CN1495346A - 可变阀定时机构的液压缓冲器 - Google Patents

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Abstract

一种可变凸轮轴定时机构具有一种叶片(5)/壳体(1)的形式。工作液压腔(6，7)通过将连接到凸轮轴(9)的转子(2)的单个或多个叶片(5)形成为一个壳体(1)中的腔而产生，壳体连接到凸轮轴链轮。在正常相位调整期间容许流体正常地从液压腔(6，7)排出，直到转子(2)接近其行程终点。

Description

可变阀定时机构的液压缓冲器
                    相关申请的参考
本申请请求保护公开于04/19/2002日提交的、临时申请号为60/374,241中的、题为“可变阀定时机构的液压缓冲器”的发明。因此根据35USC§119(e)的规定要求享有该美国临时申请的优先权，而且上述申请被本文参考引用。
                        发明背景
                        技术领域
本发明属于可变阀定时(VCT)系统的领域。尤其是，本发明涉及一种具有液压缓冲器的VCT系统。
                        现有技术
通过使用双凸轮轴可以改进内燃机的性能，其中一个用于操作发动机各气缸的进气阀，另一个用于操作排气阀。通常，其中一个这样的凸轮轴通过链轮和链传动装置或皮带传动装置由发动机的曲轴驱动，另一个这样的凸轮轴通过第二链轮和链传动装置或第二皮带传动装置由凸轮轴驱动。或者，这两个凸轮轴可以由一个单独的致动链传动或皮带传动装置的曲轴驱动。可以进一步改进具有双凸轮轴的发动机的在怠速量(idle quality)、燃油经济性、降低排放或增加扭矩方面的性能，这是通过改变其中一个凸轮轴相对于另一个凸轮轴以及相对于曲轴的位置关系，从而在进气阀相对于排气阀的操作方面或阀相对于曲轴的位置的操作方面改变发动机的定时来实现的，所述的其中一个凸轮轴通常为操作发动机进气阀的凸轮轴。
当研究本发明的背景时，考虑下面美国专利所公开的信息是有益的，这些美国专利被本文用作参考。
美国专利US5002023披露了一种本发明领域中的VCT系统，其中的液压系统包括一对相对作用的液压缸，所述液压缸具有适当的液压流动元件来选择地将液压流体从一个缸传输到另一个缸，或者反之以亦然，从而使凸轮轴相对于曲轴的圆周位置提前或延后。控制系统使用一个控制阀，其中液压流体从一个或另一个相对作用缸的排放通过使阀内的阀柱塞从其中央位置或零位置沿一个方向或另一方向移动而实现。阀柱塞的运动响应于下述因素而发生，即，阀柱塞一端的控制液压压力PC以及此端上的液压力和另一端上的相对的直接机械力之间的关系，所述机械力由作用在另一端上的压缩弹簧产生。
美国专利US5107804披露了本发明领域中的另一利VCT系统，其中的液压系统包括一个位于封闭壳体中的具有若干凸起部的叶片，代替了前述美国专利中披露的相对作用缸。叶片可相对于壳体摆动，具有适当的液压流动元件来将壳体中的液压流体从凸起部的一侧传送到另一侧，或者反之亦然，从而使叶片沿一个方向或另一方向相对于壳体摆动，即一种有效的用来提前或延后凸轮轴相对于曲轴的位置的动作。此VCT系统的控制系统与美国专利US5002023中公开的相同，使用与作用在其上的同类力响应的相同类型的柱塞阀。
美国专利US5172659和US5184578都说明了由试图平衡施加在阀柱塞上的液压力和施加在另一端上的机械力所产生的前述类型的VCT系统的问题。美国专利US5172659和US5184578中披露的改进的控制系统使用阀柱塞两端上的液压力。阀柱塞一端上的液压力由全液压PS下的发动机油道中的液压流体产生。另一端上的液压力由液压缸或其它力倍增器产生，它与来自PWM电磁阀的已降低的压力PC下的液压流体响应而作用在其上。由于阀柱塞各相对端上的力起初是基于相同液压流体的液压力。液压流体的压力或粘度变化将是自否定的(self-negating)而且将不会影响阀柱塞的中央或零位置。
美国专利US5289805提供了一种改进的利用一种液压PWM阀柱塞位置控制的VCT方法和一种先进的产生一种具有高度稳定性的预定点跟踪动作的控制算法。
在美国专利US5361735中，凸轮轴具有一固定到一端上的凸起部，以便不摆动地旋转。凸轮轴还带有正时皮带的从动皮带轮，该滑轮除了能相对于凸轮轴摆动以外还能随凸轮轴转动。所述叶片具有分别容纳在滑轮的相对凹槽中的相对凸出部。凸轮轴趋向于与其正常操作期间经受的扭矩脉动响应地变化，而且通过控制与发动机控制单元的信号响应的控制阀的阀体内的阀柱塞的位置而选择地阻止或产生发动机油从所述凹槽流动来允许提前或延后。通过由电马达转动的旋转线性运动转换装置沿给定方向推动阀柱塞，所述马达优选地为步进马达。
美国专利US5497738示出了一种控制系统，该系统消除了由全液压PS下的发动机油道中直接使用的液压流体施加在阀柱塞一端上的液压力，而此液压力由前述VCT系统的实施例采用。开口的阀柱塞另一端上的力由机电致动器产生，优选地为可变力电磁阀类型的致动器。其与监测各种发动机参数的发动机控制单元(“ECU”)发出的电信号响应而直接作用在开口的阀柱塞上。ECU接收与凸轮轴和曲轴的位置响应的传感器发出的信号并且使用该信息来计算相对相位角。优选地采用校正任何相位角错误的闭环反馈系统。使用可变力电磁阀解决停滞动力响应的问题。这种装置可以被设置的和阀柱塞的机械响应一样快，而且肯定比传统的(全液压)压差控制系统更快。较快的响应允许使用增加的闭环增益，使系统对于元件的公差和操作环境不太敏感。
美国专利US5657725公开了一种利用发动机油压致动的控制系统。该系统包括一个凸轮轴，该凸轮轴具有一个在其一端被固定以不随凸轮轴摆动地转动的叶片。该凸轮轴还具有一个壳体，该壳体除了可随凸轮轴摆动外，还能随凸轮轴转动。所述叶片具有分别容纳在壳体的相对凹槽中的相对凸出部。所述凹槽具有比凸出部大的圆周延伸，以允许所述叶片和壳体相对于另一个摆动，从而允许凸轮轴相对于曲轴的相位变化。凸轮轴响应于发动机油压和/或正常操作期间出现的凸轮轴扭矩脉动而改变方向，而且通过响应于由发动机控制单元发出的表示发动机工作状况的信号来控制阀柱塞在柱塞阀体内的位置而选择地阻止或允许发动机油从所述凹槽通过回油管道的流动来提前或延后凸轮轴。通过响应于发动机控制单元发出的信号来控制阀柱塞相对端上的液压载荷来选择地定位阀柱塞。所述叶片可以被偏移到一极限位置以在旋转期间通过凸轮轴给一单向作用的摩擦力矩提供一反作用力。
美国专利US6247484公开了一种由发动机油致动的多位置可变凸轮定时系统。在该系统内，一个毂被固定到凸轮轴上用于随凸轮轴同步转动，而且一个壳体外接所述毂并且可随该毂和凸轮轴转动，而且还能相对于该毂和凸轮轴在预定的角度范围内摆动。驱动叶片径向地设置在壳体内并且与毂上的外表面配合，而从动叶片径向地设置在毂中并且与壳体的内表面配合。一个锁定装置与油压相关，用以防止壳体和毂之间的相对运动。一个控制装置控制壳体相对于毂的摆动。
美国专利US6250265公开了一种用于内燃机的具有致动器锁定装置的可变阀定时系统。该系统包括一个可变凸轮轴定时系统，所述凸轮轴定时系统包括一个具有叶片的凸轮轴，所述叶片固定到凸轮轴上用于和凸轮轴一起转动但不相对于凸轮轴摆动。所述叶片具有若干从其径向向外凸出的周向延伸的凸出部，而且被一个环形壳体围绕，该壳体具有响应的若干凹槽，各凹槽容纳一个凸出部并且具有比容纳在其中的凸出部的周向延伸度大的周向延伸度，以在壳体绕凸轮轴和叶片转动期间允许壳体相对于叶片和凸轮轴摆动。壳体相对于叶片和凸轮轴的摆动由其中的凸出部相对侧上的每个凹槽中的加压的发动机油致动，所述凹槽中的油压最好是部分地来自凸轮轴转动期间的扭矩脉动。一个环形锁定板和凸轮轴及环形壳体同轴地设置并且可以沿凸轮轴的纵向中央轴线相对于环形壳体在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处锁定板与环形壳体接合以防止其相对于叶片的圆周运动，在第二位置处允许环形壳体相对于叶片的圆周运动。锁定板由一个弹簧向其第一位置偏压，并且当发动机油压足够高以克服弹簧偏置力时，被发动机油压迫使从其第一位置向第二位置移动，从而暴露给一个穿过凸轮轴的通道，这仅在需要改变环形壳体和叶片的相对位置时出现，锁定板的运动或者通过一个闭环控制系统或者通过一个开环控制系统由发动机电控单元控制。
美国专利US6263846公开了一种用于叶片型可变凸轮轴定时系统的控制阀方案。该方案涉及一个内燃机，其包括一个凸轮轴和固定到凸轮轴用于随其转动的毂，其中一个壳体外接所述毂，并且可随毂和凸轮轴转动，而且还能相对于毂和凸轮轴摆动。驱动叶片径向向内设置在壳体中并且与毂配合，而从动叶片径向向外设置在毂中以与壳体配合，而且还与驱动叶片圆周地交替以限定周向交替的提前和延后室。一种用于控制壳体相对于毂的摆动的结构包括一个发动机电控单元和一个提前控制阀，该阀与发动机电控单元响应并且将发动机油压调节到提前室或者从提前室调节。一个与发动机电控单元响应的延迟控制阀将发动机油压调节到延后室或者从延后室调节。一个提前通道联系提前控制阀和提前室之间的发动机油压，而一个延迟通道联系延迟控制阀和延后室之间的发动机油压。
美国专利US6311655公开了一种具有安装叶片的锁定活塞装置的多位置可变凸轮定时系统。其中内燃机具有一个凸轮轴和可变凸轮轴定时系统，其中转子固定到凸轮轴上而且可相对于凸轮轴转动但不能相对于凸轮轴摆动。一个壳体外接所述转子并且可以随转子和凸轮轴转动，而且还能相对于转子和凸轮轴在全延后位置和全提前位置之间摆动。一个锁定结构防止转子和壳体之间的相对运动，而且被安装在转子和壳体中，而且分别可释放地与位于全延后位置、全提前位置和它们之间的位置中的转子和壳体中的另一个接合。锁定装置包括一个锁定活塞，该活塞具有终止其一端的键和安装在锁定活塞上与键相对的细齿，用于将转子和壳体互锁。一个控制结构控制转子相对于壳体的摆动。
美国专利US6374787公开了一种由发动机油压致动的多位置可变凸轮定时系统。一个毂被固定到凸轮轴上用于和凸轮轴同步转动，而且一个壳体外接所述毂并随毂和凸轮轴转动，而且还可相对于毂和凸轮轴在预定的旋转角范围内摆动。驱动叶片径向地设置在壳体内并与毂上的外表面配合，而从动叶片径向地设置在毂中，并与壳体的内表面配合。一个与油压相关的锁定装置防止壳体和毂之间的相对运动。一个控制装置控制壳体相对于毂的摆动。
将可变凸轮定时机构设计为叶片/壳体形式已经是公知的。工作液压室通过将转子的单个或多个叶片形成为一个壳体中的腔而产生，其中转子连接到凸轮轴上，壳体连接到凸轮轴链轮上。壳体中的腔的周向长度决定了凸轮轴相对于链轮/壳体的相对相位。通过从一个室排出如燃油的流体并同时填充相对的室来完成控制。这使可变凸轮轴定时机构相对于位于一定相位位置的曲轴移动凸轮轴。
凸轮轴的变化率部分地由燃油能快速地从阻尼液压室或排出液压室排出而决定。当VCT的转子到达由壳体的所述腔限定的其行程终点时，转子将撞击壳体并引起不希望的噪音。因此可以看到，在相位器中需要降低行程终点处的噪音并且在凸轮轴的相位位置中保持适当的变化率。
                       发明概述
本发明提供了一种叶片式相位器来降低具有相位器壳体的转子的行程终点处的噪音。
本发明提供了一种叶片式相位器来降低具有相位器壳体的转子的行程终点处的噪音，其中保持适当的变化率。
本发明提供了一种叶片式相位器，通过使其中的流体通常从液压室通过来降低具有相位器壳体的转子的行程终点处的噪音，从而不用限制VCT系统的致动比率。
本发明提供了一种叶片式相位器来降低具有相位器壳体的转子的行程终点处的噪音，所述壳体具有一个室，其中流体入口和排出口被隔开。
因此，提供了一种具有液压缓冲机构的相位器。该相位器包括：a)具有至少一个腔的壳体；和b)可相对于壳体移动的转子。所述转子包括至少一个对应于各腔的叶片，各叶片作为转子的延伸部并且设置得在所述腔内摆动，其中所述叶片将腔划分为第一室和第二室；至少一条便于第一室和第二室之间流体连通的通道，所述通道具有用于将流体导入和导出第一室的第一端口和用于将流体导入和导出第二室的第二端口；和至少一段由第一终点和第二终点限定的距离，第一终点靠近叶片和转子，第二终点仅靠近转子并和转子有一段距离，第二终点靠近第一端口。
因此，提供了一种具有液压缓冲机构的相位器。该相位器包括：a)具有至少一个腔的壳体；和b)可相对于壳体移动的转子。所述转子包括至少一个对应于各腔的叶片，各叶片作为转子的延伸部并且设置得在所述腔内摆动，其中所述叶片将腔划分为第一室和第二室；至少一条便于第一室和第二室之间流体连通的通道，所述通道具有用于将流体导出第一室的第一端口和用于将流体导出第二室的第二端口；和至少一段由第一终点和第二终点限定的距离，第一终点靠近叶片和转子，第二终点靠近转子并和转子有一段距离，第二终点仅靠近第一端口；和一个单独的入口通道，该通道部分地设置在叶片部分内，以允许流体流入第一室和第二室，允许单独的进入流体流入第一室或第二室，从而至少一个通道仅用于排出流体。
因此，提供了一种用于制造具有液压缓冲机构的相位器的方法。所述方法包括下述步骤：a)提供一个具有至少一个腔的壳体；b)提供一个可相对于壳体移动的转子。所述转子包括：至少一个对应于各腔的叶片，各叶片作为转子的延伸部并且设置得在所述腔内摆动，其中所述叶片将腔划分为第一室和第二室；至少一条便于第一室和第二室之间流体连通的通道，所述通道具有用于将流体导出第一室的第一端口和用于将流体导出第二室的第二端口；和至少一段由第一终点和第二终点限定的距离，第一终点靠近叶片和转子，第二终点仅靠近转子并和转子有一段距离，第二终点靠近第一端口；和一个单独的入口通道，该通道部分地设置在叶片部分内，通向第一室和第二室，允许单独的进入流体流入第一室或第二室，从而至少一个通道仅用于排出流体。
                    附图的简要说明
图1表示一种叶片式VCT相位器。
图2A表示本发明的一个实施例的一方面。
图2B表示本发明该实施例的另一方面。
图3表示本发明的另一实施例。
图4表示适合于本发明的VCT系统。
图5表示应用于本发明的一种凸轮扭矩致动(CTA)VCT系统。
                   发明的详细说明
参照图1，一种叶片式VCT相位器包括：一个壳体(1)，壳体的外部具有与定时链(9)配合并由其驱动的链轮齿(8)。在壳体(1)内部，限定了一个包括流体室(6)和(7)的腔。在壳体(1)内共轴地、自由地相对于壳体转动的是具有叶片(5)的一个转子(2)，所述叶片安装在室(6)和(7)之间，和一个中央控制阀(4)，该阀将受压的油分别经过通道(12)和(13)导入室(6)和(7)。由阀导入通道(12)的受压的油将相对于壳体(1)逆时针推动叶片，强迫油从室(6)出来进入通道(13)和阀(4)中。本领域的技术人员将认识到这种说明对于叶片式相位器是相同的，在本发明的启示范围内可以对图1所示的叶片、室、通道和阀的特定设置进行变化。例如可以改变叶片的数量和它们的位置，一些相位器仅具有一个叶片另一一些相位器具有多达十二个叶片，而且这些叶片可以设置在壳体上并在转子的室内往复运动。壳体可以由链或皮带或齿轮驱动，而且链轮齿可以室齿轮齿或用于皮带的一种有齿滑轮。
参照图2a，在本发明的相位器中，示出了通道(12)和(13)到室(6)和(7)的详细说明。叶片(5)分别在其第一侧和相对的第二侧上具有第一壁(15)和第二壁(14)。当叶片(5)在包括室(6)和(7)的腔内摆动时，其运动由壳体(1)的自身限制限定。详细地说，对叶片(5)运动的自身限定是流体室(6)中的第一室壁(16)和流体室(7)中的相对的第二室壁(18)。
如在本发明的背景技术部分(上文)所描述的，当叶片(5)与壳体(1)接触时，出现不希望的噪音。通过特定的例子，当叶片(5)的第二壁(14)由第二室壁(18)阻挡时，出现噪音。同样地，当叶片(5)的第一壁(15)由第一室壁(16)阻挡时，也会产生不希望的噪音。
本发明引入了妨碍叶片(5)在壳体(1)的腔内撞击运动的结构。所述结构包括在转子(2)上叶片(5)各侧设定第一距离(20)和第二距离(22)。距离(20)分别由两个终点限定，即第一终点(20a)和第二终点(20b)。同样，距离(22)分别由两个终点限定，即第一终点(22a)和第二终点(22b)。第一终点(20a，22a)可以即设置在叶片(5)内又设置在转子(2)内，其中叶片(5)为转子(2)的延伸部。换句话说，在点(20a，22a)附近，有至少一个限定在叶片(5)上的点和至少一个限定在转子(2)上的点。第二终点(20b，22b)仅设置在转子(2)上，相对于叶片(5)的距离为(20，22)。另外，第二终点(20b，22b)分别在通道(12)和(13)结束在壳体(1)腔内的位置处终止在通道(12)和(13)的开口处。
距离(20，22)的长度或尺寸由设计选择确定。另外，距离(20，22)的长度和形状可以是相同或不同的。但是，距离(20，22)必须满足一种限制，其为转子(2)的一部分，它们必须旋转经过所述腔各侧上壳体(1)的腔部分。通过例子，距离(20，22)可以是线段或转子(2)的圆周弧。通过例子，点(20b)需要旋转经过壁(16)。
参照图2(B)，描述了本发明的流体排出室(6)的过程。方向24表示转子(2)关于壳体(1)的旋转运动，转子(2)具有刚性地连接到其上的若干叶片(图中仅示出一个叶片5)。根据正常的相位调整操作，室(6)中的流体通常从液压室(6)中排出并同时进入室(7)。流动以这样一种方式操作，即正常相位调整操作期间VCT的致动率直到转子(2)接近或邻近其行程终点时才被干扰。此时，流体(26)在第二终点(20b)附近的排出口处的流动将被限定在转子(2)和壳体(1)之间的小间隙限定。因此，转子(2)和壳体(1)之间的相对运动或转动逐渐减弱。最终VCT转子(2)将停止并因此限制转子(2)撞击壳体(1)的撞击能量。
注意到本发明可以用于任何类型的VCT机构，包括凸轮扭矩致动(CTA)，或油压致动机构。
还注意到当通道全位于壳体(1)的腔内时，正常的相位调整操作被定义为凸轮轴的变化率。
参照图3，示出了本发明的另一个实施例。设置了一对分开的进入源(28，30)和分开的排出口(12，13)，前者各具有一单向阀(32)。可以看到，VCT系统的相位器将无限定地供给流体以填充室(6，7)和它们各自的排出口(12，13)，从而限定行程终点附近转子(2)的速度。因此实现了全方位的良好的VCT响应，同时在叶片(5)接近其由壳体腔的本身结构限定而引起的机械终点时限制了速度和撞击能量。
如上文所述，部分地决定于流体如何快地从阻尼液压室排出。当VCT的转子(2)到达其被壳体(1)限定的行程终点时，转子(2)将撞击壳体并引起不希望的噪音。本发明容许流体正常地从液压室排出，并因此在正常操作期间不会限制VCT的致动率，直到转子接近其行程端部。此时，排出口将通过在壳体各端处分别设置距离(20，22)而由转子(2)和壳体(1)之间的小间隙限定。为了便于正常的流体流动，单独的进入通道(28，30)针对排出室到进入室的不足流动的缺点(见图3)。没有单独的进入通道，在行程时间段的终点期间流体可能不会被充分排出。结果是不充分的流体流出排出室进入相对的室。但是，叶片仍旧运动，因为相对室的容积增加。这种增加会引起相对室吸入不希望的物质，例如相位器周围的大气。
本发明逐渐使VCT转子(2)减速到停止状态，因此限制了转子(2)撞击壳体(1)的撞击能量。本发明适用于任何类型的VCT。
上文所述结构的一种改进是将各液压室中的进入流体和排出口隔开，如图2B所示。一旦转子(2)到达其行程终点，它不仅限制流体离开排出液压室，而且还限制油进到进入液压室。这会引起VCT机构致动沿相对方向的延迟。但是，如果单独的进入源被设有单向阀，而且使用单独的排出口，如图3所示，那么VCT具有未限制的、填充所述室和排出口的流体供给，这限制了转子接近行程终点时的速度。这将实现全方位的VCT良好响应，同时限制接近机械终点时的速度和撞击能量。
例如，在图3中，当流体从室(6)经通道(13)排出时，在叶片(5)的行程终了，流体流率会由于本发明的结构而降低。此时，室(7)仍需被填充以适当流率的流体。如果流率低于极限值，会出现不期望的效果，包括大气进入室(7)。入流通道(30)的设置通过产生足够的流体流量来降低或解决不希望的问题，从而使足够的流体流入室(7)。在叶片行程的相对端出现相同的问题。
注意到此处仅示出相位器的一部分。相位器可以具有多于如图2A、2B或3所示一种类似结构的结构。例如，相位器可以具有2、4或8个类似结构。
图4是一示意图，部分地示出本发明的VCT系统。图4中示出了一种零位置。电磁阀(120)通过施加第一力在第一端(29)的相同处而接合柱塞阀(114)。第一力与等强度的由弹簧(21)施加在柱塞阀(114)第二端(17)上的一个力会合，从而保持零位置。柱塞阀(114)包括第一挡块(19)和第二挡块(23)，分别用于阻挡流体流动。
相位器(542)包括一个叶片(558)和一个壳体(57)，所述壳体使用叶片(558)来在其中限定一个提前室A和一个延后室R。通常，壳体(57)和叶片(558)分别连接到曲轴(未示出)和凸轮轴(也未示出)。通过调整提前室A和延后室R的流体量，容许叶片(558)相对于相位器移动。如果期望朝向延迟侧移动叶片(558)，那么电磁阀(120)还从原始零位置向右推动柱塞阀(114)，因此室A中的流体沿管道(40)通过管道(180)排出。流体还流动或与排出侧通道(未示出)流体连通，这是通过使挡块(19)进一步向右滑动而容许所述流体连通出现。同时，从一流体源出来的流体经过管道(51)并通过单向阀(150)与管道(70)单向流体连通，从而经管道(50)将流体供给室R。这由于挡块(23)进一步向右移动而会出现，使上述单向流体连通出现。当到达所需的叶片位置时，使柱塞阀向左运动到其零位置，从而保持曲轴和凸轮轴之间的新相位关系。
参照图5，示出了应用于本发明的一种凸轮扭矩致动(CTA)VCT系统。CTA系统使用凸轮轴中的反向扭矩，该扭矩是由打开和关闭发动机阀以移动叶片(942)的力引起的。CTA系统中的控制阀容许流体从提前室(92)流动延后室(93)，或者反过来，容许叶片(942)运动，和停止流体流动，锁定叶片(942)。CTA相位器还可以使油入口(913)弥补由于泄漏引起的损失，但不使用发动机油压使相位器移动。
CTA相位器系统的详细操作如下。图8描述了一种零位置，其中理想地没有流体流动出现，因为柱塞阀(140)阻止了流体在提前端(98)和延后端(910)处的循环。当需要改变凸轮角关系时，叶片(942)必须移动。与柱塞阀(140)接合的电磁阀(920)被指令使阀柱塞(140)远离零位置移动，从而引起CTA循环内的流体流动。指出CTA循环理想地仅使用局部流体，而没有任何来自源(913)的流体。但是，在正常操作期间，一些流体泄漏出现，而且流体不足额需要由经单向阀(914)补充。这种情况中的流体可以是发动机油。所述源(913)可以是油盘。
在CTA相位系统中有两种情况。第一，具有提前情况，其中提前室(92)需要被填充以比零位置中多的流体。换句话说，室(92)的尺寸和容积增加。提前情况由下述完成。
电磁阀(920)向右推柱塞阀(140)，以便柱塞阀(140)的左部(919)仍阻止提前端(98)处的流体流动。但同时右部(920)还向右移动，使延后部分(910)与管道(99)流体连通。由于凸轮轴中的固有的扭矩反向，从延后室(93)排出的流体经单向阀(96)和管道(94)进入提前室(92)。
同样地，对于第二种情况，其为延后情况，其中延后室(93)需要需要被充以比零位置时更多的流体。换句话说，室(93)的尺寸和容积增加。延后情况由下述完成。
电磁阀(920)降低其与柱塞阀(140)的接合力，从而弹性元件(921)迫使柱塞阀(140)向左移动。柱塞阀(140)的右部(920)阻止延后端(910)处的流体流动。但同时左部(919)还向右移动，使提前部分(98)与管道(99)流体连通。由于凸轮轴中的固有的扭矩反向，从提前室(92)排出的流体经单向阀(97)和管道(95)进入延后室(93)。
可以知道，对于CTA凸轮相位器，固有的凸轮扭矩能量被用作在相位器的室(92，93)之间再循环油的原动力。这种变化的凸轮扭矩是由于凸轮轴旋转时，交替压缩和释放各阀弹簧而造成的。
应该注意，图4和5用于示出适合于本发明的不同类型的VCT系统。一些结构没有详细描述。对于这些细节，参照图2至3。
下面是关于本发明的术语和概念。
注意到，液压流体或上文所述的流体是致动流体。致动流体是使叶片在叶片相位器中移动的流体。通常致动流体包括发动机油，但可以是单独的液压流体。本发明的VCT系统可以是凸轮扭矩致动(CTA)VCT系统，其中VCT系统使用由打开和关闭发动机阀的力引起的凸轮轴中的反向扭矩来移动叶片。CTA系统中的控制阀允许流体从提前室流到延后室，允许叶片运动，或停止流通，将叶片锁定。CTA相位器还可以使由进入通道弥补由泄漏引起的损失，但是不使用发动机油压来移动相位器。叶片是一种致动流体作用于其上的径向元件，被容纳在室中。一种叶片式相位器是一种由在室中移动的叶片致动的相位器。
每个发动机可以有一个或多个凸轮轴。凸轮轴可以由皮带或链或齿轮或另一凸轮轴驱动。凸出部可以位于凸轮轴上以推动阀。在一种多凸轮轴发动机中，大多数具有一个用于排气阀的轴，一个用于进气阀的轴。一种“V”型发动机通常具有两个凸轮轴(一排一个)或四个(一排一个进气和排气的)。
室或腔被定义为叶片在其中旋转的空间。室可以被划分为提前室(使阀相对于曲轴较早打开)和延后室(使阀相对于曲轴较晚打开)。单向阀被定义为一种允许流体仅沿一方向流动的阀。闭环被定义为一种与另一特性响应地改变一种特性的控制系统，然后检查以看是否进行了正确的改变并且调整操作以实现所需的结果(例如响应于ECU发出的指令来移动阀以改变相位器的位置，然后检查实际的相位器位置并再使阀移动到正确位置)。控制阀是一种控制流体流动到相位器的阀。控制阀可以存在于CTA系统中的相位器内。控制阀可以由油压或电磁阀致动。曲轴从活塞得到能量并驱动传动系统和凸轮轴。柱塞阀被定义为柱塞型的控制阀。通常阀柱塞在孔中运动，将一个通道与另一个通道连接起来。阀柱塞大多数位于相位器转子的中心轴线上。
压差控制系统(DPCS)是一种用于移动柱塞阀的系统，其在阀柱塞的各端使用致动流体压力。阀柱塞的一端比另一端大，而且该端上的流体被控制(通常被处于一定油压的脉冲宽度调制(PWM)阀)，全供给压力供给柱塞阀的另一端(因此出现压差)。阀控制单元(VCU)是一种用于控制VCT系统的回路。通常VCU与ECU的指令响应而动作。
从动轴是接受能量的任何轴(在VCT中多数为凸轮轴)。驱动轴是供给能量的任何轴(在VCT中多数为曲轴，但可以由另一凸轮轴驱动一凸轮轴)。ECU是发动机控制单元，其为车辆中的计算机。发动机油为用于润滑发动机的油，其压力可以用来通过控制阀致动相位器。
壳体被定义为具有若干室的相位器的外部。壳体外侧可以是滑轮(用于定时皮带)，链轮(用于定时链)或齿轮(用于定时齿轮)。液压流体是任何用在液压缸中的特定种类的油，类似于制动流体或动力转向流体。液压流体不一定是和发动机油相同的流体。本发明通常使用“致动流体”。设置锁定销来将相位器锁定。当油压太低而不能保持相位器时通常使用锁定销，如在发动机起动或熄火期间。
油压致动(OPA)VCT系统使用一种传统的相位器，其中发动机油压被施加到叶片的一侧或另一侧以使叶片运动。
开环被用在控制系统中，其根据另一特性改变一特性(即响应于ECU发出的指令使阀移动)，没有反馈来确定所述动作。
相位被定义为凸轮轴和曲轴之间的相对角位置(或者凸轮轴和另一凸轮轴之间的，如果相位器由另一凸轮驱动的话)。相位器被定义为安装在凸轮上的整体部件。相位器通常由转子和壳体以及可能的柱塞阀和单向阀组成。一种活塞相位器由内燃机气缸中的活塞致动的相位器。转子是相位器的内部元件，其连接到凸轮轴上。
脉冲宽度(PWM)通过改变电压的打开/关闭脉冲或流体压力的定时来提供一种变化的力或压力。电磁阀是一种使用在线圈中流动的电流来移动机械元件的电致动器。可变力电磁阀(VFS)是一种致动力可以变化的电磁阀，致动力通常是通过供给电压的PWM或电流控制器而变化的。VFS与打开/关闭(全部或无)电磁阀相对。
链轮是一个和链，例如发动机定时链一起使用的元件。定时被定义为活塞到达一限定位置(通常是上死点(TDC))的时间和其它情况出现的时间之间的关系。例如，在VCT或VVT系统中，定时通常涉及阀打开或关闭的时间。点火定时涉及火花塞点火的时间。
扭矩辅助器(TA)或扭矩辅助相位器是OPA相位器上的变化，其在供油管路中设置一个单向阀(即一个单向阀实施例)或在供给管路上针对各室设置一个单向阀(即两个单向阀实施例)。单向阀阻止由反向扭矩引起的油压脉冲向后传播到油系统中，并防止叶片由于反向扭矩而向后运动。在TA系统中，容许由向前扭矩效应引起的叶片运动；因此使用术语(扭矩辅助器)。叶片运动图是阶梯函数。
VCT系统包括一个相位器、控制阀、控制阀致动器和控制电路。可变凸轮定时(VCT)是一种过程，而不是一个物体，它指的是控制和/或改变一个或多个凸轮轴之间的角关系(相位)，凸轮轴驱动发动机的进气和/或排气阀。角关系还包括凸轮和曲轴之间的相位关系，其中曲轴连接到活塞。
可变阀定时(VVT)是任何改变阀定时的过程。VVT可以与VCT相联，或通过改变凸轮形状或者凸轮凸出部与凸轮或者阀致动器与凸轮或阀之间关系来实现，或通过使用电或液压致动器单独控制阀本身来实现。换句话说，所有VCT是VVT，但不是所有VVT是VCT。
因此，应该理解此处所述本发明的实施例主要用于解释本发明的原理。对所述实施例的详细参考不旨在限制权利要求的范围，它们本身列举的是那些被认为是本发明本质的特征。

Claims (5)

1.一种具有液压缓冲机构的相位器，包括：
a)具有至少一个腔的壳体(1)；和
b)可相对于壳体移动的转子(2)，所述转子(2)包括
至少一个对应于各腔的叶片(5)，各叶片(5)作为转子(2)的延伸部并且设置成在所述腔内摆动，其中所述叶片(5)将腔划分为第一室(6)和第二室(7)；
至少一条便于第一室(6)和第二室(7)之间流体连通的通道(12，13)，所述通道(12，13)具有用于将流体导入和导出第一室(6)的第一端口和用于将流体导入和导出第二室(7)的第二端口；和
至少一段由第一终点(20a，22a)和第二终点(20b，22b)限定的距离(20，22)，第一终点(20a，22a)靠近叶片(5)和转子(2)，第二终点(20b，22b)仅靠近转子(2)并和转子(2)有一段距离(20，22)，第二终点(20b，22b)靠近第一端口。
2.如权利要求1所述的相位器，其特征在于：转子(2)和壳体具有同一旋转轴，而且壳体(1)和转子(2)之间的相对运动是一种与旋转轴对应的转动。
3.一种具有液压缓冲机构的相位器，包括：
a)具有至少一个腔的壳体(1)；和
b)可相对于壳体(1)移动的转子(2)，所述转子(2)包括
至少一个对应于各腔的叶片(5)，各叶片(5)作为转子(2)的延伸部并且设置成在所述腔内摆动，其中所述叶片(5)将该腔划分为第一室(6)和第二室(7)；
至少一条便于第一室(6)和第二室(7)之间流体连通的通道(12，13)，所述通道(12，13)具有用于将流体导出第一室(6)的第一端口和用于将流体导出第二室(7)的第二端口；和
至少一段由第一终点(20a，22a)和第二终点(20b，22b)限定的距离(20，22)，第一终点(20a，22a)靠近叶片(5)和转子(2)，第二终点(20b，22b)仅靠近转子(2)并和转子(2)有一段距离(20，22)，第二终点(20b，22b)靠近第一端口；和
一个单独的入口通道(28，30)，该通道部分地设置在叶片(5)内，以允许流体流入第一室(6)和第二室(7)，允许单独的进入流体流入第一室(6)或第二室(7)，从而至少一条通道(12，13)仅用于排出流体。
4.如权利要求3所述的相位器，其特征在于：转子(2)和壳体具有同一旋转轴，而且壳体(1)和转子(2)之间的相对运动是一种与旋转轴对应的转动。
5.一种用于制造具有液压缓冲机构的相位器的方法，包括下述步骤：
a)提供一个具有至少一个腔的壳体(1)；
b)提供一个可相对于壳体(1)移动的转子(2)，所述转子(2)包括：
至少一个对应于各腔的叶片(5)，各叶片(5)作为转子(2)的延伸部并且设置得在所述腔内摆动，其中所述叶片(5)将腔划分为第一室(6)和第二室(7)；
至少一条便于第一室(6)和第二室(7)之间流体连通的通道(12，13)，所述通道(12，13)具有用于将流体导出第一室(6)的第一端口和用于将流体导出第二室(7)的第二端口；和
至少一段由第一终点(20a，22a)和第二终点(20b，22b)限定的距离(20，22)，第一终点(20a，22a)靠近叶片(5)和转子(2)，第二终点(20b，22b)仅靠近转子(2)并和转子(2)有一段距离(20，22)，第二终点(20b，22b)靠近第一端口；和
一个单独的入口通道(28，30)，该通道部分地设置在叶片(5)内，以允许流体流入第一室(6)和第二室(7)，允许单独的进入流体流入第一室(6)或第二室(7)，从而至少一条通道(12，13)仅用于排出流体。
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