CN112228179A - 凸轮轴相位调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凸轮轴相位调节器。该凸轮轴相位调节器包括定子、安装在定子径向内侧的转子以及沿径向形成在定子与转子之间的液压室，转子能够相对于定子转动，转子具有主体部分和从主体部分的径向外侧沿径向延伸到液压室中的叶片，其中，叶片具有凸起部，凸起部形成在叶片在周向上的两个侧壁中的至少一者上。本发明的凸轮轴相位调节器能够减轻转子叶片的拍击噪声。

Description

凸轮轴相位调节器
技术领域
本发明涉及发动机技术领域。具体地，本发明涉及一种凸轮轴相位调节器。
背景技术
根据内燃机的当前运行工况，可以通过改变曲轴与凸轮轴之间的相位来对换气阀的配气相位产生影响，由此可以实现有利的效果，如减少燃油消耗和有害物质的产生。这种能够调整曲轴与凸轮轴之间相位的装置即为凸轮轴相位调节器。
例如，CN 207701190 U公开了一种发动机凸轮轴相位调节器，其具有现有技术中典型的定子和转子结构。这种凸轮轴相位调节器在定子与转子之间形成液压室，转子外缘上的叶片向径向外侧延伸到液压室中，从而将液压室分隔成A腔和B腔。在液体压力作用下，转子能够相对于定子转动，从而获得不同的相位。由于转子与凸轮轴连接，因此凸轮轴上的摆动可能传递到转子上，引起转子的摆动，导致转子的叶片的平滑侧面拍击腔内的工作液体，产生振动和噪声。
发明内容
因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够减轻转子叶片拍击噪声的凸轮轴相位调节器。
上述技术问题通过根据本发明的一种凸轮轴相位调节器而得到解决。该凸轮轴相位调节器包括定子、安装在定子径向内侧的转子以及沿径向形成在定子与转子之间的液压室，转子能够相对于定子转动，转子具有主体部分和从主体部分的径向外侧沿径向延伸到液压室中的叶片，其中，叶片具有凸起部，凸起部形成在叶片在周向上的两个侧壁中的至少一者上。现有技术中转子叶片通过两个平滑的侧壁来接触液压室中的工作液体，叶片颤动时与工作液体间的平面接触面积较大，而凸起部的存在使得叶片拍击工作液体时的平面接触面积减小，因此可以降低拍击液体时产生的冲击力，同时还能够减小拍击所产生的激波能量，从而达到减小拍击噪声的目的。由于转子一般能够在两个方向上转动，因此优选在叶片在周向上的两个侧壁上均形成这样的凸起部。
根据本发明的一个优选实施例，凸起部可以沿叶片的切向突出。这是因为转子的运动方式是关于转动轴线相对于定子转动，叶片上每一点的运动方向都是沿着叶片的切向，因此凸起部大体沿着切向突出可以最大限度地减小工作液体垂直于叶片侧面的拍击作用，从而获得更好的减噪效果。
根据本发明的另一优选实施例，每个侧壁上可以形成有多个这样的凸起部。更进一步优选地，每个侧壁上的这些凸起部可以在径向上均匀地间隔分布。凸起部越多，叶片侧壁上的平滑表面部分越少，产生的拍击能量越小，减噪效果就越好。
根据本发明的另一优选实施例，每个侧壁上的这些凸起部可以在径向上呈锯齿形。这意味着每个凸起部是沿着轴向延伸的单个脊状凸起，在径向平面中观察时，这些凸起部形成大致沿径向延伸的锯齿状轮廓。这种构造方式便于加工制造，且成本低廉。
根据本发明的另一优选实施例，每个侧壁与转子的主体部分连接的区域不具有凸起部。这避免了在转角区域中出现应力集中现象而影响结构强度。
根据本发明的另一优选实施例，在转子相对于定子转动期间，具有上述凸起部的侧壁不与定子接触。在实际应用中，许多凸轮轴相位调节器具有沿周向分布的多个液压室，每个液压室中都具有相应的叶片。每个液压室的周向长度是相同的，但叶片的宽度可能不同，因此在转动过程中，较宽的叶片会先接触到液压室两侧的限位结构(一般为定子上的隔片)，这使得较窄的叶片在转子转动过程中不会接触到液压室的两侧。这时，仅在这些不会接触液压室两侧的叶片上形成凸起部，而不在能够接触液压室两侧的叶片上形成凸起部。这避免了凸起部接触液压室侧壁而引起的应力集中。
根据本发明的另一优选实施例，凸起部与叶片一体成型。这种加工方式易于实现，且成本低廉。
附图说明
以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
图1是根据本发明的实施例的凸轮轴相位调节器的示意图；和
图2是根据本发明的实施例的凸轮轴相位调节器的转子的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图描述根据本发明的凸轮轴相位调节器的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
参照图1，其中示出了根据本发明的实施例的凸轮轴相位调节器的示意图。该凸轮轴相位调节器包括定子1和转子2。定子1的横截面大致为环形，转子2的横截面大致为盘形，二者在垂直于纸面的轴向方向上具有一定的厚度。转子2同轴地布置在定子1的径向内侧并且能够相对于定子1转动。定子1的环形主体部分与转子2的盘形主体部分在径向上存在一定的间隔，从而形成一个环形空间。定子1的环形主体部分的径向内侧具有五个隔片4，这些隔片4沿周向均匀地间隔分布并各自向径向内侧延伸，直至接触到转子2的盘形主体部分。定子1与转子2之间的环形空间被这些隔片4分隔成五个相互密封隔离的液压室，每个液压室的大小形状都是一致的并且沿着周向均匀分布。相应地，在转子2的盘形主体部分的外周缘上形成有五个叶片3，每个叶片3分别在两个相邻的隔片4的周向之间向径向外侧延伸，直至接触到定子1的环形主体部分。这些叶片3沿着周向均匀地间隔分布。两个相邻隔片4之间的液压室被一个相应的叶片3分隔成两个相互密封隔离的腔，可以将这两个腔沿着图中所示的顺时针方向依次称为第一腔6(也称为A腔)和第二腔7(也称为B腔)。第一腔6和第二腔7中都可以存储工作液体，以通过液压作用驱动叶片3带动转子2转动。
图2示出了图1中的凸轮轴相位调节器的转子2的示意图。如图2所示，在叶片3的在周向上的两个侧壁(即大致沿周向相对的两个侧壁)上分别形成有凸起部8(图中以圆圈标出)。在本实施例中，每个凸起部8是在轴向方向等截面延伸的脊状部，每个侧壁上形成有多个这样的凸起部8，这些凸起部8在径向平面中沿着侧壁的延伸方向均匀地分布，从而形成一组锯齿形的结构。当与转子2抗扭连接的凸轮轴(未示出)发生摆动时，这种摆动会传递到转子2上，从而导致转子2的叶片3发生沿周向的颤动。颤动的叶片3会以其侧壁拍击第一腔6或第二腔7中的工作液体，进而产生拍击噪声。通过叶片3侧壁表面上的凸起部8，叶片3拍击工作液体的平面接触面积大大减小，可以降低拍击产生的冲击力和激波能量，从而达到减少拍击噪声的目的。优选使得每个凸起部8大致沿着叶片3的切向突出，这是因为叶片3的运动方式是围绕中心轴线的转动，叶片3上每个点的运动方向都沿着切向，因此沿切向突出的凸起部8顺应于运动方向，能够获得最佳的减噪效果。
需要注意的是，上述凸起部8的锯齿形构造仅是示例性的，根据不同的需要，凸起部8也可以具有其他不同的具体形状，例如波浪形凸起或者在整个侧壁上离散分布的点状凸起。
在图中所示的实施例中，凸起部8分布在叶片3的每个侧壁中径向中间区域中。这是因为在叶片3的径向外端中形成有凹口9，用于安装将第一腔6与第二腔7密封隔离的密封件5。凹口9的存在使得叶片3的径向外端处结构强度可能较低，因此未形成凸起部8。在结构强度允许的情况下，叶片3的侧壁外端区域中也可以形成有凸起部8。而在叶片3与转子2的盘形主体部分连接的根部区域中，可能由于转角而存在应力集中的现象，为了避免加剧应力集中，优选不在靠近叶片3根部的区域中形成凸起部8。
虽然图中仅在一个叶片3上示出了凸起部8，但根据实际情况，可以在多个叶片3上都形成有类似的凸起部8。如图1所示，在本实施例中，五个叶片3具有不同的宽度，其中位于图中正下方和右下角的两个叶片3的宽度较大，而其余三个叶片3宽度较小。在转子2转动的过程中，宽度较大的两个叶片3首先接触到隔片4，而此时，宽度较窄的三个叶片3还未接触到隔片4。这构成对转子2的转动范围的限制，使得在转子2的整个转动过程中，宽度较窄的三个叶片3的侧壁都不会接触隔片4的侧壁。为了避免造成应力集中而损坏叶片3，优选仅在不会接触隔片4的三个叶片3上形成凸起部8，而不在能够接触到隔片4的叶片3上形成凸起部8。但需要注意的是，在上述实施例中叶片3及隔片4的数量仅是示意性的，根据不同的应用情况，其数量可以改变，只要二者对应即可。在其他的实施方式中，多个叶片3也可能具有相同的形状。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记表
1 定子
2 转子
3 叶片
4 隔片
5 密封件
6 第一腔(A腔)
7 第二腔(B腔)
8 凸起部
9 凹口

Claims (9)

1.一种凸轮轴相位调节器，包括定子(1)、安装在所述定子(1)径向内侧的转子(2)以及沿径向形成在所述定子(1)与所述转子(2)之间的液压室，所述转子(2)能够相对于所述定子(1)转动，所述转子(2)具有主体部分和从所述主体部分的径向外侧沿径向延伸到所述液压室中的叶片(3)，
其特征在于，
所述叶片(3)具有凸起部(8)，所述凸起部(8)形成在所述叶片(3)在周向上的两个侧壁中的至少一者上。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述叶片(3)在周向上的两个侧壁上均形成有所述凸起部(8)。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述凸起部(8)沿所述叶片(3)的切向突出。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，每个侧壁上形成有多个所述凸起部(8)。
5.根据权利要求4所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，每个侧壁上的多个所述凸起部(8)在径向上均匀地间隔分布。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，每个侧壁上的多个所述凸起部(8)在径向上呈锯齿形。
7.根据权利要求5所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，每个侧壁与所述转子(2)的所述主体部分连接的区域不具有所述凸起部(8)。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，在所述转子(2)相对于所述定子(1)转动期间，具有所述凸起部(8)的侧壁不与所述定子(1)接触。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述凸起部(8)与所述叶片(3)一体成型。
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