凸轮轴相位器系统以及用于其的锁定相位器技术方案

一种用于控制具有曲轴(26)的发动机(20)中的凸轮轴(28)相位的系统(44)，该系统包括：驱动附接至凸轮轴(28)的相位器(38)的致动器(42)。该相位器(38)具有与曲轴(26)旋转连接的第一部分(46)，附接至凸轮轴(28)并与第一部分(46)旋转连接的第二部分(48)，和附接至致动器(42)并与第二部分(48)旋转连接的第三部分(50)。一个部分包括接收器(52)，且另一部分包括锁部(54)，该锁部具有：第一位置(78)，在该位置处，具有接收器(52)和具有锁部(54)的部分可以相对于彼此相互旋转；以及第二位置(80)，在该位置处，具有接收器(52)和具有锁部(54)的部分被联接。锁部(54)响应于致动器(42)和凸轮轴(28)之间的预定扭矩差(70)而在位置之间移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及凸轮轴相位器系统，并且更具体地涉及用于该凸轮轴相位器系统的锁定相位器。
技术介绍
本领域已知的常见的汽车凸轮轴正时系统(有时被称作为“可变气门正时”系统)通常包括内燃机，该内燃机具有曲轴以及由一个或多个凸轮轴相位器来控制的一个或多个凸轮轴。相位器用于改变气门事件的正时以改善发动机性能、燃料经济性和排放。相位器通常可操作地附接至凸轮轴的端部，且还与发动机曲轴旋转连接，以便提前或延迟凸轮轴相对于曲轴的相位。可以以多种不同的方式来致动相位器，并且以往都是利用伺服控制液压压力来控制相位器。然而，本领域中的最近趋势是利用电动机来控制相位器，这可提供更广泛的相位控制以及改善的响应时间。电动机和相位器可操作地彼此附接并旋转连接，以便允许实现电动机的旋转来调节凸轮轴的相位角。电动机通常由发动机控制单元(ECU)控制，该发动机控制单元还控制燃料输送和点火正时。本领域中已知的与凸轮轴相位器一起使用的电动机通常为无刷直流电动机，其与常见的有刷直流电动机相比提供更长的寿命、更好的控制以及更快的响应。为此，由电动机驱动的相位器可更好地优化凸轮轴的相位，以便提供增强的发动机性能和响应，以及改善的排放。为了与电动机协作，本领域已知的相位器可包括基于摩擦的锁定机构以取决于车辆和发动机的操作状况来将相位器锁定(或“停放”)在一个或多个优化的预定位置。以上描述的类型的凸轮轴相位器系统的每个部件必须协作，以有效地控制凸轮轴的相位角。另外，每个部件必须被设计成：不仅为了促进改善的性能和效率，而且还便于降低制造和组装该系统的成本和复杂性。尽管相关领域中已知的凸轮轴相位器系统通常很好地实现了它们的预期目的，但是本领域中需要这样一种凸轮轴相位器系统：具有精良的操作特征、降低制造系统部件的成本和复杂性以及减小各个部件的整体尺寸。
技术实现思路
本专利技术克服了相关领域中的用于控制内燃机的凸轮轴与曲轴之间的相位的系统的缺点。该系统包括致动器和相位器。该相位器可操作地附接至凸轮轴且由致动器驱动，以便选择性地控制凸轮轴的相位。该相位器包括：与曲轴旋转连接的第一部分、可操作地附接至凸轮轴并设置成与第一部分旋转连接的第二部分，以及可操作地附接至致动器并设置成与第二部分旋转连接的第三部分。相位器部分的其中一个包括接收器，且相位器部分中的另一个包括用于可释放地接合该接收器的锁部。该锁部具有第一位置，其中包括接收器的部分和包括锁部的部分可相对于彼此旋转；以及第二位置，其中包括接收器的部分可旋转地联接至包括锁部的部分。响应于在致动器与凸轮轴之间产生的预定扭矩差，该锁部在第一位置与第二位置之间是可移动的。另外，本专利技术涉及一种由电动机致动的相位器，用于控制内燃机的凸轮轴与曲轴之间的相位。该相位器包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分与曲轴旋转连接。第二部分可操作地附接至凸轮轴，与第一部分旋转连接，并具有绕其径向间隔开的多个接收器。第三部分可操作地附接至电动机，与第二部分旋转连接，并具有用于可释放地接合第二部分的接收器的多个锁组件。所述锁组件具有第一位置，其中第三部分和第二部分可相对于彼此旋转；以及第二位置，其中第三部分可旋转地联接至第二部分。响应于在第二部分与第三部分之间产生的预定扭矩差，该锁组件在第一位置与第二位置之间是可移动的。另外，本专利技术涉及一种由电动机致动的相位器，用于控制内燃机的凸轮轴与曲轴之间的相位。该相位器包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分与曲轴旋转连接。第二部分可操作地附接至凸轮轴，与第一部分旋转连接，并具有绕其径向间隔开的多个接收器。第三部分可操作地附接至电动机，与第二部分旋转连接，并具有用于可释放地接合第二部分的接收器的多个杠杆弹簧。该杠杆弹簧具有：第一位置，其中第三部分和第二部分可相对于彼此旋转；以及第二位置，其中第三部分可旋转地联接至第二部分。响应于在第二部分与第三部分之间产生的预定扭矩差，该杠杆弹簧在第一位置与第二位置之间是可移动的。本专利技术以这种方式显著地减小了相位器系统以及其相关联的部件的复杂性和包装尺寸。另外，本专利技术降低了制造凸轮轴相位器系统的成本，该凸轮轴相位器系统具有精良的操作特征，例如改善的发动机性能、控制和效率。附图说明在结合附图阅读下面的描述后，很容易认识到本专利技术的其它目的、特点和优点，同时也更容易理解这些目的、特点和优点，其中：图1是根据本专利技术的一个实施例的示出了凸轮轴相位器和电动机的汽车发动机的局部分解透视图。图2是根据本专利技术的一个实施例的处于安装状态下的凸轮轴相位器的放大透视图。图3是图2的具有第一、第二和第三部分的凸轮轴相位器的放大透视图。图4是图3的具有如锁组件的锁部的凸轮轴的第三部分的部分放大视图。图5A-5B是图3的凸轮轴相位器的第二部分的两个实施例的放大视图。图6A-6B是图2-3的凸轮轴相位器的两个实施例的放大俯视图。图7是图2的凸轮轴相位器和相对于凸轮轴相位器的第二部分处于未锁定状态下的锁组件的放大部分横截面视图。图8A-8B为图7的相对于图5A-5B的凸轮轴相位器的第二部分的两个实施例处于锁定状态下的锁组件的放大部分横截面视图。图9是根据本专利技术的一个实施例的处于安装状态下的凸轮轴相位器的放大透视图。图10是图9的具有第一、第二和第三部分的凸轮轴相位器的放大透视图。图11是图10的具有如杠杆弹簧的锁部的凸轮轴相位器的第三部分的放大透视图。图12是图10的凸轮轴相位器的第二部分的放大透视图。图13是沿图9的线13-13截取的截面视图，其示出了图11的相对于凸轮轴相位器的第二部分处于未锁定状态下的杠杆弹簧。图14是图13的可选剖面视图，其示出了相对于凸轮轴相位器的第二部分处于锁定状态下的杠杆弹簧。具体实施方式现参考附图，其中相同的标号被用于表示相同的结构，在图1中，汽车的内燃机的一部分被示出为20。发动机20包括缸体22和安装至缸体22的一个或多个汽缸盖24。曲轴26可旋转地支撑在缸体22中，且一个或多个凸轮轴28可旋转地支撑在汽缸盖24中。曲轴26经由正时系统(通常示作为30)来驱动凸轮轴28。正时系统30通常包括链条(在图1中通常示为32)，其将曲轴链轮34互连至一个或多个凸轮轴链轮36以及相位器38。正时系统30还可包括张紧引导件40，以确保在操作中链条32的适当张紧。尽管在图1中示出的代表性实施例示出了链条32和链轮34、36，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本实例的范围之内，正时系统30可采用任何合适的配置，其足以使用曲轴26来驱动凸轮轴28。借助于非限制性实例，可以采用于正时齿轮相结合的正时带。发动机20产生旋转扭矩，其然后由曲轴26传递至凸轮轴28，其转而致动汽缸盖24中的气门(未示出，但本领域中通常是已知的)，用于控制进气和排气的流动的正时。具体地，凸轮轴28控制本领域中通常被称作的“气门事件”，从而，凸轮轴28相对于曲轴26的旋转位置在指定的时间间隔来打开以及关闭进气和排气气门，以便实现发动机20的完整的热力学循环。尽管在图1中示出的发动机20为V型结构配置的双顶置凸轮(DOHC)火花-点火奥托循环发动机，在每个进气凸轮轴28上有相位器38，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本专利技术的范围之内，发动机20可以为任何适当的配置，以任何适当的方式设置的、利用任何适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制内燃机(20)的凸轮轴(28)与曲轴(26)之间的相位的系统(44)，所述系统(44)包括：致动器(42)；以及相位器(38)，其操作地附接至所述凸轮轴(28)并由所述致动器(42)来驱动，以便选择性地控制所述凸轮轴(28)的所述相位，所述相位器(38)包括：与所述曲轴(26)旋转连接的第一部分(46)，操作地附接至所述凸轮轴(28)并设置成与所述第一部分(46)旋转连接的第二部分(48)，和操作地附接至所述致动器(42)并设置成与所述第二部分(48)旋转连接的第三部分(50)；其中，所述相位器(38)的所述部分的一个包括接收器(52)，且所述相位器(38)的所述部分的另一个包括用于释放地接合所述接收器(52)的锁部(54)，所述锁部(54)具有：第一位置(78)，其中包括所述接收器(52)的所述部分和包括所述锁部(54)的所述部分相对于彼此旋转；和第二位置(80)，其中包括所述接收器(52)的所述部分被旋转地联接至包括所述锁部(54)的所述部分；响应于在所述致动器(42)与所述凸轮轴(28)之间产生的预定扭矩差，所述锁部(54)在所述第一位置(78)与所述第二位置(80)之间是可移动的。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 US 62/0167331.一种用于控制内燃机(20)的凸轮轴(28)与曲轴(26)之间的相位的系统(44)，所述系统(44)包括：致动器(42)；以及相位器(38)，其操作地附接至所述凸轮轴(28)并由所述致动器(42)来驱动，以便选择性地控制所述凸轮轴(28)的所述相位，所述相位器(38)包括：与所述曲轴(26)旋转连接的第一部分(46)，操作地附接至所述凸轮轴(28)并设置成与所述第一部分(46)旋转连接的第二部分(48)，和操作地附接至所述致动器(42)并设置成与所述第二部分(48)旋转连接的第三部分(50)；其中，所述相位器(38)的所述部分的一个包括接收器(52)，且所述相位器(38)的所述部分的另一个包括用于释放地接合所述接收器(52)的锁部(54)，所述锁部(54)具有：第一位置(78)，其中包括所述接收器(52)的所述部分和包括所述锁部(54)的所述部分相对于彼此旋转；和第二位置(80)，其中包括所述接收器(52)的所述部分被旋转地联接至包括所述锁部(54)的所述部分；响应于在所述致动器(42)与所述凸轮轴(28)之间产生的预定扭矩差，所述锁部(54)在所述第一位置(78)与所述第二位置(80)之间是可移动的。2.根据权利要求1所述的系统(44)，其中，所述相位器(38)包括多个径向间隔开的接收器(52)和相应的多个锁部(54)。3.根据权利要求1所述的系统(44)，其中，所述相位器(38)的所述第二部分(48)具有底板(62)、与所述底板(62)间隔开的齿轮部(68)，以及在所述底板(62)与所述齿轮部(68)之间延伸并与所述底板和所述齿轮部合并的环(70)。4.根据权利要求3所述的系统(44)，其中，所述接收器(52)被设置在所述相位器(38)的所述第二部分(48)的所述底板(62)中。5.根据权利要求4所述的系统(44)，其中，所述锁部(54)还包括锁组件(54A)，所述锁组件具有：具有内腔室(84)的主体(82)；至少部分地设置在所述内腔室(84)中的按键元件(86)，用于释放地接合所述相位器(38)的所述第二部分(48)的所述接收器(52)；设置在所述内腔室(84)中并接合所述按键元件(86)的弹簧(88)，用于允许所述锁部(54)在所述第一位置(78)与所述第二位置(80)之间移动。6.根据权利要求3所述的系统(44)，其中，所述接收器(52)设置在所述相位器(38)的所述第二部分(48)的所述环(70)中。7.根据权利要求6所述的系统(44)，其中，所述锁部(54)包括杠杆弹簧(54B)，所述杠杆弹簧具有：第一端部(92)，其操作地附接至所述相位器(38)的所述第三部分(50)；第二端部(94)，其从所述第一端部(92)间隔开，并具有用于释放地接合所述相位器(38)的所述第二部分(48)的所述接收器(52)的接合部分(98)；以及中间部分(96)，其在所述第一端部(92)与所述第二端部(94)之间延伸并与所述第一端部和所述第二端部合并，用于允许所述锁部(54)在所述第一位置(78)与所述第二位置(80)之间移动。8.根据权利要求1所述的系统(44)，其中，所述接收器(52)包括槽(52A/52B)。9.根据权利要求1所述的系统(44)，其中，所述接收器(52)包括圆柱孔(52C)。10.根据权利要求1所述的系统(44)，其中，所述相位器(38)的所述第三部分(50)包括载体组件(50A)，所述载体组件具有：支架体(72)；与所述致动器(42)旋转连接的太阳齿轮(74)；以及多个行...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·C·温，D·布朗，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US