发动机的可变凸轮正时系统及该系统中的相位控制装置制造方法
【专利摘要】一种发动机的可变凸轮正时（VCT）系统中的相位控制装置。该相位控制装置包括壳体和联接于叶片的锁定销，在锁定构型中，锁定销延伸到盖板中的锁定销凹部中，锁定销和锁定销凹部具有侧隙，并且在锁定构型中，壳体至少部分地包围叶片并且与叶片隔开以形成间隙。本实用新型提供一种发动机的可变凸轮正时系统，包括：包括圆柱形锁定销的叶片，圆柱形锁定销锁定在集成于盖板中的圆柱形锁定销凹部中，锁定销与锁定销凹部在锁定时具有侧隙；以及壳体，在销锁定在锁定销凹部中时，在侧隙范围内的所有锁定位置中，壳体至少部分包围叶片并且与叶片周向地间隔开以形成间隙。本实用新型减小VCT系统中的噪声、振动和声振粗糙度。
【专利说明】发动机的可变凸轮正时系统及该系统中的相位控制装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及包括锁定机构的可变凸轮正时系统。
【背景技术】
[0002]可变凸轮正时(VCT)在发动机中使用，以使进气门和/或排气门正时提前或延迟。因此，可以根据需要以基于发动机运行状态来调节进气门和/或排气门正时，从而提高燃烧效率并减少排放。另外，可以在较大的发动机运动状态范围内增大发动机功率输出。
[0003]已经发展了 VCT系统中的锁定机构以在油压不足以运行VCT系统时将VCT系统锁定在理想的基本构型中。例如，US5，823，152公开了一种用于发动机的角相位控制装置，其包括锥形锁定构件，该锥形锁定构件构造成与接合孔配合，以将装置锁定在理想的角度位置。
[0004]发明人已经认识到US5，823，152中所公开的气门正时控制装置的若干缺点。由于锥形锁定构件和锥形孔的小公差，制造US5，823，152中所公开的锁定装置可能成本较高。另外，锥形锁定构件可能例如由于气压而变为分离。因此，部分分离的构件会在容纳锁定构件的接合孔中来回移动(例如，咔嗒作响)。结果，车辆中的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)可能增加，从而降低客户满意度和部件寿命。另外，在US5，823，152中公开的锁定构件可能由于锥形配合而变得卡在接合孔中。结果，相位控制功能可能延迟或受到抑制，从而降低燃烧效率并增加排放。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种发动机的可变凸轮正时系统中的相位控制装置以及发动机的可变凸轮正时系统，以减小VCT系统中的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。
[0006]发明人这里已经认识到上述问题，并且开发了一种在这里描述的发动机的VCT系统中的相位控制装置。该相位控制装置包括壳体和联接于叶片的锁定销，在锁定构型中，锁定销延伸到盖板中的锁定销凹部中，锁定销和锁定销凹部具有侧隙(backlash)，并且在锁定构型中，壳体至少部分地包围叶片并且与叶片隔开以形成间隙。
[0007]相位控制装置包括壳体和联接于叶片的锁定销，在锁定构型中，锁定销延伸到盖板中的锁定销凹部中，锁定销和锁定销凹部具有侧隙，并且在锁定构型中，壳体至少部分地包围叶片并且与叶片隔开以形成间隙。
[0008]当在锁定构型中壳体与叶片隔开时，由叶片与壳体之间的接触导致的振动被充分地减小(例如，消除)。这样，减小了发动机中的NVH，从而与在锁定构型中使得壳体与叶片直接接触的VCT系统相比，提高了客户满意度和部件寿命。
[0009]在一个示例中，侧隙可以小于壳体与叶片之间的间隙。这样，锁定销在锁定销凹部中的移动不会导致叶片在锁定构型中与壳体接触。结果，减小了 NVH。
[0010]优选地，所述盖板固定地联接于所述壳体。
[0011]优选地，壳体的平面表面与所述叶片的平面表面在周向方向上间隔开。[0012]优选地，所述锁定销与所述锁定销凹部具有≥0.1°且<0.3°的侧隙。
[0013]优选地，所述锁定销与所述锁定销凹部具有≥0.3°且<0.9°的侧隙。
[0014]优选地，叶片包括在具有第二叶片的叶片转子中，其中所述第二叶片与所述壳体间隔开。
[0015]优选地，液压流体流动经过所述间隙。
[0016]本实用新型还提供一种发动机的可变凸轮正时(VCT)系统的操作方法，包括:将锁定销可致动地定位在锁定销凹部中，所述锁定销从所述VCT系统中的叶片转子延伸，并且所述锁定销凹部包括在联接于所述VCT系统中的壳体的盖板中，在所有锁定销位置的全部范围内，所述壳体与所述叶片转子中的叶片间隔开。
[0017]优选地，所述的方法还包括从所述锁定销凹部可致动地移除所述锁定销，以及基于发动机运转状态液压地调节所述叶片转子与所述壳体的相对位置。
[0018]优选地，液压地调节所述叶片转子与所述壳体的相对位置包括:将所述叶片转子定位在所述叶片与所述壳体以共面的方式接触时的提前或延迟位置。
[0019]优选地，当发动机油压在阈值以下时，执行所述锁定销在所述锁定销凹部中的可致动定位，并且当发动机油压在阈值以上时，执行所述锁定销从所述锁定销凹部的可致动移除以及液压地调节所述叶片转子与所述壳体的相对位置。
[0020]优选地，锁定 销与所述锁定销凹部具有侧隙。
[0021]优选地，所述壳体至少部分地包围所述叶片。
[0022]优选地，在可致动地定位过程中，所述锁定销在轴向方向上移动。
[0023]本实用新型还提供一种发动机的可变凸轮正时(VCT)系统，包括:包括圆柱形锁定销的叶片，所述圆柱形锁定销锁定在集成于盖板中的圆柱形锁定销凹部中，所述锁定销与所述锁定销凹部在锁定时具有侧隙；以及壳体，在所述销锁定在所述锁定销凹部中时，在所述侧隙范围内的所有锁定位置中，所述壳体至少部分包围所述叶片并且与所述叶片周向地间隔开以形成间隙。
[0024]优选地，所述侧隙小于所述壳体与所述叶片之间的所述间隙。
[0025]优选地，所述壳体限定所述VCT系统的提前和延迟气门正时边界。
[0026]优选地，当所述锁定销锁定在所述锁定销凹部中时，所述锁定销的仅仅一部分与所述锁定销凹部以共面的方式接触。
[0027]本实用新型的有益效果在于:减小了 VCT系统中的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)，这提高了客户满意度并减小了部件磨损。叶片在周向上与壳体隔开还使得能够根据需要而增大锁定销和锁定销凹部的公差，从而降低制造成本。
[0028]当单独地或者与附图相结合地理解时，本文的上述优点和其他优点及特征将从下面的详细描述中变得显而易见。
[0029]应当理解，提供上文的简述是为了以简化的形式引入将在详细的描述中进一步说明的一系列概念。其并不意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，其中所述主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在前文中或者在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。另外，发明人这里已经认识到上述问题，而这些问题未被确认为是公知的。【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1示出了发动机的示意图。
[0031]图2示出了包括可变凸轮正时(VCT)系统的图1所示的发动机的另一个示意图。
[0032]图3至图9示出了包括在图2所示的VCT系统中的示例性相位控制装置的各种视图；以及
[0033]图10示出了 VCT系统的操作方法。
[0034]图3至图9是大致按比例绘制的，但是如果需要，也可以使用其他的相对尺寸。【具体实施方式】
[0035]这里公开了可变凸轮正时(VCT)系统中的锁定机构。该锁定机构包括具有侧隙的锁定销凹部和锁定销。该锁定机构还包括叶片和壳体，其中叶片和壳体的相对位置可以调节以改变凸轮正时。在锁定销与锁定销凹部配合时的锁定构型中，叶片在周向上与液压室中的壳体隔开。当壳体与叶片隔开时，叶片在锁定过程中与壳体接触或撞击的可能性减小(例如，消除)。因此，减小了 VCT系统中的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)，这提高了客户满意度并减小了部件磨损。这种隔开还使得能够根据需要而增大锁定销和锁定销凹部的公差，从而降低制造成本。
[0036]图1和图2示出了内燃发动机的示意图。图3至图9示出了图1和图2所示的发动机的VCT系统中的示例性相位控制装置的各种视图。图10示出了 VCT系统的操作方法。
[0037]图1是示出了可以包括在车辆100的驱动系中的多缸发动机10的一个气缸的示意图，其中排气传感器126 (例如，空燃比传感器)可以用来确定由发动机10产生的排气的空燃比。空燃比(连同其它运行参数一起)可以用于各种运行模式下的发动机10的反馈控制。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统以及通过来自车辆操作人员132的经由输入装置130的输入控制。在本示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(即，燃烧室)30可以包括燃烧室壁32，其中活塞36布置在燃烧室壁32中。
[0038]活塞36可以联接于曲轴40，使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间传动系统联接于车辆的至少一个驱动轮。另外，起动器马达可以通过飞轮联接于曲轴40，以实现发动机10的起动操作。曲轴40还可以联接于这里更详细描述的VCT系统。
[0039]气缸30可以接收通过进气通道42的来自进气歧管44的进气，并且通过排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够通过相应的进气门52和排气门54与气缸30选择性地连通。在一些示例中，气缸30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在进气通道42中定位有包括节流阀板64的节流阀62。节流阀构造成调节流动到气缸30的气流的量。
[0040]在本示例中，进气门52和排气门54可以通过进气凸轮51和排气凸轮53来致动。在一些示例中，发动机10可以包括构造成用于调节(例如，提前或延迟)凸轮正时的VCT系统。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57来确定。
[0041]燃料喷射器66以如下构型布置在进气歧管44中，S卩:燃料喷射器66提供所谓的“端口喷射”将燃料喷射到气缸30上游的进气端口中。燃料喷射器66可以与通过电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。在一些示例中，气缸30可以替代地或附加地包括直接地联接于气缸30的燃料喷射器，用于以称为“直喷”的方式将燃料直接喷射到气缸30中。
[0042]点火系统88能够在选择的运行模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞92向气缸30提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但在一些示例中，发动机10的气缸30或一个或多个其他燃烧室可以在具有点火火花或不具有点火火花的情况下在压缩点火模式下操作。
[0043]排气传感器126示出为联接于排气系统50的位于排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空/燃比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO (宽域或宽范围排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO (排气氧传感器)、HEGO(加热EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一些示例中，排气传感器126可以是定位在排气系统中的多个排气传感器中的第一个。例如，在排放控制装置70的下游可以定位有附加的排气传感器。
[0044]排放控制装置70示出为沿着排气通道48布置在排气传感器126的下游。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、N0x捕集器、各种其他排放控制装置或以上的组合。在一些示例中，排放控制装置70可以是定位在排气系统中的多个排放控制装置中的第一个。在一些示例中，在发动机10的运行期间，可以通过在特定的空/燃比内运行发动机的至少一个气缸来周期性地重置排放控制装置70。
[0045]控制器12在图1中示出为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口 104、电存储介质(用于可执行程序和校准值，在本特定示例中示出为只读存储器(ROM) 106，例如存储芯片)、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110以及数据总线。除了前述那些信号之外，控制器12还可以接收来自联接于发动机10的传感器的各种信号，这些信号包括:来自空气质量流量传感器120的对引入空气质量流量(MAF)的测量；来自联接于冷却水套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自联接于曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP);来自节流阀位置传感器的节流阀位置(TP);以及来自传感器122的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号(RPM)可以由控制器12根据信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，例如使用MAF传感器而不使用MAP传感器，或者使用MAP传感器而不使用MAF传感器。在理论配比期间，MAP传感器能够提供发动机扭矩的指示。另外，该传感器连同检测到的发动机转速一起能够提供对引入到气缸中的装料(包括空气)的估算。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每转下产生预定数量的等间隔脉冲。
[0046]在运行期间，发动机10中的气缸30 —般经历四冲程循环，包括:吸气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在多缸发动机中，四冲程循环可以在另外的燃烧室中执行。在进气冲程期间，通常地，排气门54关闭而进气门52打开。空气例如通过进气歧管被引入到气缸30中，并且活塞36移动到燃烧室的底部以增大气缸30内的容量。活塞36靠近燃烧室的底部并且处于其行程结束时(例如，当气缸30处于其最大容量时)的位置一般被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以压缩气缸30内的空气。活塞36处于其行程结束时并且最靠近气缸盖时(例如，当气缸30处于其最小容量时)的点一般被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中称为“喷射”的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文中称为“点火”的过程中，所喷射的燃料通过诸如火花塞92之类的已知点火装置被点火，从而导致燃烧。附加地或替代地，可以使用压缩来对空气/燃料混合物进行点火。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴可以将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧后的空气-燃料混合物释放到排气歧管，并且活塞返回到TDC。注意，以上所述仅仅作为示例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，以提供正气门重叠或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。气门正时可以通过本文更详细描述的VCT系统来改变。补充地或替代地，压缩点火可以在气缸30中执行。
[0047]图2示出了包括在图1所示的发动机10中的示例性VCT系统200。图2所示的VCT系统构造成调节发动机10中的进气凸轮和排气凸轮两者的正时。然而，在其他示例中，VCT系统可以仅仅构造成调节进气凸轮的正时或排气凸轮的正时。
[0048]如所示，发动机10包括同样在图1中示出的第一气缸30和第二气缸202。然而，应当认识到，在其他示例中，发动机中的气缸的数量可以改变。例如，在一个示例中，发动机10可以包括四个气缸。
[0049]气缸以直列构型布置。也就是说，平面延伸穿过每个气缸的中心线。然而，可以想到其他气缸位置。示出了第一气缸30的进气门52和排气门54。应当理解，气门可以分别定位在进气端口和排气端口中。类似地，进气门204和排气门206联接于第二气缸202。进气门204和排气门206构造成在燃烧操作期间打开。具体地，进气门204可以使得在打开构型中第二气缸202与图1所示的进气歧管44之间能够流体连通，并且在关闭构型中抑制第二气缸202与图1所示的进气歧管44之间的流体连通。另外，排气门206可以使得在打开构型中第二气缸202与图1所示的排气通道48之间能够流体连通，并且在关闭构型中抑制第二气缸202与图1所示的排气通道48之间的流体连通。
[0050]VCT系统200可以包括进气凸轮轴208和/或排气凸轮轴210。进气凸轮轴208可以包括联接于其上的进气凸轮51和进气凸轮212。进气凸轮51和212构造成在燃烧操作期间循环地致动进气门。类似地，排气凸轮轴210可以包括联接于其上的排气凸轮53和排气凸轮214。排气凸轮53和214构造成在燃烧操作期间循环地致动排气门。应当理解，进气凸轮和/或排气凸轮的周向位置可以变化以使进气门和排气门以不同的时间间隔致动。
[0051]VCT系统200还包括第一相位控制装置216 (例如，进气相位控制装置)和第二相位控制装置218 (例如，排气相位控制装置)。如所示，第一相位控制装置216联接于进气凸轮轴208。另外，第二相位控制装置218联接于排气凸轮轴210。第一相位控制装置和第二相位控制装置可以构造成调节图1所示的曲轴40与相应的凸轮轴之间的相位。
[0052]VCT系统200还可以包括将图1所示的曲轴40联接于凸轮轴(208和210)的机械联接装置220。第一相位控制装置216可以与第二相位控制装置218相同。示例性的相位控制装置300在图3至图9中示出并且在这里更详细地描述。图3至图9所示的相位控制装置300可以是图2所示的第一相位控制装置216和第二相位控制装置218中的一个。然而，在其他示例中，相位控制装置(216和218)可以具有不相似的构型。
[0053]第一相位控制装置216可以包括一般用方框表示的锁定机构222。应当理解，锁定机构可以具有在这里更详细地描述的更大的复杂程度。类似地，第二相位控制装置218可以包括锁定机构224。在一个示例中，锁定机构(222和224)可以相同。锁定机构(222和224)可以构造成使得VCT系统中的NVH减小。这里参照图3至图9更详细地讨论锁定机构。
[0054]控制器12可以构造成控制VCT系统200以提前或延迟进气门和/或排气门正时。具体地，控制器12可以电联接(例如，有线地和/或无线地)于VCT系统200中的控制阀226和228 (例如，电磁阀)。控制阀226和228可以联接于相应的相位控制装置或者集成在相应的相位控制装置中。控制阀226可以构造成调节图1所示的曲轴40与相应的凸轮轴之间的相位。具体地，控制阀226和228可以是构造成液压地调节图1所示的曲轴40与相应的凸轮轴之间的相位角的油控制阀。因此，控制阀226和228可以接收来自发动机中的管路的油。然而，可以想到其他合适类型的控制阀。
[0055]凸轮轴轴承230联接于进气凸轮轴208和排气凸轮轴210。凸轮轴轴承230构造成支撑并实现凸轮轴轴承230所联接的凸轮轴的旋转。火花塞92也示出为联接于第一气缸30。第二火花塞232或其他合适的点火装置可以联接于第二气缸202。
[0056]图3至图9示出了示例性的相位控制装置300。图3至图9所示的相位控制装置300可以是图2所示的第一相位控制装置或第二相位控制装置(分别是216和218)。因此，相位控制装置300可以包括在图2所示的VCT系统200中。
[0057]图3示出了相位控制装置300的侧视图。相位控制装置300包括驱动轮302。具体地,在所描绘的示例中，驱动轮302是链轮。因此,在所描绘的示例中，驱动轮302包括齿304。然而，可以想到其他类型的驱动轮。还描绘了相位控制装置300的旋转轴线306。驱动轮302可以联接于图1所示的曲轴40。诸如链条、链轮等之类的机械联接装置可以用来将图1所示的曲轴40联接(例如，旋转地联接)于驱动轮302。因此，应当理解，驱动轮302和曲轴40可以以相同的相位旋转。
[0058]包括在相位控制装置300中的图6所示的叶片转子600可以旋转地联接于图2所示的凸轮轴(208和210)中的一个。叶片转子600与驱动轮302的相对角度位置可以通过VCT系统200调节。这样，凸轮的相位可以调节以改变气门正时。盖板308联接(例如，固定地联接)于相位控制装置300的壳体310。在一些示例中，壳体310和/或盖板308可以固定地联接于驱动轮302。在图3中还示出了内板312。在图3中还图示了限定图6所示的横截面的切割平面6-6。
[0059]图4示出了相位控制装置300的第一端400。示出了盖板308和驱动轮302。在一些示例中，盖板308和驱动轮302可以固定地联接。因此，在一些示例中，盖板308和驱动轮302在燃烧循环执行时的发动机运转期间以相同的相位旋转。
[0060]在图4中还描绘了油入口 401。来自油入口的油可以被引导至与图6所示的叶片转子600相邻的腔室。还描绘了包括在相位控制装置300中的凸轮安装开口(例如，孔)402。叶片转子600可以附接于图2所示的凸轮轴(208和210)中的一个。
[0061 ] 图4所示的相位控制装置300还包括用于在图8B和图9中示出且在这里更详细地讨论的锁定销802的供给入口 406。图4所示的相位控制装置300还包括定位销408。然而，应当理解，在其他示例中，上述部件中的一个或多个可以从相位控制装置300中省去。
[0062]图5示出了相位控制装置300的第二端500。在图5中示出了外板314和驱动轮302。在图5中示出了限定图7所示的横截面的切割平面7-7，并且在图5中也示出了限定图8A所示的横截面的切割平面8A-8A。
[0063]图6示出了相位控制装置300的横截面图。在图6中示出了相位控制装置300中的壳体310。壳体310固定地联接于驱动轮302。因此，壳体310和驱动轮302以相同的相位旋转。
[0064]还示出了叶片转子600。叶片转子600固定地联接于诸如图2所示的进气凸轮轴208或排气凸轮轴210之类的凸轮轴。壳体310至少部分地包围叶片转子600，并且特别地包围包括在叶片转子中的多个叶片602。
[0065]在所描绘的示例中，叶片转子包括三个叶片:第一叶片604、第二叶片605和第三叶片607。然而，在其他示例中，可以使用替代数量的叶片。例如，在一个示例中，叶片转子600可以仅仅包括单个叶片。叶片包括在液压室630中。
[0066]图6所示的相位控制装置300处于这里更详细地描述的锁定构型。另一方面，当相位控制装置300处于解锁构型时，叶片602和壳体310的相对位置可以通过诸如图2所示的控制阀226中的一个之类的控制阀来调节。这样，可以基于发动机运转状态来调节凸轮正时。图1所示的控制器12可以构造成发送控制信号给控制阀，以触发凸轮正时调节，因此控制器12电连接于控制阀。
[0067]锁定构型可以包括当图8B所示的锁定销802插入到图8B所示的锁定销凹部806中时。这里更详细地讨论相位控制装置300的锁定功能。
[0068]继续参照图6，当相位控制装置300锁定时，叶片604旋转离开壳体310。具体地，叶片可以在锁定位置的全部范围内与壳体间隔开。例如，在锁定销凹部的提前侧上或锁定销凹部的延迟侧上或者在两者之间的任何位置处，当锁定销与锁定销凹部接触时，叶片可以与壳体间隔开。叶片604可以在周向方向上与壳体310间隔开。在一个示例中，壳体310旋转离开叶片604≥0.1°。因此，壳体可以与叶片间隔开。
[0069]具体地，叶片604的表面608旋转离开(例如，在周向方向上旋转离开)壳体310的表面606,从而形成间隙609。特别地,在一个不例中，表面606可以与表面608间隔开^ 1°。当在锁定构型中(例如，在锁定位置的全部范围内)叶片604与壳体310间隔开时，充分地减小了(例如，消除了)由锁定机构中的公差和侧隙导致的叶片604撞击壳体310的可能性。因此，充分地减小了相位控制装置300内的NVH，从而提高了客户满意度和部件寿命。
[0070]在所描绘的示例中，表面606和608被相应地轮廓化。具体地，在所描绘的示例中，表面606和608是平面的，因此可以称为平面表面。然而,可以想到其他表面轮廓。壳体310的表面606可以对应于延迟凸轮正时位置(例如，完全延迟凸轮正时位置)。因此，当叶片604与表面606以共面的方式接触时，相位控制装置300处于延迟凸轮正时位置。类似地，壳体310的第二表面610可以对应于提前凸轮正时位置。因此，当壳体310的第二表面610与叶片604的第二表面612以共面的方式接触时，相位控制装置300可以处于提前凸轮正时位置(例如，完全提前凸轮正时位置)。这样，壳体310可以限定VCT系统的提前和延迟气门正时边界。
[0071]当相位控制装置300处于锁定构型时，第二叶片605和第三叶片607也与壳体310间隔开，从而减小了第二叶片和第三叶片撞击壳体的可能性。
[0072]图7示出了相位控制装置300的另一个横截面图。在图7中示出了滑阀700。滑阀700构造成将液压流体(例如，液压油)引导至相位控制装置300的特定部分，用于相位调节。在图7中还示出了内板312和外板314。在图7还示出了驱动轮302。另外，在图7中还示出了盖板308和壳体310。
[0073]图8A示出了相位控制装置300的另一个横截面图。在图8A中还示出了滑阀700、叶片转子600、壳体310和盖板308。如前所述，盖板308联接于壳体310。在图8A中还示出了锁定机构800。锁定机构800可以是图2所示的锁定机构222和224中的一个。锁定机构800能够调节到锁定构型，在该锁定构型中，叶片转子600和盖板308与壳体310的相对位置是基本固定的。图8A示出了处于锁定构型的锁定机构800。应当理解，由于锁定机构800中的公差，当锁定机构处于锁定构型时，叶片转子600和盖板308与壳体310之间的位置可以有小的调节。因此，图6所示的叶片604与壳体310周向地隔开，以减小(例如，防止)当锁定机构800处于锁定构型时叶片604撞击壳体310的可能性。这样，减小了 VCT系统中的NVH，从而提高了客户满意度和部件寿命。
[0074]在图8B中示出了锁定机构800的放大图。壳体310、盖板308和叶片转子600以放大图示出。包括在锁定机构800中的锁定销802包括在叶片转子600中或者联接于叶片转子600。包括在锁定机构800中的弹簧804联接于锁定销802。具体地，弹簧804伸入到锁定销802中。然而，在其他示例中，弹簧804可以联接于锁定销802的外表面。弹簧804可以固定地联接于叶片转子600的一部分。弹簧804构造成在锁定销802上施加轴向力。这样，当施加在锁定销上的液压力或其他致动力中断时，锁定销802可以返回到锁定位置。然而，可以想到其他致动技术。在锁定机构的锁定构型中，锁定销802定位在包括在锁定机构800中的锁定销凹部806中。另一方面，在解锁构型中，锁定销802在轴向方向上移动，使得锁定销802位于锁定销凹部806的外面。在解锁构型中，叶片转子600与壳体310的相对位置可以例如通过包括在相位控制装置300中的控制阀(例如，液压控制阀)来液压地调节。
[0075]液压流体(例如，液压油)可以用来将锁定机构800致动到处于解锁位置。具体地，液压流体可以被引导至腔806中以将锁定销802迫压到解锁位置。
[0076]图9示出了在锁定销802位于锁定销凹部806时的锁定构型中，锁定销802和锁定销凹部806的横截面图。如图所示，锁定销802与锁定销凹部806的一部分间隔开(例如，周向地间隔开)，从而形成间隙902。应当理解，在锁定和解锁过程中，锁定销802可以在轴向方向上移动。在图9所示的视图中，轴向方向是伸入和伸出纸面的方向。图1所示的控制器12构造成触发锁定机构800的调节。
[0077]如所示，锁定销802与锁定销凹部806的延迟侧840接触。还示出了锁定销凹部806的提前侧842。应当理解，当锁定机构800这样定位时，在叶片604与壳体310之间存在间隙609。另外，当锁定销802与锁定销凹部806的提前侧842接触时，在叶片与壳体之间也存在间隙。因此，在锁定销与锁定销凹部之间的全部侧隙范围内，叶片可以与壳体周向地间隔开。
[0078]在所描绘的示例中，锁定销802与锁定销凹部806之间的间隔位于锁定销的提前侧上。另一方面，图6所示的叶片604与图6所示的壳体310之间的间隔位于叶片的延迟侧上。因此，当在提前正时方向上以及在延迟正时方向两个方向上旋转时，锁定销802均会接触锁定销凹部806。这样，充分地减小(例如，消除)了壳体撞击叶片的可能性，从而减小了相位控制装置中的NVH。应当理解，在其他示例中，锁定销与锁定销凹部之间的间隔位于锁定销的延迟侧上。
[0079]继续参照图9，锁定销802是圆柱形的。因此，在这种示例中，锁定销可以称为圆柱形锁定销。另外，锁定销凹部806也是圆柱形的。因此，在这种示例中，锁定销凹部可以称为圆柱形锁定销凹部。圆柱形锁定销802的直径小于圆柱形锁定销凹部806的直径。另外，应当理解，圆柱形锁定销的直径可以不沿着其长度变化。类似地，圆柱形锁定销凹部的直径可以不沿着其长度变化。
[0080]如所示，在锁定构型中，锁定销与锁定销凹部具有侧隙900。因此，当锁定销802锁定在锁定销凹部中时，仅仅锁定销802的一部分与锁定销凹部806以共面的方式接触。在一个示例中，侧隙900可以≥0.1°并且≤0.3°。在另一个示例中，侧隙900可以≥0.3°并且< 0.9°。由于制造具有较大公差的部件的成本较低，所以具有这样大小的侧隙使得锁定销和锁定销凹部的制造成本能够降低。
[0081]图10示出了 VCT系统的操作方法1000。方法1000可以用来控制关于图1至图9所讨论的VCT系统，或者可以用来控制另一个合适的VCT系统。
[0082]在1002中，方法包括将锁定销可致动地定位在锁定销凹部中，其中锁定销从VCT系统中的叶片转子延伸，并且锁定销凹部包括在联接于VCT系统中的壳体的盖板中，在所有锁定的销位置的全部范围内，壳体与叶片转子中的叶片间隔开。
[0083]在1004中，方法包括从锁定销凹部可致动地移除锁定销。接下来，在1006中，方法包括基于发动机运转状态液压地调节叶片转子与壳体的相对位置。液压地调节叶片转子与壳体的相对位置包括:在1008中将叶片转子定位在叶片与壳体以共面的方式接触时的提前或延迟位置。
[0084]在一个示例中，当发动机油压在阈值以下时，执行锁定销在锁定销凹部中的可致动定位，并且当发动机油压在阈值以上时，执行锁定销从锁定销凹部的可致动移除以及液压地调节叶片转子与壳体的相对位置。
[0085]另外，在一个示例中，锁定销与锁定销凹部具有侧隙。另外，在一个示例中，壳体可以至少部分地包围叶片。在另一个示例中，在可致动定位过程中，锁定销可以在轴向方向上移动。
[0086]注意，本文包括的示例性控制和估测程序能够与多种发动机和/或车辆系统构型使用。本文描述的特定程序可以代表诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等之类的任何数量的处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序执行、并行地执行、或者在一些情况下可以省去。类似地，所示的处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所需要的，而是为了示例和描述的目的而提供的。所示的动作或功能中的一个或多个可以根据使用的特定策略而重复地执行。另外，所描述的动作可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。
[0087]将注意的是，本文公开的构型和方法在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来考虑，因为可以存在众多的变型。例如，上述技术能够应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文描述的各种系统和构型以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
[0088]所附权利要求特别地指出了被认为是新颖且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能述及“元件”或“第一元件”或气等同称谓。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不必须是两个或更多个这种元件，也不排除是两个或更多个这种元件。通过对当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求，可以对所公开的特征、功能、元件和/或属性要求保护。这种权利要求一无论与原始权利要求相比在范围上是更宽、更窄、相同还是不同一也被认为包括在本公开的主题内。
【权利要求】
1.一种发动机的可变凸轮正时系统中的相位控制装置，其特征在于，包括: 联接于叶片的锁定销，所述锁定销在锁定构型中伸入到盖板中的锁定销凹部中，所述锁定销与所述锁定销凹部具有侧隙；以及 壳体，在所述锁定构型中，所述壳体至少部分包围所述叶片并且与所述叶片间隔开以形成间隙。
2.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，所述盖板固定地联接于所述壳体。
3.根据权利要求2所述的相位控制装置，其特征在于，所述壳体的平面表面与所述叶片的平面表面在周向方向上间隔开。
4.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，所述锁定销与所述锁定销凹部具有≥0.1°且≤0.3°的侧隙。
5.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，所述锁定销与所述锁定销凹部具有≥0.3°且≤0.9°的侧隙。
6.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，所述叶片包括在具有第二叶片的叶片转子中，其中所述第二叶片与所述壳体间隔开。
7.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，液压流体流动经过所述间隙。
8.一种发动机的可变凸轮正时系统，其特征在于，包括: 包括圆柱形的锁定销的叶片，所述圆柱形锁定销锁定在集成于盖板中的圆柱形锁定销凹部中，所述锁定销与所述锁定销凹部在锁定时具有侧隙；以及 壳体，在所述锁定销锁定在所述锁定销凹部中时，在所述侧隙范围内的所有锁定位置中，所述壳体至少部分包围所述叶片并且与所述叶片周向地间隔开以形成间隙。
9.根据权利要求8所述的可变凸轮正时系统，其特征在于，所述侧隙小于所述壳体与所述叶片之间的所述间隙。
10.根据权利要求8所述的可变凸轮正时系统，其特征在于，所述壳体限定所述可变凸轮正时系统的提前和延迟气门正时边界。
【文档编号】F01L1/344GK203594475SQ201320705394
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】穆罕默德·阿里·默塔科夫, 杰米·查尔斯·汉肖, 韦斯利·克里德尔, 格奥尔格·费斯塔格, 史蒂夫·坡 申请人:福特环球技术公司