CN111655980B - 凸轮轴相位器 - Google Patents

Abstract

一种凸轮轴相位器，包括定子(1)、转子(2)和锁止组件(3)，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，转子(2)与定子(1)之间形成沿周向分布的多组油腔，各组油腔均包括由转子(2)的转子叶片(22)分隔开的第一油腔(A)和第二油腔(B)。在凸轮轴相位器处于转子(2)被锁止组件(3)锁止为相对于定子(1)不能转动的锁止状态下，多组油腔中的至少一组油腔中的第一油腔(A)与第二油腔(B)导通，使得在该锁止状态下第一油腔(A)的油能够流入第二油腔(B)以在第二油腔(B)内保留预定量的油。这样的凸轮轴相位器消除了高频噪声。

Description

凸轮轴相位器

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时间来优化发动机的工作性能。发动机气门正时系统包括凸轮轴相位器，凸轮轴相位器一般包括分别位于轴向两侧的两个端盖以及安装于两个端盖之间的定子、转子和锁止组件。转子位于定子的径向内侧并且转子能够相对于定子转动，通过转子、定子和端盖围成多组油腔。

图1是现有技术的凸轮轴相位器的示意性剖视图。如图1所示，定子1通过四个连接件5与端盖(图中未示出)固定在一起，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突起部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。每个转子叶片22均位于相邻的两个定子突起部12之间，使得在相邻的两个定子突起部12之间的空间被位于这两个定子突起部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4，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分别通过独立的油路与供油装置连通(图中仅示出与第二油腔B连通的第二油路23)。

当具有上述结构的凸轮轴相位器处于图1所示的锁止状态时，转子2被锁止组件3锁止为相对于定子1不能转动，这时，第一油腔A处于容积最大的状态且第二油腔B处于容积最小的状态。此时，转子叶片22抵接于一个定子突起部12的周向一侧面形成的朝向第二油腔B凸出的周向一侧凸起121，使得第二油腔B能够保留预定的最小容积。另外，在定子突起部12的周向另一侧面形成有朝向第一油腔A凸出的周向另一侧凸起122，该周向另一侧凸起122用于使得第一油腔A能够保留预定的最小容积。

在该锁止状态下，仅第一油腔A有油，而第二油腔B没有油。但是，由于锁止组件3的锁止销与对应的销孔之间存在锁止间隙，因此即使在锁止状态下定子1和转子2由于凸轮轴的扭矩而仍然存在微小程度的相对转动，从而导致高频扭振。在这种情况下，由于在锁止状态下凸轮轴相位器的各组油腔中的第二油腔B内已经没有油，因而导致转子2在朝向第二油腔B所在侧相对于定子1转动时没有任何的缓冲，转子2与定子1会发生碰撞，从而产生噪声。经本申请的发明人研究发现，对于图1中的现有技术的凸轮轴相位器，扭振频率、气门落座频率与使用者所抱怨的主要噪声频率均处于1000Hz，为此减小由于以上原因导致的这种高频噪声成为亟需解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种凸轮轴相位器，其能够消除凸轮轴相位器在锁止状态下由于锁止间隙而导致的高频噪声。

为了实现上述发明目的，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、转子和锁止组件，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，所述转子与所述定子之间形成沿周向分布的多组油腔，各组所述油腔均包括由所述转子的转子叶片分隔开的第一油腔和第二油腔，在所述凸轮轴相位器处于所述转子被所述锁止组件锁止为相对于所述定子不能转动的锁止状态下，所述多组油腔中的至少一组油腔中的所述第一油腔与所述第二油腔导通，使得在该锁止状态下所述第一油腔的油能够流入所述第二油腔以在所述第二油腔内保留预定量的所述油。

优选地，所述定子形成有连通通路，在所述锁止状态下所述至少一组油腔中的所述第一油腔与所述第二油腔通过所述连通通路单向导通。

更优选地，所述连通通路内设置有单向阀以使得所述连通通路单向导通。

优选地，所述第一油腔通过形成于所述转子的第一油路与供油装置连通，所述第二油腔通过形成于所述转子且与所述第一油路分隔开的第二油路与所述供油装置连通，并且在所述锁止状态下，与所述至少一组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路封闭，使得从所述第一油腔流入所述第二油腔的油不能通过所述第二油路流出。

更优选地，在所述锁止状态下，与所述至少一组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路的径向外侧开口被所述定子封闭，以使得该第二油路被封闭。

更优选地，在所述锁止状态下，与除了所述至少一组油腔以外的其它组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路导通，使得来自所述供油装置的油能够经由该第二油路流入所述第二油腔。

优选地，所述锁止组件设置于所述转子的用于分隔除了所述至少一组油腔以外的一组油腔的所述转子叶片。

优选地，所述转子包括筒状的转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个所述转子叶片，所述定子包括筒状的定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子突起部，所述转子叶片和所述定子突起部在周向上交替布置，以在相邻的两个所述定子突起部之间形成由所述转子叶片分隔开的所述第一油腔和所述第二油腔，所述连通通路形成于所述定子主体的位于相邻的所述两个定子突起部之间的部分并且所述连通通路具有在所述定子主体的径向内侧面开口的第一开口和第二开口，在所述锁止状态下所述第一开口与所述第一油腔对应并且所述第二开口与所述第二油腔对应。

更优选地，在所述锁止状态下，所述第一开口能够被所述转子叶片封闭，所述第二开口始终处于导通状态。

更优选地，至少一个所述定子突起部的朝向所述第二油腔的周向一侧面形成有朝向所述第二油腔凸出的周向一侧凸起部，使得在所述锁止状态下所述周向一侧凸起部与所述转子叶片抵接；和/或至少一个所述定子突起部的朝向所述第一油腔的周向另一侧面形成有朝向所述第一油腔凸出的轴向另一侧凸起部。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器使得在锁止状态下凸轮轴相位器的至少一组油腔中的两个油腔彼此连通，使得在上述至少一组油腔中的两个油腔内都有油。这样，在锁止状态下，即使由于存在锁止间隙而导致转子相对于定子存在微小程度的相对转动，但是转子叶片两侧的油腔均有油而对转子的这种微小转动进行了缓冲，从而消除了由此产生的高频噪声。

附图说明

图1是现有技术的凸轮轴相位器的剖视示意图，其示出了该凸轮轴相位器处于锁止状态并且其中黑色填充部分示意性示出了油腔中的油。

图2a是根据本发明的一实施方式的凸轮轴相位器的剖视示意图，其示出了该凸轮轴相位器处于锁止状态并且其中黑色填充部分示意性示出了油腔中的油；图2b和图2c是图2a中的凸轮轴相位器的剖视示意图，其分别示出了该凸轮轴相位器的非锁止状态并且其中黑色填充部分示意性示出了油腔中的油。

附图标记说明

1定子 11定子主体 12定子突起部 121周向一侧凸起 122周向另一侧凸起 13连通通 路131第一开口部 131a第一开口 132连接部 133第二开口部 133a第二开口 14单向阀 2转子 21转子主体 22转子叶片 23第二油路 3锁止组件 4密封组件 5连接件

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技术方案进行说明。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2c中的逆时针方向；“周向另一侧”是指图2a至图2c中的顺时针方向。

如图2a所示，根据本发明的一实施方式的凸轮轴相位器的基本结构与图1所示的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一实施方式的凸轮轴相位器对其一组油腔的结构进行了改变，以下将会对这种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，根据本发明的凸轮轴相位器包括端盖(未示出)、定子1、转子2和锁止组件3，定子1通过连接件5与端盖固定在一起，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，端盖、转子2和定子1之间形成沿周向C分布的四组油腔。更具体地，定子1包括定子主体11和多个定子突起部12，转子2包括转子主体21和多个转子叶片22。每个转子叶片22均位于相邻的两个定子突起部12之间，使得在相邻的两个定子突起部12之间的空间被位于这两个定子突起部12之间的转子叶片22分隔成第一油腔A和第二油腔B。另外，在转子叶片22的顶端设置有抵接于定子主体11的密封组件4。在图2所示的凸轮轴相位器中形成的四组油腔中，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分别通过独立的油路与供油装置连通(图中仅示出与第二油腔B连通的第二油路23)。

一方面，对于四组油腔中的仅一组油腔(图2a中位于上方的那组油腔)，定子1形成有连通通路13，使得在凸轮轴相位器处于转子2被锁止组件3锁止为相对于定子1不能转动的锁止状态下该组油腔中的第一油腔A与第二油腔B通过连通通路13单向导通。连通通路13内设置有单向阀14以实现连通通路13单向导通，使得在该锁止状态下第一油腔A的油能够流入第二油腔B。

另一方面，在锁止状态下，与该组油腔中的第二油腔B对应的第二油路23封闭，使得从第一油腔A流入第二油腔B的油不能再通过第二油路23流出。在本实施方式中，在锁止状态下，第二油路23的径向外侧开口被定子突起部12的顶端堵塞而封闭，以实现第二油路23封闭，从而在该组油腔中的第二油腔B内保留预定量的油。

这样，通过在第一油腔A和第二油腔B内均保存一定量的油，使得在锁止状态下即使由于存在锁止间隙而导致转子2相对于定子1具有微小程度的相对转动，第一油腔A和第二油腔B中的油也能够对该转子2的转动进行缓冲，从而防止了转子2和定子1之间碰撞产生的噪声。

具体地，该连通通路13形成于定子主体11的位于相邻的两个定子突起部12之间的部分并且连通通路13包括顺次连通的第一开口部131、连接部132和第二开口部133。第一开口部131、连接部132和第二开口部133均直线状地延伸。第一开口部131在定子主体11的径向内侧面形成朝向径向内侧开口的第一开口131a，第二开口部133在定子主体11的径向内侧面形成朝向径向内侧开口的第二开口133a，单向阀14设置于该连接部132。在锁止状态下，第一开口131a与第一油腔A对应并且第二开口133a与第二油腔B对应。

在通常情况下，第一开口131a使得第一开口部131与第一油腔A连通。但是，在第二油腔B内的压力意外过大或者剧烈震动的情况下，即使在锁止状态下由于锁止间隙的存在使得转子叶片22能够朝向第一开口131a所在侧进行微小程度的相对转动，使得锁止间隙最大时转子叶片22的径向外侧面能够封闭该第一开口131a，从而避免过多的油从第一油腔A经由连通通路13流入第二油腔B。

另外，第二开口133a使得第二开口133与第二油腔B连通。即使第一油腔A内的压力大于第二油腔B内的压力或者剧烈震动的情况下，第二开口133a也始终处于导通状态。这样，才能够保证第二油腔B内始终残留有预定量的油。

另外，在锁止状态下，除了上述第一油腔A和第二油腔B彼此连通的一组油腔以外，其它组油腔中的第二油腔B对应的第二油路23处于导通状态，使得通过控制供油装置开启使得来自供油装置的油能够经由该第二油路23流入这些组的第二油腔B内。另外，在本实施方式中，锁止组件3对应设置于转子2的用于分隔另一组油腔的转子叶片22。这样，在不大幅改变图1中的现有技术的凸轮轴相位器的结构的情况下保证了该凸轮轴相位器的正常工作。

以上对根据本发明的一实施方式的凸轮轴相位器的结构进行了说明，以下简单说明该凸轮轴相位器的工作过程。

如图2a所示，当具有上述结构的凸轮轴相位器处于图1所示的锁止状态时，转子2被锁止组件3锁止为相对于定子1不能转动，这时，第一油腔A处于容积最大的状态且第二油腔B处于容积最小的状态。此时，转子叶片22抵接于定子突起部12的周向一侧面形成的朝向第二油腔B凸出的周向一侧凸起121，使得第二油腔B能够保留预定的最小容积。

图2b和图2c分别示出了处于非锁止状态下的图2a中的凸轮轴相位器的示意性剖视图。从图2a所示的锁止状态开始，通过第二油路23向除了结构已经进行上述改变的一组油腔以外的其它组油腔中的第二油腔B持续输入油之后，锁止组件3完成解锁，转子2能够相对于定子1转动；随着第二油腔B的油压增大，第二油腔B内的油压大于第一油腔A内的油压，使得转子2相对于定子1顺次转动到图2b和图2c中的状态以实现凸轮轴相位器的调相功能。如图2b和图2c所示，在凸轮轴相位器处于非锁止状态时，连通通路13的两个开口均与第二油腔B连通。另外，在定子突起部12的周向另一侧面形成有朝向第一油腔A凸出的周向另一侧凸起122，在图2c所示的状态下，该周向另一侧凸起122用于使得第一油腔A能够保留预定的最小容积。

虽然以上的具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：

1.在不对现有技术的凸轮轴相位器的结构进行大幅改变的基础上，在具体实施方式的根据本发明的一实施方式的凸轮轴相位器中，仅一组油腔对应的结构进行了如上所述的改变，但是本发明不限于此。

可以根据需要对多组油腔的结构进行如上所述地改变。甚至在需要的情况下，可以对所有组的油腔进行如上所述的改变，只要能够保证凸轮轴相位器的正常工作过程即可。

2.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解周向一侧凸起121和周向另一侧凸起122可以仅设置于一个定子突起部12，也可以设置于多个定子突起部12。

3.无论凸轮轴相位器处于锁止状态还是非锁止状态，供油装置可以通过第一油路持续向第一油腔A供给油。

4.虽然在以上的具体实施方式说明了第一开口部131、连接部132和第二开口部133均直线状地延伸，但是本发明不限于此。例如，第一开口部131、连接部132和第二开口部133可以曲线状地延伸以组成整体为弧形的连通通路13。

Claims (10)

1.一种凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括定子、转子和锁止组件，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，所述转子与所述定子之间形成沿周向分布的多组油腔，各组所述油腔均包括由所述转子的转子叶片分隔开的第一油腔和第二油腔，其特征在于，

在所述凸轮轴相位器处于所述转子被所述锁止组件锁止为相对于所述定子不能转动的锁止状态下，所述多组油腔中的至少一组油腔中的所述第一油腔与所述第二油腔导通，使得在该锁止状态下所述第一油腔的油能够流入所述第二油腔以在所述第二油腔内保留预定量的所述油。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述定子形成有连通通路，在所述锁止状态下所述至少一组油腔中的所述第一油腔与所述第二油腔通过所述连通通路单向导通。

3.根据权利要求2所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述连通通路内设置有单向阀以使得所述连通通路单向导通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述第一油腔通过形成于所述转子的第一油路与供油装置连通，所述第二油腔通过形成于所述转子且与所述第一油路分隔开的第二油路与所述供油装置连通，并且

在所述锁止状态下，与所述至少一组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路封闭，使得从所述第一油腔流入所述第二油腔的油不能通过所述第二油路流出。

5.根据权利要求4所述的凸轮轴相位器，其特征在于，在所述锁止状态下，与所述至少一组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路的径向外侧开口被所述定子封闭，以使得该第二油路被封闭。

6.根据权利要求4所述的凸轮轴相位器，其特征在于，在所述锁止状态下，与除了所述至少一组油腔以外的其它组油腔中的所述第二油腔对应的所述第二油路导通，使得来自所述供油装置的油能够经由该第二油路流入所述第二油腔。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述锁止组件设置于所述转子的用于分隔除了所述至少一组油腔以外的一组油腔的所述转子叶片。

8.根据权利要求2或3所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述转子包括筒状的转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个所述转子叶片，所述定子包括筒状的定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子突起部，所述转子叶片和所述定子突起部在周向上交替布置，以在相邻的两个所述定子突起部之间形成由所述转子叶片分隔开的所述第一油腔和所述第二油腔，

所述连通通路形成于所述定子主体的位于相邻的两个所述定子突起部之间的部分并且所述连通通路具有在所述定子主体的径向内侧面开口的第一开口和第二开口，在所述锁止状态下所述第一开口与所述第一油腔对应并且所述第二开口与所述第二油腔对应。

9.根据权利要求8所述的凸轮轴相位器，其特征在于，

在所述锁止状态下，所述第一开口能够被所述转子叶片封闭并且所述第二开口始终处于导通状态。

10.根据权利要求8所述的凸轮轴相位器，其特征在于，

至少一个所述定子突起部的朝向所述第二油腔的周向一侧面形成有朝向所述第二油腔凸出的周向一侧凸起部，使得在所述锁止状态下所述周向一侧凸起部与所述转子叶片抵接；和/或

至少一个所述定子突起部的朝向所述第一油腔的周向另一侧面形成有朝向所述第一油腔凸出的轴向另一侧凸起部。

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