CN201560816U - 带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，用于控制内燃机的调整排气凸轮轴相对于曲轴旋转角的装置。该带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器由转子、定子、密封条、镶块、扭矩补偿弹簧等零件组成。其中：定子叶片上设置有镶块槽，转子叶片侧面设置有扭矩补偿弹簧安装孔，镶块上设置有扭矩补偿弹簧座孔，通过这样的结构设计，在保证产品功能的前提下，能够充分利用空间，减小可变气门定时相位器的轴向尺寸，降低对安装空间的要求；同时，相对装配工艺简单，提高了装配效率，降低生产成本。

Description

带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器
技术领域
本实用新型涉及一种带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，更具体地说，涉及用于实现控制内燃机的调整凸轮轴相对于曲轴旋转一定角度从而改变内燃机配气相位的一种带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器。
背景技术
可变气门定时相位器逐渐被广泛应用于改变内燃机气门阀打开或关闭时间的领域。根据发动机不同的转速、负载以及其他参数，可变气门定时相位器可以使凸轮轴相对曲轴有一定的转角，使内燃机配气相位提前或滞后，从而达到降低发动机的排放、改善燃油经济性、提高动力性能的目的。
目前公知的用于实现控制内燃机的调整凸轮轴相对于曲轴的相位的可变气门定时相位器，实际上就是由定子、转子组成的摆动液压缸，转子被固定在凸轮轴上，转子可以相对定子旋转一定的角度，从而使凸轮轴相对曲轴的相位发生变化。对于可变气门定时相位器，考虑到配气机构和机油压力突降的影响，一般需要设置一个涡卷弹簧或者扭转弹簧等作为储能元件，以弥补复位油压不足。一般情况下，此涡卷弹簧或扭转弹簧沿内燃机凸轮轴轴向方向被安置在定子外侧，使相位器的轴向尺寸(厚度或者高度方向)变大，从而需要较大的安装空间以满足安装要求。此外，由于该涡卷弹簧或扭转弹簧在产品的装配过程中都需有一定的预紧扭矩，故带有此涡卷弹簧或扭转弹簧等储能元件的相位器的装配工序比较多，且其装配工装比较复杂，使得产品的制造费用较大。
实用新型内容
本实用新型改善了背景所述的可变气门定时相位器所具有的缺点和不足之处，提供了一种带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器。该带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器能够充分利用空间，减小可变气门定时相位器的轴向尺寸(厚度或者高度的大小)，降低了对安装空间的要求；避免了安装具有较大预紧力的弹簧，相对装配工艺简单，提高了装配效率，降低生产成本；此外，由于该技术方案结构相对简单，可以根据系统设计需要，通过增加或减少扭矩补偿弹簧的数目来修正产品的性能，满足不同应用的要求。
所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器由固定与凸轮轴端部的转子、容纳转子的定子、镶块、扭矩补偿弹簧、密封条等零件组成。
所述的转子具有向外凸出的转子叶片，转子叶片侧面设置有扭矩补偿弹簧安装孔，扭矩补偿弹簧安装孔为带有导向作用的倒角或圆角的圆柱形孔或锥形孔；
所述的定子具有向内凸出的定子叶片，定子的定子叶片侧面设置有镶块槽；
所述的镶块槽的两个较小的侧面与定子叶片侧面所成的夹角φ、θ均为钝角，且镶块槽设置有圆角R1、R2；
所述的镶块设置有与镶块槽相似的轮廓，而且设置了扭矩补偿弹簧座孔，扭矩补偿弹簧座孔为带有起导向作用的倒角或圆角的圆柱孔或锥形孔；
所述的镶块设置有圆角R；所述的圆角R、R1、R2半径大小关系符合R＞R1，R＞R2；
所述的镶块与定子叶片上设置的镶块槽之间的装配为过盈配合或者过渡配合关系；
采用本实用新型的技术方案的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，满足公知带有涡卷弹簧或扭转弹簧等储能元件的可变气门定时相位器的功能，并且具有以下优点：
(1)能够减小可变气门定时相位器的轴向尺寸(厚度或者高度)，降低对安装空间的要求，利于合理利用空间。
(2)相对装配工艺简单，提高了装配效率，降低生产成本。
(3)减小了产品重量，有利于内燃机降低油耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的镶块的结构示意图一；
图3为本实用新型的镶块的结构示意图二；
图4为本实用新型的定子的结构示意图；
图5为本实用新型转子的结构示意图；
图6为本实用新型的扭矩补偿弹簧定子转子装配后的结构示意图
图中标记为：
1、转子；2、定子；3、扭矩补偿弹簧；4、镶块；5、密封条；6、定子叶片；7、转子叶片；8、导向倒角或圆角；9、扭矩补偿弹簧座孔；10、锥形孔；11、镶块槽；12、扭矩补偿弹簧安装孔；A、密封油腔；B、密封油腔；R、圆角；R1、圆角；R2、圆角；φ、夹角；θ、夹角。
具体实施方式
可变气门定时相位器是能够使凸轮轴相对于曲轴提前或滞后一定相位角的内燃机元件。内燃机控制系统根据不同的工况，对可变气门相位器进行不同的控制，使气门相位提前或滞后，从而降低内燃机排放、提高燃油经济性、改善动力性能。下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式，如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
参见图1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器由固定于凸轮轴端部的转子1、包容转子的定子2、扭矩补偿弹簧3、镶块4、密封条5等组成；定子2、转子叶片7、密封条5、定子叶片6以及盖板(未示出)围成一组密封油腔A和另一组密封油腔B，发动机ECU根据不同的工况发出不同的电控制信号给机油控制阀(OCV)(未示出)，机油控制阀有选择的使一组密封油腔A和另一组密封油腔B接通高压油源油路、回油油路或阻止油路导通，通过这样的控制，使一组密封油腔A和另一组密封油腔B分别处于充油、泻油、密封保持恒定体积的三个工作状态，从而通过压力油来驱动转子1相对于定子2旋转转动或保持静止，最终达到控制气门相位提前或滞后的目的。
参见图2图3所述的镶块4设置有圆角R和扭矩补偿弹簧座孔9或锥形孔10。所述的扭矩补偿弹簧座孔9是带导向倒角或圆角8的圆柱形孔，也可以是锥形孔10。通过这样设计扭矩补偿弹簧座孔9，可以对扭矩补偿弹簧3在压缩过程中起到一定的导向作用，避免了尖边、锐边对扭矩补偿弹簧3造成刮擦、磨损等，有利于增加产品的寿命，提高产品的可靠性。
参见图4所述的定子2设置有镶块槽11。所述的镶块槽11设置有圆角R1、R2，与镶块圆角R相比，圆角半径大小关系符合R1＜R，R2＜R，这样在装配的过程中，镶块4装入镶块槽11比较容易；所述的镶块槽11的外观截面形状与镶块4截面形状相似，而且所述的镶块槽11的两个较小面积的侧面与定子叶片6的侧面形成的夹角φ、θ均为钝角，通过这样的设计，镶块4镶入镶块槽11后，能够对镶块4起到起到很好的定位作用，避免了镶块4在镶块槽11内晃动甚至从镶块槽11中脱落，从而在一定程度上提高了产品的可靠性能，而且能够避免相位器在工作过程中产生额外噪声。
参见图5所述的转子1在转子叶片7的侧面设置有扭矩补偿弹簧安装孔12。扭矩补偿弹簧安装孔12可是带导向倒角或圆角的圆柱形孔，也可以是锥形孔，这样的结构有利于扭矩补偿弹簧3压缩过程中起到导向作用，避免扭矩补偿弹簧与扭矩补偿弹簧安装孔12之间的刮擦碰撞，以此来保证产品的可靠性。
参见图6所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器镶块4装入定子2上的镶块槽11中，镶块4与镶块槽11两者之间的配合为过盈配合或过渡配合。所述的密封油腔B中间设置扭矩补偿弹簧3，扭矩补偿弹簧3的一端装配到转子叶片7侧面设置的扭矩补偿弹簧安装孔12内，另一端安装在镶块4上面设置的扭矩补偿弹簧座孔内；通过设置镶块4，避免了在较小的空间里在定子叶片6侧面加工扭矩补偿弹簧座孔，大大降低了加工难度，降低了加工设备以及工装夹具的要求，从而有利于降低生产成本。由于扭矩补偿弹簧3设置在定子2、转子1之间的密封油腔B内部，产品的轴向尺寸(高度或厚度)与背景中所述的传统的同级别的带储能元件的可变气门定时相位器的轴向尺寸相比，大大减小，从而明显降低了对产品按装空间的要求；此外，该结构降低了产品的装配难度，提高了生产效率，减少了制造成本。
参见图1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，可以根据不同扭矩以及不同内燃机的要求，可以在另一组密封油腔B的其中之一油腔内设置1或多个扭矩补偿弹簧3，也可以在另一组密封油腔B的其他油腔内均设置1或多个扭矩补偿弹簧3，具体在另一组密封油腔B的哪几个油腔，或者在同一个密封油腔内设置几个扭矩补偿弹簧3，根据具体设计要求而定。
采用本实用新型的技术方案的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，满足公知带有涡卷弹簧或扭转弹簧等储能元件的可变气门定时相位器的功能外，能够减小可变气门定时相位器的轴向尺寸(厚度或者高度)，降低对安装空间的要求，利于合理利用空间；而且相对装配工艺简单，提高了装配效率，降低生产成本；此外减小了产品重量，有利于内燃机降低油耗。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改经将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，由固定于凸轮轴端部的转子、定子、扭矩补偿弹簧、密封条、镶块等零件组成。其特征在于：所述的转子、定子以及密封条围成两组多个密封的油腔里设置扭矩补偿弹簧。
2.根据权利要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的转子在转子叶片的侧面设置有扭矩补偿弹簧安装孔。
3.根据权利要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的定子在定子叶片一侧设置镶块槽。
4.根据权力要求3所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的镶块槽的两个较小面积的侧面与设置镶块槽定子叶片的侧面所成的夹角(φ)、(θ)均为钝角，且镶块槽设置有圆角。
5.根据权力要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的镶块设置有扭矩补偿弹簧座孔。扭矩补偿弹簧座孔可以为带有起导向作用的倒角或圆角的圆柱形孔或者锥形孔。
6.根据权力要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的镶块的截面形状与镶块槽截面形状近似，且设置有圆角，此圆角的半径大于镶块槽所设置的圆角的半径。
7.根据权力要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：所述的镶块和定子镶块槽之间的装配配合属于过盈配合或过渡配合。
8.根据权力要求1所述的带扭矩补偿弹簧的可变气门定时相位器，其特征在于：安装扭矩补偿弹簧数量根据具体的工况以及参数要求，可以在一个油腔设置一个或多个扭矩补偿弹簧，也可以在多个油腔同时设置扭矩补偿弹簧。
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