用于内燃机的气门正时调节装置的锁定结构的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的气门正时调节装置。

背景技术：

该部分的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且不构成现有技术。

通常情况下，内燃机(以下称为“发动机”)配备有气门正时调节装置，该气门正时调节装置可根据发动机的工作状态来改变进气门和排气门的正时。这种气门正时调节装置通过根据通常通过正时带或链条连接到曲轴的凸轮轴的位移或旋转改变相位角，来调节进气门或排气门的正时，并且已提出各种类型的气门正时调节装置。

一般来说，通常使用包括具有多个叶片的转子的叶片式气门正时调节装置，该多个叶片在壳体中的工作流体的作用下自由旋转。

叶片式气门正时调节装置使用因转子沿提前方向或延迟方向的相对旋转产生的旋转相位差来调节气门正时，该转子在因工作流体的压力作用下操作的叶片旋转到全提前相位角和全延迟相位角之间的提前室或延迟室。

我们已发现通过因凸轮沿着与凸轮旋转方向的相反方向旋转而引起的摩擦，可产生正扭矩。同时，当气门开始关闭时，通过沿着与凸轮旋转方向相同的方向的气门弹簧的恢复力，可产生负扭矩，并且负扭矩小于正扭矩。

技术实现要素：

本发明提供一种用于内燃机的气门正时调节装置的锁定结构。该结构能够通过减小组件的累积公差，来降低制造成本并提高生产率。

在本发明的一个实施方式中，提供一种用于内燃机的气门正时调节装置的锁定结构。该装置联接到与曲轴一同工作的凸轮轴，以使用来自凸轮轴的扭矩和工作流体的压力，调节进气门和排气门中的至少一个的气门正时。该结构包括：壳体，其与棘轮板限定空间，该棘轮板与曲轴关联工作；具有多个叶片的转子，该多个叶片被配置成在工作流体的压力作用下，相对于壳体在预定角度范围内旋转，该转子布置在壳体中，以便与凸轮轴一起工作；以及防旋转机构，其被配置成通过抑制或防止转子相对于壳体旋转，来抑制或防止转子与壳体之间的位置变化。

具体地，防旋转机构包括：多个锁定槽，其以不同深度形成在棘轮板上，并且彼此连接；以及锁定销构件，其包括：外销，其弹性布置在形成于多个叶片中的至少一个叶片中的装配孔中；内销，其弹性布置在外销内部；以及升降环，其联接到外销的上部，并且被配置成在装配孔的内侧滑动，升降环被配置成在外销与内销顺序装配在多个锁定槽中时，将转子锁定到壳体。

多个锁定槽可分别包括具有较大直径的大槽和具有较小直径的小槽，以便形成具有预定深度的台阶部。

锁定销构件还可包括其中具有第一凹部的上盖，并且被配置成封闭装配孔的第一端。

在外销的第一端可形成有第二凹部，并且在第二凹部与上盖的第一端之间布置有向多个锁定槽施加弹力的外弹簧。

第一凸缘可以从外销的第二凹部突出，并且联接到外销的第一凸缘的第二凸缘可从升降环的下端突出。

在内销的第一端可形成有第三凹部，并且在第三凹部与上盖的第一凹部之间可布置有向多个锁定槽施加弹力的内弹簧。

在棘轮板中还可形成有第一排出孔，该第一排出孔被配置成在锁定销构件被锁定时排出工作流体。

在转子中还可形成有与第一排出孔连通的第二排出孔，该第二排出孔被配置成在锁定销构件被锁定时，从多个锁定槽排出工作流体。

锁定销构件还可具有下盖，该下盖被配置成封闭装配孔的第二端，并且被配置成支撑外销的外侧。

根据本发明的另一个实施方式，提供一种用于内燃机的气门正时调节装置，该装置包括：本体，在其外侧具有多个油口，并且与凸轮轴一起工作；电磁阀，其具有阀芯，该阀芯在其外侧周围具有多个油槽并由弹簧弹性支撑；并且布置在本体中，以响应控制信号通过与本体的油口选择性连通，来控制工作流体的流动；控制器，其将控制信号传输到电磁阀；以及用于内燃机的气门正时调节装置的锁定结构，该结构响应于来自控制器的控制信号而工作。

根据本发明，位于转子的装配孔与外销之间的升降环在装配孔的内侧上下滑动，以便可减小用于控制包括外销、内销以及其他组件的锁定销构件的公差的负载，因此降低制造成本并提高生产率。

根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应该理解，描述和具体实施例仅仅旨在用于示例的目的，并且不旨在限制本发明的范围。

附图说明

为了更好地理解本发明，下面参考附图对仅以示例的方式给出的本发明的各个实施方式进行描述，其中：

图1是气门正时调节装置的横截面图；

图2是沿图1中的II-II线截取的主视图；

图3是沿图2中的III-III线截取的截面图；以及

图4A至图4C是顺序地示出锁定销构件装配到锁定槽中的横截面图。

本文所描述的附图仅用于示例的目的，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应该理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明一个实施方式的用于内燃机的气门正时调节装置。

图1是本发明一个示例性实施方式的气门正时调节装置100的横截面组装图。

参考图1至图3，气门正时调节装置100具有联接到内燃机中的凸轮轴1的本体2，其中通过链条或正时带(未示出)联接到曲轴3的链轮4可旋转地布置在本体2上，并且盘形棘轮板5一体形成于链轮4的内侧。

布置在本体2中并且在其外侧周围具有多个油槽6a的阀芯6，与弹性支撑阀芯6的弹簧7形成电磁阀。电磁阀通过响应于来自控制器(未示出)的控制信号，与形成在本体2周围的多个油口(oil port)2a选择性连通，来控制工作流体的流动。

同时，气门正时调节装置的锁定结构包括：圆筒形壳体10；与凸轮轴1一起工作并在壳体10中选择性旋转的转子20；以及防旋转机构30，其通过抑制或防止转子20相对于壳体10旋转，使转子20与壳体10一起旋转。

壳体10的内侧11的周围以预定间隔形成有多个突起12。在每个突起12的自由端沿壳体10的纵向形成密封槽13，并且在密封槽13中插入有密封件14，从而在相邻突起12之间形成空间15。

同时，如图2所示，多个叶片22形成在联接到本体2的凸台(boss)21上，并且朝向壳体10的内侧11突出。每个叶片22的自由端沿转子20的纵向形成密封槽23，并且密封槽23中插入有密封件24，从而在壳体10的相邻突起12之间形成空间15。

如图2所示，空间15被分成提前室15a和延迟室15b。提前室15a是沿着作为凸轮轴1的旋转方向的箭头B的方向(即，提前方向)，并且延迟室15b是沿着叶片22位于箭头A的方向(即，延迟方向)。

因此，工作流体被选择性地供应到提前室15a和延迟室15b中，并且转子20通过作用在叶片22上的扭矩，相对于壳体沿箭头B的方向(提前方向)旋转，从而调节提前相位。转子20可以沿箭头A的方向(延迟方向)旋转，从而调节延迟相位。借助这些布置，调节进气门或排气门的气门正时。

提供用于紧急操作的防旋转机构30，以选择性地抑制转子20与壳体10之间的相对旋转，因此使它们一起旋转。同时，防旋转机构30可使转子20相对于壳体10自由旋转。

具体地，如图2所示，防旋转机构30可以布置在一个叶片22上。为了便于描述，具有防旋转机构30的叶片22由附图标记22A表示，以区别于其他叶片22。

如图1或图3所示，防旋转机构30包括插入在穿过叶片22A形成的装配孔25中的锁定销构件40，以及形成在棘轮板5中以与锁定销构件40锁定或解锁的多个锁定槽50。

如图3所示，锁定销构件40具有：上盖41，该上盖41关闭叶片22A的装配孔25的第一端(图3中的上端)；中空圆筒形外销43，通过外弹簧42弹性布置在上盖41下方；以及内销45，其可滑动布置在外销43的内部43a中，并通过内弹簧44弹性安置在上盖41的第一凹部41a中。

锁定销构件40还可以具有环形下盖46，该环形下盖46位于装配孔25的第二端(图3中的下端)，并且支撑外销43的外侧。

如图3所示，外销43的上部具有台阶状第二凹部43b，以支撑外弹簧42的下端，并且具有L形横截面的第一凸缘43c从第二凹部43b突出。

中空升降环(lifter ring)47以与装配孔25的内侧紧密接触的方式，装配在外销43的凸缘43c的周围。第二凸缘47a在升降环47的下端突出，以装配在外销43的凸缘43c的周围。

同时，外弹簧42的上端被支撑在从上盖41的第一凹部41a延伸的突起41b上。另外，内弹簧44具有第一端和第二端，其中第一端被支撑在形成于内销45上部中的第三凹部45a的底部上，而第二端被支撑在上盖41的第一凹部41a的底部上。

如图3中详细所示，形成在防旋转机构30中的棘轮板5上的锁定槽50被连接并具有不同的直径和深度，面向叶片22的装配孔25。此外，当锁定销构件40被锁定时，在棘轮板5中还可形成有用于排出锁定槽50中的工作流体的第一排出孔5a。

具体地，锁定槽50包括具有较大直径的大槽51和具有较小直径的小槽52。大槽和小槽彼此连接，以便沿转子20的旋转方向形成具有台阶状横截面的台阶部53。如图2所示，大槽51被形成为具有预定深度并具有左内侧51a和右内侧51b，小槽52被形成为具有预定深度并且具有左内侧52a和右内侧52b。大槽51的右内侧51b可以在同一平面上连接到小槽52的右内侧52b。一个或多个第一排出孔52a可被形成，以便在大槽51和小槽52中的任一个中彼此连通。

用于将工作流体供应到围绕外销43形成的空间26中，或者通过装配孔25将工作流体从空间26排出的油通道22b，以一定角度形成在叶片22A中，并且与电磁阀8连通。此外，与棘轮板5的第一排出孔5a连通的一个或多个第二排出孔22c可以形成在叶片22A中，以在锁定销构件40锁定时，排出锁定槽50中的工作流体。

下面描述本发明一个实施方式的气门正时调节装置的锁定结构的操作。

如图2所示，当发动机正常操作时，转子20的叶片22A在相邻突起12之间的空间15中的左右两侧，形成延迟室15b和提前室15a，并且通过来自凸轮轴1的扭矩，沿着相对于壳体10的提前方向(B方向)或延迟方向(A方向)自由地控制，从而可以通过凸轮轴1调节进气门或排气门的气门正时。

当在特定控制下操作气门正时调节装置并且相应地提高发动机的启动能力时，或者在发动机运行时发生不可控制的紧急情况时，锁定构件40需要在特定控制下自然地被锁定，从而抑制或防止转子20相对于壳体10旋转。

为了便于描述，参考图4A至图4C描述锁定构件40的锁定操作。在一个实施方式中，锁定操作可以使用在叶片22A偏置到提前位置即空间15的提前室15a时来自凸轮轴的正扭矩。

图4A示出当工作流体已通过形成在叶片22A中的油通道22b供应到空间26中时的状态。外销43和升降环47已被最大地提升到上盖41，均因工作流体的压力而压缩外弹簧42。此外，内销45的下端通过外销43从棘轮板5的表面被提升。

接下来，通过从图4A所示的状态，通过油通道22b排出工作流体而产生图4B所示的状态。也就是说，由于去除了施加到外销43和升降环47的工作流体的压力，因此外销43和升降环在外弹簧42的弹力作用下向下移动。因此，外销43和内销45的下端在弹簧42和弹簧44的弹力作用下，与棘轮板5的表面紧密接触。

外销43在外弹簧42的弹力作用下向下移动，其中第一凸缘43c锁定到升降环47的第二凸缘47a，并且在该过程中，与装配孔25的内侧接触的部分是升降环47的外侧，外销43与装配孔25的内侧不接触。

考虑到摩擦阻力和工作流体的泄漏，应该控制位于装配孔25的内侧与升降环47的外侧之间的接触面。在本发明中，外销43、内销45或其他部件的累积公差不会影响升降环47的外侧与装配孔25的内侧之间的接触面，使得累积公差管理过程变得简单且可控。因此，可以降低诸如外销43或内销45等锁定销构件40的制造成本，并提高生产率。

同时，在图4B所示的状态下，来自凸轮轴1的负扭矩通过转子20传递到叶片22A，并且叶片22A沿延迟方向(A方向)以预定角度旋转，从而形成图4C所示的状态。

如图4B所示，在弹簧42和弹簧44的弹力作用下，外销43和内销45与升降环47一起通过锁定槽50的大槽51插入到小槽52中。在该过程中，停留在锁定槽50中的工作流体通过棘轮板5的第一排出孔5a和形成在转子20中的第二排出孔22c排放到外销43周围的空间26，以与第一排出孔5a连通。然后，通过油通道22b将工作流体排放到外部。借助该布置，将锁定销构件40平稳地锁定。

因此，外销43的下端被锁定在小槽52的右内侧52b和左内侧52a上。叶片22A处于不能沿延迟方向和提前方向移动的锁定状态。因此，锁定销构件40被锁定在棘轮板5的锁定槽50中，因此转子20与壳体10一起旋转，而不与壳体10相对旋转。

同时，尽管锁定销构件40通过来自凸轮轴的正扭矩而被锁定，叶片22A以上述形式偏置到提前室15a，然而锁定销40可以通过来自凸轮轴的负扭矩被锁定，叶片22A偏置到延迟室15b。

由于凸轮轴的负扭矩小于正扭矩，因此当外销43和内销45锁定到锁定槽50中时，除了锁定销构件40顺序地锁定到锁定槽50中之外，升降环47的操作与使用正扭矩的情况基本相同，因此不再赘述。

如上所述，升降环47与外销43的外侧和转子20的装配孔25的内侧紧密接触，并且当锁定销构件40锁定时，升降环47在外弹簧42和内弹簧44的弹力以及工作流体的压力作用下，在装配孔25的内侧上下滑动。因此，外销43和内销45或其他部件的累积公差不会对升降环47的外侧与装配孔25的内侧之间的接触表面产生影响，因此锁定销构件的公差的控制变得容易，从而降低制造成本并提高生产率。

以上描述仅是本发明的示例性实施方式，并且本发明不限于此。本领域的技术人员应该理解，在本发明的保护范围内，还可以以各种方式对本发明进行改变和修改。

例如，尽管在本发明的实施方式中转子20具有四个叶片22，然而根据发动机的类型或操作特征，还可以提供三个或其他数量的叶片22。

此外，尽管一个叶片22A具有锁定销构件40，然而转子20的两个叶片22A可各自具有锁定销构件40。

尽管已出于示例的目的对本发明的示例性实施方式进行描述，然而，本领域的技术人员应该理解，在不背离本发明的范围和精神的情况下，还可以对本发明进行各种修改、添加和替换。