CN105917085B - 由电动机致动的凸轮轴相位器 - Google Patents

由电动机致动的凸轮轴相位器 Download PDF

Info

Publication number
CN105917085B
CN105917085B CN201580004769.3A CN201580004769A CN105917085B CN 105917085 B CN105917085 B CN 105917085B CN 201580004769 A CN201580004769 A CN 201580004769A CN 105917085 B CN105917085 B CN 105917085B
Authority
CN
China
Prior art keywords
camshaft
spline
camshaft phaser
mounting hole
installing pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201580004769.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105917085A (zh
Inventor
P·大卫
P·齐默思
E·鲍尼赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Automotive Systems LLC
Original Assignee
Delphi Automotive Systems LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Automotive Systems LLC filed Critical Delphi Automotive Systems LLC
Publication of CN105917085A publication Critical patent/CN105917085A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105917085B publication Critical patent/CN105917085B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/022—Chain drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F01L2001/3521—Harmonic drive of flexspline type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F01L2001/3522—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear with electromagnetic brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

提供一种凸轮轴相位器(10)，该凸轮轴相位器用于可控地改变在内燃机(18)中的曲柄轴和凸轮轴(22)之间的相位关系，该内燃机(18)包括用于支承凸轮轴(22)的凸轮轴轴承(94)，并且该内燃机(18)限定安装孔(80)，该安装孔用于将凸轮轴相位器(10)安装于内燃机(18)。凸轮轴相位器(10)包括壳体(42)，该壳体具有设置在该壳体(42)内的齿轮驱动单元(12)。齿轮驱动单元(12)包括输入齿轮构件(26)和输出齿轮构件(28)，以使得该输入齿轮构件(26)能附连于曲柄轴并且使得该输入齿轮构件(26)附连于电动机(14)的输出轴(38)。该输出齿轮构件(28)能附连于凸轮轴(22)，以使得该输入齿轮构件(26)由电动机(14)引导的转动产生曲柄轴和凸轮轴(22)之间的相对转动。凸轮轴相位器(10)设置在安装孔(80)和凸轮轴轴承(94)之间。

Description

由电动机致动的凸轮轴相位器
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2014年1月16日提交的美国临时专利申请系列号61/928,049以及在2015年1月13日提交的美国专利申请系列号14/595,265的权益，这些申请的全部内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于改变内燃机的凸轮轴和曲柄轴之间的相位关系的凸轮轴相位器，更具体地涉及这样一种凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器由电动机致动，甚至更具体地涉及这样一种凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器使用由电动机致动的谐波齿轮驱动单元，以改变内燃机的曲柄轴和凸轮轴之间的相位关系。
发明背景
用于改变内燃机中燃烧阀的正时的凸轮轴相位器是众所周知的。通常称为链轮元件的第一元件由来自内燃机的凸轮轴的链条、皮带或齿轮机构驱动。通常称为凸轮轴板的第二元件安装于内燃机的凸轮轴的端部。由机动车辆制造商的凸轮轴相位器的通常类型称为叶片型凸轮轴相位器。美国专利7,421,989示出一种典型的叶片型凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器在转子上包括多个向外延伸的叶片，这些向外延伸的叶片与定子上的多个向内延伸的凸耳穿插，从而在叶片和凸耳之间形成交替的超前和滞后腔室。根据发动机控制模块，发动机油经由多端口油控制阀供给至超前或滞后腔室，以根据需要改变转子相对于定子的角位置，并且由此改变凸轮轴相对于曲柄轴的角位置，来满足当前的或预期的发动机操作条件。
虽然叶片型凸轮轴相位器是有效的并且相对低廉的，但这些叶片型凸轮轴相位器会遭受如下缺点：例如由于低油压而以较低的发动机速度进行慢速操作、由于高的油粘度而以较低的发动机温度进行慢速操作、由于同一泵用于致动叶片型凸轮轴相位器因而对于用于润滑内燃机的油泵需要增大的油泵容量以及由叶片型凸轮轴相位器提供的总的相位授权量受到相邻的叶片和凸耳之间的空间量限制并且可能无法足以提供期望的相位授权量。至少出于这些原因，汽车行业正开发电驱动的凸轮轴相位器。
正开发的一种类型电驱动凸轮轴相位器使用由电动机致动的谐波齿轮驱动单元，以改变凸轮轴相对于曲柄轴的角位置。此种凸轮轴相位器的一种示例在Kimus等人的美国专利申请公开号US 2012/0312258 A1以及David等人的美国专利No.8,516,983中示出，这些文献的全部内容以参见的方式纳入本文。虽然Kimus等人和David等人的凸轮轴相位器可能是有效的，但所披露的凸轮轴相位器通过将这些凸轮轴相位器螺接于凸轮轴的轴向端部来安装于凸轮轴。一些内燃机使用固定有正时链轮的凸轮轴，该凸轮轴由来自凸轮轴的链条驱动。该正时链轮可轴向地定位在支承该凸轮轴的凸轮轴轴承之间。Kimus等人和David等人的凸轮轴相位器并不适用于此种凸轮轴、正时链轮以及凸轮轴轴承结构，这是因为将Kimus等人和David等人的凸轮轴相位器螺接于凸轮轴的轴向端部并不允许凸轮轴相位器的用以将链条连接于凸轮轴相位器的对应链轮的合适定位。因此，会需要对内燃机进行重大的重设计以安装Kimus等人和David等人的凸轮轴相位器。为了实现此种重设计可能会是费时并且昂贵的。
需要的是一种将上述缺点中的一个或多个减到最少或消除上述缺点中的一个或多个的凸轮轴相位器。
发明内容
简而言之，提供一种凸轮轴相位器，用以可控地改变内燃机中曲柄轴和凸轮轴之间的相位关系。该内燃机包括用于支承凸轮轴的凸轮轴轴承，并且该内燃机限定安装孔，用以将凸轮轴相位器安装于内燃机。凸轮轴相位器包括壳体，该壳体具有设置在该壳体内的齿轮驱动单元。齿轮驱动单元包括输入齿轮构件和输出齿轮构件，以使得该输入齿轮构件能附连于曲柄轴并且使得该输入齿轮构件附连于电动机的输出轴。该输出齿轮构件能附连于凸轮轴，以使得该输入齿轮构件由电动机引起的转动导致曲柄轴和凸轮轴之间的相对转动。凸轮轴相位器设置在安装孔和凸轮轴轴承之间。
附图的简要说明
将参考附图来进一步描述本发明，其中：
图1是根据本发明的凸轮轴相位器的轴向剖视图；
图2是图1的一部分的放大图；以及
图3是沿着图2中的剖线3-3剖取的剖面图。
具体实施方式
参照图1和2，根据本发明的凸轮轴相位器10包括：谐波齿轮驱动单元12；示作电动机14的转动致动器，该转动致动器操作地连接于谐波齿轮驱动单元12并且可以是直流电动机；输入链轮16，该输入链***作地连接于谐波齿轮驱动单元12并且能由内燃机18的曲柄轴(未示出)驱动；输出毂20，该输出毂附连于谐波齿轮驱动单元12并且联接于内燃机18的曲柄轴22，从而以一对一的关系随着凸轮轴22转动；以及偏置弹簧24，该偏置弹簧操作地设置在输出毂20和输入链轮16之间。
谐波齿轮驱动单元12包括：外部第一花键26，该外部第一花键可以是下文描述的圆形花键或动态花键；外部第二花键28，该外部第二花键与外部第一花键26相对(动态的或圆形)并且共轴地定位成邻近于外部第一花键26；挠性花键30，该挠性花键相对于外部第一花键26和外部第二花键28径向地向内设置并且具有向外延伸的齿轮齿，这些齿轮齿设置成用于同时接合外部第一花键26和外部第二花键28两者上的向内延伸的齿轮齿；以及波发生器32，该波发生器相对于挠性花键30径向地向内设置并且接合该挠性花键。
挠性花键30是非刚性的环，该环在比圆形花键略小的节圆直径上具有外部齿。挠性花键30装配在波发生器32之上并且由该波发生器弹性地偏转。
圆形花键(外部第一花键26或外部第二花键28)是具有内部齿的刚性环，这内部齿横贯波发生器32的长轴与挠性花键30的齿啮合。该圆形花键可用作输入构件。
动态花键(无论是外部第一花键26还是外部第二花键28中并非是圆形花键的那个)是刚性环，该刚性环具有与挠性花键30同样多齿数的内部齿。动态花键随着挠性花键30一起转动并且可用作输出构件。动态花键或者圆形花键可通过在其外直径处的倒角来识别，以使得圆形花键区别于动态花键。
波发生器32是支承椭圆形轴承的椭圆形钢盘的组件，该组合限定波发生器插塞。挠性的轴承保持器围绕椭圆形轴承并且接合挠性花键30。波发生器插塞的转动导致在挠性花键30中产生转动波(实际上是与盘的椭圆长轴的相对两个端部相对应的两个隔开180°的波)。
在谐波齿轮驱动单元12的组装过程中，挠性花键30的向外延伸齿沿着波发生器32的椭圆长轴并且在该椭圆长轴附近、与圆形花键和动态花键的向内延伸齿啮合。动态花键具有与挠性花键30相同的齿数，从而波发生器32的转动在该动态花键和挠性花键之间的每次回转时不会导致净转动。然而，圆形花键具有比动态花键略少的齿轮齿，因此在波发生器插塞的转动期间该圆形花键会转动经过动态花键，从而在该圆形花键和波发生器之间限定传动比(例如，50:1的传动比意指圆形花键经过动态花键一转对应于波发生器32的50转)。因此，谐波齿轮驱动单元12是高传动比齿轮变速器；也就是说，外部第一花键26和外部第二花键28之间的角相位关系对于波发生器32每次回转改变2％。
当然，对于本领域技术人员显而易见的是，圆形花键反而也可具有比动态花键略多的齿，在此种情形中，所描述的转动关系反转。
波发生器32包括联接适配器34，该联接适配器安装于该波发生器或者与该波发生器一体地形成。联接件36安装于电动机14的电动机轴38并且通过销40而销接于该电动机轴。当期望改变外部第一花键26和外部第二花键28之间的相位关系，联接件36接合联接适配器34，从而允许波发生器32由电动机14转动地驱动。
输入链轮16转动地固定于杯状壳体42，该杯状壳体由螺栓44固定于外部第一花键26，以防止外部第一花键26和壳体42之间的相对转动。如图所示，输入链轮16与壳体42一体地形成，然而现应理解的是，输入链轮16可以是转动地固定于壳体42的单独部件。用作输入构件的壳体42包括壳体孔46，该壳体孔沿着纵向轴线48延伸到壳体42中，且凸轮轴相位器10绕该纵向轴线转动。壳体孔46从壳体42的靠近凸轮轴22的第一开口端50延伸至基本上垂直于轴线48的壳体基部52。谐波齿轮驱动单元12、输出毂20以及偏置弹簧24同轴地接纳在壳体孔46内，在此，输出毂20由螺栓54固定于外部第二花键28，以防止输出毂20和外部第二花键28之间的相对转动。安装管56以与壳体孔46同轴的关系远离壳体基部52轴向地延伸，并且在该安装管的外表面限定安装管环形沟槽58来用于接纳安装管卡环60，这将在之后进行更详细地描述。联接适配器34的一部分设置在安装管56内，以允许联接适配器34相对于壳体42自由地转动。联接适配器34由轴承62支承在壳体42内，该轴承接纳在形成于壳体孔46和安装管56之间的台阶64内。轴承62可例如通过压配合保持于壳体42和联接适配器34。虽然联接适配器34示作由与波发生器32单体的构造制成，但应理解的是，联接适配器34可单独地制造并且通过已知的连结方法连结于波发生器32。
继续参照图1和2并且现在附加地参照图3，用作用于凸轮轴相位器10的输出构件的输出毂20转动地联接于凸轮轴22，以防止输出毂20和凸轮轴22之间的相对转动。因此，也防止外部第二花键28和凸轮轴22之间的相对转动。为了将输出毂22转动地联接于凸轮轴22，输出毂20可包括内花键66，该内花键与凸轮轴22的对应外花键68相匹配。虽然内花键66和外花键68已说明为将输出毂20转动地联接于凸轮轴22，但现应理解的是，也可使用通常用于将需要一起转动的两个本体转动地联接的其他几何形状布置。壳体42和输出毂20之间的径向跳动由壳体42(输入毂)和输出毂(20)之间的第一轴颈轴承交界部70限制。内花键66和外花键68允许输出毂20和凸轮轴22之间可能由于制造变化而产生的同心度变化和角向失配。
再次参照图1和2，输出毂20通过轴向地捕获在谐波齿轮驱动单元12和设置于壳体42内的背板72之间而保持在壳体42内，以及通过设置在形成于壳体42中的环形背板卡环沟槽76中的背板卡环74保持在其中。例如通过压配来防止背板72相对于壳体42转动。背板72包括中心背板孔78，该中心背板孔轴向地延伸穿过该背板以允许输出毂20和/或凸轮轴22的至少一部分延伸穿过背板72。
偏置弹簧24轴向地捕获在背板72和输出毂20之间。如图所示，偏置弹簧24可以是钟表弹簧。偏置弹簧24的一个端部与输出毂20接合，而偏置弹簧24的另一端部与背板72接合。在电动机14发生故障的事件中，偏置弹簧24偏置以将谐波齿轮驱动单元12返回驱动至外部第二花键28的转动位置而无需借助电动机14，在该转动位置中，内燃机18将起动或运行，且该位置可处于授权范围的其中一个极限端处或者凸轮轴相位器的转动授权范围的极限端的中间处。例如，偏置弹簧24偏置谐波齿轮驱动单元12的转动行程范围可限制为稍微空开(something short of)相位器授权范围的终端停止位置。此种布置对于需要中间停车位置来进行怠速或重起动的内燃机会是用用的。
凸轮轴相位器10经由壳体42的安装管56安装于内燃机18，该安装管轴向地接纳在内燃机18的安装孔80内。内燃机18的限定安装孔80的一部分可以是支架，该支架螺接于内燃机18的发动机体和/或气缸盖。安装管56的外周缘形成与安装孔80的第二轴颈轴承交界部82。第二轴颈轴承交界面82基本上防止安装管56在安装孔80内的径向运动，同时允许安装管56在安装孔80内基本上不受抑制地绕轴线48转动。内燃机18的限定安装孔80的一部分轴向地捕获在壳体42和安装管卡环60之间，由此将安装管56保持在安装孔80内。这样，凸轮轴相位器10安装并且保持于内燃机18，且第二轴颈轴承交界面82承载由链条79产生的径向负载，该链条接合输入链轮16并且驱动凸轮轴相位器10。
为了润滑第二轴颈轴承交界部82以及凸轮轴相位器10的各个元件和交界部，安装孔80包括环形安装孔油槽84。环形安装孔油槽84供给有来自油道(未示出)的加压油，该加压油可例如仅仅从内燃机18的油泵供给。供给至环形安装孔油槽84的加压油渗透第二轴颈轴承交界部82，由此为该第二轴颈轴承交界部提供润滑。环形安装孔油槽84与径向地延伸穿过安装管56的一个或多个安装管油通道86对准并且流体连通。安装管油通道86与对应的环形联接适配器油槽88对准并且流体连通，该油槽形成在联接适配器34的定位在安装管56内的一部分的外周缘上。环形联接适配器油槽88与轴向联接适配器油通道90流体连通，该轴向联接适配器油通道从环形联接适配器油槽88轴向地延伸并且面向输出毂20离开。径向联接适配器油通道92从轴向联接适配器油通道90分叉，并且从该轴向联接适配器油通道在轴承62和波发生器32之间径向向外地延伸。离开轴向联接适配器油通道90和径向联接适配器油通道92的油至少润滑波发生器32、轴承62、谐波齿轮驱动单元12以及第一轴颈轴承交界部70的一个或多个。然后，油例如仅仅穿过通过背板72的排放通道(未示出)而从凸轮轴相位器10排出，以返回排放至内燃机18的油泵。
在操作中，当在内燃机18的曲柄轴和凸轮轴22之间期望发生相位改变时，电动机14的电动机轴38通过将电流施加于电动机14而转动。应注意的是，可根据期望使得该凸轮轴22相对于曲柄轴超前还是滞后来确定是顺时针还是逆时针转动电动机轴38。电动机轴38的转动致使波发生器32转动，这导致转动波在挠曲花键30中产生，由此致使外部第一花键26相对于外部第二花键28转动。由于外部第一花键26固定于壳体42且外部第二花键28固定于输出毂20，因而壳体42也相对于输出毂20转动，由此改变凸轮轴22和曲柄轴之间的相位关系。
凸轮轴22可由凸轮轴轴承94支承。如图所示，凸轮轴相位器10轴向地定位在凸轮轴轴承94和安装孔80之间。这样，凸轮轴相位器10可应用于可能一开始已设计成使得凸轮轴22由凸轮轴轴承94和安装孔80支承的内燃机18，以使得来自链条79的负载同时由凸轮轴轴承94和安装孔80支承。因此，凸轮轴相位器10可应用于一开始设计成并不包括凸轮轴相位器并且在凸轮轴轴承之间安装有凸轮轴链轮的内燃机。
本文描述的实施例描述了这样一种谐波齿轮驱动单元12，该谐波齿轮驱动单元包括：外部第一花键26，该外部第一花键用作输入构件；外部第二花键28，该外部第二花键用作输出构件并且同轴地定位成邻近于外部第一花键26；挠性花键30，该挠性花键相对于外部第一花键26和外部第二花键28两者径向向内设置并且具有向外延伸的挠性花键齿，用以接合外部第一花键26和外部第二花键28的向内延伸的齿；以及波发生器32，该波发生器相对于挠性花键30径向向内设置并且接合该挠性花键。例如所描述的那样，谐波齿轮驱动单元12是本领域所述的平板或扁平型谐波齿轮驱动单元。然而，现应理解的是，也可使用根据本发明的其他类型谐波齿轮驱动单元。例如，可使用杯型谐波齿轮驱动单元。该杯型谐波齿轮驱动单元包括：圆形花键，该圆形花键用作输入构件；挠性花键，该挠性花键用作输出构件并且相对于圆形花键径向向内设置，并具有向外延伸的齿轮齿，这些齿轮齿设置成用以接合圆形花键的向内延伸的齿轮齿；以及波发生器，该波发生器相对于挠性花键径向向内设置并且接合该挠性花键。
虽然本文描述的实施例已使用谐波齿轮驱动单元进行了描述，但现应理解的是，也可在本发明的范围内使用其他齿轮驱动单元。其它齿轮驱动单元的一些示例可包括但不限于正齿轮、斜齿轮、准双曲面齿轮、蜗轮以及行星齿轮。一般而言，电动机的电动机轴通过附连于电动机轴的联接件和附连于输入齿轮构件的联接适配器附连于齿轮驱动单元的输入齿轮构件。输入齿轮构件由电动机的转动导致该输入齿轮构件和齿轮驱动单元的连接于发动机的凸轮轴的输出齿轮构件之间进行相对转动。于是，凸轮轴相对于发动机的曲柄轴转动。
凸轮轴相位器10可包括止挡件，这些止挡件限制壳体42和输出毂20之间允许的相对转动量，由此限制曲柄轴和凸轮轴22之间的相位变化。用于限制壳体42和输出毂20之间的相对转动量的止挡件的一个示例在授予David等人的美国专利号8,322,318中进行了描述，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。
尽管就本发明的实施例对本发明进行了说明，但本发明不意在被如此限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

Claims (18)

1.一种凸轮轴相位器(10)，所述凸轮轴相位器用于可控地改变在内燃机(18)中的曲柄轴和凸轮轴(22)之间的相位关系，所述内燃机(18)具有用于支承所述凸轮轴(22)的凸轮轴轴承(94)，所述内燃机(18)限定安装孔(80)，所述安装孔用于将所述凸轮轴相位器(10)安装于所述内燃机(18)，所述凸轮轴相位器(10)包括：
壳体(42)；
齿轮驱动单元(12)，所述齿轮驱动单元设置在所述壳体(42)内，且所述齿轮驱动单元(12)具有输入齿轮构件(26)和输出齿轮构件(28)，所述输入齿轮构件(26)能附连于所述曲柄轴并且附连于电动机(14)的输出轴(38)，且所述输出齿轮构件(28)能附连于所述凸轮轴(22)，以使得所述电动机(14)的转动在所述曲柄轴和所述凸轮轴(22)之间产生相对转动；
其中，所述凸轮轴相位器(10)设置在所述安装孔(80)和所述凸轮轴轴承(94)之间。
2.如权利要求1所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述壳体(42)包括安装管(56)，所述安装管从所述内燃机(18)的所述安装孔(80)轴向地伸出以及轴向地延伸到所述安装孔(80)中，以使得所述凸轮轴相位器(10)由所述安装孔(80)支承并且使得所述安装管(56)能够在所述安装孔(80)内自由地转动。
3.如权利要求2所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管(56)和所述安装孔(80)限定轴颈轴承交界部(82)。
4.如权利要求3所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述轴颈轴承交界部(82)由来自所述内燃机(18)的油润滑。
5.一种凸轮轴相位器(10)，所述凸轮轴相位器用于可控地改变在内燃机(18)中的曲柄轴和凸轮轴(22)之间的相位关系，所述内燃机(18)具有用于支承所述凸轮轴(22)的凸轮轴轴承(94)，所述内燃机(18)限定安装孔(80)，所述安装孔用于将所述凸轮轴相位器(10)安装于所述内燃机(18)，所述凸轮轴相位器(10)包括：
壳体(42)，所述壳体具有纵向轴线(48)；
谐波齿轮驱动单元(12)，所述谐波齿轮驱动单元设置在所述壳体(42)内，且所述谐波齿轮驱动单元(12)包括外部第一花键(26)、外部第二花键(28)、挠性花键(30)、波发生器(32)以及转动致动器(14)，所述外部第二花键轴向地邻近于所述外部第一花键(26)并且设置在所述壳体(42)内，所述挠性花键轴向地设置在所述外部第一花键(26)和所述外部第二花键(28)内，所述波发生器径向地设置在所述挠性花键(30)内，而所述转动致动器(14)能连接于所述波发生器(32)，以使得所述转动致动器(14)的转动在所述外部第一花键(26)和所述外部第二花键(28)之间产生相对转动，其中，所述外部第一花键(26)固定于所述壳体(42)以防止所述外部第一花键和所述壳体之间的相对转动；以及
输出毂(20)，所述输出毂轴向地邻近于所述谐波齿轮驱动单元(12)而可转动地径向设置在所述壳体(42)内，并且所述输出毂能转动地联接于所述凸轮轴(22)并固定于所述外部第二花键(28)以防止所述输出毂和所述外部第二花键之间的相对转动；
其中，所述凸轮轴相位器(10)设置在所述安装孔(80)和所述凸轮轴轴承(94)之间。
6.如权利要求5所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述壳体(42)包括安装管(56)，所述安装管从所述内燃机(18)的所述安装孔(80)轴向地伸出以及轴向地延伸到所述安装孔(80)中，以使得所述凸轮轴相位器(10)由所述安装孔(80)支承并且使得所述安装管(56)能够在所述安装孔(80)内自由地转动。
7.如权利要求6所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管(56)和所述安装孔(80)限定轴颈轴承交界部(82)。
8.如权利要求7所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述轴颈轴承交界部(82)由来自所述内燃机(18)的油润滑。
9.如权利要求6所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管(56)包括卡环(60)，所述卡环将所述安装管(56)保持在所述安装孔(80)内，以使得所述安装孔(80)轴向地保持在所述卡环(60)和所述壳体(42)之间。
10.如权利要求5所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，
所述壳体(42)包括壳体孔(46)，所述壳体孔从第一开口端(50)延伸至壳体基部(52)，所述壳体基部垂直于所述纵向轴线(48)；以及
安装管(56)，所述安装管从所述壳体基部(52)轴向地伸出以及轴向地延伸到所述内燃机(18)的所述安装孔(80)中，以使得所述凸轮轴相位器(10)由所述安装孔(80)支承并且使得所述安装管(56)能够在所述安装孔(80)内自由地转动。
11.如权利要求10所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，进一步包括：
联接适配器(34)，所述联接适配器安装于所述波发生器(32)，以使得所述联接适配器(34)接合所述转动致动器(14)，从而将转动运动从所述转动致动器(14)传递至所述波发生器(32)，其中，所述联接适配器(34)延伸到所述安装管(56)中，以使得所述联接适配器(34)在所述安装管(56)内自由地转动。
12.如权利要求11所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管(56)和所述安装孔(80)限定轴颈轴承交界部(82)。
13.如权利要求12所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述轴颈轴承交界部(82)由来自所述内燃机(18)的油润滑。
14.如权利要求13所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，
所述安装管(56)包括安装管(56)油通道；
所述联接适配器(34)包括联接适配器油通道(90)，所述联接适配器油通道与所述安装管油通道(86)流体连通；以及
所述安装管油通道(86)和所述联接适配器油通道(90)提供油路，所述油路润滑所述谐波齿轮驱动单元(12)。
15.如权利要求14所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述联接适配器(34)在所述联接适配器(34)的外周缘上包括联接适配器油槽(88)，以使得所述联接适配器油槽(88)提供从所述安装管油通道(86)至所述联接适配器油通道(90)的流体连通。
16.如权利要求14所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管油通道(86)径向地延伸穿过所述安装管(56)。
17.如权利要求10所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述安装管(56)包括卡环(60)，所述卡环将所述安装管(56)保持在所述安装孔(80)内，以使得所述安装孔(80)轴向地保持在所述卡环(60)和所述壳体(42)之间。
18.如权利要求5所述的凸轮轴相位器(10)，其特征在于，所述输出毂(20)包括内花键(66)，所述内花键能与所述凸轮轴(22)的对应外花键(68)相匹配，以将所述输出毂(20)转动地联接于所述凸轮轴(22)。
CN201580004769.3A 2014-01-16 2015-01-14 由电动机致动的凸轮轴相位器 Expired - Fee Related CN105917085B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461928049P 2014-01-16 2014-01-16
US61/928,049 2014-01-16
US14/595,265 US9534513B2 (en) 2014-01-16 2015-01-13 Camshaft phaser actuated by an electric motor
US14/595,265 2015-01-13
PCT/US2015/011307 WO2015108910A1 (en) 2014-01-16 2015-01-14 Camshaft phaser actuated by an electric motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105917085A CN105917085A (zh) 2016-08-31
CN105917085B true CN105917085B (zh) 2018-11-09

Family

ID=53543373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580004769.3A Expired - Fee Related CN105917085B (zh) 2014-01-16 2015-01-14 由电动机致动的凸轮轴相位器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9534513B2 (zh)
EP (1) EP3094833A4 (zh)
CN (1) CN105917085B (zh)
WO (1) WO2015108910A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10288122B2 (en) 2016-02-19 2019-05-14 Honeywell International Inc. HVAC actuator assembly
DE102016220919A1 (de) * 2016-10-25 2018-04-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verstellgetriebeanordnung für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit der Verstellgetriebeanordnung sowie Verfahren zur Montage der Verstellgetriebeanordnung
US10184360B2 (en) * 2017-02-16 2019-01-22 Borgwarner Inc. Pressed extruded pulley
DE102017122425A1 (de) * 2017-09-27 2019-03-28 ECO Holding 1 GmbH Bausatz mit einem Nockenwellenversteller
CN110195624B (zh) * 2018-02-27 2022-05-17 博格华纳公司 凸轮轴承间的凸轮相位器
US10920814B2 (en) 2018-04-05 2021-02-16 Honeywell International Inc. Bracket for mounting an actuator to an actuatable component
DE102019106338B4 (de) * 2019-03-13 2020-09-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wellgetriebe
US11560834B2 (en) * 2019-04-15 2023-01-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric camshaft phaser motor—generator
US11428173B2 (en) * 2020-10-06 2022-08-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio
US11619182B2 (en) * 2020-10-12 2023-04-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuation assembly for phaser system
US11519342B2 (en) * 2021-02-11 2022-12-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2131983Y (zh) * 1992-05-09 1993-05-05 中国科学院长春光学精密机械研究所 配气机械可变凸轮谐波调相装置
DE10317607A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Denso Corp Ventilzeitgebungseinstellvorrichtung
CN101338689A (zh) * 2008-08-15 2009-01-07 上海世科嘉车辆技术研发有限公司 一种汽车发动机气门可变相位机构
CN101900005A (zh) * 2010-06-29 2010-12-01 绵阳富临精工机械有限公司 发动机可变气门正时***凸轮轴智能调相器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3247916A1 (de) * 1982-12-24 1984-06-28 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur steuerung der ventile einer brennkraftmaschine ueber eine nockenwelle
DE4135377A1 (de) * 1991-10-26 1993-04-29 Bosch Gmbh Robert Hydraulische steuereinrichtung
JP3361386B2 (ja) 1994-07-04 2003-01-07 日鍛バルブ株式会社 カム軸位相可変装置
AT407282B (de) * 1997-09-19 2001-02-26 Tcg Unitech Ag Vorrichtung zur verstellung einer nockenwelle
US7421989B2 (en) 2005-09-13 2008-09-09 Delphi Technologies, Inc. Vane-type cam phaser having increased rotational authority, intermediate position locking, and dedicated oil supply
JP4924922B2 (ja) 2006-01-16 2012-04-25 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
US7421990B2 (en) 2006-08-22 2008-09-09 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser
US8424500B2 (en) 2009-08-06 2013-04-23 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser with improved radial stability
US8322318B2 (en) 2010-07-28 2012-12-04 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser with phase authority stops
US8726865B2 (en) * 2011-06-08 2014-05-20 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser using oil for lubrication
US8516983B2 (en) 2011-09-30 2013-08-27 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser with a harmonic drive ring to prevent ball cage deflection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2131983Y (zh) * 1992-05-09 1993-05-05 中国科学院长春光学精密机械研究所 配气机械可变凸轮谐波调相装置
DE10317607A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Denso Corp Ventilzeitgebungseinstellvorrichtung
CN101338689A (zh) * 2008-08-15 2009-01-07 上海世科嘉车辆技术研发有限公司 一种汽车发动机气门可变相位机构
CN101900005A (zh) * 2010-06-29 2010-12-01 绵阳富临精工机械有限公司 发动机可变气门正时***凸轮轴智能调相器

Also Published As

Publication number Publication date
US20150354415A1 (en) 2015-12-10
US9534513B2 (en) 2017-01-03
EP3094833A4 (en) 2017-09-13
CN105917085A (zh) 2016-08-31
EP3094833A1 (en) 2016-11-23
WO2015108910A1 (en) 2015-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105917085B (zh) 由电动机致动的凸轮轴相位器
US8726865B2 (en) Harmonic drive camshaft phaser using oil for lubrication
US8800513B2 (en) Axially compact coupling for a camshaft phaser actuated by electric motor
EP2905509B1 (en) Axially compact electrically driven camshaft phaser
US9422836B2 (en) Valve timing control apparatus
CN102762824B (zh) 具有能量回收的电动凸轮轴相位器
US8622037B2 (en) Harmonic drive camshaft phaser with a compact drive sprocket
US8322318B2 (en) Harmonic drive camshaft phaser with phase authority stops
US8251029B2 (en) Valve timing controller
CN104863657B (zh) 模块化电致动凸轮轴相位器
CN108625922B (zh) 用于凸轮轴装置的凸轮轴调整器和凸轮轴装置
US20090199801A1 (en) Valve timing adjusting apparatus
US9151191B1 (en) Electrically actuated camshaft phaser
US9394810B2 (en) Valve timing controller
JP2007239642A (ja) バルブタイミング調整装置
US10704666B2 (en) Transmission
CN109653828A (zh) 轴承跨距缩小的偏心齿轮
US9556759B2 (en) Valve timing controller
JP5218249B2 (ja) バルブタイミング調整装置
CN103201468B (zh) 用于内燃机的凸轮轴调节器
CN108138906A (zh) 具有飞轮和导向轴承的曲轴端部部分的组件及相关的发动机组件
JP5381952B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP2008215312A (ja) バルブタイミング調整装置
US9057371B2 (en) Method for varying the duration of a supply stroke of a pump element, and a pump device
WO2003095840A1 (en) Variable-delivery rotary pump, in particular for oil

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181109

Termination date: 20200114

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee