CN1576523A - 可变阀门定时控制装置 - Google Patents

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川合启之
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Abstract

一种可变阀门定时控制装置，它包含一个与凸轮轴和曲柄轴两者其中之一一体化连接的转子元件、一个通过驱动力传送元件与上述曲柄轴和上述凸轮轴两者其中之一相连接并装配在上述转子元件上使得可相对上述转子元件旋转的护盖元件、一个叶片、一个被上述叶片划分为一个超前角室和一个滞后角室的流体压力室、一个装配在上述转子元件和上述护盖元件两者其中之一上并且包含通过使用安装在传感器机轮附近的传感器的方式用来检测上述转子元件或上述护盖元件的旋转角的凸出部分的传感器机轮。上述传感器机轮包含至少一个基准孔以确定上述凸出部分在上述传感器机轮的圆周方向上的位置。

Description

可变阀门定时控制装置
技术领域
本发明涉及一种可变阀门定时控制装置，特别是涉及一种用来控制内燃机的进气阀和排气阀的开关定时的可变阀门定时控制装置。
背景技术
一个已知的可变阀门定时控制装置发表在日本专利特开第2002—227622号公报上。上述公开的可变阀门定时控制装置包含一个与凸轮轴一体化连接用来开关装配在内燃机的气缸盖上并可旋转的阀门的转子元件，一个通过驱动力传送元件与曲柄轴相连接并且可相对上述转子元件旋转的护盖元件。上述可变阀门定时控制装置还包含每个都装配在上述转子元件和上述护盖元件两者之一上的叶片，每个都形成于上述转子元件和上述护盖元件之间并被上述叶片划分为一个超前角室和一个滞后角室的流体室，一个装配在上述转子元件和上述护盖元件两者至少其中之一上并包含通过使用安装在目标金属板附近的传感器来检测上述转子元件或上述护盖元件的旋转角的凸出部分的目标金属板(传感器机轮)。
按照以上公开的可变阀门定时控制装置，通过流体压力选择性地注入上述超前角室或上述滞后角室或从上述超前角室或上述滞后角室排出，使得上述转子元件相对于上述护盖元件旋转，以改变进气阀和排气阀的开关定时。另外，安装在上述目标金属板的上述凸出部分的附近的传感器比如电磁拾音器可以检测上述目标金属板的旋转角，也就是上述凸轮轴的旋转角。
另外，按照以上公开的可变阀门定时控制装置，当上述目标金属板压入配合于上述转子元件的凸台部分时，上述目标金属板和上述转子元件在其圆周方向上的每个位置都已经预先确定。此时，利用上述目标金属板的上述凸出部分来确定上述目标金属板在圆周方向上的位置，然后上述目标金属板压入配合于上述转子元件。假如使用上述目标金属板的上述凸出部分来确定上述目标金属板在圆周方向上的位置，那么如果上述凸出部分的形状复杂，将导致用来固定上述目标金属板的夹具也可能结构复杂，从而确保精度的费用将会非常高昂。另外，上述目标金属板的上述凸出部分可能与上述固定夹具抵触，从而导致上述凸出部分变形。
此外，按照上述公开的可变阀门定时控制装置，要求控制上述目标金属板压入配合到上述转子元件的压入配合量以确保上述目标金属板与上述传感器两者之间具有一合适距离。从而，需要昂贵的压入配合设备以控制上述目标金属板的压入配合量。
而且，按照上述公开的可变阀门定时控制装置，为了确保上述目标金属板的伸出部分压入配合到上述转子元件的的压入配合长度，规定上述伸出部分在轴向上的厚度要大于上述目标金属板的上述凸出部分的厚度。假如这样的话，增加上述装置在轴向上的长度从而避免压入配合于上述转子元件的上述目标金属板的上述伸出部分与安装在上述目标金属板附近的上述护盖元件抵触。
而且，由于模压造成的剪切下倾，面向上述传感器的上述目标金属板的上述凸出部分的表面可能具有较差的检测性能。因此，可能发生检测错误。
从而，可变阀门定时控制装置要求低成本地将用来检测与凸轮轴一体化相连接的转子元件和曲柄轴之间的相对旋转相位的传感器机轮以一个准确的相对位置关系固定在转子元件上。
发明内容
按照本发明的一项内容，一种可变阀门定时控制装置包含一个与凸轮轴和曲柄轴两者其中之一一体化连接用来开关阀门的转子元件、上述凸轮轴和上述曲柄轴两者其中之一被装配在内燃机的气缸盖上并可旋转，一个通过驱动力传送元件与上述曲柄轴和上述凸轮轴两者其中之一相连接并装配在上述转子元件上使得可相对上述转子元件旋转的护盖元件、一个安装在上述转子元件和上述护盖元件两者其中之一上的叶片。上述可变阀门定时控制装置还包含一个形成于上述转子元件和上述护盖元件之间并被上述叶片划分为一个超前角室和一个滞后角室的流体压力室、一个装配在上述转子元件和上述护盖元件两者其中之一上并且包含通过使用安装在传感器机轮附近的传感器来检测上述转子元件或上述护盖元件的旋转角的凸出部分的传感器机轮。上述传感器机轮包含至少一个基准孔以确定上述凸出部分在上述传感器机轮的圆周方向上的位置。
按照以上提及的发明，上述传感器机轮包含至少一个基准孔以确定上述凸出部分在上述传感器机轮的圆周方向上的位置。从而，当上述转子或上述护盖被装配到上述传感器机轮上时，使用上述基准孔可以精确地确定上述传感器机轮在圆周方向上的位置，因此可以防止上述传感器机轮压入配合于上述转子之后而变形。另外，在上述传感器机轮上形成上述基准孔可以减小转动惯量。可以防止由于凸轮的转矩变化所引起的上述传感器机轮与上述转子之间的旋转位移。
附图说明
通过以下附图，详细说明本发明的上述特征和另外一些特征。
图1是根据本发明的一个实施例，给出可变阀门定时控制装置的纵剖视图；
图2是沿图1中I—I线切割所得的剖视图；
图3是沿图1中箭头A方向观测所得的主视图；
图4是沿图3中II—II线切割分别得到的传感器机轮和凸台部分的压入配合部分的纵剖视图；
图5是图4中B部分的局部图；
图6是表示上述传感器机轮和上述凸台部分的上述压入配合部分的旋转转矩的说明图。
具体实施方式
下面参考附图，阐释本发明的一个实施例。
图1—图5所示的可变阀门定时控制装置包含一个与支撑在内燃机的气缸盖110上并可旋转的凸轮轴10的末端部分一体化相连接的转子20(转子元件)，一个通过定时链条120(驱动力传送元件)与曲柄轴130相连接而且装配在上述转子20的外圆周表面上的护盖30(护盖元件)，护盖30可相对上述转子20在预定范围内旋转。定时链轮31一体化形成于上述护盖30的外圆周表面上。上述可变阀门定时控制装置还包含四个装配在上述转子20上的叶片70。运转流体注入超前角室R1和滞后角室R2(后文将提及)或从超前角室R1和滞后角室R2排出所流经的超前角流体通道11和滞后角流体通道12形成于上述凸轮轴10上并沿上述凸轮轴10的轴向延伸。来自上述曲柄轴130的旋转力通过一个曲柄链轮(未在图中标示)和上述定时链条120传送到上述定时链轮31。按照本实施例的结构，内燃机的上述曲柄轴130的旋转力被传送到上述护盖30的上述定时链轮31。然而，本实施例并不仅限于以上结构。例如，可以采用皮带元件代替上述定时链条120，也可以采用带轮代替上述定时链轮31。
具有阶梯式圆柱形状的上述转子20包含位于在上述转子20的轴向上中心的凸台部分20a和穿透孔20b。上述转子20还包含在装配有上述凸轮轴10的一端表面上的凹入部分20d。上述凸轮轴10位于上述凹入部分20d中。单个安装螺栓90通过穿过上述穿透孔20b与形成于上述凸台部分20a的一端表面上的底座面20c相接触并紧固到上述凸轮轴10以固定上述转子20。用来检测上述凸轮轴10的旋转角的传感器机轮45是压配合于上述凸台部分20a的外圆周表面20e。
如图3所示，具有实质上圆盘形状的上述传感器机轮45包含两个在上述传感器机轮45的圆周方向上延伸的凸出部分45a、两个在圆周方向上的长度短于上述凸出部分45a在圆周方向上的长度的凸出部分45b。上述凸出部分45a和45b用于检测上述转子20的旋转角并形成于上述传感器机轮45的外圆周表面上。如图3所示，各个凹槽45c和45d形成于上述凸出部分45a和45b之间。另外，长孔45e和45f沿相对于上述凸出部分45a和45b的向心(径向向内)方向形成于上述传感器机轮45上，使得其在上述传感器机轮45的圆周方向上延伸。用来检测上述转子20的旋转角的传感器95(在图1中标示)被安装在发动机侧，面向上述凸出部分45a、45b和上述长孔45e、45f并且与上述传感器机轮45保持预定距离。另外，具有圆形形状的基准孔45g沿相对上述长孔45e和45f的向心(径向向内)方向形成于上述传感器机轮45上。当上述传感器机轮45压配合于上述转子20的上述凸台部分20a时，将固定夹具(未在图中标示)插入到上述基准孔45g中以确定上述传感器机轮45在圆周方向上的位置。从而，可以避免上述凸出部分45a和45b的变形。另外，在上述传感器机轮45上形成上述基准孔45g可以减小转动惯量，从而防止由于凸轮等的转矩变化而引起的上述传感器机轮45相对于上述转子20的旋转位移。上述基准孔45g可能具有拉长形状、椭圆形状或类似于这样的形状。另外，也可以有许多上述基准孔45g形成于上述传感器机轮45上。
如图4所示，上述传感器机轮45的伸出部分45h压配合于上述转子20的上述凸台部分20a。上述伸出部分45h的轴向端表面(图4中左侧)和上述凸台部分20a的轴向端表面(图4中左侧)位于同一平面。从而，上述传感器机轮45压入配合于上述转子20的上述凸台部分20a，直到上述凸台部分20a的轴向端表面与位于同一平面的上述伸出部分45h或上述凸台部分20a的上述轴向端表面上的固定夹具的表面相接触。结果，可以很容易控制上述传感器机轮45压配合于上述凸台部分20a的压配合量，从而比较合适地确保了上述传感器机轮45和上述传感器95之间的距离。上述凸台部分20a的上述轴向端表面等同于与上述螺栓90相接触的上述底座面20c。另外，压配合于上述凸台部分20a的上述传感器机轮45的上述伸出部分45h具有圆锥形状，其外圆周表面在上述传感器机轮45的伸出方向上逐渐缩小。因此，防止上述传感器机轮45与安放在上述传感器机轮45附近的正面金属板32(护盖元件)的内径部分干涉。另外，可以减小上述阀门定时控制装置的轴向长度从而获得装置小型化的效果。如图6所示，圆锥形状的上述伸出部分45h与采用圆柱形状的上述伸出部分45h具有相同水平的压配合长度。就是说引起上述传感器机轮45和上述凸台部分20a的压配合部分之间的位移(即上述传感器机轮45和上述凸台部分20a开始相对对方旋转)的旋转转力矩与采用圆柱形状的上述伸出部分45h具有相同水平。从而，可以防止上述传感器机轮45和上述转子20之间的旋转位移。
上述传感器机轮45是模压而成。如图5所示，在上述凸出部分45a和45b以及上述长孔45e和45f的旋转轴线上延伸的截面包含与上述凸出部分45a和45b以及上述长孔45e和45f的旋转轴线平行的直线部分45j和45k。从而，可以防止上述传感器95的错误检测。通过精确地模压，上述每个直线部分45j和45k可以作为剪切平面而形成。
如图2所示，四个叶片槽21、一个接受凹槽22、在上述转子20的径向上延伸的四条第一流体通道23和四条第二流体通道24都形成于上述转子20上。上述四个叶片70分别位于上述叶片槽21内，并可在上述转子20的径向上移动。片簧25安放于每个叶片槽21的底部和每个叶片70的底面之间。每个叶片70受到上述片簧25的向离心方向的偏压并可在上述护盖30的内圆周表面上滑动。从图2所示情形来看，即当上述凸轮轴10和上述转子20与上述护盖30之间的相对相位处于一个预定相位(即最滞后角相位)时，将锁定栓80的顶端部分以一个预定量插入到上述接受凹槽22。上述接受凹槽22与上述第一流体通道23相连接。
上述护盖30被装配在上述转子20的外周表面上并可相对上述转子20在预定角范围内旋转。上述定时链轮31一体化形成于上述护盖30的外周表面上。
四个凸起部分33形成于上述护盖30在其圆周方向上的内圆周表面上并向向心方向凸出。上述凸起部分33的每个内圆周表面与上述转子20的外圆周表面接触并可滑动。就是说上述护盖30被支撑在上述转子20上并可旋转。用来容纳上述锁定栓80的退出凹槽34、与上述退出凹槽34相连接用来容纳使上述锁定栓80受到向上述护盖30的向心方向的弹力作用的弹簧81的弹簧容纳凹槽35都形成于上述凸起部分33的其中之一上。
每个叶片70把形成于上述护盖30和上述转子20之间同时也是在圆周方向上相邻的上述凸起部分33之间的流体压力室R0划分为上述超前角室R1和上述滞后角室R2。在最超前角侧上述转子20和上述护盖30之间的相对旋转被限制在上述叶片70，即图2中叶片70a，与上述凸起部分33在圆周方向上的一侧表面33a所接触的位置。同时，在最滞后角侧上述转子20和上述护盖30之间的相对旋转被限制在上述叶片70，即图2中叶片70b，与上述凸起部分33在圆周方向上的另一侧表面33b所接触的位置。此时，按照本实施例，上述锁定栓80的顶部位于上述接受凹槽22内以限制上述转子20和上述护盖30之间的相对旋转。
按照以上提及的实施例，通过控制在每个超前角室R1和滞后角室R2内的流体压力来控制上述转子20相对上述护盖30的旋转，获得所需的阀门定时。此时，把上述传感器95检测到的与上述转子20一同旋转的上述传感器机轮45的旋转相位与安装在曲柄轴部分上的传感器(未在图中标示)检测到的上述曲柄轴的旋转相位进行对比以确定是否获得了所需的阀门定时。
当内燃机停止运转时，将上述锁定栓80的顶部以一个预定量插入到上述接受凹槽22而因此锁定上述转子20和上述护盖30之间的相对旋转，即限制在最滞后角相位上。
在内燃机启动之后并且阀门定时取决于内燃机的运行状况要求滞后角相位时，运转流体(流体压力)从油泵(未在图中标示)流经上述超前角流体通道11和上述第一流体通道23注入上述超前角室R1。运转流体也通过上述通道23注入上述接受凹槽22。同时，储存在上述滞后角室R2中的运转流体从开关阀门(未在图中标示)流经上述第二流体通道24和上述滞后角流体通道12排放到油底盘(未在图中标示)。此时，上述锁定栓80逆着上述弹簧81的弹力而移动。于是，上述锁定栓80的顶部从上述接受凹槽22内退出，从而解除上述转子20和上述护盖30之间的锁定状态。因此，上述转子20和每个叶片70可以相对上述护盖30旋转到上述超前角侧R(参照图2)。
当阀门定时取决于内燃机的运行状况要求滞后角相位时，由于上述开关阀门的运行，运转流体从上述油泵流经上述滞后角流体通道12和上述第二流体通道注入上述滞后角室R2。同时，储存在上述超前角室R1的运转流体从上述开关阀门流经上述第一流体通道23和上述超前角流体通道11排放到上述油底盘。因此，上述转子20和每个叶片70可以相对上述护盖30旋转到滞后角侧。
按照以上提及的实施例，当上述传感器机轮45压配合到形成于上述转子20的轴向上的上述凸台部分20a时，上述传感器机轮45的上述轴向端表面和上述凸台部分20a的上述轴向端表面位于上述同一平面上。从而，上述传感器机轮45可以压配合于上述凸台部分20a，直到上述凸台部分20a与位于同一平面的上述凸台部分20a和上述传感器机轮45的上述轴向端表面上的固定夹具的表面相接触。上述传感器机轮45压配合到上述凸台部分20a的压入配合量可以很容易地被控制。
此外，按照以上提及的实施例，压配合于上述凸台部分20a的上述传感器机轮45的上述伸出部分45h具有圆锥形状，其外圆周表面在上述传感器机轮45的伸出方向上逐渐缩小。从而，可以减小上述传感器机轮45的上述伸出部分45h的外径以确保压配合到上述凸台部分20a的压入配合长度。可以防止上述传感器机轮45与安放在上述传感器机轮45附近的上述护盖30干涉，从而减小上述阀门定时控制装置的轴向上的长度并且获得装置小型化的效果。
而且，按照以上提及的实施例，上述传感器机轮45是模压而成。在上述凸出部分45a和45b的上述旋转轴线上延伸的上述截面包含与上述旋转轴线相平行的上述直线部分45j和45k，从而防止传感器的错误测定。
本发明的原理、提出的实施例以及运行方式在前面的说明中已经详细地阐述了。然而，希望受到保护的本发明不应仅限于上述公开的特定实施例。此外，这里所描述的实施例应该被视为说明性的，而不是约束性的。有可能在本发明的原理范围内，对本发明做出一些改动或者变更。因此，特别要求基于本发明原理和范围内所做出的对本发明的改动或变更都应如同权利要求书所规定的那样属于本发明范围。

Claims (6)

1.一种可变阀门定时控制装置，包含：
与凸轮轴(10)和曲柄轴两者其中之一一体连接用来开关阀门的转子元件(20)、上述凸轮轴和上述曲柄轴两者其中之一被可旋转地装配到内燃机的气缸盖，通过驱动力传送元件与上述曲柄轴和上述凸轮轴两者其中之一相连接并装配在上述转子元件使得可相对上述转子元件旋转的护盖元件(30)、设置在上述转子元件和上述护盖元件两者其中之一上的叶片(70)、形成于上述转子元件和上述护盖元件之间并被上述叶片划分为超前角室(R1)和滞后角室(R2)的流体压力室(R0)、装配到上述转子元件和上述护盖元件两者其中之一并且包含通过使用设置在传感器机轮附近的传感器(95)检测上述转子元件或上述护盖元件的旋转角的凸出部分(45a，45b)的传感器机轮(45)，其特征在于：
上述传感器机轮包含至少一个基准孔(45g)，用于确定上述凸出部分在上述传感器机轮的圆周方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的可变阀门定时控制装置，其特征在于：
上述传感器机轮压配合到沿上述转子元件轴向形成于上述转子元件上的凸台部分(20a)，并且上述传感器机轮的轴向端表面与上述凸台部分的轴向端表面位于同一平面上。
3.根据权利要求2所述的可变阀门定时控制装置，其特征在于：
上述传感器机轮包含被压配合于上述凸台部分的伸出部分，并且其外周在上述伸出部分的伸出方向上逐渐缩小。
4.根据权利要求1所述的可变阀门定时控制装置，其特征在于：
上述传感器机轮是模压而成并且在上述凸出部分的旋转轴线上延伸的截面包含与上述旋转轴线平行的直线部分(45j，45k)。
5.根据权利要求2所述的可变阀门定时控制装置，其特征在于：
上述传感器机轮是模压而成并且在上述凸出部分的旋转轴线上延伸的截面包含与上述旋转轴线平行的直线部分。
6.根据权利要求3所述的可变阀门定时控制装置，其特征在于：
上述传感器机轮是模压而成并且在上述凸出部分的旋转轴线上延伸的截面包含与上述旋转轴线平行的直线部分。
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