CN110388243B - 凸轮轴相位器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及凸轮轴相位器。在该凸轮轴相位器中，在定子叶片与转子主体之间形成有如下的附加油路：在转子相对于定子朝向周向一侧转动使得至少一条油路的径向外侧的进出油口面对定子叶片时，附加油路使至少一条油路中的一条油路的进出油口和与该油路对应的第一油腔连通。通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种新型的凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器在油路的进出油口面对定子叶片之后也能够保证凸轮轴相位器的调节速度、调节平顺性及调节力矩。
Description
技术领域
本发明涉及凸轮轴相位器。
背景技术
在现有技术中，发动机气门正时系统是用于控制汽车的发动机的气门开闭时间的系统，发动机气门正时系统通过控制气门的开闭来优化发动机的工作性能。凸轮轴相位器是发动机气门正时系统最重要的部件之一。
如图1所示，根据现有技术的凸轮轴相位器包括定子1和转子2，转子2设置于定子1的径向内侧并且能够相对于定子1转动。定子1包括圆筒状的定子主体11以及从定子主体11朝向径向内侧伸出的多个定子叶片12。转子2包括圆筒状的转子主体21以及从转子主体21朝向径向外侧伸出的多个转子叶片22。多个定子叶片12与多个转子叶片22在周向C上交替地布置，使得每个转子叶片22均位于相邻的两个定子叶片12之间。这样，在相邻的两个定子叶片12之间的空间被位于这两个定子叶片12之间的转子叶片22分隔成两个彼此独立的油腔。另外，在转子叶片22的顶端设置有与定子主体11抵接的密封组件3，以用于使这两个油腔彼此隔离。这样，在图1所示的凸轮轴相位器中共形成了沿着周向C分布的四组油腔，各组油腔均包括一个第一油腔A和一个第二油腔B，第一油腔A和第二油腔B分别通过形成于转子主体21内的独立的油路与供油装置连通(图中仅示出与第一油腔A对应的油路21a)。
进一步地，在现有技术中，为了避免在凸轮轴相位器的转子2朝向周向一侧(顺时针方向侧)转动到极限位置时定子叶片12与转子叶片22的机械接触所引起的撞击噪声，将一个油路21a朝向周向一侧偏转一定角度地设置，使得在转子2朝向周向一侧转动到一定程度之后该油路21a的径向外侧的进出油口21a1被定子叶片12堵住，从而保证了在转子2朝向周向一侧转动到极限位置时第一油腔A内仍然残留部分油液，这样形成液压缓冲来降低上述撞击噪声。
但是，具有上述结构的凸轮轴相位器存在如下缺陷：
1.在上述一个油路21a的进出油口21a1被堵住之后，封闭在第一油腔A内的油液不能通过该油路21a排出，只能通过定子1与转子2之间的缝隙流出，导致凸轮轴相位器的调节速度快速降低，甚至可能无法使转子2朝向周向一侧转动到极限位置；
2.在上述一个油路21a的进出油口21a1被堵住之后，第一油腔A内的压力快速升高，形成了压力冲击，使得定子叶片12和转子叶片22承受了较大的应力，导致凸轮轴相位器的调节平顺性较差；以及
3.在上述一个油路21a的进出油口21a1被堵住之后，需要使转子2朝向周向另一侧转动时，由于该油路21a的进出油口21a1被堵住而导致供油量减少，调节速度降低，而且第一油腔A的作用力小，导致调节力矩降低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的发明目的在于提供一种新型的凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器能够保证凸轮轴相位器的调节速度、调节平顺性及调节力矩。
为了实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案。
本发明提供了一种如下的凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括定子和转子，所述转子设置于所述定子的径向内侧并且能够相对于所述定子转动，所述转子包括转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个转子叶片，所述定子包括定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子叶片，所述多个转子叶片和所述多个定子叶片在周向上交替布置，使得在相邻的所述定子叶片之间形成沿周向分布的多组油腔，各组油腔均包括由所述转子叶片分隔的第一油腔和第二油腔，所述转子主体形成有与各所述第一油腔和各所述第二油腔分别对应的油路，在所述定子叶片与所述转子主体之间形成有如下的附加油路：在所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动使得至少一条油路的径向外侧的进出油口面对所述定子叶片时，所述附加油路使所述至少一条油路中的一条油路的进出油口和与该油路对应的所述第一油腔连通。
优选地，所述附加油路的用于与所述第一油腔连通的连通口的流路截面积随着所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动而逐渐减小。
优选地，所述转子主体的径向外侧面的设置有所述进出油口的部位形成有朝向径向内侧凹陷的转子凹陷部，使得在所述转子凹陷部与所述定子叶片的径向内侧面之间形成所述附加油路。
更优选地，所述转子凹陷部由储油面形成，该储油面越趋向周向一侧越趋向径向内侧地延伸。
更优选地，所述储油面在所述转子主体的轴向上的整个尺寸上延伸；和/或所述储油面为平面或曲面。
更优选地，所述转子凹陷部包括朝向径向内侧凹陷的储油槽和从该储油槽朝向所述第一油腔延伸的泄油槽，至少所述泄油槽的沿着轴向的尺寸朝向所述第一油腔逐渐减小。
更优选地，所述储油槽和所述泄油槽在所述转子主体的轴向上的部分尺寸上延伸；和/或至少所述泄油槽具有楔形形状。
更优选地，所述转子凹陷部在转子粉末冶金成型时通过模具直接形成。
优选地，所述附加油路被构造成：在所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动到极限位置时，所述进出油口与所述第一油腔通过所述附加油路连通。
优选地，所述转子主体中的油路被设置成：随着所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动，使得所述油路中的仅一条油路的径向外侧的进出油口能够面对所述定子叶片。
通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种新型的凸轮轴相位器，其在油路的径向外侧的进出油口面对定子叶片之后仍然能够在定子叶片与转子主体之间形成使该进出油口与对应的第一油腔连通的附加油路。这样，该凸轮轴相位器在油路的进出油口面对定子叶片之后也能够保证凸轮轴相位器的调节速度、调节平顺性及调节力矩。
附图说明
图1是根据现有技术的凸轮轴相位器的剖视结构示意图。
图2a是根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的剖视结构示意图；图2b是图2a的局部放大示意图；图2c是图2a中的凸轮轴相位器的转子的立体结构示意图。
图3a是根据本发明的第二实施方式的凸轮轴相位器的内部结构示意图；图3b是图3a的局部放大示意图；图3c是图3a中的凸轮轴相位器的转子的立体结构示意图。
附图标记说明
1定子 11定子主体 12定子叶片 2转子 21转子主体 21a油路 21a1进出油口 21b附加油路 211储油面 212储油槽 213泄油槽 22转子叶片 3密封组件 A第一油腔 B第二油腔 C周向
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行说明。根据本发明的凸轮轴相位器整体具有大致圆柱形状，如无特殊说明，本发明的轴向、径向和周向分别是指凸轮轴相位器的轴向、径向和周向。“周向一侧”是指图2a至图2b、图3a至图3b中的顺时针方向侧；“周向另一侧”是指图2a至图2b、图3a至图3b中的逆时针方向侧。另外，“油路的径向外侧的进出油口面对定子叶片”是指油路的径向外侧的进出油口在径向上与定子叶片完全重叠。
(第一实施方式)
如图2a所示，根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的基本结构与图1所示的根据现有技术的凸轮轴相位器的基本结构相同，两者之间的结构上的不同之处在于根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后油路21a的进出油口21a1与第一油腔A之间建立了附加油路21b，以下将会对这种结构的改变进行详细地说明。
与图1所示的现有技术的凸轮轴相位器结构同样地，如图2a所示，根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器包括定子1和转子2，转子2设置于定子1的径向内侧并且能够相对于定子1转动。定子1包括圆筒状的定子主体11以及从定子主体11朝向径向内侧伸出的多个定子叶片12。转子2包括圆筒状的转子主体21以及从转子主体21朝向径向外侧伸出的多个转子叶片22。多个定子叶片12与多个转子叶片22在周向C上交替地布置，使得每个转子叶片22均位于相邻的两个定子叶片12之间。这样，在相邻的两个定子叶片12之间的空间被位于这两个定子叶片12之间的转子叶片22分隔成两个彼此独立的油腔。另外，在转子叶片22的顶端设置有与定子主体11抵接的密封组件3，以用于使这两个油腔彼此隔离。这样，在图2a所示的凸轮轴相位器中共形成了沿着周向C分布的四组油腔，各组油腔均包括一个第一油腔A和一个第二油腔B，第一油腔A和第二油腔B分别通过形成于转子主体21内的独立的油路与供油装置连通(图中仅示出与第一油腔A连通的油路21a)。
如图2a和图2b所示，在本实施方式中，随着转子2相对于定子1朝向周向一侧转动，使得仅一条与第一油腔A对应的油路21a的径向外侧的进出油口21a1面对定子叶片12(相当于现有技术中进出油口21a1被定子叶片12堵住的状态)。与现有技术不同地，在定子叶片12的径向内侧面与转子主体21的径向外侧面之间形成从该油路21a的进出油口21a1到与该油路21a对应的第一油腔A的附加油路21b。随着转子2相对于定子1继续朝向周向一侧转动，该附加油路21b的用于与第一油腔A连通的连通口的流路截面积逐渐减小。这样，一方面，该附加油路21b不会影响现有技术中防撞击噪声的效果；另一方面，该附加油路21b在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后还能够保证凸轮轴相位器的调节速度、调节平顺性及调节力矩。
具体地，如图2c所示，转子主体21的径向外侧面的设置有进出油口21a1的部位形成有朝向径向内侧凹陷的转子凹陷部。在本实施方式中，该转子凹陷部由在转子主体21的轴向上的整个尺寸上延伸的储油面211(优选地为平面)形成，该储油面211越趋向周向一侧越趋向径向内侧地延伸。在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后，储油面211与定子叶片12之间形成作为附加油路21b的上述连通口的示例的间隙。在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后，当转子2继续朝向周向一侧转动时，上述间隙的尺寸开始时较大(连通口的流路截面积较大)，凸轮轴相位器的调节速度快；当转子2朝向周向一侧进一步转动靠近极限位置时，上述间隙的尺寸减小(连通口的流路截面积减小)，回油阻力加大，凸轮轴相位器的调节速度降低，同时由于封闭在第一油腔A中油液的液压缓冲作用降低撞击噪音。这样，首先，附加油路21b的存在能够保证凸轮轴相位器的转子2朝向周向一侧顺利地转动到极限位置。其次，由于储油面211与定子叶片12之间的作为附加油路21b的上述连通口的示例的间隙的尺寸逐渐变化，从而使得第一油腔A中油液压力波动小，调节平顺性好。再次，由于附加油路21b的存在，因此向第一油腔A充油时，油液能够通过油路21a和附加油路21b进入第一油腔A，提高了转子2朝向周向另一侧转动时的调节速度。
(第二实施方式)
如图3a所示，根据本发明的第二实施方式的凸轮轴相位器的基本结构与根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的基本结构相同，两者之间的结构上的不同之处在于根据本发明的第二实施方式的凸轮轴相位器在油路21a的进出油口21a1与第一油腔A之间建立的附加油路21b的结构不同，以下将会对这种结构的改变进行详细地说明。
如图3b和图3c所示，在转子主体21的径向外侧面形成的转子凹陷部包括朝向径向内侧凹陷的储油槽212和从储油槽212朝向第一油腔A延伸的泄油槽213，并且泄油槽213的在转子主体21的轴向上的尺寸从储油槽212向第一油腔A逐渐减小。更具体地，泄油槽213具有楔形形状。
在本实施方式中，储油槽212为直槽并且连通油路21a和泄油槽213，泄油槽213连通储油槽212和第一油腔A。在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后，当转子2朝向周向一侧向极限位置转动时，泄油槽213与定子叶片12之间形成作为附加油路21b的上述连通口的示例的间隙。在油路21a的进出油口21a1面对定子叶片12之后，当转子2继续朝向周向一侧转动时，上述间隙的截面积开始时较大(连通口的流路截面积较大)，油压阻力小，凸轮轴相位器的调节速度快；当转子2朝向周向一侧进一步转动靠近极限位置时，上述间隙的截面积减小(连通口的流路截面积减小)，回油阻力加大，泄油速度降低。凸轮轴相位器的调节速度降低，同时由于封闭在第一油腔A中油液的液压缓冲作用降低撞击噪音。这样，首先，附加油路21b的存在能够保证凸轮轴相位器的转子2朝向周向一侧顺利地转动到极限位置。其次，由于泄油槽213与定子叶片12之间的作为附加油路21b的上述连通口的示例的间隙的尺寸逐渐变化，从而使得第一油腔A中油液压力波动小，调节平顺性好。再次，由于附加油路21b的存在，因此向第一油腔A充油时，油液能够通过油路21a和附加油路21b进入第一油腔A，提高了转子2朝向周向另一侧转动时的调节速度。
此外，在本实施方式中，储油槽212和泄油槽213在转子主体21的轴向上的部分尺寸上延伸，这与第一实施方式中储油面211在转子主体21的轴向上的整个尺寸上延伸的情况相比，对转子2的刚性影响较小，进而对定子1和转子2接触轴颈的承载能力影响较小。
虽然在以上的内容中对本发明的具体实施方式进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：
1.在根据本发明的凸轮轴相位器中，转子2相对于定子1朝向周向一侧转动到极限位置时，油路21a的进出油口21a1与第一油腔A仍然通过附加油路21b可以实现连通或者油路21a的进出油口21a1与第一油腔A也可以不连通。
2.虽然没有明确说明，但是本领域技术人员应当理解，转子凹陷部可以在转子粉末冶金成型时通过模具直接形成。
3.虽然在以上的具体实施方式中说明了储油面211优选为在转子主体21的轴向上的整个尺寸上延伸的平面，但是本发明不限于此。该储油面211可以在转子主体21的轴向上的部分尺寸上延伸，还可以是曲面。此外，该储油面211的数量可以为一个或多个。
虽然在以上的具体实施方式中说明了储油槽212和泄油槽213在转子主体21的轴向上的部分尺寸上延伸，但是本发明不限于此。例如，储油槽212可以在转子主体21的轴向上的整个尺寸上延伸，该储油槽212还可以形成台阶结构。进一步地，该储油槽212和泄油槽213的形状和尺寸都可以根据需要进行合理的改变。
Claims (9)
1.一种凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括定子和转子，所述转子设置于所述定子的径向内侧并且能够相对于所述定子转动，所述转子包括转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个转子叶片，所述定子包括定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子叶片，所述多个转子叶片和所述多个定子叶片在周向上交替布置，使得在相邻的所述定子叶片之间形成沿周向分布的多组油腔，各组油腔均包括由所述转子叶片分隔的第一油腔和第二油腔，所述转子主体形成有与各所述第一油腔和各所述第二油腔分别对应的油路，其特征在于，
在所述定子叶片与所述转子主体之间形成有如下的附加油路：在所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动使得至少一条油路的径向外侧的进出油口面对所述定子叶片时，所述附加油路使所述至少一条油路中的一条油路的进出油口和与该油路对应的所述第一油腔连通；所述附加油路的用于与所述第一油腔连通的连通口的流路截面积随着所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动而逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述转子主体的径向外侧面的设置有所述进出油口的部位形成有朝向径向内侧凹陷的转子凹陷部，使得在所述转子凹陷部与所述定子叶片的径向内侧面之间形成所述附加油路。
3.根据权利要求2所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述转子凹陷部由储油面形成，该储油面越趋向周向一侧越趋向径向内侧地延伸。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述储油面在所述转子主体的轴向上的整个尺寸上延伸；和/或
所述储油面为平面或曲面。
5.根据权利要求2所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述转子凹陷部包括朝向径向内侧凹陷的储油槽和从该储油槽朝向所述第一油腔延伸的泄油槽，至少所述泄油槽的沿着轴向的尺寸朝向所述第一油腔逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述储油槽和所述泄油槽在所述转子主体的轴向上的部分尺寸上延伸；和/或
至少所述泄油槽具有楔形形状。
7.根据权利要求2所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述转子凹陷部在转子粉末冶金成型时通过模具直接形成。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述附加油路被构造成：在所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动到极限位置时，所述进出油口与所述第一油腔通过所述附加油路连通。
9.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，
所述转子主体中的油路被设置成：随着所述转子相对于所述定子朝向周向一侧转动，使得所述油路中的仅一条油路的径向外侧的进出油口能够面对所述定子叶片。
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