CN115263484A - 具有液压定位阀的提前锁定的滑阀泵相位器 - Google Patents

Abstract

一种在发动机可以点火之前手摇起动期间具有三个凸轮轴启动位置的相位器。通过具有相位器的三个可能的启动位置，在手摇起动期间启动时凸轮位置的灵活性提高。这三个启动位置也可以在开环中实现，从而降低手摇起动时所需要的控制系统的复杂性。

Description

具有液压定位阀的提前锁定的滑阀泵相位器

背景技术

本发明涉及可变凸轮正时相位器，并且更具体地涉及具有液压定位阀的末端位置锁定的滑阀泵(SVP)相位器。

内燃发动机已经使用了各种机构来改变凸轮轴和曲轴之间的相对正时，以改善发动机性能或减少排放。这些可变凸轮轴正时(VCT)机构中的大多数在发动机凸轮轴(或多凸轮轴发动机中的多个凸轮轴)上使用一个或多个“叶片式相位器”。叶片式相位器具有带一个或多个叶片的转子组件，该转子组件安装到凸轮轴的末端，由具有叶片装配在其中的叶片腔室的壳体组件包围。也可以将叶片安装到壳体组件和转子组件中的腔室内。壳体的外圆周或壳体组件的其它部分形成链轮、滑轮或齿轮，它们通常从曲轴或可能从多凸轮发动机中的另一个凸轮轴通过链条、皮带或齿轮来接受驱动力。

在凸轮扭矩致动的(CTA)可变凸轮轴正时(VCT)系统中，来自发动机的凸轮扭矩用于移动一个或多个叶片，并且流体在工作室之间再循环而不将流体排放到油底壳中。用于锁定和解锁壳体组件和转子组件之间的移动的锁销可以由控制阀控制。在发动机停机期间，将控制阀移动到一个位置处，使得流体经由再循环保持在腔室内，并且供给到锁销的任何流体通过控制阀从回路排出。

在发动机手摇起动期间或其后不久，因为发动机的油道(包括那些通向相位器的油道)已经排空，所以没有足够的油压来释放锁销。由发动机旋转驱动的油泵需要时间来在发动机的油路中重新填充和建立压力。

除了凸轮轴扭矩致动的(CTA)可变凸轮轴正时(VCT)系统之外，大多数液压VCT系统在两种原理下操作，即油压致动(OPA)或扭转辅助(TA)。在油压致动的VCT系统中，控制阀将发动机油压引导至叶片式相位器中的一个工作室，同时使壳体组件、转子组件以及一个或多个叶片限定的相对工作室排空。这在一个或多个叶片上产生压力差，从而以液压方式在一个方向或另一个方向上推动叶片式相位器。将控制阀中和或移动到零位会在一个或多个叶片的相对侧施加相等的压力，并且将叶片式相位器保持在任一中间位置。如果叶片式相位器在使得发动机的阀将更快打开或关闭的方向上移动，则叶片式相位器被称为提前；如果叶片式相位器在使得阀将更晚打开或关闭的方向上移动，则叶片式相位器被称为延迟。

扭转辅助(TA)系统在类似的原理下操作，不同之处在于系统具有一个或多个止回阀，以防止叶片式相位器在产生反作用力(例如扭矩)时在与指令相反的方向上移动。

OPA或TA系统的问题是控制阀默认处于一个位置处，在该位置从提前或延迟工作室之一排出所有的油并填充相对工作室。在这种模式下，叶片式相位器默认在一个方向上移动到锁销接合的极限停止处，从而锁定转子组件相对于壳体组件的移动。当发动机没有产生任何油压时，OPA或TA系统不能在发动机启动循环期间将叶片式相位器引导至任何其它位置。这将在发动机停机时限制叶片式相位器只能在一个方向上移动。这在过去是可以接受的，因为在发动机停机时和在发动机启动期间，叶片式相位器将被命令锁定在极端行动范围中的一个(完全提前或完全延迟)。

大多数具有进气相位器的发动机在发动机停机时使用一个锁销或一系列锁销将相位器放置在延迟位置上，以为“停止-启动模式”的下一次启动做准备，该“停止-启动模式”自动停止并且自动重启内燃发动机，以减少车辆停止时(例如在红灯处或在交通中)发动机空转所花费的时间量。发动机的这种停止不同于“切断”位置或经由点火开关关闭的手动停止，其中车辆的使用者关闭发动机或将汽车停放在停车场并关闭车辆。在“停止-启动模式”中，发动机在车辆停止时停止，然后以车辆使用者几乎察觉不到的方式自动重启。过去，车辆的设计主要考虑冷启动，因为冷启动是最常见的情况。在停止-启动系统中，因为发动机一直运转直到自动关闭为止，所以当发动机处于热状态时会发生自动重启。众所周知，“热启动”有时是个问题，因为通常的冷启动所需的发动机设置(例如，特定的阀正时位置)对于热发动机是不合适的。

解锁锁销取决于启动时可用的发动机油压。

发明内容

根据本发明的一个实施例，本发明的相位器具有三个凸轮轴启动位置，可以在发动机可以点火之前在手摇起动期间启动时使用。这三个凸轮轴启动位置是完全提前、完全延迟和中间位置。通过相位器具有的三个可能的启动位置，在手摇起动期间启动时凸轮位置的灵活性提高。这三个启动位置也可以在开环中实现，从而降低手摇起动时所需要的控制系统的复杂性。

在手摇起动期间将相位器移动到三个凸轮轴启动位置中的哪一个是基于多个因素确定的，这些因素可以包括燃料类型、燃料等级、发动机油温和海拔高度。

通常，由于凸轮摩擦，凸轮轴在延迟方向上的定相速度总是大于提前方向。凸轮摩擦通常在较冷的温度下和在手摇起动转速下要高得多，使得在那些条件下提前比延迟更困难。因此，将相位器停放(在发动机停止的情况下)在完全提前位置是有利的，这样使得如果在手摇起动期间需要致动，那么相位器只需在延迟方向上移动就因此可以在发动机快速启动之前达到目标凸轮相位角。如果发动机控制单元(ECU)希望凸轮相位器在发动机启动之前完全提前，则相位器已经处于完全提前位置(停放位置)。如果ECU希望凸轮位置在发动机启动之前处于完全延迟，则相位器可以快速移动到完全延迟停止处。还应当注意的是，相位器可以替代地停放在完全延迟位置处，然后根据ECU的要求将相位器移动到另一个位置。

此外，通过将液压定位回路添加到相位器上，相位器可以在手摇起动时在延迟方向上移动到中间位置处，从而在这两个末端停止处之间提供额外的启动位置选项。此外，当发动机油压较低或不可用时，增加滑阀泵为需要时在手摇起动转速下解锁锁销提供了一种方法。

附图说明

图1示出了VCT相位器在手摇起动时通过凸轮扭矩向延迟位置移动的示意图，其中锁销被解锁。

图2示出了VCT相位器在手摇起动时通过凸轮扭矩向提前位置移动的示意图，其中锁销被解锁。

图3示出了VCT相位器在手摇起动时处于保持位置的示意图，其中锁销被解锁。

图4示出了VCT相位器在手摇起动时通过凸轮扭矩向中间位置延迟的示意图，其中锁销被解锁。

图5示出了VCT相位器在手摇起动时在凸轮扭矩反转期间向中间位置延迟的示意图。

图6示出了在手摇起动时向中间位置提前的VCT相位器的示意图。

图7示出了VCT相位器在手摇起动时在凸轮扭矩反转期间向中间位置提前的示意图，其中锁销被解锁。

图8示出了VCT相位器在完全提前位置处手摇起动时的示意图，其中锁销被锁定且准备使用滑阀泵解锁。

图9示出了VCT相位器在空转时向延迟位置移动的示意图。

图10示出了VCT相位器在空转时向提前位置移动的示意图。

图11示出了VCT相位器在空转时处于保持位置的示意图。

图12示出了VCT相位器在空转时的示意图，其中锁销从解锁移动到锁定。

具体实施方式

本发明包括一种可变凸轮正时(VCT)相位器，该相位器在发动机点火之前手摇起动时具有三个不同的启动位置选项。不同的VCT相位器位置允许凸轮轴在各种条件下处于发动机重新启动的最佳位置。ECU基于传感器数据决定将VCT相位器命令到什么位置，该传感器数据可以包括燃料类型、燃料等级、发动机油温和海拔高度。

VCT相位器包括锁销，该锁销用于锁定相对于VCT相位器的转子组件的壳体组件。锁销偏向锁定位置，在锁定位置处，锁销主要通过弹簧接合壳体组件的内端板或外端板。锁销偏向解锁位置，在解锁位置处，锁销通过从滑阀泵供应的油压而脱离壳体组件的内端板或外端板。

VCT相位器还包括可以移动到定位模式的控制阀和液压定位回路，以在任一方向上引导VCT相位器，通过定位阀提前或延迟来将相位器移动到特定位置。

附图示出了取决于控制阀的滑阀位置的VCT相位器的操作模式。图中所示的位置限定了VCT相位器移动的方向。应理解的是，控制阀具有无数个中间位置，使得控制阀不仅控制VCT相位器移动的方向，而且根据离散的阀芯位置来控制VCT相位器改变位置的速率。因此，应理解的是，控制阀也可以在无数个中间位置操作，而不限于图中所示的位置。

图1-8示出了在手摇起动时向不同位置移动的VCT相位器。

相位器的壳体组件100具有用于接受驱动力的外圆周101。可替代地，通过壳体组件100的端板接受驱动力。相位器的壳体组件100包括内面板100a和外面板100b。转子组件105连接到凸轮轴(未示出)并且同轴地位于壳体组件100内。转子组件105具有至少一个叶片104，该叶片将在壳体组件100与转子组件105之间形成的具有提前壁102a和延迟壁103a的腔室117分隔成多个工作室，例如提前室102和延迟室103。叶片104能够旋转以改变壳体组件100和转子组件105的相对角位置。

锁销142可滑动地容纳在转子组件105的孔141中并且具有多个圆柱形凸台142a、142b、142c、142d。锁销142具有第一解锁位置和第二锁定位置，在第一解锁位置处，锁销142的第一端部125a不接合凹部155，在第二锁定位置处，锁销142的第一端部125a接合凹部155，从而锁定转子组件105相对于壳体组件100的相对移动。锁销142的第二端部125b与箱体流体连通。根据锁销142的位置，凹部155与控制阀109、更具体地与滑阀泵150流体连通，且经由管线149与入口供应118流体连通。锁销142还具有t形内部通道170。t形内部通道170在锁销142内具有水平部分143和垂直部分144。根据锁销142的位置，t形内部通道170将管线146连接到锁销142的第一凸台142a和第二凸台142b之间的通道147，使得流体可以到达通道147以偏压锁销抵住弹簧145并移动到解锁位置。因此，锁销142的加压由控制阀109的切换/移动以及来自油道的入口供应118来控制。如图8所示，锁销142的第一端部125a被弹簧145偏压并装配到壳体组件100的内板100a的凹部155中。

然而，注意到图示，锁销142可以替代地容纳在壳体组件100中并被弹簧145偏压到转子组件105中的凹部155。

通常，在发动机手摇起动期间，在发动机停机之后，不存在油压来解锁锁销142且不会定相，直到锁销142已经被压力偏压到解锁位置之后为止。

控制阀109(优选为滑阀)包括具有多个圆柱形凸台111a、111b、111c的阀芯111，该阀芯可滑动地容纳在转子组件105的孔内的套筒116中并且在凸轮轴(未示出)中引导。控制阀109可以定位在远离相位器的转子组件105的孔内，该孔在凸轮轴中或在具有或不具有套筒的相位器的中心螺栓中引导，使得中心带充当套筒。

控制阀109的套筒116具有一系列端口160-166。端口160与液压定位回路的定位阀130流体连通。端口161经由管线153与入口供应118流体连通。填充端口162与管线148流体连通。此外，在发动机停机、发动机手摇起动和发动机停止期间，填充端口162与滑阀泵室150连通。端口163与提前管线112流体连通。端口164与公共管线114流体连通。端口165与延迟管线113流体连通。端口166与连接到公共管线114的管线152流体连通。

阀芯111的一端接触弹簧115，阀芯111的另一端接触变力电磁阀(VFS)107。也可以通过改变电流或电压或其它可应用的方法来线性控制电磁阀107。在接触弹簧115的阀芯111的端部与套筒116的内径116a之间形成滑阀泵室150。滑阀泵室150在发动机停机和发动机停止期间存储供给油，其中泵室150被填充，并且滑阀泵室150中的油的压力通过阀芯111的移动而被泵送或增压。滑阀泵室150还与锁销142流体连通，例如经由管线146和管线148。

当没有油压时，例如在发动机手摇起动和发动机停止期间，定位回路保持接通。

泵室回路由与锁销142流体连通的供应管线143、149、148、146、147、122、锁销142和泵室150、与泵室150和锁销142流体连通的管线146组成。当管线148中的发动机油压下降时，泵室150通过油压衰减来填充。一旦滑阀111移动到全开位置处，就发生填充，使得填充端口162打开。

在发动机停机(空转到停止)期间，泵室回路被填充。与锁销142相关联的所有流体，使得存在于管线147和155中的任何流体被推回到滑阀泵室150中并且存在于相位器自身中的任何流体被排回到泵室150中。来自油系统的剩余压力填充泵室回路，直到压力不足以迫使流体进入泵室150或者泵室150充满或者通道148和滑阀泵室150中的压力相同为止。

控制阀109的位置由控制变力电磁阀107的占空比的发动机控制单元(ECU)106来控制。ECU 106优选地包括中央处理单元(CPU)，其运行各种计算过程以控制发动机、存储器以及用于与外部装置和传感器交换数据的输入和输出端口。例如，传感器可以至少提供海拔高度、燃料类型、发动机油压温度、发动机油压、相位器的位置、凸轮轴的位置和曲轴的位置中的一项或多项。

阀芯111的位置受弹簧115和由ECU 106控制的电磁阀107的影响。关于VCT相位器的控制的进一步细节在下面详细讨论。阀芯111的位置控制VCT相位器在空转期间的移动(例如，向提前位置、保持位置或延迟位置移动)和在手摇起动过程中的其它位置，以及用于锁定或解锁锁销142的流体。

还存在液压定位回路133，该回路包括弹簧131加载的定位阀130、当定位阀130处于第一位置(接通)时将提前室102连接到定位阀130和公共管线114的提前定位管线128，以及当定位阀处于第一位置(接通)时将延迟室103连接到定位阀130和公共管线114的延迟定位管线134。提前定位管线128和延迟定位管线134存在于叶片104内。在第二位置(关闭)，延迟定位管线134或提前定位管线128不连接到公共管线114。

相位器具有CTA延迟手摇起动模式、定位手摇起动模式、完全提前手摇起动模式、提前模式、延迟模式和零位模式。提前模式、延迟模式和零位模式发生在手摇起动之后的空转或更大空转期间。

在发动机空转期间的提前模式中，阀芯111被移动到一个位置，使得流体可以从延迟室103流入阀芯111中并且通过提前再循环止回阀110流入提前管线112，然后流入提前室102中。阻挡流体经由定位阀130通过定位管线128离开提前室102。另外提供来自入口供应118的流体以将定位阀130偏压到使得管线128被阻挡且定位回路关闭的位置。锁销142被解锁。

在发动机空转期间的延迟模式中，阀芯111被移动到一个位置，使得流体可以从提前室102流过阀芯111并且通过延迟再循环止回阀108流入延迟管线113，然后流入延迟室103。阻挡流体经由定位阀130的定位管线134离开延迟室103。另外提供来自入口供应118的流体以将定位阀130偏压到使得管线134被阻挡且液压定位回路关闭的位置。锁销142处于解锁位置。

在发动机空转期间的零位模式或保持模式中，将阀芯111移动到阻挡流体从提前室102和延迟室103离开的位置。流体从入口供应118供应到定位阀130，并且定位阀回路关闭。锁销142被解锁。

在定位手摇起动模式中，两个功能同时发生。定位模式中的第一个功能是将阀芯111移动到阀芯凸台111b阻挡来自供应管线153、端口164(阀芯充满)的流体流动的位置。

定位模式中的第二个功能是打开或接通定位阀回路133。定位阀回路133完全控制相位器移动以提前或延迟，直到叶片104到达中间相位角位置为止，这使得提前定位管线128连接到管线151。

中间相位角位置或中间位置是当叶片104处于提前壁102a与延迟壁103a之间的某处时的位置，提前壁102a与延迟壁103a在壳体组件100与转子组件105之间限定了腔室。中间相位角位置可以在提前壁102a与延迟壁103a之间的任何地方，并且由提前定位管线128和延迟定位管线134相对于叶片104放置的地方来确定。

在空转时的提前模式、延迟模式和零位模式之前，在发动机启动或点火之前的手摇起动期间，相位器移动到允许VCT相位器尽可能快地达到用于空转的合适模式的位置。在第一选项中，在手摇起动期间，VCT相位器经由凸轮扭矩维持在延迟、提前或零位任一模式下，并且锁销在CTA延迟手摇起动模式中移动到解锁位置。在第二选项中，VCT相位器移动到中间位置，并且锁销在定位手摇起动模式中移动到解锁位置。在第三选项中，VCT相位器移动到完全提前位置，同时锁销处于锁定位置，准备在完全提前手摇起动模式中被滑阀泵解锁。

图1-3示出了处于手摇起动转速的VCT相位器，其中VCT相位器在CTA手摇起动模式下使用凸轮扭矩致动来移动。

图1示出了VCT相位器在手摇起动时通过凸轮扭矩向延迟位置移动的示意图，其中锁销被解锁。在发动机手摇起动期间，控制阀109的阀芯111通过VFS 107、克服弹簧115的力移动到零位位置和阀芯完全就位之间的位置。

在发动机手摇起动期间，为了解锁锁销，锁销142开始处于如图8所示的锁定位置。相位器处于完全提前位置。在完全提前位置处，叶片104接触腔室117的延迟壁103a。VFS107的占空比从0％开始并移动到大于60％，以迫使控制阀109排出存在于泵室150中的流体。存在于滑阀泵室150中的流体被推出室150并进入管线146。流体从管线146在锁销凸台142b和142c之间流动进入管线147和凹部155中，克服锁销弹簧145的力将锁销142移出凹部155。从入口供应118额外提供流体，流过入口止回阀119并进入管线149。流体从管线149在锁销凸台142c和142d之间流动到管线148，管线148将额外的流体供应到滑阀泵室150，直到足够的流体经由管线146、147从滑阀泵室150进入凹部155中为止。

一旦锁销142已经移动到如图1所示的解锁位置，填充端口162就被阀芯凸台111d阻挡，从而从入口供应118移除由管线148供应的额外流体。应当注意的是，随着滑阀室150被排放，阀芯111可以移动到滑阀室150被压缩的其它位置。此外，存在于管线146中的任何流体现在与锁销凸台142a、142b之间的内部t通道170流体连通，并且通过通道144流过阀芯125b的端部经由管线122排向箱体。

在锁销142已经解锁之后，ECU 106控制VFS 107到克服弹簧115的力的位置，在该位置处，阀芯凸台111b阻挡端口160、165和166，阀芯凸台111c阻挡填充端口162，并且端口163、164和161是打开的。来自提前室102的流体通过提前管线112离开提前室102到达套筒116的端口163。流体从端口163流过阀芯凸台111b和111c之间的阀芯111，通过端口164进入公共管线114。流体从共用管线114流过延迟再循环止回阀108，进入延迟管线113到达延迟室103，在相同方向上借助于凸轮扭矩使叶片104向腔室117的提前壁102a移动。应当注意的是，在该位置处，通过提前再循环止回阀110防止流体直接从提前管线112流入公共管线114。

由于流体不由入口供应118供应，所以定位阀130由弹簧131向接通位置偏压，在接通位置处，流体可以从管线151、提前定位管线128和延迟定位管线134流过定位阀130。应当注意的是，来自延迟室103的流体可以流过延迟定位管线134，并且流过定位阀130。然而提前定位管线128被转子组件105和连接至延迟定位管线134的管线151阻挡，并且流过定位阀130的提前定位管线128被阀芯凸台111b阻挡。

图2示出了VCT相位器在手摇起动时通过凸轮扭矩向提前位置移动的示意图，其中锁销被解锁。

在锁销142已经解锁之后，ECU 106控制VFS 107到克服弹簧115的力的位置，在该位置处，阀芯凸台111b阻挡端口160和166，阀芯凸台111c阻挡端口163并且部分地阻挡填充端口162，并且端口164、165和161是打开的。

来自延迟室103的流体通过延迟管线113离开腔室103到达套筒116的端口165。流体从端口165流过阀芯凸台111b和111c之间的阀芯111，通过端口164进入公共管线114。流体从共用管线114流过提前再循环止回阀110，进入到提前管线112到达提前室102，在相同方向上借助于凸轮扭矩使叶片104向腔室117的延迟壁103a移动。应当注意的是，在该位置处，通过延迟再循环止回阀108防止流体直接从延迟管线113流入共用管线114。

由于流体不由入口供应118供应，所以定位阀130由弹簧131向“接通”位置偏压，在“接通”位置处，流体可以从管线151、提前定位管线128和延迟定位管线134流过定位阀130。应当注意的是，来自提前室102的流体可以流过提前定位管线128，并且流过定位阀130。然而延迟定位管线134被转子组件105和连接至延迟定位管线134的管线151阻挡，并且流过定位阀130的提前定位管线128被阀芯凸台111b阻挡。

图3示出了VCT相位器在手摇起动时处于保持位置的示意图，其中锁销被解锁。

在锁销142已经解锁之后，ECU 106控制VFS 107到克服弹簧115的力的位置，在该位置处，阀芯凸台111b阻挡端口166、165、160，并且阀芯凸台111c阻挡填充端口162和163。端口161和164是打开的。阀芯凸台111c阻挡来自提前室102的流体流过控制阀109，且阀芯凸台111b阻挡来自延迟室103的流体流过控制阀109。提前和延迟再循环止回阀108、110还防止来自提前和延迟室102、103的流体进入共用管线114。

由于流体不由入口供应118供应，所以定位阀130由弹簧131向“接通”位置偏压，在“接通”位置处，流体可以从被阻挡的提前定位管线128和被阻挡的延迟定位管线134流过先导阀130。

图4-7示出了处于手摇起动转速的VCT相位器，其中VCT相位器在中间位置手摇起动模式下使用凸轮扭矩致动来向中间位置移动。

图4示出了处于手摇起动转速的从提前位置(延迟)向中间位置移动的VCT相位器。图5示出了在凸轮扭矩反转期间手摇起动时从提前位置向中间位置移动的VCT相位器。

在手摇起动期间，VCT相位器沿着与在这种情况下朝向提前壁102a的凸轮扭矩相同的方向，从叶片104接触延迟壁103a的初始完全提前位置移动到提前壁102a与延迟壁103a之间的中间位置。

首先，ECU 106控制VFS 107，使得控制阀109的阀芯111移动到一个位置，该位置泵送滑阀室150并且迫使存在于滑阀室150中的流体流过管线146，流过锁销142的t通道170的水平部分143，通过管线147进入凹部155，以偏压锁销142抵住弹簧145，使得锁销142移动到解锁位置，在解锁位置处，锁销142不再接合凹部155。一旦锁销142已经移动到解锁位置，则与入口供应118连通的填充管线149连同与填充端口162连通的用于填充滑阀泵室150的填充管线148一起被阻挡。

然后，阀芯111经由ECU 106被VFS 107移动到一个位置，在该位置处，所有供应管线、来自入口供应118的供应管线153以及到滑阀泵室150的供应管线148都被阻挡。另外，阀芯111阻挡流体从端口164流过公共管线114。

存在于提前室102中的流体通过提前定位管线128离开提前室102，并且流过第一凸台130a与第二凸台130b之间的先导阀130。流体从先导阀130流到再循环管线151到达滑阀的端口160，在阀芯凸台111a和111b之间流到端口166和连接到公共管线114的管线152。流体从共用管线114流过提前再循环止回阀108并且进入延迟管线113和延迟室103中以使叶片104向提前壁102a移动。叶片104继续向提前壁102a移动，直到提前定位管线128不再暴露于提前室102且被壳体组件100阻挡为止。

图5示出了在凸轮扭矩反转期间图4的VCT相位器。在凸轮扭矩反转期间(凸轮扭矩在这种情况下试图将叶片104向延迟壁103a移动)，VCT相位器的位置基本上保持不变，同时通过凸轮扭矩反转被移动以离开延迟室103的任何流体被阀芯凸台111b阻挡管线113阻止。

图6示出了处于手摇起动转速的从延迟位置(提前)向中间位置移动的VCT相位器。图7示出了在凸轮扭矩反转期间手摇起动时从延迟位置向中间位置移动的VCT相位器。

在手摇起动期间，VCT相位器沿着与在这种情况下朝向延迟壁103a的凸轮扭矩相同的方向，从叶片104接触提前壁102a的初始完全延迟位置移动到提前壁102a与延迟壁103a之间的中间位置。

首先，ECU 106控制VFS 107，使得控制阀109的阀芯111移动到一个位置，该位置泵送滑阀室150并且迫使存在于滑阀室150中的流体流过管线146，流过锁销142的t通道170的水平部分143，通过管线147进入凹部155，以偏压锁销142抵住弹簧145，使得锁销142移动到解锁位置，在解锁位置处，锁销142不再接合凹部155。一旦锁销已经移动到解锁位置，则与入口供应118连通的填充管线149连同与填充端口162连通的用于填充滑阀室150的填充管线148一起被阻挡。

然后，阀芯111通过ECU 106被VFS 107移动到一个位置，在该位置处，所有的供应管线、来自入口供应118的供应管线153以及到滑阀室150的供应管线148都被阻挡。另外，阀芯111阻挡流体从端口164流过公共管线114。

存在于延迟室103中的流体通过延迟定位管线134离开延迟室103，并且流过第一凸台130a和第二凸台130b之间的先导阀130。流体从先导阀130流到再循环管线151到达滑阀的端口160，在阀芯凸台111a和111b之间流到端口166和连接到公共管线114的管线152。流体从共用管线114流过延迟再循环止回阀110并且进入提前管线112和提前室102中以使叶片104向延迟壁103a移动。叶片104继续向延迟壁103a移动，直到延迟定位管线134不再暴露于延迟室103且被壳体组件100阻挡为止。

图7示出了在凸轮扭矩反转期间图6的VCT相位器。在凸轮扭矩反转期间(扭矩在这种情况下试图将叶片104向提前壁102a移动)，相位器的位置基本上保持不变，同时通过凸轮扭矩反转被移动以离开提前室102的任何流体被阀芯凸台111b阻挡管线112阻止。

图9-12示出了空转时的VCT相位器模式。图9示出了在延迟模式中向延迟位置移动的VCT相位器。图10示出了VCT相位器在空转时向提前位置移动的示意图。图11示出了VCT相位器在空转时处于保持位置的示意图。图12示出了VCT相位器在空转时的示意图，其中锁销从解锁移动到锁定。

参照图9，为了向延迟位置移动，改变调整到大于VFS 107作用在阀芯111上的力的60％范围的占空比，并且阀芯111在图中的延迟模式中通过VFS 107向右移动，直到VFS 107的力与弹簧115的力平衡为止。流体通过提前管线112从提前室102离开到达端口163。流体从端口163流过端口164到达公共管线114。流体从公共管线114流过延迟再循环止回阀108，进入延迟管线113和延迟室103。

补充油或油源从源入口供应118供应到相位器进入入口管线153和定位供应管线120。定位供应管线120克服弹簧131的力将先导阀移动到关闭位置，使得定位凸台130b阻挡流体在提前定位管线128与延迟定位管线134之间的流动。

提供给入口管线153的补充油或油源118移动通过入口止回阀119并通过控制套筒116的端口161。流体从端口161在阀芯凸台111b与111c之间流动到达公共管线114。流体从公共管线114流过延迟再循环止回阀108并且流过管线113到达延迟室103。

锁销142在手摇起动期间保持解锁位置。

图10示出了向提前位置移动的VCT相位器。为了移动到提前位置，改变小于VFS107作用在阀芯111上的力的60％的占空比，并且阀芯111在图中的提前模式中通过VFS 107向左移动，直到VFS 107的力与弹簧115的力平衡为止。流体通过延迟管线113从延迟室103离开到达端口165。流体从端口165流过端口164到达公共管线114。流体从公共管线114流过提前再循环止回阀110，进入提前管线112，然后进入提前室102。

补充油或油源从源入口供应118供应到相位器进入入口管线153和定位供应管线120。定位供应管线120克服弹簧131的力将先导阀130移动到关闭位置，使得定位凸台130b阻挡流体在提前定位管线128与延迟定位管线134之间的流动。

提供给入口管线153的补充油或油源118移动通过入口止回阀119并通过控制套筒116的端口161。流体从端口161在阀芯凸台111b与111c之间流动到达公共管线114。流体从共用管线114流过提前再循环止回阀110并且流过提前管线112到达提前室102。

锁销142在手摇起动期间保持解锁位置。

图11示出了处于保持位置的VCT相位器。提供给入口管线153的补充油或油源118移动通过入口止回阀119并通过控制套筒116的端口161。流体从端口161在阀芯凸台111b与111c之间流动到达公共管线114。流体从公共管线114流过延迟止回阀110并且流过提前管线112到达提前室102，或者流到提前止回阀108并且流过延迟管线113到达延迟室103。

在保持位置处，流体另外从源入口供应118供应到入口管线153和定位供应管线120中。定位供应管线120克服弹簧131的力将先导阀移动到关闭位置，使得定位凸台130b阻挡流体在提前定位管线128与延迟定位管线134之间的流动。

锁销142在手摇起动期间保持解锁位置。

图12示出了在空转时的VCT相位器，其中锁销从解锁位置移动到锁定位置。

通过阀芯凸台111d阻挡流过在管线148和滑阀泵室150之间的填充端口162的流体连通。由于填充端口162被阻挡，流体不能进入滑阀泵室150并且也不能流向凹部155。因此，阀芯111或锁销142的加压以将锁销142偏压到打开位置是不会发生的。存在于凹部、管线147或管线146中的任何流体通过锁销的内部t通道170、通过锁销142的第二端部125b以及通过管线122排放到箱体。一旦锁销142的第一端部125a与凹部155对准，锁销弹簧145就将锁销142偏压到凹部155中。

因此，应当理解的是，在此描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。在此提及的所示实施例的细节并不旨在限制权利要求的范围，权利要求本身列举了那些被认为是本发明所必需的特征。

Claims (13)

1.一种用于内燃发动机的可变凸轮正时相位器，所述可变凸轮正时相位器包括：

壳体组件，所述壳体组件配置为接受驱动力并且包括外端板和内板；

转子组件，所述转子组件配置为连接到具有同轴地位于所述壳体组件内的多个叶片的凸轮轴，其中所述壳体组件和所述转子组件限定了至少一个腔室，所述腔室被所述多个叶片中的一个叶片分隔成多个工作流体腔室，随着所述叶片在所述至少一个腔室内的移动来移位所述壳体组件和所述转子组件的相对角位置；

控制阀，所述控制阀配置为在多个位置之间移动，用于将来自流体输入端的流体引导至滑阀排放室供应管线和滑阀排放室排放管线，并且引导来自所述滑阀排放室供应管线和滑阀排放室排放管线的流体，以及将来自所述流体输入端的流体通过以下管线引导至提前室和延迟室，并且引导来自所述提前室和延迟室的流体：提前管线、延迟管线、联接至所述流体输入端的供应管线、定位阀管线、提前定位管线和延迟定位管线；所述控制阀包括：可滑动地容纳在套筒内的阀芯，所述套筒具有泵室以便累积限定在所述阀芯与所述套筒之间的流体体积，所述控制阀通过多种模式可移动；

定位阀，所述定位阀经由所述提前定位管线、所述延迟定位管线以及所述定位阀管线与所述控制阀流体连通，所述定位阀在第一位置和第二位置之间可移动，在所述第一位置处，来自所述控制阀的流体可以从所述提前定位管线或所述延迟定位管线中的任一个流过所述定位阀和所述定位阀管线，到达所述提前定位管线或所述延迟定位管线中剩下的一个，在所述第二位置处，防止流体从所述控制阀流过所述定位阀到达所述提前定位管线或所述延迟定位管线中的任一个；

锁销，所述锁销可滑动地位于所述转子组件或所述壳体组件中的一个，所述锁销配置为从解锁位置移动到锁定位置，在所述解锁位置处，所述锁销的第一端部部分不接合所述转子组件或所述壳体组件中的剩下的一个中的锁销凹部，在所述锁定位置处，所述锁销的所述第一端部部分接合所述锁销凹部，将所述壳体组件和所述转子组件的所述相对角位置锁定在锁定位置；所述锁销包括：

本体，所述本体具有所述第一端部部分、与所述第一端部部分相对的第二端部部分以及多个凸台；

在所述本体内的t形通道，所述t形通道的水平部分存在于所述多个凸台中的至少两个之间，并且所述t形通道的竖直部分从所述水平部分延伸至所述本体的所述第二端部部分；

弹簧，所述弹簧将所述第二端部部分偏压向所述凹部；

其中，当所述发动机处于手摇起动时，所述控制阀处于凸轮扭矩致动的延迟手摇起动模式、定位手摇起动模式和完全提前手摇起动模式中的一种，使得：

在所述凸轮扭矩致动的延迟手摇起动模式中，所述阀芯从存在于滑阀泵室中的流体流过所述滑阀排放室排放管线流过所述锁销并且进入所述凹部的位置移动，以将所述锁销从关闭位置移动到打开位置，直到所述阀芯处于滑阀排放供应管线被阻挡并且来自所述提前室的流体流过所述控制阀到达所述延迟室的位置为止；

在所述定位手摇起动模式中，所述阀芯从存在于所述滑阀泵室中的流体流过所述滑阀排放室排放管线流过所述锁销并且进入所述凹部的位置移动，以将所述锁销从关闭位置移动到打开位置，直到所述阀芯处于所述滑阀排放供应管线被阻挡的位置为止，所述定位阀管线是打开的，使得流体可以从所述提前定位管线或延迟定位管线中的任一个流过所述定位阀并且进入所述提前室或所述延迟室和所述定位阀；以及

在所述完全提前手摇起动模式中，所述阀芯从存在于所述滑阀泵室中的流体流过所述滑阀排放室排放管线流过所述锁销并且进入所述凹部的位置移动，以将所述锁销从关闭位置移动到打开位置，直到所述阀芯处于所述滑阀排放供应管线被阻挡并且来自所述延迟室的流体流过所述控制阀到达所述提前室的位置为止。

2.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中在所述凸轮扭矩致动的延迟手摇起动模式中，流体从所述流体输入端供应，流过所述锁销并且经由所述滑阀排放室供应管线进入所述滑阀泵室，直到所述阀芯阻挡所述滑阀排放室供应管线为止。

3.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述锁销的所述凹部位于所述壳体组件的所述内板或所述外板中。

4.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述锁销的所述凹部位于所述转子组件中。

5.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中为了将所述锁销从所述打开位置移动到所述关闭位置，所述凹部中的流体流入所述锁销的所述本体中的所述t形通道中并且流出所述锁销的所述第二端部部分，使得所述弹簧将所述第一端部部分偏压向所述凹部。

6.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中在所述凸轮扭矩致动的延迟手摇起动模式和所述完全提前手摇起动模式中，所述定位阀处于所述第二位置。

7.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中在所述定位手摇起动模式中，所述定位阀处于所述第一位置。

8.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述控制阀的所述多种模式之一是提前模式，在所述提前模式中，流体通过延迟再循环止回阀从所述延迟室被引导至所述提前室，并且来自所述流体输入端的流体将所述定位阀偏压到所述第二位置。

9.如权利要求8所述的可变凸轮正时相位器，其中所述提前模式是在发动机空转期间。

10.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述控制阀的所述多种模式之一是延迟模式，在所述延迟模式中，流体通过提前再循环止回阀从所述提前室被引导至所述延迟室，并且来自所述流体输入端的流体将所述定位阀偏压到所述第二位置。

11.如权利要求10所述的可变凸轮正时相位器，其中所述延迟模式是在发动机空转期间。

12.如权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中所述控制阀的所述多种模式之一是保持模式，在所述保持模式中，流体从入口供应被引导至所述提前室和所述延迟室，并且所述定位阀处于所述第二位置。

13.如权利要求12所述的可变凸轮正时相位器，其中所述保持模式是在发动机空转期间。

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