CN113123842B - 一种vvt调相器、发动机及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VVT调相器、发动机及车辆，该VVT调相器包括定子及转子，所述转子与定子转动连接，所述转子包括延伸部，所述延伸部位于定子的外部；所述延伸部上固定设置有第一磁性元件；该VVT调相器还包括控制器及OCV阀，所述控制器固定设置在转子的旁边，且控制器面对转子的延伸部设置，所述控制器上固定设置有第二磁性元件，所述第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用使转子停转后静止在预定的位置。

Description

一种VVT调相器、发动机及车辆
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，具体地，涉及一种VVT调相器、发动机及车辆。
背景技术
发动机从结构上分为进气门(intake valve)和排气门(exhaust valve)。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。发动机在低转速时，扭矩较大，需要比较浓的混合气；发动机高速转动时，输出功率较大，需要较稀的混合气。VVT(可变气门正时)技术便是根据发动机不同的负荷工况和转速，来调节气门开闭的时刻，从而使得发动机能够运行在最适合的动力输出及经济区。现有技术中的VVT调相器，其转子落锁的控制装置不仅结构复杂，并且转子落锁位置较为固定，为了实现转子锁止位置的灵活性，使转子可以在调节范围内任意位置落锁，一般需要增加一路主动解锁落锁的油路，由此带来的不利影响就是油道的变化以及该油路的控制问题，这样不仅调相器的结构改动较大且油路复杂，并且很难根据需要实现转子落锁位置的灵活改变。
有鉴于此，需要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种VVT调相器、发动机及车辆的新的技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种VVT调相器，其包括：
定子；
转子，所述转子与定子转动连接，所述转子包括延伸部，所述延伸部位于定子的外部；所述延伸部上固定设置有第一磁性元件；
控制器，所述控制器固定设置在转子的旁边，且控制器面对转子的延伸部设置，所述控制器上固定设置有第二磁性元件，所述第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用使转子停转后静止在预定的位置。
可选地，所述第一磁性元件为永磁体，所述第二磁性元件包括第一线圈。
可选地，所述第二磁性元件还包括第一磁芯，所述第一磁芯嵌设于第一线圈的通孔中。
可选地，所述延伸部上还固定设置有配重块。
可选地，所述配重块设置多个，多个配重块及第一磁性元件均匀分布于延伸部的内壁上。
可选地，所述VVT调相器还包括OCV阀，所述OCV阀的一端穿过定子并与转子固定连接，所述OCV阀的另一端连接凸轮轴。
可选地，所述VVT调相器还包括第三磁性元件，所述第三磁性元件可移动地接触OCV阀的阀芯。
根据本发明的第二方面，提供了一种发动机，所述发动机包括机体和如第一方面所述的VVT调相器。
可选地，所述控制器固定设置在发动机的机体上。
根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，所述车辆设置有如第二方面所述的发动机。
本发明实施例提供的一种VVT调相器，通过将转子的一部分延伸到定子的外部设置，形成转子的延伸部，并且在转子的延伸部上固定设置第一磁性元件；同时，在控制器内设置与第一磁性元件相互作用的第二磁性元件，当发动机熄火后，第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用，在第一磁性元件与第二磁性元件极性相反的一极重合时，第一磁性元件与第二磁性元件之间的作用力最强，从而实现将转子的落锁位置精准确定。在实际应用中，如果需要调整转子的落锁位置，只需要改变转子的延伸部上第一磁性元件设置的位置，同时沿定子的圆周方向调整锁销孔的位置即可实现。本发明实施例的VVT调相器，转子的落锁位置定位精准，并且落锁位置的控制结构简单、易于调整。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明提供的一种VVT调相器的整体结构示意图；
图2为本发明提供的一种VVT调相器中转子上设置的永磁体及配重块的分布示意图；
图3为本发明提供的一种VVT调相器中控制器的剖视示意图；
图4为本发明提供的一种VVT调相器中定子与转子的连接示意图；
图5为本发明提供的一种发动机的结构框图；
图6为本发明提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明实施例提供了一种VVT调相器，VVT(Variable Valve Timing)，可变气门正时，其是一种用于汽车活塞式发动机中的技术。参考图1、图2所示，所述VVT调相器包括定子1及转子2，所述转子2与定子1转动连接，所述转子2包括延伸部，所述延伸部位于定子1的外部；所述延伸部上固定设置有第一磁性元件；所述VVT调相器还包括控制器3，所述控制器3固定设置在转子2的旁边，且控制器3面对转子2的延伸部设置，控制器3与转子2无直接的接触关系；在一个可选的实施例中，控制器3安装于发动机上。所述控制器3上固定设置有第二磁性元件，可选地，所述控制器3包括壳体31，所述壳体31内设置有第二磁性元件，所述第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用使转子2停转后静止在预定的位置。
在VVT系统中，转子2与凸轮轴固定在一起，转子2与凸轮轴的转动永远是同步的；而定子1与链轮或带轮通过定子螺栓固定在一起，链轮或带轮以及定子1与曲轴的转动是同步的。转子2相对于定子1有相对转动时，也就意味着凸轮轴就相对于曲轴有正时提前或滞后。当发动机熄火后，转子2回到初始位置，定子1上设置有锁销孔，转子2上设置有锁销，锁销在弹簧的作用下落锁插入到锁销孔内，从而固定转子2的初始相位。待发动机点火恢复机油压力后，锁销从锁销孔内脱锁以使转子2能够相对于定子1转动。由于锁销和锁销孔的配合精度很高，并且VVT调相器的调节有一定速度要求，故我们必须先将转子2固定一个位置，才能进行落锁脱锁的动作，否则转子2在自由状态下，锁销很难插入到锁销孔内。现有技术中，为了实现转子锁止位置的灵活性，使转子可以在调节范围内任意位置落锁，一般需要增加一路主动解锁落锁的油路，由此带来的不利影响就是油道的变化以及该油路的控制问题，这样不仅调相器的结构改动较大并且油路复杂。在本发明实施例提供的VVT调相器中，对转子2的结构进行了改进，首先使转子2的一部分延伸到定子1的外部形成转子2的延伸部，然后在延伸部上固定设置第一磁性元件；同时，在控制器3内设置与第一磁性元件相互作用的第二磁性元件，当发动机熄火后，转子2由于曲轴的作用偏向定子1的一侧，待该VVT调相器整体相对静止后，第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用，在第一磁性元件与第二磁性元件极性相反的一极重合时，第一磁性元件与第二磁性元件之间的作用力最强，从而实现将转子2的落锁位置精准确定。在实际应用中，如果需要调整转子2的落锁位置，只需要改变转子2的延伸部上第一磁性元件设置的位置，同时沿定子1的圆周方向调整锁销孔的位置即可实现。本发明实施例的VVT调相器，转子2的落锁位置定位精准，并且落锁位置的控制结构简单、易于调整。
在一个实施例中，转子2的侧壁延伸到定子1的外部形成所述的延伸部，第一磁性元件固定设置在延伸部的侧壁内表面处，与控制器3的壳体31内设置的第二磁性元件相互作用磁场。
参考图3所示，在一个实施例中，所述第一磁性元件为永磁体21，所述第二磁性元件包括第一线圈32。当发动机熄火后，对第一线圈32通入电流从而形成磁场，该磁场与永磁体21相互作用，从而确定转子2的落锁位置。
参考图3所示，在一个实施例中，所述第二磁性元件还包括第一磁芯33，所述第一磁芯33嵌设于第一线圈32的通孔中。第一磁芯33的设置能够增强第一线圈32的磁场强度，使磁场强度更加稳定，从而更加有效地确保转子2落锁位置的精确性。
在一个实施例中，可以在控制器3的壳体31内设置支撑架34，支撑架34可以对第一线圈32及第一磁芯33起到固定支撑的作用，使得第一线圈32及第一磁芯33在壳体31内设置得更加稳固可靠。
参考图2所示，在一个实施例中，所述延伸部上还固定设置有配重块22。具体地，配重块22也设置在延伸部的侧壁内表面处，配重块22的设置能够平衡发动机运转时转子2的延伸部的转动惯量，使转子2的转动更加平稳可靠。
参考图2所示，在一个实施例中，所述配重块22设置多个，多个配重块22及第一磁性元件均匀分布于延伸部的内壁上；即沿着延伸部的内壁一周，第一磁性和多个配重块22均匀设置，这样设置的多个配重块22能够更加有效地发挥平衡延伸部转动惯量的作用，从而更加有效地确保转子2的转动更加平稳可靠。
参考图3所示，在一个实施例中，所述VVT调相器还包括OCV阀4，所述OCV阀4的一端穿过定子1并与转子2固定连接，所述OCV阀4的另一端连接凸轮轴。OCV阀(Oil ControlValve)，即机油控制阀，在VVT系统中，转子2与凸轮轴通过OCV阀4固定在一起。
参考图3所示，在一个实施例中，所述VVT调相器还包括第三磁性元件，所述第三磁性元件可移动地接触OCV阀4的阀芯。所述第三磁性元件具体包括磁芯轴35、第二线圈36及第二磁芯37；所述磁芯轴35在第二线圈36及第二磁芯37的磁场作用下可沿转子2的轴向移动，第二线圈36及第二磁芯37的磁场方向沿转子2的轴向分布。在转子2的叶片与定子1的腔壁之间夹设的空间为液压腔，该液压腔分为提前腔及滞后腔。所有设置有VVT调节系统的发动机均配置有单独的VVT控制油路，其简单的工作原理为：机油从发动机油壳底部的机油泵送到凸轮轴中，然后通过控制器3的第二线圈36及第二磁芯37的磁场作用控制磁芯轴35沿轴向移动，从而推动机油控制阀即OCV阀4的阀芯改变轴向位置，由此来调节机油进入在转子2的叶片与定子1的腔壁之间的液压腔的机油量以及机油流入和流出的方向，使转子2的叶片相对定子1或者链轮转动，实现对调相器配气相位的调节及控制，进而调节发动机的正时提前或正时滞后。
参考图4所示，在一个实施例中，所述定子1在靠近转子2的延伸部一侧及远离转子2的延伸部一侧分别固定设置有前盖板11及后盖板12，锁销孔设置在前盖板11上。当需要调整转子2的落锁位置时，只需要改变转子2的延伸部上第一磁性元件设置的位置，同时沿定子1的前盖板11的圆周方向调整锁销孔的位置即可实现。
参考图5所示，本发明实施例还提供了一种发动机01，所述发动机01包括机体和如上所述的VVT调相器100。在一个实施例中，所述控制器3具体是固定设置在发动机01的机体上。
参考图6所示，本发明实施例还提供了一种车辆02，所述车辆02设置有如上所述的发动机01。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种VVT调相器，其特征在于，包括：
定子(1)；
转子(2)，所述转子(2)包括延伸部，所述延伸部位于定子(1)的外部；所述延伸部上固定设置有第一磁性元件；
控制器(3)，所述控制器(3)固定设置在转子(2)的旁边，且控制器(3)面对转子(2)的延伸部设置，所述控制器(3)与所述转子(2)无直接的接触关系；所述控制器(3)上固定设置有第二磁性元件，所述第二磁性元件与第一磁性元件通过磁场作用使转子(2)停转后静止在预定的位置。
2.根据权利要求1所述的VVT调相器，其特征在于，所述第一磁性元件为永磁体(21)，所述第二磁性元件包括第一线圈(32)。
3.根据权利要求2所述的VVT调相器，其特征在于，所述第二磁性元件还包括第一磁芯(33)，所述第一磁芯(33)嵌设于第一线圈(32)的通孔中。
4.根据权利要求1所述的VVT调相器，其特征在于，所述延伸部上还固定设置有配重块(22)。
5.根据权利要求4所述的VVT调相器，其特征在于，所述配重块(22)设置多个，多个配重块(22)及第一磁性元件均匀分布于延伸部的内壁上。
6.根据权利要求1所述的VVT调相器，其特征在于，所述VVT调相器还包括OCV阀(4)，所述OCV阀(4)的一端穿过定子(1)并与转子(2)固定连接，所述OCV阀(4)的另一端连接凸轮轴。
7.根据权利要求6所述的VVT调相器，其特征在于，所述VVT调相器还包括第三磁性元件，所述第三磁性元件可移动地接触OCV阀(4)的阀芯。
8.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括机体和如权利要求1-7中任一项所述的VVT调相器。
9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述控制器(3)固定设置在发动机的机体上。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求9所述的发动机。
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