用于内燃机的包括惰性齿轮调相器的凸轮轴调相系统的制作方法

本公开总体涉及凸轮轴调相系统，并且更具体地涉及一种惰性齿轮调相器。

背景技术：

美国专利7,305,948b2公开了一种用于双顶置凸轮轴(dohc)构造的凸轮调相系统。

美国公布2016/0032790a1描述了一种可接近的电磁阀；然而，不可接近滑阀部分，并且阀体组件安装至发动机本身。

技术实现要素：

提供了一种用于内燃机的凸轮轴组件。所述凸轮轴组件包括：第一齿轮；第二齿轮；液压驱动调相组件，液压驱动调相组件被构造成用于改变第二齿轮相对于第一齿轮的相对定相；以及惰轮轴，惰轮轴支撑第一齿轮。

还提供了一种构造用于内燃机的凸轮轴组件的方法。所述方法包括：经由液压驱动调相组件将第一齿轮与第二齿轮固定到一起，液压驱动调相组件被构造成用于改变第二齿轮相对于第一齿轮的相对定相；以及将第一齿轮设置在惰轮轴上。

附图说明

下面通过参照以下附图来描述本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的实施例的内燃机的齿轮系组件；

图2示出根据本发明的实施例的凸轮调相系统的横截面透视图；

图3示出图2中所示的凸轮调相系统的分解视图；

图4示出图2和图3中所示的凸轮调相系统的调相器组件的分解视图；

图5示出被连接到齿轮系组件的部件的图2中所示的凸轮调相系统的横截面侧视图；

图6示出图2中所示的凸轮调相系统的惰性齿轮、调相组件和轴承的横截面侧视图；以及

图7示出一个透视图，该透视图图示了突出到齿轮系组件的齿轮系盖的壁之外的图2中所示的凸轮调相系统的阀体组件。

具体实施方式

本公开提供了一种用于“v”型发动机正时驱动的凸轮调相系统，其具有：单顶置凸轮轴(sohc)构造，单顶置凸轮轴(sohc)构造用来对所有的阀致动同等地进行相位正时；以及发动机构造，发动机构造包括在用于两排中的每排的单个凸轮轴上的进气阀和排气阀的致动。凸轮调相系统还包括许多有利的特征。

对准销将定子定位到曲轴齿轮，其还利用管理的公差来设定对准销游隙，而在常规上，设定对准销游隙需要复杂的制造设备和增加的成本。

容纳油控制阀的阀体组件(vba)安装在惰轮轴的端部处的保持器组件上，从而使阀体组件可接近并且可维护。安装在发动机的齿轮系盖中的径向密封件被用于密封从齿轮系盖突出的vba的圆形区段的外表面与盖本身之间的间隙，从而防止油从发动机内部泄漏并且防止其它碎屑进入发动机。相比之下，在常规上，vba和油控制阀的位置使得难以接近和维护这些部件。保持器组件具有两个偏置销，所述两个偏置销使惰轮轴与vba和对应的油路对准。

将一个或多个滑动轴承压入凸轮齿轮内，然后机械加工油孔并且之后珩磨轴承的内径，以避免形成毛刺和刮屑，在其中压入滑动轴承的常规设计中，毛刺和刮屑可能部分地阻塞油孔。

容纳用于凸轮轴调相器的油控制通道通常昂贵且复杂。在本公开中，用于控制调相器的油通道被机械加工到惰轮轴内，并且这些油通道与保持器组件内的钻孔对接，该保持器组件用作止推轴承支架以及用于阀体组件的安装接口。因此，在发动机内无需附加的部分或者复杂的油钻孔。

与常规设计相比，凸轮轴调相器有利地被应用于单个惰性齿轮，用于控制sohc构造的两个凸轮轴的定相，在常规设计中，多个调相器被应用于每个凸轮轴，这可能昂贵并且提供显著的包装方面的挑战。

图1示出根据本发明的实施例的内燃机的齿轮系组件10。齿轮系组件10具有包括两个凸轮轴的sohc构造。第一凸轮轴被连接至第一凸轮齿轮12，并且第二凸轮轴被连接至第二凸轮齿轮14。凸轮齿轮12、14通过彼此相互啮合的两个惰性齿轮16、18而联接到一起。第一惰性齿轮16与第一凸轮齿轮12相互啮合，并且第二惰性齿轮18与第二凸轮齿轮14相互啮合。根据本发明的实施例，第三惰性齿轮20与第二惰性齿轮18同轴，并且经由调相组件22驱动第二惰性齿轮18，这在图2至图7中示出。第三惰性齿轮20与固定至内燃机的曲轴的曲轴齿轮24相互啮合。因此，曲轴齿轮24驱动第三惰性齿轮20，该第三惰性齿轮20又驱动第二惰性齿轮18，该第二惰性齿轮18驱动第一惰性齿轮16和第二凸轮齿轮14两者，而第一惰性齿轮16驱动第一凸轮齿轮12。

图2至图6示出根据本发明的实施例的凸轮调相系统26的不同视图。图2示出凸轮调相系统26的横截面透视图。图3示出凸轮调相系统26的分解视图。图4示出凸轮调相器组件22的分解视图。图5示出被连接到齿轮系组件10的部件的凸轮调相系统26的横截面侧视图。图6示出惰性齿轮18、20、调相组件22和轴承44、46的横截面侧视图。

凸轮调相系统26包括惰性齿轮18、20，惰性齿轮18、20通过调相组件22联接到一起，其中惰性齿轮18为主动齿轮，这是因为其驱动如上所述的凸轮齿轮14和惰性齿轮16，并且惰性齿轮20为从动齿轮，这是因为其由如上所述的曲轴齿轮24驱动。调相组件22被液压驱动，并且包括定子28和转子30，定子28通过螺栓29固定至惰性齿轮20的径向延伸区段20a，转子30通过从油控制阀34供应的流体可在定子28内旋转，以便通过已知方式改变惰性齿轮18相对于惰性齿轮20的相对定相。

在图4中详细示出的定子28包括：环28a，环28a限定定子28的外周；以及多个周向隔开的辐板28b，辐板28b从环28a径向向内突出。辐板28b设置有轴向延伸孔，使得每个辐板28b在其前侧上接纳第一对准销36a并且在其后侧上接纳第二对准销36b。每个第一对准销36a被接纳于锁定盖38中的对应孔中，而每个第二对准销36b被接纳于惰性齿轮20的径向延伸区段20a中的对应孔中。锁定机构40被接纳于转子30中的轴向延伸孔中，并且包括弹簧40b，弹簧40b用于迫使销40a进入锁定盖38中的凹槽内，以使得转子30在停车和随后启动期间相对于盖锁定。为了使锁定机构相对于锁定盖38具有适当的游隙，对准销36a、36b设定锁定机构40所需的锁定间隙或游隙，并且设定定子28相对于径向延伸区段20a的位置，该径向延伸区段20a是盘形的并且形成密封盖。螺栓29延伸通过锁定盖38和辐板28b进入径向延伸区段20a，而对准销36a、36b使锁定盖38与径向延伸区段20a隔开预定距离。

在图4中详细示出的转子30包括：环30a，环30a限定转子30的内周；以及多个周向隔开的叶片30b，叶片30b从环30a径向向外突出。每个叶片30b在定子28内被设置于两个辐板28b之间，使得径向上在环28a、30a之间并且周向上在相邻的辐板28b与叶片30b之间形成的流体腔能够被加压，以改变惰性齿轮20相对于惰性齿轮18的相对定相。

惰性齿轮18具有台阶外表面，并且包括外台阶区段18a，外台阶区段18a具有设置有齿部18c的最外周表面18b。轴向上偏离外台阶区段18a并且径向上在外台阶区段18a的内侧，惰性齿轮18包括中间台阶区段18d，中间台阶区段18d包括径向延伸表面18e，径向延伸表面18e接触环30a的径向延伸表面。轴向上偏离中间台阶区段18d并且径向上在中间台阶区段18d的内侧，惰性齿轮18包括内台阶区段18f，内台阶区段18f包括外周表面18g，外周表面18g不可旋转地固定至环30a的内周表面30c。

惰性齿轮18通过前滑动轴承44和后滑动轴承46被支撑于惰轮轴42上。在惰轮轴42的前侧处，第一止推垫圈60被设置于惰轮轴42的径向延伸表面42a处，并且保持器组件48被固定至惰轮轴42。第二止推垫圈62被设置成夹在惰性齿轮18的背侧径向延伸表面与惰轮轴42的环形外环42h之间。保持器组件48被形成为盘，该盘包括穿过其中的多个轴向延伸通道48a。阀体组件50被固定至保持器组件48的前侧。阀体组件50包括：盘形基底50a，盘形基底50a用于接触保持器组件48；以及支撑区段50b，支撑区段50b用于接纳油控制阀34。支撑区段50b包括垂直延伸的盲孔50c，盲孔50c从支撑区段50的顶表面50d向下延伸，并且油控制阀34的底端被可移除地固定于盲孔50c的内部。油控制阀34通过螺钉而在表面50d处安装在vba上以便于可维护性，并且在支撑区段50b的顶表面50d上包括面向下的环形肩部34a。为使惰轮轴42与阀体组件50对准，对准榫钉53被设置成轴向穿过保持器组件48中的孔，其中每个榫钉53的一端被接纳于惰轮轴42中的盲孔中，并且每个榫钉53的另一端被接纳于阀体组件50中的盲孔中，以对准通道48a。阀体组件50通过多个安装螺栓70安装至保持器组件48上。

图7示出一个透视图，该透视图图示了突出到齿轮系组件10的齿轮系盖52的壁52a之外的阀体组件50。支撑区段50b和油控制阀34被定位于外部的齿轮系盖52之外侧，以便于油控制阀34的可维护性，并且基底50a被保持在壁52a内。参照图5，惰轮轴42在其背侧处通过紧固件66固定至齿轮系盖52之内侧的齿轮系组件10的支架64。阀体组件50包括盲孔，每个盲孔用于接纳紧固件66的头部66a，使得阀体组件50覆盖紧固件66的头部66a。另外，阀体组件50通过定位于基底50a的外径表面处的径向密封件68而密封地保持在壁52a中，以用于相对于发动机油密封阀体组件50的外径表面。

往回参考图2至图6，油控制阀34在其顶端处包括用于接纳流体的流体进口34b。阀体组件50包括多个通道50e，所述多个通道50e与油控制阀34的流体出口对准，它们从盲孔50c轴向延伸至保持器组件48中的通道48a，其中每个通道48a与通道50e中的一个通道对准。阀体组件50大体上是实心的，其中通道50e和盲孔50c被机械加工至阀体组件内。每个通道48a也与形成于惰轮轴42中的通道42b中的一个通道对准。通道42b各自包括：轴向延伸区段42c，轴向延伸区段42c从通道48a和径向延伸表面42a延伸；以及至少一个径向延伸区段42d，径向延伸区段42d各自从相应区段42c延伸至形成于惰轮轴42的外周表面42f中的环形凹槽42e。在本实施例中，环形凹槽42e中的两个环形凹槽被定位于滑动轴承44处，并且凹槽42e中的一个凹槽被定位于滑动轴承46处。

滑动轴承44设置有从其内周表面贯穿至外周表面的多个径向延伸孔44a。每个径向延伸孔44a与从内台阶区段18f的内周表面延伸至外周表面的径向延伸孔18h中的一个径向延伸孔对准。类似地，每个径向延伸孔18h与从定子环30a的内周表面延伸到流体腔内的径向延伸孔30d中的一个径向延伸孔对准，使得能够供应给定子28与转子30之间形成的流体腔，即提前腔和延迟腔。径向延伸孔44a、18h和30d有利地被分别机械加工至轴承44、惰性齿轮18和转子30内。在一个优选的实施例中，将轴承44压入齿轮18内，之后在其中机械加工孔44a，然后机械加工油孔44a，进而此后珩磨轴承的内径，以避免形成毛刺和刮屑，在其中压入滑动轴承的常规设计中，毛刺和刮屑可能部分地阻塞油孔。因此，利用穿过滑动轴承44的直接钻孔，而不是用于润滑的油馈送凹槽，提供向提前腔/延迟腔的油馈送，从而允许较大的支承面积并且避免两个不同油馈送通道之间的串扰。油馈送通道42b位于惰轮轴42中，其又向轴颈界面提供润滑流体。

在前面的说明书中，已经参照具体的示例性实施例及其示例对本发明进行了描述。然而，显然将可以在不背离如下权利要求书中所阐述的发明的更广泛的精神和范围的情况下对其作出各种修改和更改。因此，说明书和附图将以说明性方式被考虑，而非在限制性意义上被考虑。