CN112513431B - 凸轮轴相位器用插入件及凸轮轴相位器 - Google Patents

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Abstract

一种凸轮轴相位器用插入件及凸轮轴相位器。该插入件(1)用于部分地插入并安装于凸轮轴相位器的转子的中心孔，该插入件(1)整体具有阶梯筒状并且包括彼此相连且同轴地配置的第一筒部(11)、第二筒部(13)和第三筒部(15)。第一筒部(11)沿着轴向延伸，第二筒部(13)位于第一筒部(11)的轴向一侧且沿着轴向延伸，第三筒部(15)位于第二筒部(13)的轴向一侧且沿着轴向延伸，第三筒部(15)形成有用于固定凸轮轴相位器的卷簧(5)的卡接部。第一筒部(11)的外径小于第二筒部(13)的外径，第二筒部(13)的外径小于第三筒部(15)的外径。这样，中央阀和凸轮轴能够安装于该插入件(1)，使得转子的中心孔不必形成台阶结构；该插入件能够代替现有技术的凸轮轴相位器的固定销，使得本发明的凸轮轴相位器的结构更加简单且成本更低。

Description

凸轮轴相位器用插入件及凸轮轴相位器
技术领域
本发明涉及凸轮轴相位器用插入件及凸轮轴相位器。
背景技术
可变气门正时系统是保证发动机性能的重要组成部分，其能够根据需要调节发动机的气门的开闭，从而使得发动机获得期望的动力输出等性能，可变气门正时系统包括与凸轮轴组装在一起的凸轮轴相位器。
如图1a所示，根据现有技术的凸轮轴相位器包括定子(未示出)、转子10、端盖20、弹簧盖30、卷簧40、固定销50和外盖60。
具体地，定子包括圆筒状的定子主体以及从定子主体朝向径向内侧突出的多个定子凸起。
如图1b所示，转子10设置于定子的径向内侧并且能够相对于定子转动。转子10包括圆筒状的转子主体101以及从转子主体101朝向径向外侧突出的多个转子叶片102。多个转子叶片102与多个定子凸起在周向上交替地布置，使得每个转子叶片102均位于相邻的两个定子凸起之间。这样，在相邻的两个定子凸起之间的空间被位于这两个定子凸起之间的转子叶片102分隔成两个彼此独立的油腔。
转子主体101还形成有用于安装中央阀和凸轮轴的中心孔101h，该中心孔101h沿着轴向A贯通转子主体101，并且如图1c所示，该中心孔101h具有由第一孔壁部101h1、第二孔壁部101h2、第三孔壁部101h3和第四孔壁部101h4形成的台阶结构。如图1b和图1c所示，该中心孔101h的具有相同内径的第一孔壁部101h1和第二孔壁部101h2通过生坯车旋加工而成，而该中心孔101h的相对于第一孔壁部101h1和第二孔壁部101h2朝向径向内侧凸出的第三孔壁部101h3和相对于第一孔壁部101h1和第二孔壁部101h2朝向径向外侧凹陷的第四孔壁部101h4通过硬车加工而成。
端盖20和弹簧盖30通过固定件从轴向两侧固定于定子，使得端盖20和弹簧盖30与定子和转子10一起包围形成上述油腔。卷簧40固定于端盖20并且卷簧40的一端固定于该端盖20，卷簧40的另一端则固定于安装在转子主体101的固定销50。外盖60从轴向一侧套装于定子并且用于与中央阀配合。
经过发明人研究发现，具有上述结构的凸轮轴相位器具有下述问题：
1.由于转子10的转子主体101的中心孔101h的台阶结构需要生坯车旋和硬车两种加工来形成，使得转子10的成本高，而且由于该中心孔101h用于直接组装中央阀和凸轮轴，因此转子10的轴向宽度大；
2.固定销50安装(固定)于转子主体101，使得卷簧40的另一端固定于该固定销50，但是该固定销50比转子主体101朝向轴向一侧突出得多并且带有头部，因此该固定销50需要较大的空间来安装，而且还可能导致固定销50与其它部件发生干涉；以及
3.使用该固定销50来固定弹簧，导致了转子10的结构复杂且成本较高。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的一个发明目的在于提供一种凸轮轴相位器用插入件，该插入件能够使得转子的中心孔不必经由上述两种加工来形成台阶结构并且该插入件能够代替现有技术的凸轮轴相位器的固定销，从而简化转子的结构并降低成本。
本发明的另一个发明目的在于提供一种包括上述凸轮轴相位器用插入件的凸轮轴相位器。
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用插入件，所述凸轮轴相位器用插入件用于部分地插入并安装于凸轮轴相位器的转子的中心孔，所述凸轮轴相位器用插入件整体具有阶梯筒状并且包括彼此相连且同轴地配置的第一筒部、第二筒部和第三筒部，所述第一筒部沿着轴向延伸，所述第二筒部位于所述第一筒部的轴向一侧且沿着轴向延伸，所述第三筒部位于所述第二筒部的轴向一侧且沿着轴向延伸，所述第三筒部形成有用于固定所述凸轮轴相位器的卷簧的卡接部，并且所述第一筒部的外径小于所述第二筒部的外径，所述第二筒部的外径小于所述第三筒部的外径。
优选地，所述凸轮轴相位器用插入件还包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部从所述第一筒部的轴向一侧的端缘朝向径向外侧延伸，所述第一连接部的径向外侧的端缘与所述第二筒部相连，所述第二连接部从所述第二筒部的轴向一侧的端缘朝向径向外侧延伸，所述第二连接部的径向外侧的端缘与所述第三筒部相连。
优选地，所述凸轮轴相位器用插入件的各筒部和连接部一体地形成。
优选地，所述第三筒部沿着周向在部分圆周上延伸，所述卡接部形成于所述第三筒部的周向端部。
优选地，所述第三筒部沿着周向延伸的长度为半周或大于半周。
更优选地，所述卡接部包括在所述第三筒部的周向端部形成的缺口以及从形成该缺口的底边朝向径向内侧折回的钩部。
优选地，所述第二筒部形成有沿着径向贯通所述第二筒部且在周向上分布的多个通孔。
本发明还提供了一种如下的凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括：定子和位于定子的径向内侧且能够相对于所述定子转动的转子，所述转子形成有在轴向上贯通所述转子的中心孔；以及以上技术方案中任意一项技术方案所述的凸轮轴相位器用插入件，所述凸轮轴相位器用插入件固定于所述转子，所述凸轮轴相位器用插入件的所述第一筒部、所述第一连接部和所述第二筒部插入所述中心孔内且所述第二连接部抵接于所述转子的轴向一侧的端面。
优选地，所述第二筒部的外径大于所述中心孔的直径，使得所述第二筒部以与所述转子过盈配合的方式安装于所述中心孔内。
优选地，所述凸轮轴相位器用插入件的内部用于供中央阀插入安装，所述中央阀整体具有圆筒形状并且包括沿着轴向延伸的中央阀筒部和从所述中央阀筒部朝向径向外侧延伸的凸缘部，所述中央阀筒部插入所述第一筒部并且与所述第一筒部间隙配合，并且所述凸缘部抵接于所述第二连接部的轴向一侧的表面。
优选地，所述凸轮轴相位器还包括弹簧盖和卷簧，所述弹簧盖从轴向一侧固定于所述定子且所述第三筒部位于所述弹簧盖的径向内侧，并且所述卷簧安装于所述弹簧盖的轴向一侧的端面且所述卷簧由所述第三筒部从径向内侧支撑，所述卷簧的一端固定于所述弹簧盖且所述卷簧的另一端固定于所述凸轮轴相位器用插入件的卡接部。
优选地，所述转子和所述定子之间形成沿着周向分布的多组油腔，各组油腔均包括彼此相邻的第一油腔和第二油腔，所述转子的内部形成有分别与所述第一油腔连通的第一油路和分别与所述第二油腔连通的第二油路，各所述第一油路在所述转子的中心孔处的第一开口与各所述第二油路在所述转子的中心孔处的第二开口在轴向上不重叠，并且形成于所述第二筒部的通孔分别与所述第二开口相对。优选地所述第一筒部在轴向上位于所述第一开口和所述第二开口之间。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种凸轮轴相位器用插入件及包括该凸轮轴相位器用插入件的凸轮轴相位器。一方面，该凸轮轴相位器用插入件安装于转子的中心孔并且整体具有阶梯筒状，中央阀和凸轮轴能够安装于该插入件，使得转子的中心孔不必通过两种加工形成台阶结构；另一方面，该凸轮轴相位器用插入件设置有固定卷簧的卡接部，使得该插入件能够代替现有技术的凸轮轴相位器的固定销。这样，根据本发明的凸轮轴相位器相比现有技术的凸轮轴相位器的结构更加简单且成本更低。
附图说明
图1a是现有技术的凸轮轴相位器的立体结构示意图；图1b是图1a中的凸轮轴相位器的转子的立体结构示意图；图1c是图1b中的转子的沿着轴向截取的局部结构的剖视示意图。
图2a是根据本发明的凸轮轴相位器用插入件的立体结构示意图；图2b是包括图2a中的插入件的凸轮轴相位器的剖视示意图；图2c是图2b中的凸轮轴相位器的立体结构示意图。
附图标记说明
10转子 101转子主体 101h中心孔 101h1第一孔壁部 101h2第二孔壁部 101h3第三孔壁部 101h4第四孔壁部 102转子叶片 20端盖 30弹簧盖 40卷簧 50固定销 60外盖
1凸轮轴相位器用插入件(插入件) 11第一筒部 12第一连接部 13第二筒部 13h通孔 14第二连接部 15第三筒部 151缺口 152钩部 2转子 2h中心孔 3端盖 4弹簧盖 5卷簧 6中央阀 61中央阀筒部 62凸缘部 61h1中央阀第一通孔 61h2中央阀第二通孔
A轴向 R径向
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。在本发明中，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(凸轮轴相位器用插入件)的轴向、径向和周向。“轴向一侧”是指图2b中的右侧，“轴向另一侧”是指图2b中的左侧。
以下将结合说明书附图详细说明根据本发明的凸轮轴相位器用插入件的结构。
(根据本发明的凸轮轴相位器用插入件的结构)
根据本发明的凸轮轴相位器用插入件用于部分地插入凸轮轴相位器的转子的中心孔并安装于该转子。
如图2a和图2b所示，该凸轮轴相位器用插入件1的外周壁进行多次弯折使得该插入件1整体形成阶梯筒状，该插入件1包括顺次相连的第一筒部11、第一连接部12、第二筒部13、第二连接部14和第三筒部15，其中第一筒部11、第二筒部13和第三筒部15同轴地配置。
具体地，第一筒部11沿着周向在整周上连续地延伸且沿着轴向A延伸预定长度。
第一连接部12从第一筒部11的轴向一侧的端缘沿着径向R朝向径向外侧延伸，使得第一连接部12的径向内侧的端缘与第一筒部11的轴向一侧的端缘相连。
第二筒部13与第一连接部12的径向外侧的端缘相连且朝向轴向一侧沿着轴向A延伸预定长度，使得第二筒部13的轴向另一侧的端缘与第一连接部12的径向外侧的端缘相连。这样，第二筒部13的外径大于第一筒部11的外径。该第二筒部13也沿着周向在整周上连续地延伸。
另外，在本实施方式中，第二筒部13形成有沿着径向R贯通第二筒部13且在周向上分布的多个通孔13h。该多个通孔13h用于与在凸轮轴相位器的转子2内形成的油路在中心孔2h处的开口对应，这将在如下的内容中进一步说明。
第二连接部14从第二筒部13的轴向一侧的端缘沿着径向R朝向径向外侧延伸，使得第二连接部14的径向内侧的端缘与第二筒部13的轴向一侧的端缘相连。
第三筒部15与第二连接部14的径向外侧的端缘连接且朝向轴向一侧沿着轴向A延伸预定长度，使得第三筒部15的轴向另一侧的端缘与第二连接部14的径向外侧的端缘相连。这样，第三筒部15的外径大于第二筒部13的外径。
在本实施方式中，第三筒部15沿着周向在部分圆周上延伸，第三筒部15沿着周向延伸的长度为半周(即该第三筒部15的周向长度对应的中心角等于180度)。这样，第三筒部15具有足以从径向内侧支撑卷簧5的长度且不会与其它部件发生干涉。
进一步地，第三筒部15还形成有用于固定凸轮轴相位器的卷簧5的端部的卡接部。该卡接部形成于第三筒部15的周向端部，卡接部包括在第三筒部15的周向端部形成的缺口151以及从形成该缺口151的底边朝向径向内侧折回的钩部152。
优选地，凸轮轴相位器用插入件的各筒部11、13、15和连接部12、14可以通过一次成型加工而一体地形成。
以上说明了根据本发明的凸轮轴相位器用插入件1的结构，以下将结合说明书附图详细说明包括该插入件1的凸轮轴相位器的结构。
(根据本发明的凸轮轴相位器的结构)
如图2b和图2c所示，根据本发明的凸轮轴相位器包括定子(未示出)、凸轮轴相位器用插入件1、转子2、端盖3、弹簧盖4和卷簧5。
具体地，定子包括圆筒状的定子主体以及从定子主体朝向径向内侧突出的多个定子凸起。
转子2设置于定子的径向内侧并且能够相对于定子转动。转子2包括圆筒状的转子主体以及从转子主体朝向径向外侧突出的多个转子叶片。多个转子叶片与多个定子凸起在周向上交替地布置，使得每个转子叶片均位于相邻的两个定子凸起之间。这样，在周向上形成了多组油腔，各组油腔包括在相邻的两个定子凸起之间且被位于这两个定子凸起之间的转子叶片分隔开的两个彼此独立的油腔(第一油腔和第二油腔)。
转子主体形成有在轴向A上贯通转子主体的中心孔2h，该中心孔2h的中心轴线与转子主体的中心轴线一致并且该中心孔2h的直径在整个轴向长度上相等。转子主体的内部形成有分别与第一油腔连通的第一油路和分别与第二油腔连通的第二油路。各第一油路在转子主体的中心孔2h处的第一开口在轴向A上与各第二油路在转子2的中心孔2h处的第二开口不重叠，具体地第一开口位于第二开口的轴向另一侧。当凸轮轴相位器用插入件1插入安装于上述中心孔2h的情况下，第二开口与上述的形成于第二筒部13的通孔13h分别相对。
根据本发明的凸轮轴相位器用插入件1的第一筒部11、第一连接部12和第二筒部13插入中心孔2h内且第二连接部14抵接于转子2的轴向一侧的端面。进一步地，凸轮轴相位器用插入件1的第二筒部13的外径大于转子主体的中心孔2h的直径，这样第二筒部13以与转子主体过盈配合的方式安装于转子主体的中心孔2h内，从而使得凸轮轴相位器用插入件1固定于转子2。
当凸轮轴相位器用插入件1插入安装于上述转子主体的中心孔2h的情况下，形成于转子主体的中心孔2h处的第一开口和第二开口分别位于第一筒部11的轴向两侧，即第一筒部11在轴向A上位于第一开口和第二开口之间，使得通过第一筒部11和第一连接部12配合中央阀6能够将第一开口和第二开口分隔开。
如图2b所示，中央阀6插入安装于凸轮轴相位器用插入件1的内部。中央阀6整体具有圆筒形状并且包括沿着轴向延伸的中央阀筒部61和从中央阀筒部61朝向径向外侧延伸的凸缘部62。中央阀筒部61插入第一筒部11并且凸缘部62抵接于第二连接部14的轴向一侧的表面。中央阀筒部61的外径小于该插入件1的第一筒部11的内径，使得中央阀筒部61与插入件1之间形成间隙配合。
中央阀筒部61的外周壁形成有沿着径向R贯通中央阀筒部61的两组中央阀通孔(中央阀第一通孔61h1和中央阀第二通孔61h2)，这两组中央阀通孔在轴向A上彼此间隔开。其中中央阀第一通孔61h1与形成于转子主体的中心孔2h处的第一开口对应，中央阀第二通孔61h2与形成于转子主体的中心孔2h处的第二开口对应。
另外，中央阀筒部61例如通过螺纹连接的方式安装固定于凸轮轴。
弹簧盖4从轴向一侧固定于定子，端盖3从轴向另一侧固定于定子。凸轮轴相位器用插入件1的第三筒部15位于弹簧盖4的径向内侧。卷簧5安装于弹簧盖4的轴向一侧的端面且卷簧5由第三筒部15从径向内侧支撑(如图2c所示)，卷簧5的一端固定于弹簧盖4上形成的凸起且卷簧5的另一端固定于凸轮轴相位器用插入件1的卡接部的缺口151处。这样，相比现有技术的凸轮轴相位器省略了固定于转子2的固定销，并且同样能够防止卷簧5从弹簧盖4脱落。
虽然在以上的具体实施方式中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.虽然在以上的具体实施方式中说明了第三筒部15沿着周向延伸的长度为半周，但是本发明不限于此。在本发明中，第三筒部15沿着周向延伸的长度可以大于半周，即第三筒部15的周向长度对应的中心角可以大于180度。
2.虽然在以上的具体实施方式中说明了第一连接部12和第二连接部13均沿着径向R延伸，但是本发明不限于此。第一连接部12和第二连接部13可以相对于径向R倾斜地延伸。
3.虽然在以上的具体实施方式中没有说明，但是根据本发明的凸轮轴相位器也可以具有与现有技术的凸轮轴相位器的外盖60相同的外盖。
4.另外，根据本发明的凸轮轴相位器用插入件和凸轮轴相位器还可以具有如下的优点。
该凸轮轴相位器用插入件1是一体件且优选通过一次加工成型，因此该插入件1的各筒部的同轴公差非常小，使得方便了中央阀6的装配。
由于采用根据本发明的凸轮轴相位器用插入件1代替了图1a中的现有技术的凸轮轴相位器的固定销50，因此节省了空间并且降低了成本，另外转子也无需形成用于安装固定销50的固定销安装孔，使得成本降低。
由于采用根据本发明的凸轮轴相位器用插入件1，转子2可以具有较小的轴向宽度，因此能够减小整个凸轮轴相位器的轴向宽度，重量也相应地降低了。

Claims (7)

1.一种凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括：
定子和位于定子的径向内侧且能够相对于所述定子转动的转子，所述转子形成有在轴向上贯通所述转子的中心孔；以及
凸轮轴相位器用插入件，用于部分地插入并安装于所述转子的中心孔从而固定于所述转子，所述凸轮轴相位器用插入件整体具有阶梯筒状并且包括彼此相连且同轴地配置的第一筒部、第二筒部和第三筒部，
所述第一筒部沿着轴向延伸，所述第二筒部位于所述第一筒部的轴向一侧且沿着轴向延伸，所述第三筒部位于所述第二筒部的轴向一侧且沿着轴向延伸，所述第三筒部形成有用于固定所述凸轮轴相位器的卷簧的卡接部，并且所述第一筒部的外径小于所述第二筒部的外径，所述第二筒部的外径小于所述第三筒部的外径；
所述凸轮轴相位器用插入件还包括连接所述第一筒部和所述第二筒部的第一连接部，和连接所述第二筒部和所述第三筒部的第二连接部；所述凸轮轴相位器用插入件的所述第一筒部、所述第一连接部和所述第二筒部插入所述中心孔内且所述第二连接部抵接于所述转子的轴向一侧的端面。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述第二筒部的外径大于所述中心孔的直径，使得所述第二筒部以与所述转子过盈配合的方式安装于所述中心孔内。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述凸轮轴相位器用插入件的内部用于供中央阀插入安装，所述中央阀整体具有圆筒形状并且包括沿着轴向延伸的中央阀筒部和从所述中央阀筒部朝向径向外侧延伸的凸缘部，所述中央阀筒部插入所述第一筒部并且与所述第一筒部间隙配合，并且所述凸缘部抵接于所述第二连接部的轴向一侧的表面。
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，所述凸轮轴相位器还包括弹簧盖和卷簧，
所述弹簧盖从轴向一侧固定于所述定子且所述第三筒部位于所述弹簧盖的径向内侧，并且
所述卷簧安装于所述弹簧盖的轴向一侧的端面且所述卷簧由所述第三筒部从径向内侧支撑，所述卷簧的一端固定于所述弹簧盖且所述卷簧的另一端固定于所述凸轮轴相位器用插入件的卡接部。
5.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，所述转子和所述定子之间形成沿着周向分布的多组油腔，各组油腔均包括彼此相邻的第一油腔和第二油腔，所述转子的内部形成有分别与所述第一油腔连通的第一油路和分别与所述第二油腔连通的第二油路，各所述第一油路在所述转子的中心孔处的第一开口与各所述第二油路在所述转子的中心孔处的第二开口在轴向上不重叠，并且
形成于所述第二筒部的通孔分别与所述第二开口相对，并且所述第一筒部在轴向上位于所述第一开口和所述第二开口之间。
6.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，所述第三筒部沿着周向在部分圆周上延伸，所述卡接部形成于所述第三筒部的周向端部。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述卡接部包括在所述第三筒部的周向端部形成的缺口以及从形成该缺口的底边朝向径向内侧折回的钩部。
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