CN114382567A - 具有可变形延伸部的可变凸轮轴正时组件 - Google Patents

具有可变形延伸部的可变凸轮轴正时组件 Download PDF

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Abstract

一种可变凸轮轴正时(VCT)组件，其包括：转子，其具有毂构件，一个或多个翼部从所述毂构件径向向外延伸；以及，定子，其具有定子腔，所述定子腔接收所述转子并允许所述转子相对于所述定子绕旋转轴线旋转，其中所述定子包括可变形延伸部，所述可变形延伸部调节所述VCT组件的所述定子与另一部件之间的距离。

Description

具有可变形延伸部的可变凸轮轴正时组件
技术领域
本申请涉及可变凸轮轴正时(VCT)组件，且更具体地，涉及至少一部分VCT组件上的可变形构件。
背景技术
内燃机(ICE)包括一个或多个凸轮轴，凸轮轴开闭进气/排气阀并通过曲轴经由无端环(endless loop)(如链条)旋转驱动。凸轮轴具有成形的凸角，凸角随着凸轮轴旋转而开闭阀门。基于相对于曲轴角位置的凸轮轴角位置，阀门的开闭受到精确的控制。过去，曲轴的角位置相对于凸轮轴的角位置是固定的。然而，相对于曲轴角位置改变凸轮轴角位置使得点火正时被提前或延迟的能力能够以多种方式帮助提高发动机性能，例如通过提高发动机在低运行温度下的平稳性或通过提高燃料效率。相对于曲轴角位置改变凸轮轴角位置的能力通常被称为可变凸轮轴正时(VCT)。
VCT可以通过多种方式来实现。例如，VCT可以使用装置诸如电动或液压致动的凸轮轴相位器来实现。关于液压致动的凸轮轴相位器，定子接收具有一个或多个翼部的转子，并且转子相对于定子旋转。定子可包括凸轮轴链轮，该凸轮轴链轮接合无端环并传递来自曲轴链轮的旋转能量，该曲轴链轮也接合无端环。翼部可由定子中形成的腔室接收，使得翼部的径向向外端抵接腔室的径向向内表面，以将腔室分成提前腔室部分和延迟腔室部分。向一个腔室部供应流体(例如，机油)，同时允许流体离开另一个腔室部，可以使转子相对于定子在一个角度方向上移动。存在用于供应这种流体的各种机构。在凸轮轴相位器的不同部件之间产生并保持间隙有助于确保相位器正确地工作。例如，确保转子与定子之间或转子与盖之间存在适当的公差能够允许流体在预定空间内流动，并防止转子相对于定子粘结。然而，形成这些公差可能需要大量资源。
发明内容
在一个实施方式中，可变凸轮轴正时(VCT)组包括：转子，所述转子具有毂构件，一个或多个翼部从所述毂构件径向向外延伸；以及，定子，所述定子具有定子腔，所述定子腔接收所述转子并允许所述转子相对于所述定子围绕旋转轴线旋转，其中所述定子包括可变形延伸部，所述可变形延伸部调节所述VCT组件的所述定子与另一部件之间的距离。
在另一个实施方式中，可变凸轮轴正时(VCT)组件包括：转子，所述转子具有毂构件，一个或多个翼部从所述毂构件径向向外延伸；定子，所述定子具有定子腔，所述定子腔接收所述转子并允许所述转子相对于所述定子围绕旋转轴线旋转，其中所述定子包括可变形延伸部和端板延伸部，所述可变形延伸部调节所述VCT组件的所述定子与另一部件之间的距离，所述端板延伸部被构造为机械变形以将端板连接到所述定子。
附图说明
图1是示出可变凸轮轴正时(VCT)组件的一个实施方式的立体图；
图2是示出VCT组件的一个实施方式的一部分的立体图；
图3A是示出VCT组件的一个实施方式的分解图；
图3B是示出VCT组件的一个实施方式的立体图；
图4是示出VCT组件的一个实施方式的截面视图；
图5A是示出VCT组件的一个实施方式的另一截面视图；
图5B是示出VCT组件的一个实施方式的另一截面视图。
具体实施方式
可变凸轮轴正时(VCT)组件，例如凸轮轴相位器，可以具有由基板形成的定子，该基板包括调节定子和组件的另一部件之间距离的可变形延伸部。例如，VCT组件可以由转子、定子和端板组装而成。可以使用位于定子上的可变形延伸部来规定和控制这些元件之间的距离或公差。制造定子时，可变形延伸部可作为零件初始铸件的一部分而产生。随后，可基于公差值机械地改变可变形延伸部的尺寸，以控制定子与VCT组件的其它元件(例如转子的轴向面、端板或者它们两者)之间的距离。在过去，已经制造了VCT组件的定子和其它元件并随后进行加工，以便更仔细地控制定子和其它元件的尺寸。但是对VCT组件零件的后续加工涉及时间和费用，而可变形延伸部的使用可以减少或消除VCT组件零件的加工。再者，定子的不同部分还可以机械变形，以便将端板容纳在定子和可变形延伸部之间，从而在这些元件之间产生机械连接或接合。此处包括在说明书中的术语“定子”可解释为包括具有可变形延伸部的VCT组件的任何部件，并且不应限于此处公开的实施例。
图1和图2示出了呈液压控制的凸轮轴相位器10形式的VCT组件的一个实施方式。第8,356,583号美国专利中描述了液压控制的凸轮轴相位器的实例，该专利的内容通过引用整合于此。相位器10包括转子12、定子14和端板16。转子12具有毂构件18和旋转轴线(x)，毂构件18具有从毂构件18径向向外延伸的翼部20。除了翼部20之外，转子12可以包括一个或多个流体通道22，用于使流体朝向和远离流体室24以及与流体供给部和流体箱(未示出)连通。毂构件18可以以转子12和凸轮轴相对于彼此没有角位移的方式刚性联接到凸轮轴的远端。
定子14可以包括凸轮轴链轮26，凸轮轴链轮26在定子14的径向外表面上。凸轮轴链轮26可以接合无端环，例如链构件，该无端环还接合将旋转力从曲轴传递到定子14的曲轴链轮。转子12可以定位在定子14内以便相对于定子14旋转，并使转子12相对于定子14角位移和改变凸轮轴相对于曲轴的相位。转子12可以被接收在形成于定子14内的定子腔28内，使得翼部20延伸进入在定子腔28内形成的流体室24内。流体室24位于毂构件18的径向外侧，使得每个翼部20可以将流体室24划分成提前室部分30和延迟室部分32。转子12可以响应于供应到提前室部分30或延迟室部分32的流体或从提前室部分30或延迟室部分32排出的流体而在定子腔28内围绕旋转轴线(x)旋转，从而改变相对于定子14角位置的凸轮轴角位置。
可以在模具中由基材形成定子14，以产生包括可变形延伸部34的初始形式。这种实施方式中的可变形延伸部34可以从定子36的轴向面沿着旋转轴线(x)延伸。可变形延伸部34可以产生或限定定子36的轴向面与转子40的轴向面之间的轴向距离40。可变形延伸部34可以产生或限定定子36的轴向面与端板16之间的轴向距离。在该实施方式中，可变形延伸部34可以沿着定子42的径向外表面顺应定子36轴向面的一部分，以及顺应流体室24的轮廓。定子14可以使用包括可变形延伸部34作为定子14初始形状一部分的模具来形成。在一个实施方式中，可以将粉末金属填充在包括可变形延伸部34的模具中。在对模具中的粉末金属施加热量之后，定子14可以作为金属基材从模具中出现。在其他实施方式中，可以将金属或金属合金加热至呈熔化状态的温度，然后施用到模具。冷却后，可以将形成的定子14从模具中移出。
从模具中出现之后，可变形延伸部34以沿着旋转轴线(x)延伸的初始轴向长度存在。初始轴向长度可以是最大轴向长度。根据VCT组件10的定子14与其它部件之间的期望距离，可以在至少基本上朝向定子36轴向面的方向上将力施加于可变形延伸部34，以减小可变形延伸部34的轴向长度。力的大小和/或持续时间可取决于所需的可变形延伸部34的轴向长度的变化量。在一个实施方式中，可使用金属辊轧成形技术来完成在可变形延伸部34上施力。在可变形延伸部34上施力之后，可以产生最终的轴向长度。可变形延伸部34在最终轴向长度处的长度或大小可限定定子轴向面相对于转子轴向面的相对位置。可变形延伸部34在最终轴向长度处的长度或大小还可限定端板16与转子40的轴向面之间的间隙。
端板16(如图3A～图4所示)可形成为凸缘或平面盘，该凸缘或平面盘直接抵接以最终轴向长度存在的可变形延伸部34。可以形成孔44并构造尺寸为使得凸轮轴可穿过孔44并与转子12联接。可以利用机械紧固件将端板16联接到图1和图2所示的定子上，例如装配到在定子14中形成的螺纹孔中的螺栓。端板16可被压靠在定子14和可变形部分34上，从而通过向紧固件施加扭矩而形成流体密闭性密封。
图3A～图5B示出了呈液压控制的凸轮轴相位器100形式的VCT组件的另一个实施方式。相位器100包括转子12、定子14’和端板16。转子12和端板16可以按上文所述来实现。转子12可以被接收在形成于定子14’内的定子腔28内，使得翼部20延伸进入在定子腔28内形成的流体腔24。流体腔24可定位于毂构件18径向向外的位置，使得每个翼部20可将流体室24划分成提前室部分30和延迟室部分32。
可以在模具中由基材来形成定子14’，以产生包括可变形延伸部34和端板延伸部46的初始形式。此实施方式中的可变形延伸部34可以从定子36的轴向面沿着旋转轴线(x)延伸。可变形延伸部34可以产生或限定定子36的轴向面与转子40的轴向面之间的轴向距离38。可变形延伸部34可以产生或限定定子14’的轴向面与端板16之间的轴向距离。在此实施方式中，可变形延伸部34可以沿着定子42的径向外表面顺应定子36的轴向面的一部分。除了可变形延伸部34之外，定子14’还可以形成有端板延伸部46，该端板延伸部46随后机械变形以将端板16固定到定子14'上。定子14'和端板16可包括孔48，柱构件50可延伸穿过该孔48，从而防止定子14'相对于端板16旋转。
端板延伸部46能够机械变形以将端板16连接到定子14’。图5A示出了机械变形之前端板16的一部分与定子14’抵接且端板延伸部46呈初始状态。而图5B示出了机械变形后呈最终状态的端板延伸部46将端板16联接到定子14’。可变形延伸部34可以定位在端板16的一个侧部上，使得它能够在端板延伸部46在端板16的另一侧上机械变形以对端板16朝着可变形延伸部46和定子14’施力时支撑端板16的该侧部。可以使用辊轧成形或其它类似技术来完成机械变形。
应当理解，以上是对本发明的一个或多个实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是仅由下面的权利要求限定。此外，包含在前述描述中的陈述涉及特定实施例，不应被解释为对本发明的范围或对权利要求中使用的术语的定义的限制，除非术语或短语在上文中被明确定义。对于本领域技术人员来说，各种其它实施例以及对所公开的实施例的各种改变和修改将变得显而易见。所有这些其它实施例、变化和修改都旨在落入所附权利要求的范围内。
如在本说明书和权利要求书中所使用的，当与所列的一个或多个组件或其它项目结合使用时，术语“例如”、“举例”、“举例说明”、“诸如”和“类似于”以及动词“包含”、“具有”、“包括”和它们的其它动词形式都被解释为是开放式的，这意味着所列的项目不应被视为排除其他、额外的组件或项目。除非在需要不同解释的上下文中使用，否则应使用其最广泛的合理含义来解释其他术语。

Claims (12)

1.一种可变凸轮轴正时(VCT)组件，其包含：
转子，其具有毂构件，一个或多个翼部从所述毂构件径向向外延伸；以及
定子，其具有定子腔，所述定子腔接收所述转子并允许所述转子相对于所述定子绕旋转轴线旋转，其中所述定子包括调节所述VCT组件的所述定子与另一部件之间距离的可变形延伸部。
2.如权利要求1所述的VCT组件，其中所述可变形延伸部从所述定子的轴向面延伸。
3.如权利要求1所述的VCT组件，其中所述VCT组件是液压致动的凸轮轴相位器。
4.如权利要求1所述的VCT组件，进一步包含通过机械变形的端板延伸部与所述定子联接的端板。
5.如权利要求1所述的VCT组件，进一步包含通过一个或多个机械紧固件与所述定子联接的端板。
6.如权利要求1所述的VCT组件，其中所述转子被构造成与凸轮轴联接。
7.一种可变凸轮轴正时(VCT)组件，其包含：
转子，其具有毂构件，一个或多个翼部从所述毂构件径向向外延伸；
定子，其具有定子腔，所述定子腔接收所述转子并允许所述转子相对于所述定子绕旋转轴线旋转，其中所述定子包括可变形延伸部和端板延伸部，所述可变形延伸部调节所述VCT组件的所述定子与另一部件之间的距离，所述端板延伸部被构造成机械变形以将端板连接到所述定子。
8.如权利要求7所述的VCT组件，其中所述可变形延伸部从所述定子的轴向面延伸。
9.如权利要求7所述的VCT组件，其中所述端板延伸部从所述定子的轴向面延伸。
10.如权利要求7所述的VCT组件，其中所述VCT组件是液压致动的凸轮轴相位器。
11.如权利要求7所述的VCT组件，进一步包含端板，所述端板通过所述端板延伸部与所述定子联接。
12.如权利要求7所述的VCT组件，其中所述转子被构造成与凸轮轴联接。
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