流体能够从所述控制阀排出并防止所述控制阀锁止。

12.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中来自供应源的所述流体通过所述第二先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述泵室充满。

13.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中来自所述锁销凹部的所述流体通过所述第一先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述泵室充满。

14.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中来自所述供应源的所述流体通过所述第二先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述可变凸轮正时相位器内的流体压力并未足够达到迫使流体进入所述泵室。

15.根据权利要求7所述的可变凸轮正时相位器，其中来自所述锁销凹部的所述流体通过所述第一先导阀流动到所述控制阀中的所述泵室，直到所述可变凸轮正时相位器内的流体压力并未足够达到迫使流体进入所述泵室。