一种中置式可变气门正时装置及发动机的制作方法

本发明属于发动机领域，特指一种新型的中置式可变气门正时装置及发动机。

背景技术：

发动机可变气门正时技术(VVT，VariableValveTiming)原理是根据发动机的运行情况，调整进气(排气)的量，和气门开合时间，角度。使进入的空气量达到最佳，提高燃烧效率。优点是省油，功升比大。

发动机在不同工况下时，汽车ECU就会通过控制OCV阀动作，OCV阀内部的换向杆前后动作实现油道改变，油道不同就会将一定量的机油导入凸轮相位调节器内，凸轮相位调节器转子和定子间有叶片，将一个腔室隔成两个空间，当机油从一侧进入后就会促使正时提前，当机油从另一侧进入后，就会促使正时滞后，同时进入凸轮相位调节器内的机油量的多少决定气门正时的变化量，发动机系统就是通过控制OCV阀油道的变化，实现控制凸轮相位调节器提前或滞后来实现正时变化和进气量的控制，达到发动机最佳工况状态。

现有的可变气门正时装置，均为单锁止销一端锁止，启动时定子只能往滞后腔方向移动调整，无法双向调整，导致启动时响应速度慢。

并且现有的可变气门正时装置，机油控制阀均设置在相位调节器外部，从而导致OCV距离相位器内部油腔远，工作过程中油道中油压损失大，并且响应速度更慢。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便，双锁止，机油控制阀中置，调节响应速度快，油压损失小，燃油经济性高的新型的中置式可变气门正时装置及发动机。

本发明的目的是这样实现的：

一种中置式可变气门正时装置，包括链轮、凸轮轴、以及固定设置于凸轮轴一端并且与链轮固定连接的凸轮轴相位调节器，还包括固定于相位调节器内部的机油控制阀；

所述相位调节器包括定子，以及同轴设置于定子内的转子，所述定子两端设有罩板，定子、转子和两端罩板配合形成两个以上的密封腔，定子的外壁成型有与密封腔个数对应的两个以上的密封臂，两个以上的密封臂与两个以上的密封腔一一对应设置，并且每一个密封臂将对应的密封腔均匀分隔成两个调节腔，两个调节腔分别为提前腔和滞后腔，所述转子内部相对每个调节腔均成型有与调节腔连通的油道，所述转子上设有两个锁止销，两个锁止销均包括一筒状锁止件，所述两端罩板的其中一罩板上成型有两个弧形槽，两锁止件抵在两弧形槽的相邻端，所述锁止件的底端面封闭，且底端面的中部与弧形槽连通，所述转子上成型有与锁止件的外侧壁密封配合的导孔；

所述弧形槽向密封腔延伸出进油槽；其中一个锁止件抵在弧形槽内抑制密封臂往滞后腔方向转动的一端，其相对应的进油槽与提前腔连通；另一个锁止件抵在弧形槽内抑制密封臂往提前腔方向转动的一端，其相对应的进油槽与滞后腔连通；

所述提前腔进油，机油填充满提前腔和弧形槽后将锁止件提起并带动密封臂往滞后腔方向转动；所述滞后腔进油，机油填充满滞后腔和弧形槽后将锁止件提起并带动密封臂往提前腔方向转动；

所述转子中部成型有轴孔，轴孔壁上成型有两道凹环，分别为提前腔凹环和滞后腔凹环，与提前腔连通的油道为提前腔油道，每个提前腔油道均与提前腔凹环连通，与滞后腔连通的油道为滞后腔油道，每个滞后腔油道均与滞后腔凹环连通；

所述机油控制阀包括阀套，以及设置在阀套内的换向阀，所述阀套上成型有至少一个与提前腔凹环连通的第一通孔，以及至少一个与滞后腔凹环连通的第二通孔，所述换向阀控制第一通孔进油，第二通孔出油；或控制第二通孔进油，第一通孔出油。

所述阀套内成型有工作腔，所述阀套的工作腔内固定安装有第一阀体和第二阀体，以及可沿着第二阀体的轴向通道来回移动的阀芯，所述阀芯的后端设有比例电磁铁并与比例电磁铁的推杆固定连接，所述阀套上成型有第一进油孔，第二阀体上成型有第二进油孔、第一换向孔和第二换向孔，所述比例电磁铁通过推杆驱动阀芯来回运动并改变控制阀的工作状态；

所述第二阀体的前端固定有密封套，密封套将第二阀体的轴向通道与阀套的工作腔隔开并形成进油腔，所述阀套上的第一进油孔与进油腔连通；

所述第二阀体外套设有第一阀体，第一阀体上成型有与第二进油孔相对应连通的通油槽，还成型有与第一换向孔相对应连通的第一辅助孔，以及成型有与第二换向孔相对应连通的第二辅助孔；所述通油槽、第一辅助孔、第二辅助孔相互独立并隔开，所述通油槽延伸至进油腔并与进油腔连通；

所述阀套上的第一通孔与第一辅助孔连通，以及阀套上的第二通孔与第二辅助孔连通；

所述凸轮轴上成型有总进油孔，总进油孔与阀套上的第一进油孔连通。

所述第一辅助孔向径向方向延伸并使第一辅助孔的外端面面积大于第一换向孔的外端面积；第二辅助孔向径向方向延伸并使第二辅助孔的外端面面积大于第二换向孔的外端面面积。

所述阀套的前端成型有螺纹杆，螺纹杆伸入凸轮轴内并与凸轮轴内壁螺纹连接。

所述第一阀体前端固定有阀球座，阀球座的前端固定有阀球套，阀球座内设有单向阀球，所述单向阀球和密封套间设有阀球弹簧，阀球弹簧的一端抵在单向阀球上，另一端抵在密封套上，所述阀球弹簧驱使单向阀球抵在阀球套上；

所述阀球套的前端安装有过滤网安装座，过滤网安装座上安装有过滤网；

所述第二阀体内设有呈压缩状态的压缩弹簧，压缩弹簧的一端抵在密封套上，另一端抵在阀芯上，所述压缩弹簧驱使密封套抵在阀球座上。

所述阀芯内部成型有出油通道和出油口，所述阀套的工作腔的开口端为出油端，所述出油口将出油通道和出油端连通。

所述定子上成型有与密封腔个数对应的两个以上的分割臂，分割臂的内端两侧均成型有让位缺口；

当密封臂的侧壁转到与分割臂的侧壁相贴时，所述油道与密封腔连接的油道口设置在密封臂与让位缺口形成的区域内。

所述锁止销包括锁止弹簧座，锁止弹簧座固定在导孔远离弧形槽的一端部，锁止弹簧座的中部向下延伸出导柱，导柱上套有复位弹簧，复位弹簧一端抵在锁止弹簧座上，另一端抵在锁止件上，复位弹簧给予锁止件往弧形槽方向移动的趋势。

弧形槽的弧度＝提前腔的弧度＝滞后腔的弧度。

一种发动机，包括权利要求1所述的一种中置式可变气门正时装置。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明通过机油控制阀设置在相位调节器内部，从而使得机油控制阀距离相位调节器内部油腔更近，工作过程中油道中油压损失小，并且响应速度更快。

2、本发明通过双锁止销、双弧形槽，两个锁止销的锁止件抵在两个弧形槽的相邻端的设计，从而使相位器内部转子锁止在中间位置进行近角和迟角的调节，能够比常规VVT调节速度增加一倍的速度，并且其调节角度范围最大可开启70°CA的可变气门智能广角，近角和迟角角度分配可根据发动机具体需求来进行分配，此功能实现后使其能够助发动机解决两个奥托和改良阿特金森循环运行，使发动机能够达到欧5甚至更高排放标准，在低负荷时搭载双向调节的VVT进行角度切换阿特金森循环，以提高燃油经济性，在较高的转速下，可助发动机返回奥托循环，增强功率输出和性能。

3、本发明通过提前腔凹环和滞后腔凹环的设计，从而实现多处进油聚集至提前腔凹环(或滞后腔凹环)，再从提前腔凹环(或滞后腔凹环)往多个提前腔油道(或滞后腔油道)同时等量等压的进油，达到多个提前腔进油量相同，从而让转子的转动更平稳。

4、本发明通过第一阀体的设计，从而改变传统从阀套开口端进油的方式，而改为从阀套的进油腔进油，将电磁阀结构移到了阀套外，从而减小了阀套的大小，进而减小了整个可变气门正气装置的大小。

5、本发明通过第一辅助孔向径向方向延伸并使第一辅助孔的外端面面积大于第一换向孔的外端面积；第二辅助孔向径向方向延伸并使第二辅助孔的外端面面积大于第二换向孔的外端面面积的设计，从而可以调节压力，并且由于阀芯和第二阀体的轴长短，所以第一换向孔和第二换向孔的分布局限性太强，通过第一阀体上第一辅助孔和第二辅助孔的设计，能改变阀套上第一通孔和第二通孔的位置，从而解决了第一换向孔和第二换向孔的分布局限性太强的问题。

6、本发明通过螺纹杆实现机油控制阀与凸轮轴的固定，这样的固定方式同时达到密封的效果，这样就不需要对凸轮轴内部进行过多的加工，从而让加工更方便，结构更简单。

7、本发明通过阀球座、阀球套、阀球，阀球弹簧的设计，达到了单向阀的作用，同时防止机油反冲，并且起到了调节进油压的作用。

8、本发明通过过滤网的设计，从而达到能过滤汽油中的杂质，防止装置中长期油垢的积累，增加了运行的阻力，并且导致油压的不稳定。

9、本发明通过让位缺口的设计，从而让油道的进油更稳定。

10、本发明通过锁止弹簧座、导柱、复位弹簧的设计，从而让锁止件回到弧形槽时自动复位，让锁止件重新有了定位的功能。

11、本发明通过弧形槽的弧度＝提前腔的弧度＝滞后腔的弧度的设计，从而实现双重同步定位，一重定位是锁止件和弧形槽的端部相抵，二重定位是密封臂和分割壁相抵，两者定位同步进行，从而减少了密封臂的受力，延长了密封臂的使用寿命，并且能让定位更稳定。

12、本发明通过让位槽的设计，从而让锁止件的底部能接触到机油，防止锁止件封堵在导孔内。

附图说明

图1是中置式可变气门正时装置的结构示意图。

图2是中置式可变气门正时装置的结构分解图。

图3是中置式可变气门正时装置的内部结构图。

图4是图3的A处放大图。

图5是凸轮轴相位调节器的结构示意图。

图6是凸轮轴相位调节器去除一侧端盖的结构示意图之一。

图7是凸轮轴相位调节器去除一侧端盖的结构示意图之二。

图8是凸轮轴相位调节器去除一侧端盖和转子的结构示意图。

图9是图8的B-B剖视图。

图10是转子的结构示意图。

图11是转子和密封垫的结构分解图。

图12是机油控制阀的结构示意图。

图13是第一阀体的结构示意图。

图14是第二换向孔完全打开时，阀芯、第一阀体、第二阀体和阀套的结构示意图。

图15是第一换向孔完全打开时，阀芯、第一阀体、第二阀体和阀套的结构示意图。

图16是第一换向孔和第二换向孔均关闭时，阀芯、第一阀体、第二阀体和阀套的结构示意图之一。

图17是第一换向孔和第二换向孔均关闭时，阀芯、第一阀体、第二阀体和阀套的结构示意图之二。

1-链轮；2-凸轮轴；3-定子；4-转子；5-罩板；6-密封臂；7-提前腔；8-滞后腔；9-锁止件；10-弧形槽；11-导孔；12-进油槽；13-轴孔；14-提前腔凹环；15-滞后腔凹环；16-阀套；17-第一通孔；18-第二通孔；19-第一阀体；20-第二阀体；21-阀芯；22-比例电磁铁；23-推杆；24-第一进油孔；25-第二进油孔；26-第一换向孔；27-第二换向孔；28-密封套；29-进油腔；30-通油槽；31-第一辅助孔；32-第二辅助孔；33-总进油孔；34-螺纹杆；35-阀球座；36-阀球套；37-单向阀球；38-阀球弹簧；39-压缩弹簧；40-过滤网安装座；41-过滤网；42-出油通道；43-出油口；44-出油端；45-挡环；46-第三挡环；47-卡簧；48-让位槽；49-分割臂；50-让位缺口；51-油道口；52-锁止弹簧座；53-导柱；54-复位弹簧；55-嵌槽；56-密封垫；57-“W”形弹片；58-弯折部；59-延伸端；60-卡槽；61-链轮连接盖；62-凹槽。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述：

一种中置式可变气门正时装置，包括链轮1、凸轮轴2、以及固定设置于凸轮轴2一端并且与链轮1固定连接的凸轮轴相位调节器，还包括固定于相位调节器内部的机油控制阀；

所述相位调节器包括定子3，以及同轴设置于定子内的转子4，所述定子3两端设有罩板5，定子3、转子4和两端罩板5配合形成两个以上的密封腔，定子3的外壁成型有与密封腔个数对应的两个以上的密封臂6，两个以上的密封臂6与两个以上的密封腔一一对应设置，并且每一个密封臂6将对应的密封腔均匀分隔成两个调节腔，两个调节腔分别为提前腔7和滞后腔8，所述转子4内部相对每个调节腔均成型有与调节腔连通的油道，所述转子4上设有两个锁止销，两个锁止销均包括一筒状锁止件9，所述两端罩板的其中一罩板5上成型有两个弧形槽10，两锁止件9抵在两弧形槽10的相邻端，所述锁止件9的底端面封闭，且底端面的中部与弧形槽10连通，所述转子4上成型有与锁止件9的外侧壁密封配合的导孔11；值得一提的是：所述弧形槽和锁止销可以为两个以上，但至少有本发明所描述的两个锁止销和对应的两个弧形槽，因此在拥有本发明所描述的两个锁止销和对应的两个弧形槽的基础上，再多加几个弧形槽和锁止销均落入本发明的保护范围；

所述弧形槽10向密封腔延伸出进油槽12；其中一个锁止件9抵在弧形槽10内抑制密封臂6往滞后腔8方向转动的一端，其相对应的进油槽12与提前腔7连通；另一个锁止件9抵在弧形槽10内抑制密封臂6往提前腔7方向转动的一端，其相对应的进油槽12与滞后腔8连通；

所述提前腔7进油，机油填充满提前腔7和弧形槽10后将锁止件9提起并带动密封臂6往滞后腔8方向转动；所述滞后腔8进油，机油填充满滞后腔8和弧形槽10后将锁止件9提起并带动密封臂6往提前腔7方向转动；

所述转子6中部成型有轴孔13，轴孔壁上成型有两道凹环，分别为提前腔凹环14和滞后腔凹环15，与提前腔7连通的油道为提前腔油道，每个提前腔油道均与提前腔凹环14连通，与滞后腔8连通的油道为滞后腔油道，每个滞后腔油道均与滞后腔凹环15连通；提前腔凹环14处进油，通过若干条提前腔油道，每一个提前腔7均均匀进油，每一个滞后腔8均均匀出油；滞后腔凹环15处进油，通过若干条滞后腔油道，每一个滞后腔8均均匀进油，每一个提前腔7均均匀出油；

所述机油控制阀包括阀套16，以及设置在阀套16内的换向阀，所述阀套16上成型有至少一个与提前腔凹环14连通的第一通孔17，以及至少一个与滞后腔凹环15连通的第二通孔18，所述换向阀控制第一通孔17进油，第二通孔18出油；或控制第二通孔18进油，第一通孔17出油。

所述换向阀为三位四通电磁换向阀或二位四通电磁换向阀。

所述阀套16内成型有工作腔，所述阀套16的工作腔内固定安装有第一阀体19和第二阀体20，以及可沿着第二阀体20的轴向通道来回移动的阀芯21，所述阀芯21的后端设有比例电磁铁22并与比例电磁铁22的推杆23固定连接，所述阀套上16成型有第一进油孔24，第二阀体20上成型有第二进油孔25、第一换向孔26和第二换向孔27，所述比例电磁铁22通过推杆23驱动阀芯21来回运动并改变控制阀的工作状态；

所述第二阀体20的前端固定有密封套28，密封套28将第二阀体20的轴向通道与阀套16的工作腔隔开并形成进油腔29，所述阀套16上的第一进油孔24与进油腔29连通；

所述第二阀体20外套设有第一阀体19，第一阀体19上成型有与第二进油孔25相对应连通的通油槽30，还成型有与第一换向孔26相对应连通的第一辅助孔31，以及成型有与第二换向孔27相对应连通的第二辅助孔32；所述通油槽30、第一辅助孔31、第二辅助孔32相互独立并隔开，所述通油槽30延伸至进油腔29并与进油腔29连通；

所述阀套16上的第一通孔17与第一辅助孔31连通，以及阀套16上的第二通孔18与第二辅助孔32连通；

所述凸轮轴2上成型有总进油孔33，总进油孔33与阀套16上的第一进油孔24连通。

所述第一辅助孔31向径向方向延伸并使第一辅助孔31的外端面面积大于第一换向孔26的外端面积；第二辅助孔32向径向方向延伸并使第二辅助孔32的外端面面积大于第二换向孔27的外端面面积。

所述阀套16的前端成型有螺纹杆34，螺纹杆34伸入凸轮轴2内并与凸轮轴2内壁螺纹连接。

所述第一阀体19前端固定有阀球座35，阀球座35的前端固定有阀球套36，阀球座35内设有单向阀球37，所述单向阀球37和密封套28间设有阀球弹簧38，阀球弹簧38的一端抵在单向阀球37上，另一端抵在密封套28上，所述阀球弹簧38驱使单向阀球37抵在阀球套上；优选的：所述阀球座35和第一阀体19一体成型。

所述第二阀体20内设有呈压缩状态的压缩弹簧39，压缩弹簧39的一端抵在密封套28上，另一端抵在阀芯21上，所述压缩弹簧39驱使密封套28抵在阀球座35上。

所述阀球套36的前端安装有过滤网安装座40，过滤网安装座40上安装有过滤网41。

所述阀芯21内部成型有出油通道42和出油口43，所述阀套16的工作腔的开口端为出油端44，所述出油口43将出油通道42和出油端44连通。

所述阀芯21上设有两个挡环45，两挡环45的相对端间距≤第一换向孔26和第二换向孔27的最小间距；当然：如果我们不需要三中状态，两挡环45的相对端间距大于第一换向孔26和第二换向孔27的最小间距，这样就只有两种状态了。

所述阀芯21上也可以只设有一个挡环45，挡环45的宽度≥第二进油口25的孔径，从而在挡环45正对第二进油口25时，能封堵住第二进油口25阻止进油。

所述阀芯21上设有两个挡环45，分别为第一挡环451和第二挡环452，两挡环45的相对端间距＞第一换向孔26和第二换向孔27的最小间距，所述两挡环45间的阀芯21上还成型有第三挡环46；第三档环46与第一挡环451的相对端间距＞第二进油口25与第一换向孔26的最小间距，第三挡环46前端面与第二挡环452前端面的间距≤第二进油口25与第二换向孔27的最前端的间距。

所述第一阀体19的后端抵靠有卡簧47，所述阀套16的工作腔内成型有供卡簧47卡入的环槽，所述第二阀体20的前端抵在阀球座35上，第二阀体20的后端抵在卡簧47上。

所述锁止件9底端面的中部与弧形槽10连通的方式为：所述锁止件9的底端面向内凹陷形成凹槽62，所述弧形槽的底面向下凹陷成型有让位槽48。

所述锁止件9底端面的中部与弧形槽10连通的方式为：所述锁止件9的底端面向内凹陷形成凹槽，所述底端侧边成型有与凹槽连通的缺口；或者，所述锁止件的底端面密封且为倾斜的斜面。

所述定子3上成型有与密封腔个数对应的两个以上的分割臂49，分割臂49的内端两侧均成型有让位缺口50；

当密封臂6的侧壁转到与分割臂49的侧壁相贴时，所述油道与密封腔连接的油道口51设置在密封臂6与让位缺口50形成的区域内。

所述定子3的一端固定连接有链轮1，所述两端罩板5的一个罩板5与链轮1一体成型，所述弧形槽10成型在链轮1上，链轮1与定子3通过螺丝固定连接，另一端盖与定子通过螺丝固定连接；或者所述定子3的一端盖5与定子3一体成型，链轮和另一个罩板均通过螺丝与定子固定密封连接；或者定子的两端盖均与定子通过螺丝连接，链轮也通过螺丝与定子连接。

所述锁止销包括锁止弹簧座52，锁止弹簧座52固定在导孔11远离弧形槽10的一端部，锁止弹簧座52的中部向下延伸出导柱53，导柱53上套有复位弹簧54，复位弹簧54一端抵在锁止弹簧座52上，另一端抵在锁止件9上，复位弹簧54给予锁止件9往弧形槽10方向移动的趋势；所述锁止弹簧座52可通过螺纹固定，或者锁止弹簧座52上端抵在端盖上和以及复位弹簧54的作用力进行固定，或者通过螺纹、端盖、复位弹簧共同作用进行固定，这样固定的更稳定。

所述密封腔的弧度≥弧形槽的弧度≥0.5*(密封腔的弧度-密封臂所占的弧度)。优选的；弧形槽的弧度＝提前腔的弧度＝滞后腔的弧度。

每个密封臂6的外端均成型有嵌槽55，嵌槽55内密封安装有密封垫56，所述密封垫56整体成“U”形，密封垫56的上下两端抵在两端罩板上，所述密封垫56与嵌槽55间设置有倒置的“W”形弹片57，所述倒置的“W”形弹片57的两端抵在“U”形密封垫56的弯折部58，倒置的“W”形弹片57的两端延伸出延伸端59，所述密封垫56内端成型有供倒置的“W”形弹片57的两延伸端59伸入的卡槽60。

所述密封腔为三个或四个或五个或六个，密封臂的个数与密封腔的个数相同。

一种发动机，包括权利要求1所述的一种中置式可变气门正时装置。

本发明有结构简单，使用方便，双锁止，机油控制阀中置，调节响应速度快，油压损失小，燃油经济性高的特点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。