CN1661205A - 阀门定时控制装置 - Google Patents

Abstract

一种阀门开关定时控制装置，它包括与曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件、与上述驱动侧旋转部件同轴排列并且可相对其滑动的从动侧旋转部件，上述从动侧旋转部件与上述凸轮轴一同旋转、和通过工作油调整上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件之间相对旋转相位的旋转相位位置调整机构。上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件形成了相对旋转轴的垂直滑动面，并且储油器形成于上述从动侧旋转部件内。上述储油器向上述滑动面开口并且与排放上述工作油的管道相连。

Description

阀门定时控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于安装在车辆内的内燃机的阀门开关定时控制装置或阀门定时控制装置，尤其是能够响应于上述内燃机的驱动状态优化进气阀或排气阀开关定时的阀门开关定时控制装置。

背景技术

一个已知的阀门开关定时控制装置是根据上述内燃机的驱动状态，控制阀门开关的定时。例如，发表在日本专利特开第3365199号公报上的控制装置包括带有隔离墙的定时滑轮，上述隔离墙在多个液压室的内周划分多个液压室、带有叶片的旋转部件，上述叶片把上述液压室划分为使凸轮轴相对上述定时滑轮向超前角方向旋转的液压工作室和使上述凸轮轴相对上述定时滑轮向滞后角方向旋转的液压工作室、用来把工作油注入每个液压工作室或从每个液压工作室排出的液压管道、控制上述工作油注入每个管道和从每个管道排出的油压调整设备、和保持上述定时滑轮与上述旋转部件之间相位差异的相位保持机构。

此外，在其他相关文件中，例如发表在日本专利特开第2000-282821A号公报上的一个阀门开关定时控制装置包括为解决上述滑动面上油膜不足而在互相滑动的旋转部件的轴线端面和支撑上述旋转部件的平板部件的端面之间设置的槽状的油膜保持设备。

此外，在其他相关文件中，例如发表在日本专利特开第2002-276312A号公报上的一个阀门开关定时控制装置包括使上述旋转部件在超前角方向上受到弹力作用以通过辅助上述叶片的动作减小上述滞后角室的体积而增大上述超前角室的体积的扭转弹簧。

发表在第一个相关文件上，即日本专利特开第3365199号公报上的供油体系是把从充满工作油的液压室中的叶片所渗出的非常少量的工作油注入滑动部件的滑动面上。然而这种体系并不是主动地将工作油注入上述滑动面。这种体系可能导致上述滑动面上缺少油膜，而且如果杂质或磨损粉末混入到上述滑动面，将会加剧上述滑动面之间的摩擦。这种情形可能对上述叶片的操作响应度产生不利影响(叶片操作滞后)，而且将会加剧摩擦部件的磨损。

根据发表在第二个相关文件上，即日本专利特开第2000-282821A号公报上的阀门开关定时控制装置，上述油膜保持设备把上述工作油密封在上述槽内，泥渣或杂质会在上述油膜保持设备内逐渐积累，从而最终劣化润滑性能。

根据发表在第三个相关文件上，即日本专利特开第2002-276312A号公报上的阀门开关定时控制装置，当上述叶片逆着来自上述凸轮机构的反作用力而超前运转时，将会提高上述叶片的操作响应度。这是因为上述扭转弹簧在超前方向上辅助上述叶片运转。然而，上述扭转弹簧和上述旋转部件之间的接触阻力太大，从而导致叶片运转不稳定，并且不能平稳地开合叶片。另外，由于上述扭转弹簧和上述旋转部件之间存在接触阻力，上述滑动部件容易被磨损。

因此，本发明适合工作油稳定地注入，而避免上述滑动面上缺少油膜。另外，本发明适合改进在叶片超前或滞后时工作油注入滑动面的运行状况。于是需要在稳定地把工作油注入滑动部件方面具有改进的性能的阀门开关定时控制装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，上述阀门开关定时控制装置包括与曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件、与上述驱动侧旋转部件同轴排列并且可相对其滑动的从动侧旋转部件，上述从动侧旋转部件与上述凸轮轴一同旋转、和通过工作油调整上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件之间相对旋转相位的旋转相位位置调整机构，其特征在于上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件形成了相对旋转轴的垂直滑动面，并且储油器形成于上述从动侧旋转部件内，上述储油器向上述滑动面开口并且与排放上述工作油的管道相连通。

在这种结构中，由于上述储油器设置在上述从动侧旋转部件内并且向相对上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件的上述旋转轴的上述垂直滑动面开口，把上述储油器中的工作油注入上述滑动面，期望其保持一致润滑。在上述从动侧旋转部件相对旋转(叶片超前或滞后角操作)时，把上述工作油充分地注入上述滑动面上，以防止润滑不充分所引起的故障。另外，当上述阀门开关定时控制装置为排放任何残存杂质而停止时，上述工作油将被排放和排尽。

根据本发明的另一个方面，上述阀门开关定时控制装置包括在旋转轴方向上位于上述从动侧旋转部件两侧的两个滑动面，并且上述储油器向上述两个滑动面开口。

在这种结构中，即使上述从动侧旋转部件在轴线方向上偏离一侧，在旋转轴方向上位于上述从动侧旋转部件两侧的两个滑动面都平稳进行润滑，从而可以防止由这种偏离产生的异常的磨损。

根据本发明的另一个方面，上述阀门开关定时控制装置包括在上述储油器内的通孔。在这种结构中，根据上述装置的旋转情况，上述工作油可以通过上述通孔在上述两个滑动面之间流动，以随着装置的旋转状态向上述两个滑动面自动注入适量的油。

在这种结构中，也可以通过在径向上从上述从动侧旋转部件的旋转中心凹进上述从动侧旋转部件的部分，提供上述储油器。由于上述储油器具有通过从上述从动侧旋转部件的旋转中心在径向上凹进上述从动侧旋转部件的上述部分形成的凹部，所以旋转时上述工作油依靠离心力，能够轻易地在上述储油器提供，而旋转停止时，上述油剂快速地排到上述排放管道。这能够防止泥渣和其他外来物质在上述储油器中积存。从而上述阀门开关定时控制装置的保养变得简单，并且防止了任何不希望有的故障。

根据本发明的另一个方面，上述通孔设置在上述从动侧旋转部件的上述凹部内。

在这种结构中，可以轻易地在上述凹部内供给上述工作油而且由于离心力工作油很容易充满。上述工作油通过上述通孔可以在上述两个滑动面之间流动。

根据本发明的另一个方面，上述阀门开关定时控制装置中安装了扭转弹簧，它使上述从动侧旋转部件受到向上述驱动侧旋转部件的弹力作用而且与上述储油器的上述最里面的直径部分接触。在这种结构中，由于上述扭转弹簧与上述最里面的直径部分点接触，所以上述扭转弹簧的径向位置确定在上述从动侧旋转部件内，并且可以使上述扭转弹簧和上述从动侧旋转部件的接触面积最小化以减小摩擦损失。这种结构还能够精确地传送扭矩。

根据本发明的另一个方面，当上述扭转弹簧沿着轴线方向投影在向上述通孔时，上述通孔打开。在这种结构中，即使上述扭转弹簧位于上述储油器，上述工作油仍然可以通过上述开口在上述两个滑动面之间流动。从而根据上述阀门开关定时控制装置的旋转状态，向上述两个滑动面自动注入适量的油。

根据本发明的另一个方面，叶片把位于上述从动侧和上述驱动侧旋转部件之间的上述液压室划分为超前角室和滞后角室。上述凹部可以提供在相邻的叶片之间。在这种结构中，由于上述叶片安装在上述凹部内，所以可以缩短上述装置的径向长度，而且可以改善叶片支撑的强度。

根据本发明的另一个方面，上述扭转弹簧的一端与上述凹部接合。在这种结构中，不需要支撑上述扭转弹簧的附加部件，从而可以最小化整体结构。

根据本发明的另一个特点，烧结金属粉末以形成上述从动侧旋转部件。这样，可以方便在上述从动侧旋转部件的两侧对称地通过成型形成上述储油器。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是按照本发明的阀门开关定时控制装置100的横截面图。

图2是描述处于最滞后位置时阀门开关定时控制装置100内部的阀门开关定时控制装置100的主视图。

图3是描述处于最超前位置时阀门开关定时控制装置100内部的阀门开关定时控制装置100的主视图。

图4是安装在上述储油器的内转子的透视图，其中上述储油器呈带有凹部的星形空心部分。

图5是为了辅助叶片的动作设置扭转弹簧的内转子的主视图。

具体实施方式

阀门开关定时控制装置100包括旋转相位调整机构、外转子2和内转子。旋转相位调整机构通过来自液压管道的工作油调整外转子2和内转子1之间的相对旋转相位；外转子2作为驱动侧旋转部件，与车辆发动机的曲轴等同步旋转；而内转子作为从动侧旋转部件，与上述外转子同轴，可以与上述外转子滑动并且与凸轮轴一起旋转。

上述内转子与上述凸轮轴的末端部分整体连接，以便作为一个单元与凸轮轴一起旋转，其中上述凸轮轴安装后，能够与发动机的气缸盖一起旋转。

外转子2包括定时链轮20，链轮20调整为能够相对内转子1在相对旋转相位的确定范围内相对地旋转，并且外转子2整体定位在外转子2、后板23和前板22的外周上。由于在本实施例中，外转子2并不在前板22和后板23之间相对地旋转，所以除了特别指出的情况之外，它一般都与外转子2和前板22整体处理。

此外，把动力传动部件，比如定时链条或同步皮带V，安装在定时链轮20和发动机曲轴上的齿轮之间。

当旋转驱动发动机的上述曲轴时，由于上述旋转驱动通过上述动力传动部件被传送到定时链轮20，所以如图2所示，其上安装了上述定时链轮的上述外转子沿旋转方向被旋转驱动，内转子1也相应地沿着旋转方向S被驱动，上述凸轮轴旋转，然后安装在发动机上的凸轮机构推动发动机的进气阀或排气阀，从而开启上述阀门。

                    旋转相位调整机构

如图2和图3所示，把向内径方向凸出作为制动器的多个凸出物4在旋转方向上每隔一段距离排列。再者，在每个毗连外转子2的凸出物之间的间隔中，形成被外转子2和内转子1所确定的液压室40。

在内转子1的外周部分上，在面向各个液压室40的多个位置形成叶片槽。把液压室40沿相对旋转方向(如图2和图3箭头分别所指的S1方向和S2方向)划分为超前角(advance angle)室和滞后角(retardangle)室的叶片5可以滑动地沿径向插入这些叶片槽41中。通过安装在内径上的弹簧，将叶片5压向上述液压室内的内壁表面。

超前角室43与形成于内转子1上的超前角管道11相连。同样，滞后角室42与形成于内转子1上的滞后角管道10相连。超前角管道11和滞后角管道10都与油压管道(未在图中标出)相连。当工作油从上述液压管道流经超前角管道11注入液压室40的超前角室43时，叶片5依靠液压向超前角方向(如图3所示的情形)移动。反之，当工作油流经滞后角管道10注入液压室40的滞后角室42时，叶片5依靠液压向滞后角方向(如图2所示的情形)移动。由于通过叶片5改变了内转子1的旋转相位，所以直接与内转子1相连的上述凸轮轴的上述凸轮机构推动上述进气阀或上述排气阀，从而改变定时。

                旋转相位限制机构

当内转子1和外转子2之间的相对旋转相位处于滞后角相位范围内确定的锁定相位时，由锁定部件6和锁定槽7构成的旋转相位限制机构用于限制内转子1和外转子2之间的相对旋转。锁定部件6是平板形状的部件，它与外转子2相连，并且通过弹簧30被压向内转子1。锁定槽7是条长凹槽，它可以容纳位于内转子1中的锁定部件6。内转子1和外转子2之间处于由规定的锁定相位所表示的位置关系时，锁定槽7与锁定部件6接合，从而能够限制外转子2和内转子1之间的相对旋转。

此外，图2表示本发明的阀门开关定时控制装置处于最滞后角的情况，这种情况就对应上文所提的规定的锁定相位。另外，图3表示的阀门开关定时控制装置处于最超前角的情况。在这种情况下，外转子2和内转子1之间可以向滞后角方向(S1)相对旋转。

                    储油器

在本发明的阀门开关定时控制装置中，通过外转子2和内转子1在旋转轴形成垂直滑动表面P，储油器60形成于内转子1上。储油器相对滑动表面P开口并且与排放工作油的管道相连。它可呈孔状，能够储存在内转子1内钻孔所形成的工作油。但是如图2和图3所示，它也可以是带有凹槽部分81的星形空心部分80。上述凹槽部分81形成于位于叶片5之间的至少一个部分内，该部分毗连位于内转子1内的每个不同叶片5的内部。图4是其上安装了储油器60的内转子1的透视图，其中储油器60是带有凹槽部分81的星形空心部分80。可以通过切割实心的内转子1形成星形空心部分80，同样也可以通过铸模加工来形成星形空心部分80。在内转子1的构造如同储油器60的情况下，当发动机旋转时，从液压室40涌出的工作油流到在内转子1和外转子2之间延伸的边界部分，可以通过凹槽部分81内的离心力储藏和保存工作油，而当没有操作发动机时，工作油从上述星形空心部分可以排放到外部的排放管。

下面将详细描述如何操作阀门开关定时控制装置100，重点放在对上述储油器周围的描述。

当操作发动机时，阀门开关定时控制装置100的内转子1和外转子2开始旋转，把工作油从超前角管道11或滞后角管道10注入到液压室40。此时，由于设定注入液压室40的工作油的供给压力大于旋转所产生的离心力，所以在液压室40内的工作油逐渐从外转子2和内转子1之间延伸的上述边界部分渗出。而且，由于内转子1旋转产生的旋转离心力，渗出的工作油被留在内转子1的星形空心部分80的凹部81中。一旦旋转期间工作油被留在凹部81中，由于离心力效应，工作油将继续保持支撑或留在凹部80中。从而，作为储油器60的星形空心部分80在滑动面P的对面开口，并构造为使得滑动面P成为侧面之一。因此，肯完可以使用星形空心部分80的凹部81支撑或所储存的工作油来积极地润滑毗连凹部81的滑动面P。

在以上述方式内转子1的储油器60是星形空心部分80的情况下，当内转子1相对旋转时，换句话说，叶片5处在超前角或滞后角时，工作油能够确实迅速地注入到滑动面P；实质上，它可以润滑整个上述滑动面；并且它还能够预防缺少油膜所引起的故障和其它类型的故障。而且，由于泥渣等不能在储油器60内积存，所以阀门开关定时控制装置100的保养就变得简单，并且能够制止故障的发生。

另一方面，当发动机停止运转时，由于星形空心部分80与外部的排放管道相连，所以能够容易地把工作油从星形空心部分80中排出。换句话说，当内转子1和外转子2停止旋转时，由于失去旋转所产生的离心力，星形空心部分80的凹部81中所储存或支撑的工作油将自由下落，并且从在与上述排放管道(未在图中标示)相连的排放管道侧的间隙61排向上述排放管道。工作油确实残存于内转子1内，但是下一次发动机开始工作时，残存的工作油迅速注入滑动面P。由于以这种操作方式，无论发动机何时停止运转，阀门开关定时控制装置100都能够容易地从上述排放管道中吸取工作油，所以可以容易地除去任何可能已经混入的杂质。

此外，由于储油器60形成于内转子1上，就像本发明一样，它构造为星形空心部分80，所以阀门开关定时控制装置100能够更加轻型化，于是能够减小上述旋转部件的惯性，从而可以在适当的时刻更好地控制阀门开关的定时。该装置在降低发动机所需的燃料费用方面也是非常有效的。而且，通过在液压室40的附近定位星形空心部分80的上述凹部，缩短了从外转子2和内转子1之间延伸的上述边界部分涌出的工作油所移动的距离，从而有利于工作油能够迅速流入星形空心部分80。

可是在内转子1和外转子2之间的间隙中，除了上文提到的滑动面P，还有一个位于后侧(上述凸轮轴侧)垂直旋转轴的滑动面Q。如图2所示，在内转子有两个滑动面P和Q的情况下，即沿旋转轴方向在两侧，也可以使储油器60位于两侧，储油器向上述滑动面开口并且与工作油的上述排放管道相连。接下来将说明如此排列的优点。

内转子1和外转子2环绕阀门开关定时控制装置100。具体来说，内转子1被夹在前板22和后板23之间，形成所谓的夹层结构。在这种结构当中，上述内转子有时会朝滑动面P和滑动面Q中一侧或另一侧偏移。这种情况下，两个滑动面P和Q的润滑状况就会产生差异，而且这种情形可能导致比如磨损的问题。因此，当把在滑动面P和滑动面Q上都有开口的储油器60设置在沿内转子1的旋转轴方向上的两侧时，由于这种情况下一定程度上确实可以把工作油注入到两个滑动面P和Q，所以两个表面都可以保持润滑，而且还可以防止内转子1的损坏，比如不匀磨损。

此外，如果把通孔62设置在储油器60上，它就可以使工作油在两个滑动面P和Q之间自由地流动，可以确保根据旋转情况向两个滑动面P和Q自动注入适量的工作油。

其他实施例

(1)在本发明中，例如内转子1和外转子2都可以采用烧结金属粉末而制成。如果采用烧结方法，因为通过成形工艺容易形成形状在内转子1的两侧对称的储油器，这样可以抑制生产成本的增加。

(2)如图4和图5所示，为了辅助叶片5的动作，还可以在上述阀门开关定时控制装置上安装扭转弹簧70。扭转弹簧70的一端固定在前板22上，另一端固定在内转子1上。结果上述扭转弹簧使内转子1受到向S2方向的弹力作用，如图5所示，以致叶片5向超前方向运动。另外，在储油器60最里面的直径部分上，通过大致点接触支撑上述扭转弹簧。如图5所示，通过在上述最里面的直径部分六个不同的点，位置a、b、c、d、e和f大致点接触支撑扭转弹簧70。

由于是与最里面的直径部分63点接触，所以可以在内转子1内适当的直径方向上使扭转弹簧70定位。另外，这一类型的点接触导致了扭转弹簧70和内转子1之间接触面积减少到非常小的地步，于是减小了摩擦损失，而且可以不间断地传送适度的扭矩。在这种方式中，由于采用扭转弹簧70，使得叶片5的辅助操作稳定，从而可以准确快速地改变阀门的定时。

Claims (10)

1.一种阀门定时控制装置，包括：

用于与曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件(2)；

与上述驱动侧旋转部件同轴布置并且可与其滑动的从动侧旋转部件(1)，上述从动侧旋转部件与凸轮轴一起旋转；和

通过工作油调整上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件之间相对旋转相位的旋转相位位置调整机构(4，40)，其中上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件形成相对旋转轴垂直的滑动面(P)，

其特征在于：

储油器(60)形成于上述从动侧旋转部件，上述储油器开口到上述滑动面并且与上述工作油的排放管道相连。

2.根据权利要求1所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

上述滑动面是在旋转方向上位于上述从动侧旋转部件两侧的两个滑动面(P、Q)，并且上述储油器(60)开口到上述两个滑动面。

3.根据权利要求2所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

在上述储油器内设置通孔。

4.根据权利要求3所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

通过从上述从动侧旋转部件的旋转中心沿半径方向凹进上述从动侧旋转部件的部分(81，80)，在上述从动侧旋转部件形成上述储油器。

5.根据权利要求4所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

在上述凹部(81，80)设置上述通孔。

6.根据权利要求4所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

还包括相对上述驱动侧旋转部件偏置上述从动侧旋转部件以便与上述储油器的最里面的直径部分接触的扭转弹簧(70)。

7.根据权利要求6所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

当上述扭转弹簧沿轴线方向投影在上述通孔上时，上述通孔是打开的。

8.根据权利要求4所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

叶片(5)设置在上述从动侧旋转部件，并把设置在上述从动侧旋转部件和上述驱动侧旋转部件之间的液压室(40)划分为超前室(43)和滞后室(42)，而且把上述凹部(81)布置在相邻的叶片(5，5)之间。

9.根据权利要求7所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

上述扭转弹簧的端部与上述凹部接合。

10.根据权利要求4所述的阀门定时控制装置，其特征在于：

通过烧结方法形成上述从动侧旋转部件。

Images