CN1651724A - 内燃机的气门正时控制装置 - Google Patents

Abstract

气门正时控制装置具有第一和第二气门正时控制工作部分。第一工作部分布置来改变第一输出件相对于第一输入件的旋转相位，其中第一输入件通过内燃机来驱动。第二工作部分布置来改变发动机的进气或者排气凸轮轴相对于第一输出件的旋转相位。

Description

内燃机的气门正时控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制内燃机的进气门和/或排气门的气门正时的技术。

现有技术

已公开的日本专利申请No.11(19999)-141313公开了一种气门正时控制系统，该系统具有：第一操纵机构，它同时改变进气和排气凸轮轴的旋转相位；及第二操纵机构，它改变进气和排气凸轮轴中的一个的旋转相位。借助相对于每个凸轮轴的旋转方向提前或者延迟该相位来实现旋转相位的改变。这个角度称为气门正时控制转换角度。

发明内容

上述公开的气门正时控制系统布置成借助使用两个操纵机构来得到更大的转换角度。但是，第一操纵机构被布置来改变进气和排气凸轮轴这两者的相位。因此，通过能量源中的有限能量难以改变受到来自气门弹簧的反作用力作用的两个凸轮轴，气门正时控制中的控制响应趋于变差。

因此，本发明的目的是提供一种能够改善转换角度和响应特性的气门正时控制装置。

根据本发明的一个方面，内燃机的气门正时控制装置包括：第一工作部分，它具有第一输入件和第一输出件，该输入件适合从发动机中接受旋转，第一工作部分布置来改变第一输出件相对于第一输入件的旋转相位；及第二工作部分，它具有第二输入件和第二输出件，该第二输入件借助连接件与第一输出件相连，第二输出件适合使发动机的凸轮进行工作；第二工作部分布置来改变第二输出件相对于第二输入件的旋转相位。

根据本发明的另一个方面，气门正时控制装置包括：驱动传动件，它适合于由发动机来驱动；第一从动件，它布置成相对于驱动件可以旋转；第二从动件，它借助连接件与第一从动件相连；凸轮轴，它布置成相对于第二从动件进行旋转；第一操纵机构，它布置来改变驱动传动件和第一从动件之间的旋转相位；及第二操纵机构，它布置来改变第二从动件和凸轮轴之间的旋转相位。

根据本发明的另一个方面，气门正时控制装置包括：操纵装置，它使发动机的气门正时沿着提前方向和延迟方向改变一个由第一工作角度和第二工作角度之和所确定的控制角度；及控制装置，它独立地控制第一工作角度和第二工作角度。

附图说明

图1是示意性透视图，它示出了本发明第一实施例的气门正时控制装置。

图2是剖视图，它示出了沿着图3的线F2-F2所截取的、处于发动机起动初始状态下的、图1的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图3是剖视图，它示出了沿着图2的线F3-F3所截取的、处于发动机起动初始状态下的第一和第二气门正时控制机构。

图4是剖视图，它示出了处于最提前的状态下的、沿着图2的线F3-F3所截取的、图1的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图5是剖视图，它示出了处于最延迟的状态下的、沿着图2的线F3-F3所截取的、图1的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图6是曲线图，它示出了第一实施例的、处于发动机起动初始状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图7是曲线图，它示出了第一实施例中的、处于最提前状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图8是曲线图，它示出了第一实施例中的、处于最延迟状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图9是示意图，它示出了用在这个实施例中的交变扭矩。

图10是曲线图，它示出了交变扭矩。

图11是剖视图，它示出了沿着图12的线F11-F11所截取的、处于发动机起动初始状态下的、第二实施例的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图12是剖视图，它示出了沿着图11的线F12-F12所截取的、处于发动机起动初始状态下的第一和第二气门正时控制机构。

图13是剖视图，它示出了处于部分提前的状态下的、沿着图11的线F12-F12所截取的、图11的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图14是剖视图，它示出了处于最提前的状态下的、沿着图11的线F12-F12所截取的、图11的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图15是曲线图，它示出了图11所示的气门正时控制系统的、处于发动机起动初始状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图16是曲线图，它示出了处于部分提前状态下的、第二实施例的曲柄角和气门升程之间的关系。

图17是曲线图，它示出了第二实施例中的、处于最提前状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图18是剖视图，它示出了沿着图19的线F18-F18所截取的、处于发动机起动初始状态下的、第三实施例的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图19是剖视图，它示出了沿着图18的线F19-F19所截取的、处于发动机起动初始状态下的第一和第二气门正时控制机构。

图20是剖视图，它示出了处于最延迟的状态下的、沿着图18的线F19-F19所截取的、图19的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图21是剖视图，它示出了处于最提前的状态下的、沿着图18的线F19-F19所截取的、图19的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图22是曲线图，它示出了图18所示的气门正时控制系统的、处于发动机起动初始状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图23是曲线图，它示出了处于最延迟状态下的、第三实施例的曲柄角和气门升程之间的关系。

图24是曲线图，它示出了第三实施例中的、处于最提前状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图25是剖视图，它示出了沿着图26的线F25-F25所截取的、处于发动机起动初始状态下的、第四实施例的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图26是剖视图，它示出了沿着图25的线F26-F26所截取的、处于发动机起动初始状态下的第一和第二气门正时控制机构。

图27是剖视图，它示出了处于部分延迟的状态下的、沿着图25的线F26-F26所截取的、图25的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图28是剖视图，它示出了处于最延迟的状态下的、处于部分延迟的状态下的、沿着图25的线F26-F26所截取的、图25的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图29是曲线图，它示出了图25所示的气门正时控制系统的、处于发动机起动初始状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图30是曲线图，它示出了处于部分延迟状态下的、第四实施例的曲柄角和气门升程之间的关系。

图31是曲线图，它示出了第四实施例中的、处于最延迟状态下的、曲柄角和气门升程之间的关系。

图32是剖视图，它示出了沿着图33的线F32-F32所截取的、处于发动机起动初始状态下的、第五实施例的气门正时控制装置的第一和第二气门正时控制机构。

图33是剖视图，它示出了沿着图32的线F33-F33所截取的、处于发动机起动初始状态下的第一和第二气门正时控制机构。

图34是透视图，它示意性地示出了第六实施例的气门正时控制系统。

图35是剖视图，它示出了处于发动机起动状态下的、沿着图36的线F35-F35所截取的、图34的气门正时控制系统的气门正时控制机构。

图36是剖视图，它示出了沿着图35的线F36-F36所截取的、处于发动机起动初始状态下的气门正时控制机构。

图37是透视图，它示意性地示出了第六实施例变形中的气门正时控制系统。

图38是示意性侧视图，它示出了本发明第七实施例的气门正时控制系统。

图39是示意性顶视图，它示出了第七实施例的气门正时控制系统。

图40是示意性侧视图，它示出了本发明第八实施例的气门正时控制系统。

图41是示意性顶视图，它示出了第八实施例的气门正时控制系统。

图42是示意性侧视图，它示出了本发明第九实施例的气门正时控制系统。

图43是示意性顶视图，它示出了第九实施例的气门正时控制系统。

图44是示意性侧视图，它示出了本发明第十实施例的气门正时控制系统。

图45A和45B是示意性顶视图，它们用来解释第十实施例的气门正时控制系统的工作。

图46是示意性透视图，它示出了本发明第十一实施例的气门正时控制系统。

具体实施方式

本发明的第一实施例示出在图1-10中。

如图1示意性所示出的一样，第一实施例的发动机气门正时控制装置或者系统包括：第一气门正时控制机构5，它设置在具有若干排气凸轮4a的排气凸轮轴4的一端上，以操纵发动机的排气门；及第二气门正时控制机构7，它设置在具有若干进气凸轮8a的进气凸轮轴8的一端上，以操纵发动机的进气门。第一和第二气门正时控制机构5和7各自用作第一和第二操纵机构。在这个例子中，进气凸轮8a成一体地形成在进气凸轮轴8上，而排气凸轮4a成一体地形成在排气凸轮轴4上。机构5和7设置在平行凸轮轴4和8的相同轴向侧部上，即设置在图1中所看到的左侧上。

发动机的曲轴1借助链条2与用作驱动传递件的驱动链轮3相连。在这个例子中，驱动链轮3设计成以1/2的曲轴速度进行旋转。

借助第一凸轮螺栓40使驱动链轮3与第一叶片转子55一起固定到排气凸轮轴4的端部上，因此驱动链轮3、第一叶片转子55和排气凸轮轴5作为一个装置进行旋转。(在这个例子中，驱动链轮3和第一叶片转子55中的一个或者两个可以用作第一气门正时控制机构5的输入件)。第一叶片转子55可旋转地安装在第一壳体50内，因此第一叶片转子55相对于第一壳体50可以旋转。第一壳体50用作第一从动件。

借助第二凸轮螺栓80使第二叶片转子75固定到进气凸轮轴8的端部上，因此第二叶片转子75和进气凸轮轴8作为一个装置进行旋转。第二叶片转子75可旋转地安装在用作第二从动件的第二壳体70内。第二叶片转子75相对于第二壳体70进行旋转。

第一和第二壳体50和70借助用作连接件或者旋转传递件的链条6连接起来，因此第一壳体50的旋转以同相模式同步地传递到第二壳体70中。链条6设置在成一体地形成在第一壳体50中的第一链轮53a和成一体地形成在第二壳体70中的第二链轮73a之间。旋转以同相模式、没有相位变化地从第一壳体50的第一链轮53a传递到第二壳体70的第二链轮73a中。当旋转在第一叶片转子55和第一壳体50之间及在第二叶片转子75和第二壳体70之间进行传递时，从发动机输入到驱动链轮3中的旋转通过第一和第二链轮53a和73a传递到进气凸轮轴8中。

旋转通过工作油在第一叶片转子55和第一壳体50之间及在第二叶片转子75和第二壳体70之间进行传递，其中工作油(operating oil)通过由发动机所驱动的油泵9来供给。在这个实施例中，一个机油泵9用于第一和第二气门正时控制机构5和7。借助调节工作油的供给和排出，气门正时控制系统可以改变第一叶片转子55和第一壳体50之间的相对旋转相位和第二叶片转子75和第二壳体70之间的相对旋转相位。借助改变第一壳体50(它可以用作第一VTC机构5的输出件)相对于第一叶片转子55(它可以用作第一VTC机构5的输入件)的角度位置和第二壳体70(它可以用作第二VTC机构7的输入件)相对于第二叶片转子75(它可以用作第二VTC机构7的输出件)的角度位置，气门正时控制系统可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转的相对旋转相位。在这个例子中，排气凸轮轴4和驱动链轮3固定在一起，因此排气凸轮轴4与由曲轴1所驱动的驱动链轮3一起作为一个装置来进行旋转。因此，这个例子的气门正时控制系统不会改变排气凸轮轴4相对于曲轴1的旋转的相对旋转相位。

用作第一油调节机构的第一液压控制装置(或者第一液压控制致动器)14设置在油泵9和第一VTC机构5之间，并且布置来调节第一VTC机构5的工作流体的供给和排出。用作第二油调节机构的第二液压控制装置(或者第二液压控制致动器)15设置在油泵9和第二VTC机构7之间，并且布置到控制第二VTC机构7的工作流体的供给和排出。

控制器10根据一个或者多个发动机工作情况借助产生相应的控制信号来相互独立地控制第一和第二液压控制装置14和15。在这个例子中，用来收集发动机工作情况的信息的传感器组至少包括：水温传感器，它探测发动机温度；曲柄角传感器11，它设置在曲轴1的附近，并且布置成用作发动机速度传感器，以探测发动机速度(rpm)；及发动机负荷传感器，在这个例子中，它借助探测节流阀位置来探测发动机负荷。控制器10接受来自这些传感器的信息，并且根据所探测到的发动机温度、发动机速度、发动机负荷等产生第一和第二液压控制装置14和15的控制信号。在进气凸轮轴8的另一端的附近设置有进气凸轮角度传感器12，以探测进气凸轮轴8的角度或者旋转位置。控制装置10接受来自进气凸轮角度传感器12的信号，并且借助使所探测到的实际凸轮轴角度与理想的目标角度进行比较，以反馈控制的方式来控制进气凸轮轴8的实际凸轮角度。控制器10可以用作用来独立控制第一工作角度和第二工作角度的控制装置的主要元件。

图2和3以轴向截面和横截面示出了在发动机起动工作时处于初始状态下的第一和第二VTC机构5和7。图2是沿着图3的线F2-F2所截取的剖视图，及图3是沿着图2的线F3-F3所截取的剖视图。图6是气门正时线性曲线图，它示出了在发动机起动工作时处于初始状态下的、气门升程和曲柄角之间的关系。

(第一气门正时控制机构的结构)第一VTC机构5包括：若干工作室，这些工作室形成在第一壳体50中；及若干叶片551、552，它们形成在第一叶片转子55中。在这个例子中，第一壳体50具有四个工作室，第一叶片转子55具有四个叶片551、552，这些叶片中的每一个安装在这四个工作室中的唯一一个中。每个工作室借助叶片551、552中的相应一个分成第一提前室5a和第一延迟室5b。每个提前室5a与提前流体通道41相连通；及每个延迟室5b与延迟流体通道42相连通。在控制器10的控制下，第一液压控制装置14控制成通过提前和延迟通道41和42有选择地把工作油供给到提前室和延迟室5a和5b中或者从它们中排出。

第一壳体50包括：第一前部件(或者板)51；第一壳体件52；及第一后部件(或者板)53，这些零件借助若干(4个)轴向延伸的固定装置54接合在一起以形成一个第一壳体50，在这个例子中，这些固定装置是螺栓54。第一壳体件52沿着轴向夹在第一前部和后部件51和53之间。第一前部件51面向驱动链轮3，及第一前部件51沿着轴向设置在驱动链轮3和第一壳体件52之间。第一前部件51呈相对较薄的圆形盘形状。第一壳体件52包围第一叶片转子55并且包括若干(4个)向内的突出部(滑履)520，这些突出部沿着径向向内伸出并且限定出若干(4个)工作室。第一后板53呈板状，第一后板53比第一前板51更厚，如图2所示。第一后板53形成有中心孔，该中心孔安装排气凸轮轴4。一些螺栓54从前侧插入，而第一前板51夹紧在螺栓54的头部和第一壳体件52之间。前述第一链轮53a成一体地形成在第一后部件53的外圆周上。第一后部件53安装在排气凸轮轴4上，并且布置来把第一壳体50支撑在排气凸轮轴4上。

第一叶片转子55形成有若干(4个)叶片551、551、551和552，这些叶片绕着中心轴线以大约相等的角度间隔径向向外地伸出。其中一个叶片是较宽的叶片552，该叶片552沿着圆周方向宽于其它的(3个)叶片551，如图3所示。较宽的叶片552形成有轴向延伸的孔，该孔在其内安装着第一锁紧销56，该第一锁紧销56用作第一保持装置。

第一锁紧销56沿着较宽叶片552的轴向孔可以进行轴向滑动，并且在正常情况下借助弹性件如弹簧被推向第一后板53。第一后板53形成有第一锁紧孔53b以安装第一锁紧销56。在图2的情况下，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中。当通过提前通道41或者延迟通道42来施加油压时，第一锁紧销56克服弹簧的弹力而与第一锁紧孔53b相脱开。

在发动机起动工作时，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中(即，第一锁紧销56处于锁紧位置上)，因此第一壳体50和第一叶片转子55作为一个装置进行旋转。当第一锁紧销56与第一锁紧孔53b相脱开时(即，第一锁紧销56处于释放或者松开位置上)，第一壳体50和第一叶片转子55相对于相互可以旋转。因此，即使在没有得到足够大的油压时，第一锁紧销56也能使第一壳体50和叶片转子55布置成一个装置，因此可以防止由于气门弹簧和凸轮的作用所产生的交变扭矩而产生不良的拍打。

由树脂形成的密封件55a设置在位于叶片转子55的每个叶片551、552的外端中的槽中，并且借助板簧沿着径向向外地推向第一壳体件52的内圆柱形表面，以密封位于第一叶片转子55和第一壳体50之间的滑动接触区域。另一方面，由树脂形成的密封件52a设置在形成于第一壳体50的每个向内的突出部(或者滑履)520的内端中的槽中，并且借助板簧沿着径向向内地推向第一叶片转子55的外圆柱形表面，以密封位于第一叶片转子55和第一壳体50之间的滑动接触区域。因此，每个叶片551、552在两侧上不透液体地限定出第一提前和延迟室5a和5b。在这个例子中，旋转方向是从图3所看去的顺时针方向。但是，本发明不局限于这种布置。

在发动机起动工作时的发动机起动的初始情况下，第一叶片转子55借助第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b内而被锁紧在最延迟的位置上，因此第一叶片转子55和第一壳体50作为一个单元而进行旋转。但是，当工作油从油泵9供给到第一提前室5a或者第一延迟室5b中时，油压施加到支靠在弹簧上的第一锁紧销56上，第一锁紧销56与第一锁紧孔53b相脱开。

当工作油供给到第一提前室5a中时，然后第一壳体50相对于第一叶片转子55沿着提前方向进行旋转，从而沿着提前方向提供了VTC工作角度。当工作油供给到第一延迟室5b中时，然后第一壳体50相对于第一叶片转子55沿着延迟方向进行旋转，从而沿着延迟方向提供了VTC工作角度。第一壳体50和第一叶片转子55之间的相对旋转局限在有限范围内。位于第一壳体50和第一叶片转子55之间的相对旋转的范围由叶片551、552和向内的突出部(或者滑履)520的圆周宽度来确定。借助改变这些叶片和/或向内的突出部520的圆周宽度可以调整相对旋转的范围。

(第二气门正时控制机构的结构)第二VTC机构7包括形成在第二壳体70内的若干(4个)工作室和形成在第二叶片转子75内的若干(4个)叶片751、752。在这个例子中，第二壳体70具有四个工作室，并且第二叶片转子75具有四个叶片751、752，这些叶片中的每一个安装在这四个工作室中的唯一一个中。每个工作室借助这些叶片751、752中的相应一个而被分成第二提前室7a和第二延迟室7b。每个提前室7a与提前流体通道81相连通；及每个延迟室7b与延迟流体通道82相连通。在控制器10的控制下，第一液压控制装置15控制成通过提前和延迟通道81和82有选择地把工作油供给到提前室和延迟室7a和7b中或者从它们中排出。独立地控制第一和第二液压控制装置14和15。控制器10把相应的控制信号相互独立地产生到第一和第二装置14和15中。

第二壳体70包括：第二前部件(或者板)71；第二壳体件72；及第二后部件(或者板)73，这些零件借助若干(4个)轴向延伸的固定装置74接合在一起以形成一个第二壳体70，在这个例子中，这些固定装置是螺栓74。第二壳体件72沿着轴向夹在第二前部和后部件71和73之间。第一前部件71面向远离进气凸轮轴8。第二前部件71呈相对较薄的圆形板或者盘的形状。第二壳体件72包围着第二叶片转子75，并且包括若干(4个)向内的突出部(滑履)720，这些突出部720沿着径向向内地伸出，因此限定出若干(4个)工作室。第二后部件73呈板状，并且厚于第二前板71，如图2所示。第二后板73形成有中心孔，该中心孔安装着进气凸轮轴8。螺栓74从前侧插入，第二前板71夹紧在螺栓74的头部和第二壳体件72之间。前述第二链轮73a成一体地形成在第二后部件73的外圆周上。第二后部件73安装在进气凸轮轴8上，并且布置成把第二壳体70支撑在进气凸轮轴8上。

第二叶片转子75形成有若干(4个)叶片751、751、751和752，这些叶片绕着中心轴线以大约相等的角度间隔沿着径向向外地伸出。这些叶片中的一个是较宽的叶片752，该叶片752沿着圆周方向宽于其它的三个叶片751，如图3所示。较宽的叶片752形成有轴向延伸的孔，该孔在其内安装着用作第二保持装置的第二锁紧销76。

第二锁紧销76在较宽叶片752的孔内可以进行轴向滑动，并且在正常情况下借助弹性件如弹簧被推向第二后板73。第二后板73形成有第二锁紧孔73b，以安装第二锁紧销76。在图2的情况下，第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b中。当通过提前通道81或者延迟通道82来施加油压时，第二锁紧销76克服弹簧的弹力而与第二锁紧孔73b脱开。

在发动机起动工作时，第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b中，因此第二壳体70和第二叶片转子75作为一个装置来进行旋转。当第二锁紧销76与第二锁紧孔73b相脱开时，第二壳体70和第二叶片转子75相对于相互进行旋转。因此，即使在不能得到足够大的油压时，第二锁紧销76也保持住接合成一个装置的第二壳体70和叶片转子75，因此可以防止由于气门弹簧和凸轮的作用所产生的交变扭矩而产生不良的拍打。

由树脂所形成的外密封件75a设置在位于叶片转子75的每个叶片751、752的外端处的槽中，并且借助板簧沿着径向向外地推向第二壳体件72的内部圆柱形表面，以密封位于第二叶片转子75和第二壳体70之间的滑动接触区域。另一方面，由树脂形成的内部密封件72a设置在形成于第二壳体70的每个向内突出部(或者滑履)720的内端中的槽中，并且借助板簧沿着径向向内地推向第二叶片转子75的外部圆柱形表面，以密封位于第二叶片转子75和第二壳体70之间的滑动接触区域。因此，每个叶片751、752在两侧上不透液体地限定出第二提前和延迟室7a和7b。

在发动机起动工作时，在发动机起动的初始情况下，第二叶片转子75借助第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b内而锁紧在最提前的位置上，因此第二叶片转子75和第二壳体70作为一个装置进行旋转。但是，当工作油从油泵9供给到第二提前室7a或者第二延迟室7b中时，油压施加到支靠在弹簧上的第二锁紧销76上，并且第二锁紧销76与第二锁紧孔73b脱开。

当工作油供给到第二延迟室7b中时，然后第二叶片转子75相对于第二壳体70沿着延迟方向进行旋转，因此提供了VTC工作角度。当工作油供给到第二提前室7b中时，然后第二叶片转子75相对于第二壳体70沿着提前方向进行旋转，因此提供了VTC工作角度。第二壳体70和第二叶片转子75之间的相对旋转的角度受到限制，并且借助叶片751、752和向内的突出部(或者滑履)720的圆周宽度来确定。借助改变叶片和/或向内的突出部的圆周宽度，可以调节相对旋转的范围。

呈盘簧形状的弹性件7c设置在这些第二提前室7a中的每一个内，如图3所示。每个弹性件7c设置在第二壳体件72(这些向内的突出部720中的一个)和第二叶片转子75之间。借助弹性件7c，沿着提前方向相对于第二壳体70推动第二叶片转子75。弹性件7c的弹力如此设置，以致沿着提前方向的提前扭矩大于由气门弹簧和凸轮所产生的交变扭矩中的延迟扭矩。因此，当机油泵9停止供给油并且第二提前和延迟室7a和7b内的油压变小时，第二叶片转子75借助交变扭矩而返回到最提前的位置上，该位置是发动机起动工作时的状态。每个弹性件7c可以是扭力弹簧、板簧或者螺旋弹簧，而不是盘簧。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)这个实施例的气门正时控制系统以下面方式确定了排气凸轮轴4和进气凸轮轴8相对于曲轴1旋转的相位。当曲轴1旋转时，驱动链轮3通过链条2来进行旋转。排气凸轮轴4固定到驱动链轮3上。因此，在这个例子中，排气凸轮轴4的相位相对于曲轴1不能改变。

当排气凸轮轴4进行旋转时，第一叶片转子55作为一个装置与排气凸轮轴4一起进行旋转。在最延迟或者完全延迟的位置的发动机起动状态时，第一叶片转子55的旋转借助第一锁紧销56而直接传递到第一壳体50中。另一方面，当第一叶片转子55离开最延迟的位置时，该旋转通过第一提前室5a内的机油从第一叶片转子55传递到第一壳体50中。

第一壳体50的旋转借助位于第一和第二链轮53a和73a之间的链条6而同时传递到第二壳体70中。在第二叶片转子75处于最提前或者完全提前的位置上的发动机起动状态下，第二壳体70的旋转借助第二锁紧销76而直接传递到第二叶片转子75上，并且进一步传递到与第二叶片转子75固定在一起的进气凸轮轴8上。另一方面，当第二叶片转子75离开最提前的位置时，该旋转通过第二延迟室7b中的机油从第二壳体70传递到第二叶片转子75中。

(只是第一气门正时控制机构的气门正时控制)当只有第一VTC机构5来执行气门正时控制时，气门正时控制系统以下面方法来进行工作。提前控制：在第一VTC机构5进行提前控制的情况下，流体压力供给到第一提前室5a中，第一壳体50的相位沿着提前方向移动，以产生沿着提前方向的VTC工作角度。同时，链条6产生作用以改变第二壳体70的相位，并且因此而改变进气凸轮轴8的相位。换句话说，排气凸轮轴4与曲轴1同相地旋转，而进气凸轮轴8的相位提前了一个第一VTC机构5的工作角度量。因此，进气凸轮轴8得到VTC转换角度(或者总的控制角度)，以沿着提前的方向使相位改变一个由第一VTC机构5所确定的量。延迟控制：在第一VTC机构5的延迟控制的情况下，流体压力供给到第一延迟室5b中，第一壳体50的相位沿着延迟方向进行改变，从而沿着延迟方向产生VTC工作角度。同时，链条6起作用以改变第二壳体70的相位，并因此而改变进气凸轮轴8的相位。换句话说，排气凸轮轴4与曲轴1同相地旋转，而进气凸轮轴8的相位延迟了一个第一VTC机构5的工作角度量。因此，进气凸轮轴8得到VTC转换角度(或者总的控制角度)，以沿着延迟的方向使相位改变一个由第一VTC机构5所确定的量。进气凸轮轴8的VTC转换角度被控制到这样的一个值上：该值等于第一VTC机构5的第一VTC工作角度和第二VTC机构7的第二VTC工作角度的总和，其中第二VTC机构7的第二VTC工作角度在这种情况下保持等于0。

(只是第二气门正时控制机构的气门正时控制)当只有第二VTC机构7来执行气门正时控制时，气门正时控制系统进行工作。提前控制：在第二VTC机构7进行提前控制的情况下，流体压力供给到第二提前室7a中，第二叶片转子75的相位沿着提前方向移动，以产生沿着提前方向的工作角度。换句话说，排气凸轮轴4与曲轴1同相地旋转，并且第一和第二壳体50和70也同相地进行旋转。只有进气凸轮轴8的相位提前了一个第二VTC机构7的工作角度量。因此，进气凸轮轴8得到转换角度(或者控制角度)，以沿着提前的方向使相位改变一个由第二VTC机构7所确定的量。延迟控制：在第二VTC机构7的延迟控制的情况下，流体压力供给到第二延迟室7b中，并且第二叶片转子75的相位沿着延迟方向进行改变，从而沿着延迟方向产生工作角度。换句话说，排气凸轮轴4与曲轴1同相地旋转，并且第一和第二壳体50和70与曲轴旋转同相地旋转。只有进气凸轮轴8的相位延迟了一个第二VTC机构7的工作角度量。因此，进气凸轮轴8得到转换角度(或者控制角度)，以沿着延迟的方向使相位改变一个由第二VTC机构7所确定的量。进气凸轮轴8的VTC转换角度被控制到这样的一个值上：该值等于第一VTC机构5的第一VTC工作角度和第二VTC机构7的第二VTC工作角度的总和，其中第一VTC机构5的第一VTC工作角度在这种情况下保持等于0。

因此，在第一实施例的气门正时控制系统中，第一和第二VTC机构5和7布置来改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的相位。进气凸轮轴8相对于曲轴的相位改变一个转换角度(或者气门正时控制角度)，该转换角度等于第一VTC机构5的VTC工作角度和第二VTC机构7的VTC工作角度的总和。在这个例子中，第一和第二VTC机构5和7可以用作操作装置来使发动机气门正时改变一个转换角度量，该转换角度量由第一工作角度和第二工作角度之和来确定。一些装置14和15和控制器10中的至少一个可以用作控制装置，从而相互独立地控制第一工作角度和第二工作角度。

图4示出了处于完全提前的状态下的第一和第二VTC机构5和7，在这种完全提前的状态下，从发动机起动状态到达最提前的位置。完全提前的位置借助下面方法来得到：只把第一VTC机构5控制到最提前的位置上。图7示出了在完全提前的情况下进气门和排气门的气门升程与曲柄角之间的关系。当进气凸轮轴8控制到完全提前的位置上，进气门更早地打开了。与发动机起动状态相比，进气门在排气门关闭之前更早地开始打开了，因此在进气门和排气门都打开期间的气门重叠度增大了。

图5示出了处于完全延迟情况下的第一和第二VTC机构5和7，在这种完全延迟情况下，从发动机起动状态到达最延迟的位置。完全延迟位置通过下面方法来得到：只把第二VTC机构7控制到最延迟的位置上。图8示出了在进气凸轮轴8控制到完全延迟位置中、进气门稍后打开时进气门和排气门的气门升程的关系。与发动机起动状态相比，相对于排气门的关闭相比，进气门稍后开始打开，因此气门重叠度减小了。

在这种方法中，在发动机起动时，第一VTC机构5开始时设置在最延迟的位置上，并且从最延迟的位置开始受到控制，以实现提前控制。在发动机起动时，第二VTC机构7初始时设置在最提前的位置上，并且从最提前的位置上开始受到控制，以实现延迟控制。通过第一和第二正时控制机构5和7，这种气门正时控制系统可以实现提前控制和延迟控制。

(发动机驱动情况和气门正时控制机构之间的关系)第一和第二VTC机构5和7根据发动机驱动情况以下面方式进行工作。

(交变扭矩)交变扭矩施加到排气凸轮轴4和进气凸轮轴8中的每一个上。图9示意性地示出了凸轮C1、气门PV1和气门弹簧S1。借助在图9中沿顺时针方向进行旋转，凸轮C1克服气门弹簧S1的反作用力RT1向下推动气门PV1。因此，凸轮轴驱动凸轮C1承受沿力RT1旋转方向的分量负荷。阻止凸轮轴进行旋转的该负荷定义为正扭矩。

当气门PV1借助凸轮C1的进一步旋转来关闭时，凸轮C1承受气门弹簧S1的力RT1的旋转方向的分量，该凸轮轴受到该方向的负荷以有助于凸轮轴进行旋转。有利于凸轮轴进行旋转的负荷定义为负的负荷。

图10示出了旋转凸轮轴的扭矩变量。如图10所示，当凸轮轴旋转时，气门弹簧S1的力的分量交替地起着沿阻止旋转的方向的正扭矩和沿有利于旋转的方向的负扭矩的作用。由于凸轮C1和气门V1之间的滑动接触阻力和凸轮轴的支承部分中的滑动接触阻力的干扰，凸轮轴的扭矩总的来讲偏向正扭矩侧。在这种方法中，凸轮轴承受这样的扭矩：该扭矩随着偏向正侧而在正侧和负侧之间交替地改变。

(在发动机完全停止之前，当系统恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机停止时，气门正时控制系统在正常情况下使第一和第二VTC机构恢复到发动机起动状态，在这种状态下，当控制结束工作时，第一和第二锁紧销56和76各自接合在第一和第二锁紧孔53b和73b中。因此，该系统可以从初始的发动机起动状态开始控制第一和第二机构5和7，而与是否能达到该油压无关，因此借助发动机重新起动工作时的交变扭矩而可以防止叶片壳体和壳体之间的拍打。

但是，如果发动机在控制结束工作之前就停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动状态，那么曲轴由于惯性力的作用而旋转许多圈之后才停止。在这种情况下，即使排气凸轮轴4受到交变扭矩，这种影响也不是问题，因为排气凸轮轴4与曲轴1作为一个单元进行旋转。

另一方面，交变扭矩也作用在进气凸轮轴8上。由于交变扭矩相对于转数的积分(interal)是正数，因此正扭矩沿着延迟方向被施加到第二叶片转子75上，该第二叶片转子75与进气凸轮轴8作为一个单元进行旋转。在这种情况下，弹性件7c沿着提前方向推动第二叶片转子75，并且第二叶片转子75返回到初始的发动机起动状态的最提前位置上。

当第一壳体50相对于第一VTC机构5内的第一叶片转子55设置在提前侧上时，在最提前位置的发动机起动状态下，作用在第二叶片转子75(进气凸轮轴8)上的正扭矩通过第二锁紧销76传递到第二VTC机构7中的第二壳体70中。因此，借助第二壳体70使第一壳体50返回到延迟侧，第一VTC机构5恢复到最延迟位置上。即使该机构不是处于发动机起动状态的最延迟位置上，弹性件7c也使正扭矩通过第二壳体70传递到第一壳体50中，因此该机构返回到发动机起动状态的最延迟位置上。

(在发动机完全停止之前，当该系统没有恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机在控制结束工作之前停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动状态时，该系统在下一个发动机起动工作时不处于发动机起动状态。在这种情况下，第一叶片转子55在发动机重新起动工作时借助曲轴1来旋转。即使第一叶片转子55和第一壳体50脱开，第一叶片转子55移动到发动机起动状态时的位置上。因此，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中，因此在第一叶片转子55和第一壳体50之间可以防止拍打。

第一壳体50的旋转传递到第二壳体70中，然后第二壳体70的旋转通过弹性件7c传递到第二叶片转子75中。尽管第二叶片转子75如前面所述一样受到交变扭矩，但是弹性件7c沿着提前方向推动第二叶片转子75。因此，第二锁紧销76可靠地接合在第二锁紧孔73b内，因此在第二叶片转子75和第二壳体70之间可以防止拍打。

(第一和第二气门正时控制机构的控制工作)以下面方式来控制第一和第二VTC机构5和7。

(控制例子1)在第一控制例子中，以连续方式控制第一和第二VTC机构5和7，以连续地改变相位。对于相位可调整的凸轮轴(即这个例子中的进气凸轮轴8)而言，在整个工作角度范围内，气门正时控制系统可以连续地改变相位。相应地，该系统可以连续地改变相位，而不会损坏响应特性。

在这个控制例子中，控制第一和第二VTC机构5和7，以致这两个机构不能同时进行工作。借助以这种方式来控制两个机构5和7，气门正时控制系统可以防止过度消耗两个机构的动力源中的能量，因此可以防止损害响应速度。特别在机油泵9用作动力源时，不会不间断地消耗油压，并且工作的响应特性不会变坏。借助沿着提前方向只控制第一VTC机构5，气门正时控制系统可以实现从初始发动机起动状态下开始的提前控制，并且借助沿着延迟方向只控制第二VTC机构7可以实现从初始发动机起动状态下开始的延迟控制。

(b)只有在从第一和第二机构5和7的一个工作状态完全改变到另一个工作状态的过渡期间，第一和第二VTC机构5和7被控制成同时进行工作。借助以这种方法来控制机构5和7，控制系统可以平稳地、连续地改变相位。可调整的凸轮轴相位(即进气凸轮轴8)在整个工作角度范围内可以平稳地、连续地改变。

(控制例子2)在第二控制例子中，以连续的方式控制第一和第二VTC机构5和7中的一个，从而连续地改变相位，而另一个VTC机构5或者7以逐步的方式在两个不同的大小之间进行改变。第二个例子为VTC机构5和7中的一个采用了简单的控制结构如开-关控制。尽管一个VTC机构具有简单的两级控制结构，但是气门正时控制系统可以通过另一个VTC机构来连续改变相位。因此，凸轮轴的相位在整个工作角度范围内可以连续改变。第二个控制例子可以有效地减少费用。

(a)优选的是，以两级控制模式进行控制的VTC机构5或者7的工作角度设置成小于连续受到控制的另一VTC机构5或者7的工作角度。就这个特征而言，控制系统在整个工作角度范围内可以连续地改变凸轮轴的相位。

(b)当以两级控制模式进行控制的VTC机构5或者7沿着提前和延迟方向中的一个被驱动时，优选地沿着相反方向控制连续受到控制的另一个VTC机构5或者7。即使在逐步控制的VTC机构突然改变相位时，但是借助沿着减少相位改变量的方向控制连续受到控制的VTC机构，该系统也可以防止相位突然改变。

室5a和5b及叶片551、552可以用作第一气门正时控制装置来改变第一输出旋转相对于第一输入旋转的相位；及室7a和7b及叶片751、752可以用作第二气门正时控制装置，以改变第二输出旋转相对于第一输出旋转的相位。

本发明的第二实施例示出在图11-17中。基本结构与第一实施例的相同。不同点如下：图11是轴向剖视图，它示出了处于发动机起动初始状态下的第一和第二VTC机构5和7。图12是处于发动机起动初始状态下的横剖视图。图15是图线，它示出了处于发动机起动初始状态下的、气门升程和曲柄角之间的关系。在第一实施例中，第二VTC机构7的初始位置是最提前的位置。在第二实施例中，相反的是，第二VTC机构7的初始位置是最延迟的位置。因此，提前流体通道81和延迟流体通道82布置成如图13所示，它不同于图2的布置。

(第二气门正时控制机构的结构)在发动机起动工作时，在发动机起动状态下，借助第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b内使第二叶片转子75锁紧在最延迟位置上，因此第二叶片转子75和第二壳体70作为一个装置进行旋转。但是，当工作油从机油泵9供给到第二提前室7a中时，油压作用到支靠于弹簧上的第二锁紧销76上，第二锁紧销76与第二锁紧孔73b脱开。因此，第二叶片转子75相对于第二壳体70沿着提前方向进行旋转，因此产生了VTC工作角度。类似地，当工作油供给到第二延迟室7b中时，第二叶片转子75相对于第二壳体70沿着延迟方向进行旋转，因此产生了VTC工作角度。

在第一实施例中，弹性件7c设置在第二提前室7a中。但是，在第二实施例中，没有设置弹性件。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)当各自借助第一和第二锁紧销56和76来锁紧第一和第二VTC机构5和7时，以与第一实施例相同的方式相对于曲轴1的旋转来确定排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的相位。而且，以与第一实施例相同的方式来实现提前控制和延迟控制。因此省去了重复解释，

在第二实施例中，第一和第二VTC机构5和7如第一实施例中的一样被布置来改变进气凸轮轴8相对于曲轴旋转的相位。但是，与第一实施例不同的是，第二实施例的系统不能从发动机起动状态下的初始位置执行延迟控制。

图13示出了只借助第一机构5控制到部分提前的位置上的第一和第二VTC机构5和7。图16是曲线图，它示出了在只有第一机构5进行提前控制的情况下气门升程和曲柄角之间的关系。当把进气凸轮轴8控制到部分提前的位置上时，进气门更早地打开了。与发动机起动状态相比，每个进气门在排气门关闭之前开始更早地打开，因此进气门和排气门的气门重叠度增大了。

图14示出了被控制到完全提前的位置上的第一和第二VTC机构5和7。借助把第一和第二机构5和7控制到相应的最提前的位置上来实现完全提前的状态。图17是图线图，它示出了处于完全提前的状态下的、气门升程和曲柄角之间的关系。当进气凸轮轴8被控制到最提前的位置上时，气门重叠度进一步增大了。

在第二实施例的气门正时控制系统中，第一VTC机构7开始时设置在最延迟的位置上，并且从初始位置开始受到控制以实现从发动机起动状态开始的提前控制。第二VTC机构7初始时设置在最延迟的位置上，并且被控制来实现从发动机起动状态开始的提前控制。因此，第二实施例的气门正时控制系统可以实现提前控制，以在发动机起动时从初始状态得到更大的转换角度。

(发动机驱动情况和气门正时控制机构之间的关系)第一和第二VTC机构5和7根据发动机驱动情况以下面方式来进行工作。

(在发动机完全停止之前，在该系统恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机停止时，气门正时控制系统在正常情况下作为控制结束工作使第一和第二VTC机构恢复到发动机起动状态，在这种状态下，第一和第二锁紧销56和76各自接合在第一和第二锁紧孔53b和73b中。因此，该系统从初始发动机起动状态开始可以控制第一和第二机构5和7，而与是否达到该油压无关。

但是，如果发动机在控制结束工作之前停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动状态，那么曲轴由于惯性力的作用而在旋转了许多圈之后才停止。在这种情况下，即使排气凸轮轴4受到交变扭矩的作用，但是该影响也不是问题，因为排气凸轮轴4与曲轴1作为一个单元进行旋转。

另一方面，交变扭矩作用在进气凸轮轴8上。由于交变扭矩相对于转数的积分变成正的，因此正扭矩沿着延迟方向施加在第二叶片转子75上，而第二叶片转子75与进气凸轮轴8作为一个单元相对于旋转方向进行旋转。在这种情况下，第二叶片转子75和第二壳体70移向初始状态，并且第二VTC机构7可以可靠地返回到初始发动机起动状态下的初始位置上。

当第一壳体50相对于第一VTC机构5中的第一叶片转子55位于提前侧上时，作用在第二叶片转子75(进气凸轮轴8)上的正扭矩在发动机起动初始状态下通过第二锁紧销76传递到第二VTC机构7中的第二壳体70中。因此，借助第二壳体70使第一壳体50返回到延迟侧，第一VTC机构5恢复到最延迟位置上。即使第二锁紧销76不能正确地接合，并且因此第二机构7不能正确地处于发动机起动状态，但是正扭矩从第二叶片转子75施加到第二壳体70上。因此，第一壳体50沿着延迟方向返回，并且该机构返回到发动机起动状态的最延迟位置上。因此，借助锁紧销56和76把第一和第二机构5和7保持初始的发动机起动状态下，该系统在发动机重新起动工作时可以防止在叶片转子和壳体之间产生振动。

(在发动机完全停止之前，当该系统不能恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机在控制结束工作之前停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动初始状态时，该系统在下一个发动机起动工作时不处于发动机起动状态。在这种情况下，第一叶片转子55在发动机重新起动工作时借助曲轴1来旋转。即使第一叶片转子55和第一壳体50被分开，但是第一叶片转子55运动到发动机起动状态下的位置上。因此，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中，因此可以防止在第一叶片转子55和第一壳体50之间产生拍打。

第一壳体50的旋转传递到第二壳体70中，然后第二壳体70向着第二叶片转子75进行旋转并且使第二叶片转子75进行旋转。尽管第二叶片转子75如前面所述那样受到交变扭矩，但是第二锁紧销76可靠地接合在第二锁紧孔73b中，因为交变扭矩的积分在许多转数是正的之后变成正的，锁紧销76的接合可以防止在第二叶片转子75和第二壳体70之间产生振动。

在第二实施例的气门正时控制系统中，第一和第二VTC机构5和7初始时设置在最延迟的位置上。因此，借助第一机构5的第一工作角度与第二机构7的第二工作角度之和，该系统可以实现具有更大的转换角度的、更宽的相位变化范围。此外，该系统布置成借助交变扭矩来自发地返回到初始状态，而不需要第一实施例的弹性件7c。因此，可以简化结构。控制器10可以以与第一实施例相同的方式来控制第一和第二VTC机构5和7。

图18-24示出了本发明第三实施例的气门正时控制装置或者系统。基本结构与第一实施例的相同。不同点如下：在第一实施例中，驱动链轮3设置在排气凸轮轴4的端部上。在第三实施例中，如图18所示，驱动链轮3设置在进气凸轮轴8的端部上。因此，第三实施例的气门正时控制系统被布置来控制排气凸轮轴4的相位。相应地，设置有排气凸轮角度传感器13(与图34和图37所示的传感器13相同)，以探测排气凸轮轴4的旋转角度，而不是设置进气凸轮角度传感器12。排气凸轮角度传感器13可以设置在远离VTC机构5的排气凸轮轴4的第二端部附近，其中VTC机构5连接到排气凸轮轴4的第一端部上。

图18和19以轴向剖视图和横向剖视图示出了在发动机起动工作时处于初始状态的第一和第二VTC机构5和7。图18是沿着图19的线F18-F18所截取的剖视图；及图19是沿着图18的线F19-F19所截取的剖视图。图22是气门正时线性曲线图，它示出了在发动机起动工作时气门升程和曲柄角之间的关系。

(第一气门正时控制机构的结构)除了图18和19的第一VTC机构5没有设置驱动链轮3之外，图18和19所示的第一VTC机构5基本上与图2和3所示的机构5相同。

在发动机起动初始状态下，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b内，因此第一叶片转子55被锁紧在位于第一壳体50内的、最延迟的位置上，因此第一叶片转子55和第一壳体50作为一个单元进行旋转。当借助把油压施加到第一提前室5a中使第一锁紧销56与第一锁紧孔53b相脱开时，第一叶片转子55相对于第一壳体50沿着提前方向进行旋转，因此产生了工作角度。类似地，当油压施加到第一延迟室5b中时，第一叶片转子55相对于第一壳体50沿着延迟方向进行旋转，因此产生了工作角度。

(第二气门正时控制机构的结构)除了图18和19的第二VTC机构5设置有驱动链轮3之外，图18和19所示的第二VTC机构7基本上与图2和3所示的机构7相同。

在发动机起动工作时，第二壳体70借助第二锁紧销76锁紧在最提前的位置上，因此第二壳体70和第二叶片转子75作为一个单元进行旋转。当借助把油压施加到第二延迟室7b中使第二锁紧销76与第二锁紧孔73b相脱开时，第二壳体70相对于第二叶片转子75沿着延迟方向进行旋转，因此产生了工作角度。类似地，当油压施加到第二提前室7a中时，第二壳体70相对于第二叶片转子75沿着提前方向进行旋转，因此产生了工作角度。

呈盘簧形状的弹性件7c设置在每个第二提前室7a中，如图19所示。每个弹性件7c设置在第二壳体件72(一个向内的突出部720)和第二叶片转子75之间。借助弹性件7c，相对于第二叶片转子75沿着提前方向推动第二壳体70。因此，第二壳体70借助交变扭矩返回到初始状态下的、最延迟的位置上。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)第三实施例的气门正时控制系统以下面方式来确定排气凸轮轴4和进气凸轮轴8相对于曲轴1旋转的相位。当曲轴1旋转时，驱动链轮3通过链条2来进行旋转。进气凸轮轴8固定到驱动链轮3上并且与之形成一体。因此，在这个例子中，进气凸轮轴8的相位相对于曲轴1不能改变。

当进气凸轮轴8旋转时，第二叶片转子75与进气凸轮轴8作为一个单元来进行旋转。在最提前位置的发动机起动状态下，借助第二锁紧销76使第二叶片转子75的旋转直接传递到第二壳体70中。另一方面，当第二叶片转子75离开最提前的位置时，该旋转通过第二提前室7a中的机油从第二叶片转子75传递到第二壳体70中。

借助第二和第一链轮73a和53a之间的链条6使第二壳体70的旋转同步地传递到第一壳体50中。在最延迟位置的发动机起动状态下，借助第一锁紧销56使第一壳体50的旋转直接传递到第一叶片转子55上，并且进一步传递到与第一叶片转子55固定在一起的排气凸轮轴4中。另一方面，当第一叶片转子55离开最延迟的位置时，该旋转通过第一提前室5a中的机油从第一壳体50传递到第一叶片转子55中。

(只是第一气门正时控制机构进行气门正时控制)当气门正时控制只借助第一VTC机构5来执行时，第三实施例的气门正时控制系统以下面方式进行工作。提前控制：在第一VTC机构5的提前控制的情况下，流体压力被供给到图19所示的第一提前室5a中，第一叶片转子55的相位沿着提前方向被改变，以产生沿提前方向的工作角度。换句话说，进气凸轮轴8与曲轴1同相地旋转，而排气凸轮轴4的相位被提前一个第一VTC机构5的工作角度的量。因此气门正时控制系统产生了转换角度，以使排气凸轮轴4的相位沿着提前方向改变一个量：该量由第一VTC机构5来确定。延迟控制：在第一VTC机构5进行延迟控制的情况下，流体压力被供给到第一延迟室5b中，并且第一叶片转子55的相位沿着延迟方向被改变，从而产生了沿延迟方向的工作角度。换句话说，进气凸轮轴8与曲轴1进行同相旋转，而排气凸轮轴4的相位被延迟一个第一VTC机构5的工作角度的量。因此，排气凸轮轴4接受转换角度，以沿着延迟方向使相位改变一个量：该量由第一VTC机构5来确定。

(只借助第二气门正时控制机构来进行气门正时控制)当气门正时控制只借助第二VTC机构7来执行时，气门正时控制系统以下面方式来进行工作。提前控制：在第二VTC机构7进行提前控制的情况下，流体压力被供给到第二提前室7a中，并且第二壳体70的相位沿着提前方向移动，以产生沿提前方向的工作角度。换句话说，进气凸轮轴8与曲轴1同相地旋转，排气凸轮轴4的相位与第二壳体70和第一壳体50一起提前一个第二VTC机构7的工作角度的量。因此，排气凸轮轴4得到转换角度以使相位沿着提前方向改变一个量：该量由第二VTC机构7来确定。延迟控制：在第二VTC机构7进行延迟控制的情况下，流体压力被供给到第二延迟室7b中，第二壳体70的相位沿着延迟方向进行改变，从而产生了沿延迟方向的工作角度。换句话说，进气凸轮轴8与曲轴1同相地旋转，而排气凸轮轴4的相位与第二壳体70和第一壳体50一起被延迟一个第二VTC机构7的工作角度的量。因此，排气凸轮轴4接受转换角度以使相位沿着延迟方向改变一个量：该量由第二VTC机构7来确定。

因此，在第三实施例的气门正时控制系统中，第一和第二VTC机构5和7被布置来改变排气凸轮轴4相对于曲轴1的相位。排气凸轮轴4相对于曲轴的相位被改变了一个转换角度，该转换角度等于第一VTC机构5的工作角度和第二VTC机构7的工作角度的总和。

图20示出了处于完全延迟状态下的第一和第二VTC机构5和7，在这种完全延迟状态下，从发动机起动状态到达最延迟的位置。借助只把第二VTC机构7控制到最延迟的位置上来得到完全延迟的位置。图23示出了在完全延迟位置上的、进气门和排气门的气门升程与曲柄角之间的关系。当排气凸轮轴4被控制到完全延迟的位置上时，与排气门打开得更晚。与发动机起动初始状态相比，在进气门打开之后，排气门关闭得更晚，因此气门重叠度增大了。

图21示出了处于完全提前状态下的、第三实施例的第一和第二VTC机构5和7。在该提前状态下，从发动机起动状态到达最提前的位置。借助只把第一VTC机构5控制到最提前的位置上来得到完全提前的位置。图24示出了在完全提前的状态下的、进气门和排气门的气门升程与曲柄角之间的关系。当排气凸轮轴4被控制到完全提前的位置上时，排气门打开得更早。与发动机起动状态相比，排气门相对于进气门的打开关闭得更早，因此气门重叠度减小了。

在这种方法中，在发动机起动时，第一VTC机构5设置在最延迟的位置上，并且从最延迟的位置上受到控制以实现提前控制。另一方面，在发动机起动时，第二VTC机构7设置在最提前的位置上，并且从最提前的位置上受到控制以实现延迟控制。就第一和第二正时控制机构5和7而言，气门正时控制系统可以从发动机起动的初始状态开始执行提前控制和延迟控制。

(发动机驱动情况和气门正时控制机构之间的关系)第三实施例中的第一和第二VTC机构5和7以下面方式根据发动机驱动情况来进行工作。

(在发动机完全停止之前，当该系统恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机停止时，气门正时控制系统在正常情况下作为控制结束工作使第一和第二VTC机构恢复到发动机起动初始状态，在该初始状态下，第一和第二锁紧销56和76各自接合在第一和第二锁紧孔53b和73b中。因此，该系统从初始发动机起动状态开始可以控制第一和第二机构5和7，而与是否达到该油压无关，因此借助在发动机重新起动工作时的交变扭矩可以防止在叶片壳体和壳体之间产生拍打。

但是，如果发动机在控制结束工作之前就停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动初始状态，那么曲轴由于惯性力的作用旋转了许多圈之后才停止。在这种情况下，即使进气凸轮轴8受到交变扭矩，但是该影响不会产生问题，因为进气凸轮轴8与曲轴1作为一个单元进行旋转。

另一方面，交变扭矩作用在排气凸轮轴4上。由于交变扭矩相对于转数的积分变成正的，因此正扭矩相对于旋转方向沿着延迟方向被施加到第一叶片转子55上，该第一叶片转子55与排气凸轮轴4作为一个单元进行旋转。在这种情况下，初始位置是最延迟的位置，因此第一叶片转子55沿着延迟方向进行运动并且可靠地返回到最延迟的位置上。

当在第二VTC机构7中第二壳体70相对于第二叶片转子75设置在延迟侧上时，在最延迟位置的发动机起动状态下，在第一VTC机构5中，作用在第一叶片转子55(排气凸轮轴4)上的正扭矩通过第一锁紧销56传递到第一壳体50中。因此，第一壳体50努力使第二壳体70转动到延迟侧。在这种情况下，弹性件7c相对于第二叶片转子75沿着提前方向推动第二壳体70，并且使第二机构7可靠地返回到发动机起动初始位置上。

在曲轴1借助惯性旋转许多圈之后才停止时，借助链条1与曲轴1相连的第二叶片转子75的旋转速度相对较快地得到减小，因为曲轴1受到活塞的阻力等。这些旋转件被分组成第一旋转件组。然后，第二壳体70和第一壳体50借链条6来连接。这些旋转件被分组成第二旋转件组。尽管在锁紧销没有被接合时具有较小的滑动阻力，但是第二组的这些旋转件在工作角度范围内可以相对自由地旋转。因此，第二组的每个旋转件借助它自己的惯性来进行旋转。排气凸轮轴4在锁紧销没有被接合的未锁紧状态下可以旋转。但是，排气凸轮轴4没有进行那么多的旋转，因为交变扭矩被施加到排气凸轮轴4上。这个旋转件被分组成第三旋转件组。

当发动机停止并且曲轴1借助惯性作用旋转通过许多圈的角度距离时，第一和第三旋转件组的旋转速度变成小于第二组的速度。因此，在旋转许多圈期间，第二组赶上了第一和第三组，并且在没有弹性件7c帮助的情况下到达发动机起动初始状态。在这种方法中，第三实施例的系统可以可靠地恢复到初始状态。

(在发动机完全停止之前，当该系统不能恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机在控制结束工作之前停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动状态时，该系统在下一个发动机起动工作时不处于发动机起动状态。在这种情况下，在发动机重新起动工作中，第二叶片转子75借助曲轴1来旋转。在这种情况下，第二叶片转子75的旋转通过弹性件7c传递到第二壳体70中。然后，第二壳体70的旋转被传递到第一壳体50中。第一壳体50沿着使第一叶片转子55运动到延迟侧的方向进行运动，因此返回到初始位置上。因此，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中，因此可以防止在第一叶片转子55和第一壳体50之间产生振动。

在第二VTC机构7中，弹性件7c沿着提前方向推动第二壳体70。因此，第二壳体70相对于第二叶片转子75沿着提前方向进行运动，并且返回到初始位置上。在初始位置上，第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b中，因此可以防止在第二叶片转子75和第二壳体70之间产生拍打。

当第二VTC机构7没有恢复到它的初始位置上并且只有第一VTC机构5恢复到它的初始位置上时，排气凸轮轴的交变扭矩被施加到第二壳体70上，从而沿着延迟方向推动第二壳体70远离初始位置。因此，弹性件7c的负荷优选地设置成这样的值，以致使交变扭矩偏移到负侧。

以与第一实施例相同的方式来控制第三实施例的气门正时控制系统。

第四实施例示出在图25-31中。基本结构与第三实施例的相同。不同点如下：图25是轴向剖视图，它示出了处于发动机起动状态下的第一和第二VTC机构5和7。图26是处于发动机起动状态下的横剖视图。图29是曲线图，它示出了处于发动机起动初始状态下的、气门升程和曲柄角之间的关系。在第三实施例中，第一VTC机构5的初始位置是最延迟的位置。在第四实施例中，相反地，第一VTC机构5的初始位置是最提前的位置。因此，提前流体通道41和延迟流体通道42布置成如图25所示，它不同于图18的布置。

(第一气门正时控制机构的结构)在发动机起动初始状态下，借助第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b中，使第四实施例的第一叶片转子55锁紧在最提前的位置上，因此第一叶片转子55和第一壳体50作为一个单元进行旋转。但是，当工作油从机油泵9供给到第一提前室5a中时，借助把油压施加在弹簧上，使第一锁紧销56与第一锁紧孔53b相脱开，并且第一叶片转子55相对于第一壳体50进行旋转以产生沿提前方向的工作角度。当工作油供给到第一延迟室5b中时，第一叶片转子55相对于第一壳体50沿着延迟方向进行旋转，以产生沿延迟方向的工作角度。

在第三实施例中，弹性件7c只设置在第二提前室7a中。但是，在第四实施例中，一些弹性件5c也各自设置在第一提前室5a中，如图26所示。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)当第一和第二气门正时控制机构5和7各自借助第一和第二锁紧销56和57来锁紧时，相对于曲轴1的旋转以与第三实施例相同的方式来确定第四实施例中的排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的相位。而且，以与第三实施例相同的方式来实现提前控制和延迟控制。因此，这些重复解释被省去了。

在第四实施例中，第一和第二VTC机构5和7布置来改变排气凸轮轴4相对于曲轴旋转的相位，这个与第三实施例中的相同。但是，与第三实施例不同的是，第四实施例的系统不能从发动机起动状态下的初始位置执行提前控制。

图27示出了只借助第一VTC机构5控制到部分延迟的位置上的第一和第二VTC机构5和7，图30是曲线图，它示出了在只借助第一VTC机构5来进行延迟控制的情况下气门升程和曲柄角之间的关系。当排气凸轮轴4被控制到部分延迟的位置上时，排气门打开得更晚。与发动机起动初始状态相比，在进气门打开之后，排气门关闭得更晚，因此气门重叠度增大了。

图28示出了从初始位置控制到完全延迟的位置上的第一和第二VTC机构5和7。借助把第一和第二机构5和7控制到相应的最延迟的位置上来实现完全延迟的状态。图31是曲线图，它示出了处于完全延迟的状态下的、气门升程和曲柄角之间的关系。当排气凸轮轴4被控制到最延迟的位置上时，气门重叠度进一步得到增大。

在第四实施例的气门正时控制系统中，第一VTC机构5初始时设置在最提前的位置上，并且从初始位置受到控制以实现延迟控制。第二VTC机构7初始时设置在最提前的位置上，并且从发动机起动状态被控制来实现延迟控制。因此，第四实施例的气门正时控制系统可以实现延迟控制，从而在发动机起动时从初始状态得到较大的转换角度。

(发动机驱动情况和VTC机构之间的关系)第一和第二VTC机构5和7根据发动机驱动情况以下面方式进行工作。

(在发动机完全停止之前，当该系统恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机停止时，气门正时控制系统在正常情况下作为控制结束工作使第一和第二VTC机构恢复到发动机起动状态，在该状态下，第一和第二锁紧销56和76各自接合在第一和第二锁紧孔53b和73b中。因此，在发动机重新起动工作时，该系统可以从初始发动机起动状态来控制第一和第二机构5和7，而与是否达到该油压无关。

但是，如果发动机在控制结束工作完成之前就停止以使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动状态，那么曲轴由于惯性力的作用而在旋转了许多圈之后停止。在这种情况下，即使进气凸轮轴8受到交变扭矩，但是该影响不会产生问题，因为进气凸轮轴8与曲轴1作为一个单元进行旋转。

另一方面，交变扭矩作用在排气凸轮轴4上。由于交变扭矩相对于转数的积分变成正的，因此正扭矩相对于旋转方向沿着延迟方向被施加在第一叶片转子55上，其中第一叶片转子55与排气凸轮轴4作为一个单元进行旋转。在这种情况下，第一机构5借助设置在第一叶片转子55和第一壳体50之间的弹性件5c的力来移动到初始状态，并且第一机构5可靠地返回到初始发动机起动状态时的最延迟位置上。

当在第二VTC机构7中第二壳体70相对于第二叶片转子75设置在延迟侧上时，在发动机起动初始状态的最延迟的位置上，作用在第一叶片转子55(排气凸轮轴4)上的正扭矩通过第一锁紧销56被传递到位于第一VTC机构5内的第一壳体50上。因此，第二壳体70受到扭矩作用从而从第一壳体50努力沿着延迟方向进行旋转。在这种情况下，借助设置在第二壳体70和第二叶片转子75之间的弹性件7c的力，使第二机构7返回到初始位置上。因此，在发动机重新起动工作时，借助锁紧销56和76把第一和第二机构5和7保持在初始发动机起动状态下，该系统可以防止在叶片转子和壳体之间产生拍打。

(在发动机完全停止之前，当该系统不能恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机在控制结束工作之前停止来使第一和第二机构5和7恢复到发动机起动初始状态时，该系统在下一个发动机起动工作时不处于发动机起动状态。在这种情况下，在发动机重新起动工作时，第二叶片转子75借助曲轴1来旋转。即使第二叶片转子75和第二壳体70脱开，但是第二叶片转子75借助弹性件7c的力运动到发动机起动状态下的位置上。因此，第二锁紧销76接合在第二锁紧孔73b内，因此可以防止在第二叶片转子75和第二壳体70之间产生拍打。

第二壳体70的旋转被传递到第一壳体50中，并且第一壳体50借助弹性件5c的力把第一叶片转子55推向初始位置。因此，第一锁紧销56可靠地接合在第一锁紧孔53b内，并且防止在第一叶片转子55和第一壳体50之间产生拍打。

在第四实施例的气门正时控制系统中，第一和第二VTC机构5和7初始时设置在最提前的位置上。因此，借助把第一机构5的第一VTC工作角度和第二机构7的第二VTC工作角度加在一起，使得该系统可以实现具有更大转换角度的更宽相位变化范围。此外，该系统布置成通过包括弹性件5c和7c在内的简单结构来返回到初始状态。控制器10可以以与第一实施例相同的方式来控制第一和第二VTC机构5和7。

图32和33示出了本发明第五实施例的气门正时控制装置或者系统。基本结构与前面这些实施例的相同。图32是轴向剖视图，它示出了处于发动机起动初始状态下的第一和第二VTC机构5和7。图33是处于发动机起动初始状态下的横剖视图。在前面实施例中，曲轴1的旋转被输入到第一叶片转子55或者第二叶片转子75中。相反，在第五实施例中，曲轴旋转被输入到第一壳体50中。在第五实施例中，第一壳体50用作第一VTC机构的第一输入件，并且第一叶片转子55用作第一VTC机构的第一输出件。

(第一气门正时控制机构的结构)第一VTC机构5包括形成在第一壳体50内的四个工作室和形成在第一叶片转子55中的四个叶片551、552。这些叶片551、552中的相应一个把每个工作室分成第一提前室5a和第一延迟室5b。每个提前室5a与提前流体通道41相连通，并且每个延迟室5b与延迟流体通道42相连通。在控制器10的控制下，第一液压控制装置14被驱动来控制通过提前通道和延迟通道41和42把工作油有选择地供给到提前室和延迟室5a和5b中及使工作油从这些室中排出。

排气凸轮轴4与排气凸轮轴4端部附近的向外法兰43形成一体，如图32所示。第一壳体50的第一后部件或者板53与外部圆周上的驱动链轮53a形成一起。形成有驱动链轮53a的第一后部件53被固定到排气凸轮轴4的向外法兰43上。因此，第一壳体50固定到排气凸轮轴4上。

第五实施例中的第一壳体50包括：第一前部件(或者板)51；第一壳体件52；及上述第一后部件(或者板)53，借助若干(4个)轴向延伸的固定螺栓54使这些零件一起接合成一体的第一壳体50。第一壳体件52沿着轴向夹在第一前部和后部件51和53之间。第一前部件51呈相对较薄的圆形盘的形状。第一壳体件52包围着第一叶片转子55。第一后部板53呈板形，第一后部板53厚于第一前部板51。第一后部板53与上述驱动链轮53a形成一体。第一前部板51夹紧在螺栓54的头部和第一壳体件52之间。借助螺栓54使第一壳体50固定到排气凸轮轴4的向外法兰43上。第一叶片转子55以与前面实施例相同的方式来构造。

在排气凸轮轴4中，形成有提前流体通道41和延迟流体通道42，这些通道从排气凸轮轴4的端部延伸到排气凸轮轴4中。球体41a和42a各自设置在提前和延迟流体通道41和42的轴向端部上，从而封闭相应的通道端部。这些球体41a和42a布置成，即使在排气凸轮轴4和第一叶片转子55相对于相互进行旋转时，也能使提前和延迟流体通道相互不透液体地分离开。而且，第五实施例的排气凸轮轴4具有轴承孔4b，该孔形成在排气凸轮轴4端部的中心处。

第一传动链轮3a借助凸轮螺栓40a固定到第一叶片转子55上。凸轮螺栓40a的前端安装在排气凸轮轴4的轴承孔4b内，并且借助排气凸轮轴4来可旋转地支撑。

第五实施例的第一VTC机构5包括一些弹性件5c，这些弹性件5c各自设置在第一提前室5a内，并且布置来沿着提前方向推动第一叶片转子55。第五实施例的第一VTC机构5初始时设置在发动机起动状态下的、最提前的位置上。

(第二气门正时控制机构的结构)第二VTC机构7具有：第二壳体70，它与进气凸轮轴8作为一个单元进行旋转；及第二叶片转子75，它在第二壳体70内相对于进气凸轮轴8可以旋转。

进气凸轮轴8与进气凸轮轴8端部附近的向外法兰83形成一体，如图32所示。第二壳体70的第二后部件或者板73被固定到进气凸轮轴8的向外法兰83上。因此，第二壳体70被固定到进气凸轮轴8上。

第五实施例中的第二壳体70具有第二前部件(或者板)71、第二壳体件72和上述的第二后部件(或者板)73，借助若干(4个)轴向延伸的固定螺栓74使这些零件共同接合成整体的第二壳体70。第二壳体件72沿着轴向夹在第二前部和后部件71和73之间。第二前部件71呈相对较薄的圆形盘形状。第二壳体件72包围着第二叶片转子75。第二后部板73呈板形，第二后部板73厚于第二前部板71。第二壳体70借助螺栓74固定到进气凸轮轴8的向外法兰83上。第二叶片转子75以与前面实施例相同的方式来构造。

在进气凸轮轴8上形成有提前流体通道81和延迟流体通道82，这些通道从该轴端部延伸到进气凸轮轴8中。球体81a和82a各自设置在提前和延迟流体通道81和82的轴向端部上，从而封闭相应的通道端部。这些球体81a和82a布置成，即使在进气凸轮轴8和第二叶片转子75相对于相互进行旋转时，使提前和延迟流体通道相互不透液体地分隔开。而且，第五实施例的进气凸轮轴8具有轴承孔8b，该孔形成在进气凸轮轴8端部的中心处。

第二传动链轮3b借助第二凸轮螺栓80a而固定到第二叶片转子75上。第二凸轮螺栓80a的前端安装在进气凸轮轴8的轴承孔8b内，并且借助进气凸轮轴8来可旋转地支撑。第一和第二传动链轮3a和3b借助链条6来连接，因此与第二链轮3b固定起来的第二叶片转子75与第一叶片转子55同相地旋转，其中第一叶片转子55与第一链轮3a固定起来。第二VTC机构7初始时设置在发动机起动状态下的、最延迟的位置上。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)第五实施例的气门正时控制系统以下面方式来确定排气凸轮轴4和进气凸轮轴8相对于曲轴1旋转的相位。当曲轴1旋转时，第一壳体50和排气凸轮轴4通过链轮2作为一个单元进行旋转。因此，在这个例子中，排气凸轮轴4的相位相对于曲轴1不能改变。

在最延迟位置的发动机起动状态下，借助第一锁紧销56使第一壳体50的旋转直接传递到第一叶片转子55中。另一方面，当第一机构5离开最提前的位置时，该旋转从第一壳体50通过第一提前室5a内的机油传递到第一叶片转子55中。

第一叶片转子55的旋转借助位于第一和第二链轮3a和3b之间的链条6而被同步传递到第二叶片转子75。在发动机起动状态下，第二叶片转子75的旋转借助第二锁紧销76而被直接传递到第二壳体70中，并且进一步传递到与第二壳体70相固定的进气凸轮轴8上。另一方面，当第二机构7离开初始位置时，该旋转从第二叶片转子75通过第二提前室7b内的机油传递到第二壳体70中。该旋转被传递到进气凸轮轴8中，因为第二壳体70固定到进气凸轮轴8上。

在这种方法中，第五实施例的气门正时控制系统通过第一和第二机构5和7可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的相位。

在第五实施例的气门正时控制系统中，第一VTC机构5初始时设置在最提前的位置上，并且第二VTC机构7初始时设置在最延迟的位置上。通过第一和第二正时控制机构5和7，第五实施例的气门正时控制系统从发动机起动的初始状态可以执行提前控制和延迟控制。另一方面，可以采用其它实施例中所示出的其它位置作为第一和第二机构5和7的初始位置。控制器10可以以与第一实施例相同的方式来控制第一和第二VTC机构5和7。

第六实施例示出在图34-37中。如图34示意性所示一样，第六实施例的发动机气门正时控制装置或者系统除了第一和第二VTC机构5和7之外还具有第三气门正时控制(VTC)机构20。如图34所示，第一和第二VTC机构5和7设置在发动机的一侧上(该侧称为第一侧)，而第三VTC机构20设置在相对侧上(发动机的第二侧)。第三机构20沿着曲轴1的轴向越过发动机地面对第一和第二机构5和7。两侧上的这种布置有利于进行弹性布置和凸轮轴周围的紧凑性。

曲轴1的旋转借助链条2被传递到驱动链轮203a上，该驱动链轮用作驱动传动件。在这个例子中，驱动链轮203a设计成以一半的曲轴速度进行旋转。

第一VTC机构5设置在排气凸轮轴4的一端(在下文中称为第一端)上，第三VTC机构20设置在排气凸轮轴4的另一端(称为第二端)上。上述驱动链轮203a设置在第三机构20内。从曲轴1传递到驱动链轮203a中的旋转通过第三VTC机构3进一步传递到排气凸轮轴4中。然后，旋转借助位于用作旋转传动件的第一和第二链轮53a和73a之间的链条6而被同相地传递到第二VTC机构7的第二链轮73a中。

第二VTC机构7在第一机构5的侧部上设置在进气凸轮轴8的一端(第一端)上。传递到第二链轮73a中的旋转通过第二VTC机构7进一步被传递到进气凸轮轴8中，该凸轮轴8设置有进气凸轮8a来操纵发动机的进气门。由发动机驱动的机油泵9用作所有第一、第二和第三VTC机构5、7和20的流体压力源。

曲轴1的旋转位置借助设置在曲轴1附近的曲柄角传感器11来探测。在排气凸轮轴4的一端附近还设置有排气凸轮角度传感器13，以探测排气凸轮轴4的旋转位置，进气凸轮角度传感器12设置在进气凸轮轴8的一端附近，以探测进气凸轮轴8的旋转位置。这些传感器11、12和13与控制器10相连，该控制器10借助使用由这些传感器所收集的信息来执行反馈控制，这些与前面实施例的相同。

图35和36示出了在发动机起动工作时处于初始状态下的第一、第二和第三VTC机构5、7和20。第一和第二VTC机构5和7基本上与第一实施例的图2和3所示的这些结构相同，因此省去了重复解释。

(第三气门正时控制机构的结构)第三VTC机构20具有若干形成在第三壳体200内的工作室和若干形成在第三叶片转子205中的叶片2051、2052。在这个例子中，第三壳体200具有四个工作室，第三叶片转子205具有四个叶片2051、2052，每个叶片安装在这四个工作室中的唯一一个中。每个工作室借助这些叶片2051、2052中的相应一个而被分成第三提前室20b和第三延迟室20a。每个提前室20b与提前流体通道401相连通，每个延迟室20a与延迟流体通道402相连通。在控制器10的控制下，第三液压控制装置16控制通过提前和延迟通道401和402把工作油有选择地供给到提前室和延迟室20b和20a中和从这些室中排出。

第三壳体200具有第三前部件(或者板)201、第三壳体件202和第三后部件(或者板)203，这些零件借助若干(4个)轴向延伸的固定装置204而共同接合成整体的第三壳体300，其中这些固定装置204在这个例子中是螺栓204。第三壳体件202沿着轴向夹在第三前部和后部件201和203之间。第三前部件201面向远离排气凸轮轴4的方向。第三前部件201呈相对较薄的圆形盘形状。第三壳体件202包围第三叶片转子205并且具有若干(4个)向内突出部(滑履)2020，这些突出部径向向内地伸出，因此限定出若干(4个)工作室。第三后部板203呈板形，第三后部板203厚于第三前部板201，如图35所示。第三后部板203形成有中心孔，该中心孔安装排气凸轮轴4。一些螺栓204从前部板的侧部插入，第三前部板201夹紧在螺栓204的头部和第三壳体件202之间。前述驱动链轮或者第三链轮203a成一体地形成在第三后部件203的外圆周上。

第三叶片转子205形成有若干(4个)叶片2051、2051、2051和2052，这些叶片绕着中心轴线以大约相等的角度间隔沿着径向向外地伸出。其中的一个叶片是较宽的叶片2052，该叶片2052沿着圆周方向宽于其它的(三个)叶片2051，如图36所示。较宽的叶片2052形成有轴向延伸的孔，该孔在其内安装着用作第三保持装置的第三锁紧销206。第三锁紧销206在较宽叶片2052的轴向孔内可以轴向地滑动，并且在正常情况下，借助弹性件如弹簧来推向第三后部板203。第三后部板203形成有第三锁紧孔203b，以安装第三锁紧销206。在图35的情况下，第三锁紧销206接合在第三锁紧孔203b中。当油压通过提前通道201或者延迟通道202来施加时，第三锁紧销206克服弹簧的弹性力而被释放。

在发动机起动工作时，第三锁紧销206接合在第三锁紧孔203b中，因此第三壳体200和第三叶片转子205作为一个单元进行旋转。当第三锁紧销206与第三锁紧孔203b脱开时，第三壳体200和第三叶片转子205可以相对于相互进行旋转。因此，当不能达到足够大的油压时，第三锁紧销206使第三壳体200和叶片转子205接合成一个单元，因此防止由于交变扭矩而产生不良的拍打，其中该交变扭矩由气门弹簧和凸轮的作用来产生。

由树脂形成的外部密封件205a设置在位于叶片转子205的每个叶片2051、2052的外端处的槽中，并且借助板簧沿着径向向外地被推向第三壳体件202的内圆柱形表面，以密封位于第三叶片转子205和第三壳体200之间的滑动接触区域。另一方面，由树脂形成的内部密封件202a设置在形成于第三壳体200的每个向内突出部(或者滑履)2020的内端中的槽中，并且借助板簧沿着径向向内地被推向第三叶片转子205的外圆柱形表面，以密封位于第三叶片转子205和第三壳体200之间的滑动接触区域。因此，每个叶片2051、2052在两侧部上不透液体地限定出第三提前和延迟室20b和20a。

在发动机起动工作时，在发动机起动初始状态下，借助第三锁紧销206接合在第三锁紧孔203b内，使第三叶片转子205锁紧在最提前的位置上，因此第三叶片转子205和第三壳体200作为一个单元进行旋转。但是，当工作油从机油泵9供给到第三提前室20b或者第三延迟室20a中时，油压被施加到支靠在弹簧上的第三锁紧销206上，第三锁紧销206与第三锁紧孔203b相脱开。

当工作油供给到第三提前室20b时，然后第三壳体200相对于第三叶片转子55沿着提前方向进行旋转，因此提供了工作角度。当工作油供给到第三延迟室20a中时，然后第三壳体200相对于第三叶片转子205沿着延迟方向进行旋转，从而提供了工作角度。

呈盘簧形的弹性件20c设置在每个第三提前室20b中，如图36所示。每个弹性件20c设置在第三壳体件202(向内突出部2020中的一个)和第三叶片转子205之间。借助弹性件20c，相对于第三壳体200沿着提前方向推动第三叶片转子205。弹性件20c的弹力如此设置，以致在由气门弹簧和凸轮所产生的交替扭矩中，沿提前方向的提前扭矩大于延迟扭矩。因此，当停止从机油泵9供油并且该油压在第三提前和延迟室20b和20a内变得更低时，第三叶片转子205借助交变扭矩而返回到最提前的位置上，该最提前的位置是发动机起动工作时的状态。每个弹性件7c可以是扭簧、板簧或者螺旋弹簧，而可以不是盘簧。

(曲轴和凸轮轴之间的关系)第六实施例的气门正时控制系统以下面方式来确定排气凸轮轴4和进气凸轮轴8相对于曲轴1旋转的相位。当曲轴1旋转时，第三壳体200通过链条2来进行旋转。在最提前位置的发动机起动状态下，借助第三锁紧销206(或者借助第三壳体200和第三叶片转子205之间的邻接)使第三壳体200的旋转直接传递到第三叶片转子205上。另一方面，当第三机构20离开最提前的位置时，该旋转通过第三延迟室20a中的机油从第三壳体200传递到第三叶片转子205中。

第三叶片转子205借助第三凸轮螺栓400而被固定到排气凸轮轴4上，因此它们作为一个单元进行旋转。因此，借助排气凸轮轴4使第三叶片转子205的旋转传递到第一VTC机构5的第一叶片转子55上。在第一VTC机构5中，当在最延迟位置的发动机起动初始状态下时，第一叶片转子55的旋转借助第一锁紧销56(或者借助第一叶片转子55和第一壳体50之间的邻接)而被直接传递到第一壳体50上。当第一机构5离开最延迟的位置时，第一叶片转子55的旋转通过第一提前室5a内的机油而被传递到第一壳体50中。

第一壳体50的旋转借助位于第一和第二链轮53a和73a之间的链条6而被同步地传递到第二壳体70上。在第二VTC机构7处于最提前位置上的发动机起动状态下，第二壳体70的旋转借助第二锁紧销76直接传递到第二叶片转子75上，并进一步传递到与第二叶片转子75相固定的进气凸轮轴8上。另一方面，当第二机构7离开最提前的位置时，该旋转通过第二提前室7a中的机油从第二壳体70传递到第二叶片转子75中。

(只借助第三气门正时控制机构来进行气门正时控制)当只借助第三VTC机构20来执行气门正时控制时，气门正时控制系统以下面方式进行工作。提前控制：在第三VTC机构20进行提前控制的情况下，流体压力被供给到第三提前室20b中，第三叶片转子205的相位沿着提前方向进行移动以产生沿提前角度的工作角度，从而改变排气凸轮轴4相对于曲轴1的相位。在这种情况下，当第一和第二VTC机构5和7处于相应的初始状态时，第一壳体50的相位同时被移动，并且相位改变量借助链条6传递到第二壳体70中，因此第二叶片转子75的相位同时被改变了。因此，当只有第三VTC机构20被驱动来执行提前控制且第一和第二VTC机构5和7被保持在初始状态时，排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的相位相对于曲轴1沿着提前方向被同时移动。延迟控制：在第三VTC机构20进行延迟控制的情况下，流体压力被供给到第三延迟室20a中，并且第三叶片转子205的相位沿着延迟方向进行改变，以产生沿着延迟方向的VTC工作角度。VTC工作角度改变了排气凸轮轴4的相位。在这种情况下，当第一和第二VTC机构5和7处于相应的初始状态下时，第一壳体50的相位同时被改变，并且相位改变量借助链条6被传递到第二壳体70中，因此第二叶片转子75的相位同时被改变。因此，当只有第三VTC机构20被驱动来执行延迟控制且第一和第二VTC机构5和7被保持在初始状态时，排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的相位相对于曲轴1沿着延迟方向同时被改变。

在这种方法中，第三VTC机构20被布置来相对于曲轴1同时改变排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的相位。另一方面，第一和第二VTC机构5和7被布置来改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的相位，这个与第一实施例的相同。在第一和第二VTC机构5和7的结合中，进气凸轮轴8相对于曲轴的相位被改变一个转换角度，该转换角度等于第一VTC机构5的工作角度和第二VTC机构7的工作角度的总和。

例如借助在延迟控制模式中控制第三VTC机构20，并且在提前控制模式中同相地控制第一和第二VTC机构5和7，第六实施例的气门正时控制系统可以执行只是排气凸轮轴的延迟控制。因此，第六实施例的系统可以个别地控制排气和进气凸轮轴4和8的相位。

(发动机驱动情况和气门正时控制机构之间的关系)第一、第二和第三VTC机构5、7和20以下面方式根据发动机驱动情况来进行工作。

(在发动机完全停止之前，当系统恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机停止时，气门正时控制系统在正常情况下作为控制结束工作使第一、第二和第三VTC机构5、7和20恢复到发动机起动状态，在这种状态下，第一、第二和第三锁紧销56、76和206各自接合在第一、第二和第三锁紧孔53b、73b和203b中。因此，该系统从初始发动机起动状态开始可以控制第一、第二和第三机构5、7和20，而与是否达到该油压无关，因此在发动机重新起动工作时借助交变扭矩可以防止在叶片壳体和壳体之间产生拍打。

但是，如果发动机在控制结束工作之前停止以使第一、第二和第三机构5、7和20恢复到发动机起动状态，那么曲轴由于惯性力的作用而在旋转了许多圈之后才停止，交变扭矩被施加到排气凸轮轴4上。在这种情况下，交替扭矩相对于转数的积分由于弹性件20c的弹力而变成负的。因此，与排气凸轮轴4作为一个单元进行旋转的第三叶片转子205和第一叶片转子55相对于旋转方向沿着提前方向受到扭矩。相应地，第三叶片转子205被推向最提前的位置，并可靠地返回到初始位置上。

另一方面，交变扭矩作用在进气凸轮轴8上。由于交变扭矩相对于转数的积分变成正的，因此正扭矩沿着延迟方向施加到第二叶片转子75上，其中第二叶片转子75与进气凸轮轴8作为一个单元进行旋转。在这种情况下，弹性件7c沿着提前方向推动第二叶片转子75，及在初始发动机起动状态下使第二叶片转子75返回到最提前的位置上。

当在第一VTC机构5中第一壳体50相对于第一叶片转子55设置在提前侧上时，在最提前位置的发动机起动状态下，在第二VTC机构7中，作用在第二叶片转子75(进气凸轮轴8)上的正扭矩通过第二锁紧销76传递到第二壳体70中。因此，第一壳体50借助第二壳体70而返回到延迟侧，第一VTC机构5恢复到最延迟的位置上。即使第二机构7不处于发动机起动状态下，但是正扭矩借助弹性件7c通过第二壳体70传递到第一壳体50中，因此使得第一机构返回到发动机起动状态的最延迟位置上。

如果第三气门正时机构20没有返回到初始位置上，而第二气门正时机构7返回到初始位置并且第一气门正时机构5返回到初始状态，那么第三叶片转子205受到进气凸轮轴8的交变扭矩和排气凸轮轴4的交变扭矩。因此，第三VTC机构20容易返回到发动机起动初始状态。

(在发动机完全停止之前，当该系统没有恢复到发动机起动的初始状态时)当发动机在控制结束工作之前停止以使第一、第二和第三机构5、7和20恢复到发动机起动初始状态时，该系统在下一个发动机起动工作时不处于发动机起动状态。在这种情况下，在发动机重新起动工作时，曲轴1使第三壳体200进行旋转。即使第三壳体200和第三叶片转子205脱开，弹性件20c沿着提前方向推动第三壳体200，并且使第三壳体200返回到初始位置。因此，第三锁紧销206接合在第三锁紧孔203b内，因此可以防止在第三壳体200和第三叶片转子205之间产生拍打(flapping)。

当第三叶片转子205使第一叶片转子55进行旋转时，即使第一叶片转子55和第一壳体50脱开，但是第一叶片转子55也能运动到初始位置上。因此，第一锁紧销56接合在第一锁紧孔53b内，从而可以防止在第一叶片转子55和第一壳体50之间产生拍打。

第一壳体50的旋转被传递到第二壳体70中，然后第二壳体70的旋转通过弹性件7c传递到第二叶片转子75中。尽管第二叶片转子75如前面所述那样受到交变扭矩，但是弹性件7c沿着提前方向推动第二叶片转子75。因此，第二锁紧销76可靠地接合在第二锁紧孔73b内，从而可以防止在第二叶片转子75和第二壳体70之间产生拍打。

在所示出的第三实施例的例子中，第三VTC机构20初始时设置在发动机起动状态的最提前位置上，第一和第二VTC机构5和7初始时设置成与第一实施例中的一样。但是，本发明的第六实施例不局限于这种布置。例如，可以采用第二实施例的初始设置。

第三VTC机构20初始时可以设置在最延迟的位置上。在这种情况下，借助省去设置在第三提前室20b内以沿着提前方向推动第三叶片转子205的弹性件20c可以得到相同的效果。

图37示出了第六实施例的变形。在图37所示的系统中，第三VTC机构20与进气凸轮轴8的一端相连。图37所示的系统基本上以与图34、35和36所示相同的方式来构造和工作。

图38和39示出了本发明第七实施例的气门正时控制装置。在前面这些实施例中，第一和第二VTC机构各自设置在排气和进气凸轮轴的端部上。因此，前面这些实施例采用了具有曲轴1、排气凸轮轴4和进气凸轮轴8的三轴布置。相反，第七实施例采用了包括位于曲轴1和凸轮轴4和8之间的中间或者驱动传动轴(P)在内的四轴布置。

图38和39是侧视图和平面视图，它们示意性地示出了第七实施例的四轴布置。在图38中，VTC表示VTC机构或者装置，它可以改变输出旋转相对于输入旋转的相位。作为VTC，它可以采用各种各样的气门正时控制装置。

如图38所示，中间轴(或者驱动传动轴)P设置在曲轴1和排气及进气凸轮轴4和8之间。中间轴P包括输入侧轴P1和输出侧轴P2，这些轴端对端地对准，如图39所示。第一VTC机构V1设置在输入侧轴P1(它可以用作V1的输入件)和输出侧轴P2(它可以用作V1的输出件)之间。第二VTC机构V2设置在进气凸轮轴8的一端上。

输入侧轴P1设置有输入链轮(轮件)R1(它也可以用作V1的输入件)和输出链轮(轮件)R2，最好如图39所示。输出侧轴P2设置有输出链轮(轮件)R3(它也可以用作V1的输出件)。排气凸轮轴4设置有输入链轮(轮件)Q1，进气凸轮轴8设置有输入链轮(轮件)S1。

链条(柔性连接件)T1被布置来把旋转从曲轴1传递到输入中间轴P的输入侧轴P1的链轮R1中。借助输入侧轴P1使输入链轮R1与输出链轮R2相连接，因此输出链轮R2与输入链轮R1作为一个单元进行旋转。链条(柔性连接件)T3被布置成把输出链轮R2的旋转传递到排气凸轮轴4的输入链轮Q1中，因此曲轴1的旋转被同相地传递到排气凸轮轴4中。

输入侧轴P1的旋转通过第一VTC机构V1而传递到输出侧轴P2中。输出侧轴P2与输出链轮R3作为一个单元进行旋转，而输出链轮R3借助链条(柔性连接件)T2与输入链轮S1相连。输入链轮S1的旋转通过第二VTC机构V2传递到进气凸轮轴8。

因此，这个气门正时控制系统通过第一和第二VTC机构V1和V2可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转相位，其中第一和第二VTC机构布置成串联。借助设置第一和第二VTC机构在发动机起动状态下的初始位置，可以得到与前面实施例相同的效果。

图40和41示出了本发明第八实施例的气门正时控制装置。在第七实施例中，曲轴1的旋转被输入到第一VTC机构V1中。在第八实施例中，相反地，曲轴旋转首先被输入到排气凸轮轴4中。然后，旋转从排气凸轮轴4传递到第一VTC机构V1和第二VTC机构V2中。而且，第八实施例采用了齿轮驱动来取代链条驱动，其中该齿轮驱动使用了齿轮如剪式齿轮。

如在图40的侧视图中示意性所示，中间轴或者驱动传动轴P设置在排气凸轮轴4和进气凸轮轴8之间。中间轴P包括输入侧轴P1和输出侧轴P2。第一VTC机构V1设置有输入侧轴P1和输出侧轴P2之间。第二VTC机构V2设置在进气凸轮轴8的一端上。

输入链轮Q1和输出齿轮Q2设置在排气凸轮轴4的端部中。输入侧轴P1设置有输入齿轮R1，输出侧轴P2设置有输出齿轮R2，进气凸轮轴8设置有输入齿轮S1。

借助链条T1使旋转从曲轴1传递到排气凸轮轴4的输入链轮Q1中，因此排气凸轮轴4与曲轴1同相地旋转。借助排气凸轮轴4使输入链轮Q1与输出齿轮Q2相连，因此输入链轮Q1和输出链轮Q2作为一个单元进行旋转。输出齿轮Q2与输入侧轴P1的输入齿轮R1相接合。输入齿轮R1和输入侧轴P1作为一个单元进行旋转。

输入侧轴P1的旋转通过第一VTC机构V1传递到输出侧轴P2。输出侧轴P2与输出齿轮R2作为一个单元进行旋转，该输出齿轮R2与输入齿轮S1相接合。从输出齿轮R2传递到输入齿轮S1中的旋转进一步从输入齿轮S1通过第二VTC机构V2传递到输入凸轮轴8中。

因此，图40和41所示的气门正时控制系统通过第一和第二VTC机构V1和V2可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转相位，其中这些VTC机构布置成串联。借助设置第一和第二VTC机构在发动机起动状态下的初始位置，可以得到与前面实施例相同的效果。

图42和43示出了本发明第九实施例的气门正时控制装置。在第七实施例中，借助三个链条T1、T2和T3或者借助三个皮带(当采用皮带驱动而不是链条驱动时)使曲轴1的旋转传递到排气凸轮轴4和进气凸轮轴8上。在第九实施例中，相反地，曲轴旋转借助一个皮带T1而被传递到第一VTC机构V1和排气凸轮轴4中。而且，在所示出的例子中，为皮带T1设置了张紧器U，以确保旋转被传递到第一VTC机构V1中。但是，可以省去张紧器。

如图43所示，第九实施例的布置与图39所示的第七实施例的布置相类似。不是第七实施例的、图39所示的输入链轮R1和输出链轮R2，而是在中间轴P的输入侧轴P1上设置有输入/输出轮件R1′如皮带轮或者链轮。因此，可以减少所需要的零件数目。皮带T1布置来把曲轴1的旋转传递到中间轴P的输入/输出轮件R1′中，并且同时传递到设置于排气凸轮轴4的一端上的输入轮件Q1中。在其它位置上，第九实施例的布置与第七实施例的布置相类似。

因此，图42和43所示的气门正时控制系统通过第一和第二VTC机构V1和V2可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转相位，而这些VTC机构布置成串联。借助设置第一和第二VTC机构在发动机起动状态下的初始位置可以得到与前面实施例相同的效果。

图44是示意性侧视图，它示出了第十实施例的气门正时控制装置或者系统。在图44的布置中，曲轴1的旋转借助柔性连接件T1如皮带传递到排气凸轮轴4中，借助可变张紧器型的第一VTC机构V1的皮带T2，使旋转进一步从排气凸轮轴4传递到设置在进气凸轮轴8的一端上的第二VTC机构V2中。

图45A和45B示出了可变张紧型VTC机构V1的工作情况。在图45A所示的情况下，在皮带T2上部上，如在附图中所看到的一样，第一VTC机构V1使皮带向上张紧。在图45A中，A1表示排气凸轮轴4的基准位置，B1表示进气凸轮轴8的基准位置。在图45B所示的情况下，在皮带T2的下部上，如附图中所看到的一样，第一VTC机构V1使皮带向下紧张。在图45B的情况下，由于皮带长度不能改变，因此基准位置B1被改变到这样的位置：在该位置上，距离基准位置A1的皮带长度没有被改变，如图45B所示。在这种方法中，可变张紧型VTC机构V1可以改变进气凸轮轴8相对于排气凸轮轴4的旋转相位。作为第二VTC机构V2，可以采用前面实施例中的VTC机构。

因此，图44和45(45A和45B)所示的气门正时控制系统通过第一和第二VTC机构V1和V2可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转相位，其中这些机构布置成串联。借助设置第一和第二VTC机构在发动机起动状态下的初始位置，可以得到与前面实施例相同的效果。

图46以透视图示出了第十一实施例的气门正时控制装置或者系统。图46所示的结构基本上与图1所示的第一实施例的相同。图46所示的结构与第一实施例的区别只在于下面这些。如图46所示，驱动链轮3设置在排气凸轮轴4的第一端上，第一VTC机构V1设置在排气凸轮轴4的第二端上。进气凸轮轴8平行于排气凸轮轴4地从排气凸轮轴8的第一端附近的第一端延伸到靠近排气凸轮轴4第二端的第二端。第二VTC机构V2设置在进气凸轮轴8的第二端上，如图46所示。因此，驱动链轮3位于排气和进气凸轮轴4和8的一侧上，第一和第二VTC机构V1和V2位于凸轮轴4和8的相对侧上。驱动链轮3沿着轴向与第一VTC机构V1分开。因此，第一VTC机构V1的结构可以被简化成紧凑的装置。

图46所示的气门正时控制系统通过第一和第二VTC机构V1和V2可以改变进气凸轮轴8相对于曲轴1的旋转相位，而这些机构布置成串联。借助设置第一和第二VTC机构在发动机起动状态下的初始位置，可以得到与前面实施例相同的效果。

本发明不局限于所示出的实施例。在本发明的范围内可以进行各种各样的改进和变形。例如，不用具有链条和正时链轮的链条驱动，而是可以采用具有由弹性材料如橡胶形成的正时皮带和正时皮带轮的皮带驱动。皮带驱动没有接合噪声，因此有利于减少噪声。连接件6可以是由弹性材料如橡胶形成的皮带，而不是链条。此外，不是链条或者皮带驱动，而是可以任选地采用齿轮驱动来传递旋转。齿轮驱动有利于结构紧凑并且减少了重量。在齿轮驱动的情况下，可以采用剪式齿轮，这些剪式齿轮有利于减少后冲并且减少了不良噪声。

作为VTC机构，可以采用液压控制的叶片型可变VTC机构和各种各样的其它机构。例如，可以采用使用了斜齿轮的气门正时控制机构，该斜齿轮与从动件和凸轮轴的侧部件相接合，并且布置成，借助油压的帮助沿着轴向运动以改变从动件和凸轮轴的侧部件之间的相对旋转相位。而且，可以采用电动或者磁式气门正时控制装置。例如，可以采用这样的气门正时控制装置，该装置借助加速或者减速来驱动，而该加速/减少通过电动马达或者电磁制动器来实现加速或者减速。

作为用来把气门正时控制机构保持在初始位置如最提前位置或者最延迟位置上的保持装置，它可以是离合机构或者杆机构，而不是液压操纵的弹簧加载式锁紧销。而且，保持装置不需要完全锁紧气门正时控制机构，只要该保持装置可以把气门正时控制机构保持在防止产生不良拍打的状态下就行。例如，保持装置可以是弹簧或者其它弹性装置。另一方面，气门正时控制机构可以布置成借助具有不相等的正、负扭矩的交变扭矩的帮助来返回到初始位置上。

位于气门正时控制机构的壳体和叶片转子之间的弹性件7c、5c可以是扭簧、或者螺旋弹簧。盘簧可以设置在这些提前室和这些延迟室中的每一个中，并且布置成把弹力直接施加到叶片上。

下面技术原理可以从本发明的这些实施例中推出。

根据本发明的一个方面，内燃机的气门正时控制装置包括：第一工作部分，它具有第一输入件和第一输出件，该输入件适合从发动机中接受旋转，第一工作部分布置来改变第一输出件相对于第一输入件的旋转相位；及第二工作部分，它具有第二输入件和第二输出件，该第二输入件借助连接件与第一输出件相连，第二输出件适合使发动机的凸轮进行工作；第二工作部分布置来改变第二输出件相对于第二输入件的旋转相位。

第一工作部分可以包括第一液压操纵的VTC机构和第一流体调节装置，该调节装置调节供给到第一VTC机构中的流体压力；或者第一工作部分可以只具有第一液压操纵的VTC机构。第二工作部分可以包括第二液压操纵的VTC机构和第二流体调节装置，该调节装置调节供给到第二VTC机构中的流体压力；或者第二工作部分可以只具有第二液压操纵的VTC机构。第一输入件和第一输出件中的一个可以是壳体如壳体50或者70，而第一输入件和第一输出件中的另一个可以是叶片转子如55或者75，在壳体内，该转子只可以在有限的角度范围内进行旋转。同样地，第二输入件和第二输出件中的一个可以是壳体如70或者50，第二输入件和第二输出件中的另一个可以是叶片转子如75或者55，在壳体内，该转子只可以在有限的角度范围内进行旋转。在这种情况下，第一流体调节装置布置来控制第一输入和输出件之间的相对角度位置。同样地，第二流体调节装置布置来控制第二输入和输出件之间的相对角度位置。第二输出件可以具有凸轮轴，以操纵发动机的凸轮。

在第一和第二实施例(图1-10和图11-17)中，第一叶片转子55可以被认为是第一输入件；第一壳体50是第一输出件；第二壳体70是第二输入件；及第二叶片转子75是第二输出件。在第三和第四实施例中(图18-24和图25-31)，第二叶片转子75可以认为是第一输入件，第二壳体70是第一输出件；第一壳体50是第二输入件，及第一叶片转子55是第二输出件。在第五实施例中(图32和33)，第一壳体50可以被认为是第一输入件；第一叶片转子55是第一输出件；第二叶片转子75是第二输入件；及第二壳体70是第二输出件。在与第五实施例相类似的另一个实施例中，固定到进气凸轮轴8上的第二壳体70布置成用作第一输入件；第二叶片转子75用作第一输出件；第一叶片转子55用作第二输入件；及固定到排气凸轮轴4上的第一壳体50用作第二输出件。

在本发明的所示出实施例中，没有VTC机构(如5、7和20)与曲轴1共轴线。第一和第二VTC机构(如5和7)都布置来改变发动机的第一(排气或者进气)凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，而不会改变发动机的第二(排气或者进气)凸轮轴的旋转相位。

根据本发明的一个方面，第一和第二VTC机构中的至少一个可以具有偏压装置(如7c)，该偏压装置设置在壳体和叶片转子之间并且布置来沿着提前方向推动叶片转子和壳体；设置有偏压装置的VTC机构初始时设置在最延迟的位置上。

第一和第二VTC机构可以包括第一和第二保持装置，从而把第一和第二VTC机构保持在相应的初始位置上，这些初始位置都是最延迟的位置。在这种情况下，这些机构借助交变扭矩而不需要弹性件的帮助就可以自发地恢复到相应的初始状态。

根据本发明一个方面的气门正时控制装置包括：进气和排气凸轮轴；第一壳体，它设置在进气凸轮轴的第一端上并且布置成只在有限的范围内相对于进气凸轮轴可以旋转；第二壳体，它设置在排气凸轮轴的第一端上并且布置成只在有限范围内相对于排气凸轮轴可以旋转；第三壳体，它设置在进气或者排气凸轮轴的第二端上，并且布置成只在有限范围内可以旋转；驱动传动件，它把曲轴旋转传递到第三壳体中；旋转传动件，它使第一和第二壳体同相地旋转；第一叶片转子，它与进气凸轮轴固定起来，并且安装在第一壳体内，以在第一壳体内限定出工作室；第二叶片转子，它与排气凸轮轴相固定，并且安装在第二壳体内，以在第二壳体内限定出工作室；第三叶片转子，它与设置有第三壳体的凸轮轴相固定，并且安装在第三壳体内，以在第三壳体内限定出工作室；第一流体调节装置，它调节位于第一壳体和第一叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出；第二流体调节装置，它调节位于第二壳体和第二叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出；及第三流体调节装置，它调节位于第三壳体和第三叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出。

根据本发明的一个方面的气门正时控制装置包括：进气和排气凸轮轴；第一叶片转子，它设置在进气凸轮轴的第一端上并且布置成只在有限的范围内相对于进气凸轮轴可以旋转；第二叶片转子，它设置在排气凸轮轴的第一端上，并且布置成只在有限范围内相对于排气凸轮轴可以旋转；第三叶片转子，它设置在进气或者排气凸轮轴的第二端上，并且布置成只在有限范围内可以旋转；驱动传动件，它把曲轴旋转传递到第三叶片转子中；旋转传动件，它使第一和第二叶片转子同相地旋转；第一壳体，它与进气凸轮轴相固定，并且包围着第一叶片转子以在第一壳体内限定出工作室；第二壳体，它与排气凸轮轴相固定，并且包围着第二叶片转子以在第二壳体内限定出工作室；第三壳体，它与设置有第三叶片转子的凸轮轴相固定，并且包围着第三叶片转子，以在第三壳体内限定出工作室；第一流体调节装置，它调节位于第一壳体和第一叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出；第二流体调节装置，它调节位于第二壳体和第二叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出；及第三流体调节装置，它调节位于第三壳体和第三叶片转子之间的工作室的工作流体的供给和排出。

气门正时控制装置包括：驱动传动件，它接受曲轴旋转；第一从动件，它只在有限的角度范围内相对于驱动传动件可以旋转；第二从动件，它借助旋转传动件与第一从动件相连，从而使旋转从第一从动件和第二从动件中进行同相传递；第一凸轮轴，它只在有限的角度范围内相对于第二从动件可以旋转；第一操纵机构，它改变驱动传动件和第一从动件之间的旋转相位；第二操纵机构，它改变第二从动件和第一凸轮轴之间的旋转相位；第二凸轮轴，它布置来通过驱动传动件接受曲轴旋转。第一和第二凸轮轴中的一个是进气凸轮轴，而另一个凸轮轴是排气凸轮轴。

在这种情况下，驱动传动件借助弹性连接件与曲轴相连，以把曲轴旋转传递到驱动传动件中，驱动传动件借助第二弹性连接件与第二凸轮轴相连，以把旋转传递到第二凸轮轴中。此外，曲轴旋转借助一个弹性连接件而被传递到驱动传动件和第二凸轮轴上。在这种情况下，可以设置张紧器来张紧弹性连接件。使用一个弹性连接件的这种布置有利于减少费用。

根据本发明一个方面的气门正时控制装置包括：第一驱动传动件，它适合于从发动机曲轴中接受旋转；第二驱动传动件，它布置来从第一驱动传动件中接受旋转；第一从动件，它布置成在有限范围内相对于第二驱动传动件进行旋转；第二从动件，它借助连接件与第一从动件相连，因此旋转从第一从动件中被同相地传递到第二从动件中；第一凸轮轴，它设置有至少一个凸轮以使发动机的进气门和排气门中的一个进行工作，并且布置成在有限范围内相对于第二从动件进行旋转；第一操纵机构，它布置来改变第二驱动传动件和第一从动件之间的旋转相位；第二操纵机构，它布置来改变第二从动件和第一凸轮轴之间的旋转相位；及第二凸轮轴，它布置来从第一驱动传动件中接受曲轴的旋转。

根据本发明一个方面的气门正时控制装置包括：驱动传动件，它适合于从发动机曲轴中接受旋转；凸轮轴，它设置有至少一个凸轮以操纵发动机的进气门和排气门中的一个；第一从动件，它布置成在有限范围内相对于凸轮轴进行旋转；第一操纵机构，它布置来改变第一从动件和凸轮轴之间的旋转相位；旋转传动件，它设置在驱动传动件和第一从动件之间；及第二操纵机构，它布置成借助移动位于旋转传动件和驱动传动件之间的接触点来改变第一从动件相对于凸轮轴的旋转相位。

根据本发明的一个方面，气门正时控制装置包括：驱动传动件，它接受曲轴旋转；进气或者排气凸轮轴；第一VTC机构，它只在有限的角度范围内改变驱动传动件和凸轮轴之间的相对旋转相位；第二VTC机构，它只在有限的角度范围内改变驱动传动件和凸轮轴之间的相对旋转相位；及控制器，它控制第一和第二VTC机构。(1)该控制器可以成形成控制第一和第二VTC机构，以致两个机构不被同时致动。(2)控制器可以成形成把第一和第二VTC机构控制成，当第一和第二VTC机构被同时操纵时不会改变驱动传动件和凸轮轴之间的相对旋转相位。(3)控制器可以成形成沿着两个相反的方向同时操纵第一和第二VTC机构。就这种控制结构而言，控制器可以平稳地改变第一VTC机构和第二VTC机构之间的工作模式。(4)控制器可以成形成在操纵第一VTC机构的第一VTC模式和操纵第二VTC机构的第二VTC模式之间转换工作模式，并且在从第一和第二VTC模式中的一个过渡到另一个的期间，使第一和第二VTC机构只工作一个有限的时间期间。

参照第一实施例进行说明的每个控制例子可以用于其它实施例中的任何一个中。

本申请是以2004年1月30日提交的现有日本专利申请No.2004-024650为基础的。这个日本专利申请No.2004-024650的全部内容在这里引入以作参考。

尽管在上面参照本发明的一些实施例描述了本发明，但是本发明不局限于上面所描述的这些实施例。本领域普通技术人员根据上面的教导可以对上述实施例进行各种各样的改进和变形。本发明的范围由下面的权利要求来限定出。

Claims (35)

1.一种内燃机的气门正时控制装置，它包括：

第一工作部分(5、7)，它具有第一输入件(55、3、50)和第一输出件(50、55)，该输入件适合从发动机中接受旋转，第一工作部分布置来改变第一输出件相对于第一输入件的旋转相位；及

第二工作部分(7、5)，它具有第二输入件(70、75)和第二输出件(75、8、4、70)，该第二输入件借助连接件(6)与第一输出件相连，第二输出件适合使发动机的凸轮(PV1)进行工作；第二工作部分布置来改变第二输出件相对于第二输入件的旋转相位。

2.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分(5、7)布置成只在有限范围内在第一输入件(55)和第一输出件(50)之间进行相对旋转，第二输入件(70)借助连接件(6)与第一输出件(50)相连，因此第一输出件和第二输入件同相地旋转；第二工作部分(7、5)布置成只在有限范围内在第二输入件(70)和第二输出件(75)之间进行相对旋转；并且第二输出件具有凸轮轴(8、4)，该凸轮轴是发动机的进气凸轮轴和排气凸轮轴中的一个。

3.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，第二输出件(75、70)布置来驱动凸轮轴(8、4)，该凸轮轴是发动机的进气凸轮轴和排气凸轮轴中的一个，并且通过第一和第二工作部分的串联结合由发动机来驱动，第一工作部分(5、7)适合于由发动机来驱动，第二工作部分(7、5)由第一工作部分来驱动，凸轮轴由第二工作部分来驱动。

4.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分布置成，在最提前的状态和最延迟的状态之间以逐步(stepwise)的方式来改变第一输出件和第一输入件之间的旋转相位；第二工作部分布置成，连续地改变第二输出件和第二输入件之间的旋转相位。

5.如权利要求4所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分的工作角度设置成小于或者等于第二工作部分的工作角度。

6.如权利要求4所述的气门正时控制装置，其特征在于，当第一工作部分沿着提前方向和延迟方向中的一个被致动时，第二工作部分沿着提前方向和延迟方向中的另一个被致动。

7.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分布置成连续地改变第一输出件和第一输入件之间的旋转相位；而第二工作部分被布置成，在最提前的状态和最延迟的状态之间以逐步的方式改变第二输出件和第二输入件之间的旋转相位。

8.如权利要求7所述的气门正时控制装置，其特征在于，第二工作部分的工作角度设置成小于或者等于第一工作部分的工作角度。

9.如权利要求7所述的气门正时控制装置，其特征在于，当第二工作部分沿着提前方向和延迟方向中的一个被致动时，第一工作部分沿着提前方向和延迟方向中的另一个被致动。

10.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分布置成连续地改变第一输出件和第一输入件之间的旋转相位；及第二工作部分布置成连续地改变第二输出件和第二输入件之间的旋转相位。

11.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括控制器(10)，该控制器成形成控制第一和第二工作部分，从而不能同时地驱动第一和第二工作部分。

12.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括控制器(10)，该控制器成形成控制第一和第二工作部分，从而在只有第一工作部分被致动的第一工作状态和只有第二工作部分被致动的第二工作状态之间进行转换，并且成形成只有在从第一工作状态和第二工作状态中的一个到第一和第二工作状态中的另一个的过渡期间，同时驱动第一和第二工作部分。

13.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括控制器(10)，该控制器成形成控制第一和第二工作部分，从而在第一工作部分和第二工作部分都被致动时，使凸轮轴和第一输入件之间的旋转相位基本上保持不变。

14.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括控制器(10)，该控制器成形成控制第一和第二工作部分，从而沿着相反的方向同时地驱动第一工作部分和第二工作部分。

15.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括驱动传动件(3、203a)，该传动件适合由曲轴(1)来驱动，并且布置来驱动第一工作部分的第一输入件；凸轮轴从气门正时控制装置的第一侧延伸到第二侧；驱动件设置在第一侧上；及第一和第二工作部分设置在第二侧上。

16.如权利要求15所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括凸轮轴，该凸轮轴是从第一端延伸到第二端中的第二凸轮轴(8、4)和从第一端延伸到第二端的第一凸轮轴(4、8)，第一凸轮轴和第二凸轮轴中的一个是进气凸轮轴，而第一凸轮轴和第二凸轮轴中的另一个是发动机的排气凸轮轴；驱动传动件与第一凸轮轴的第一端相连；第一工作部分与第一凸轮轴的第二端相连；及第二工作部分与第二凸轮轴的第二端相连。

17.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门操纵装置还包括：

第一和第二凸轮轴(4、8)，这些凸轮轴中的每一个平行于另一个地从第一端延伸到第二端中，第一和第二凸轮轴中的一个是进气凸轮轴，而第一和第二凸轮轴中的另一个是发动机的排气凸轮轴；

第一工作部分(5、7)与第一凸轮轴的第二端相连；

第二工作部分(7、5)与第二凸轮轴的第二端相连；及

一个第三工作部分(20)包括：第三输入件(200)，该输入件适合于由发动机来驱动；及第三输出件(205)，它与第一凸轮轴的第一端相连，第三工作部分布置成改变第三输出件相对于第三输入件的旋转相位。

18.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，在发动机起动工作时，第一工作部分(5、7、V1)设置在第一初始位置上，而第二工作部分(7、5、V2)设置在第二初始位置上。

19.如权利要求18所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分具有第一保持装置(56、76)，在发动机起动工作时，该保持装置把第一工作部分保持在第一初始位置上；及第二工作部分具有第二保持装置(76、56)，在发动机起动工作时，该保持装置把第二工作部分保持在第二初始位置上。

20.如权利要求19所述的气门正时控制装置，其特征在于，借助施加由发动机所驱动的机油泵(9)所产生的流体压力，使第一保持装置和第二保持装置中的每一个从锁紧位置驱动到释放位置上，其中在该锁紧位置上，把第一和第二工作部分中的相应一个保持在初始位置上，而在该释放位置上，释放第一和第二工作部分中的相应一个。

21.如权利要求18、19或者20所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分在初始时都设置在最提前位置和最延迟位置中的相同一个上。

22.如权利要求18、19或者20所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分中的至少一个具有偏压装置(7c、5c)，该偏压装置布置来把第一和第二工作部分中的相应一个推向初始位置。

23.如权利要求18、19或者20所述的气门正时控制装置，其特征在于，第二工作部分具有偏压装置(7c)，该装置沿着提前方向推动第二工作部分；及在发动机起动工作时，第一工作部分设置在是最延迟位置的第一初始位置上，第二工作部分设置在是最提前位置的第二初始位置上。

24.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，气门正时控制装置还包括凸轮轴，该凸轮轴是发动机的第二凸轮轴和发动机的第一凸轮轴；第一工作部分(V1)与第一凸轮轴相隔开，因此第一工作部分的轴线与第一凸轮轴的轴线相隔开。

25.如权利要求24所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一凸轮轴借助连接件(T3、T1)与第一工作部分的第一输入件相连。

26.如权利要求24所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一工作部分设置在第一凸轮轴和第二凸轮轴之间，并且布置成通过第一工作部分把旋转从第一凸轮轴传递到第二凸轮轴上。

27.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分中的至少一个具有气门正时控制机构，该机构包括：壳体(50、70)；叶片转子(55、75)，它布置成在壳体内可以旋转；及流体调节装置(14、15)，它布置来通过液压作用改变叶片转子在壳体内的相对角度位置。

28.如权利要求1、2或者3所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分中的至少一个具有张紧控制机构，该机构具有第一轮件、第二轮件、连接第一和第二轮件的弹性连接件(T2)、及操纵件，该操纵件布置来改变弹性连接件的状态，以改变第二轮件相对于第一轮件的旋转相位。

29.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分都布置来改变发动机第一凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转相位，而没有改变发动机的第二凸轮轴的旋转相位，第一凸轮轴是进气凸轮轴和排气凸轮轴中的一个，而第二凸轮轴是进气凸轮轴和排气凸轮轴中的另一个。

30.如权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一和第二工作部分都与发动机曲轴分开，因此第一工作部分的旋转轴线远离曲轴的旋转轴线，并且第二工作部分的旋转轴线远离曲轴的旋转轴线。

31.一种内燃机的气门正时控制装置，它包括：

驱动传动件(3、203a)，它适合由发动机来驱动；

第一从动件(50、70)，它布置成在有限的范围内相对于驱动传动件进行旋转；

第二从动件(70、50)，它借助连接件(6)与第一从动件相连；

凸轮轴(8、4)，它布置成在有限的范围内相对于第二从动件进行旋转；

第一操纵机构(5、7、V1)，它布置来改变驱动传动件和第一从动件之间的旋转相位；及

第二操纵机构(7、5、V2)，它布置来改变第二从动件和凸轮轴之间的旋转相位。

32.如权利要求31所述的气门正时控制装置，其特征在于，凸轮轴是第二凸轮轴；气门正时控制装置还包括第一凸轮轴，第一和第二凸轮轴中的一个是排气凸轮轴，而第一和第二凸轮轴中的另一个是进气凸轮轴；驱动传动件与第一凸轮轴相连，因此发动机的曲轴旋转被传递到第一凸轮轴上，第一从动件布置成相对于第一凸轮轴进行旋转；及第二从动件布置成相对于第二凸轮轴进行旋转。

33.如权利要求31所述的气门正时控制装置，其特征在于，第一操纵机构(5、V1)包括：第一输入件(55、3)，它适合于通过驱动传动件从发动机中接受旋转；及第一从动件，它用作第一输出件，第一操纵机构布置来改变第一输出件相对于第一输入件的旋转相位；并且第二操纵机构(7、V2)包括：第二从动件，该从动件用作第二输入件并且借助连接件与第一输出件相连；及第二输出件，它驱动发动机的凸轮轴，第二操纵机构被布置成改变第二输出件相对于第二输入件的旋转相位。

34.一种内燃机的气门正时控制装置，它包括：

操纵装置(5、7、20、V1、V2)，它沿着提前方向和延迟方向中的一个使发动机的气门正时改变一个总的VTC工作角度，该总的VTC工作角度由第一VTC工作角度与第二VTC工作角度之和来确定；及

控制装置(10、14、15、16)，它独立地控制第一VTC工作角度和第二VTC工作角度。

35.如权利要求33所述的气门正时控制装置，其特征在于，操纵装置包括：第一气门正时控制装置(5、V1)，它使第一输出旋转相对于第一输入旋转的相位改变一个第一VTC工作角度；及第二气门正时控制装置(7、V2)，它使第二输出旋转相对于第一输出旋转的相位改变一个第二VTC工作角度。

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