CN111699303B - 凸轮轴相位器 - Google Patents

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Abstract

一种凸轮轴相位器，包括转子(2)、定子(3)和锁止组件(1)，转子(2)能够相对于定子(3)转动，锁止组件(1)安装于转子(2)以能够锁止转子(2)和定子(3)之间的相对转动。该锁止组件(1)包括：弹性件，其安装于转子的安装孔(21h1)内，弹性件的中心轴线大致沿着转子(2)的径向延伸使得弹性件能够沿着转子(2)的径向压缩和伸长，并且弹性件的径向内侧端压抵于转子(2)；以及锁止销(13)，其安装于转子(2)的安装孔(21h1)内，弹性件的径向外侧端压抵于锁止销(13)，使得锁止销(13)在弹性件的弹性力的作用下能够朝向径向外侧运动以与定子(3)卡接来进行锁止。该凸轮轴相位器的与锁止组件(1)结构简单，并且锁止组件(1)的锁止间隙不需要装配调节。

Description

凸轮轴相位器
技术领域
本发明涉及凸轮轴相位器。
背景技术
可变气门正时***是保证发动机性能的重要组成部分，其能够根据需要调节发动机的气门的开闭，从而使得发动机获得期望的动力输出。
在现有技术中，可变气门正时***主要包括凸轮轴相位器和与凸轮轴相位器连接的凸轮轴，凸轮轴通过连杆机构与发动机的气门连接。通常，凸轮轴相位器由端盖、转子和定子(定子和端盖相对固定)三者在凸轮轴相位器的内部形成多个油腔，可以向多个油腔输入不同压力的液压油来使转子相对于定子和端盖转动，从而通过转子带动凸轮轴来调节气门的开闭。由于在不需要可变气门正时***起作用时要求转子不能相对于定子转动，因此通常采用锁止组件来锁止定子和转子的相对转动。
如图1a和图1b所示，在现有技术的一凸轮轴相位器中，转子20形成有沿着轴向A延伸的安装孔20h，端盖30形成有沿着轴向A延伸的锁止孔30h，锁止孔30h与安装孔20h在轴向A上相对。锁止组件10的支撑件101、螺旋弹簧102和锁止销103安装于转子20的安装孔20h内，锁止组件10的锁止套筒104安装于端盖30的锁止孔30h内。更具体地，支撑件101整***于转子20的安装孔20h内，螺旋弹簧102套装在支撑件101的引导柱的径向外侧并且该螺旋弹簧102的一端(图中的右侧端)抵接于锁止销103而另一端抵接于支撑件101的基座，锁止销103套装于螺旋弹簧102。当锁止组件10处于锁止状态时，锁止销103的一端(图中的右侧端)沿着轴向A伸入端盖30的锁止孔30h内的锁止套筒104中，使得转子20不能相对于端盖30转动，也就是使得转子20不能相对于定子40转动。
如图2a和图2b所示，在现有技术的另一凸轮轴相位器中，定子40形成有沿着径向R延伸的安装孔40h，转子20形成有沿着径向R延伸的锁止孔20h1，锁止孔20h1与安装孔40h在径向R上相对。与图1a和图1b中的凸轮轴相位器的结构类似地，锁止组件10的支撑件101、螺旋弹簧102和锁止销103安装于定子40的安装孔40h内。当锁止组件10处于锁止状态时，锁止销103的一端(径向内侧端)沿着径向R伸入转子20的锁止孔20h1中，使得转子20不能相对于定子40转动。
本发明的发明人发现在以上说明的现有技术的凸轮轴相位器中存在如下缺陷：
一方面，在图1a和图1b所示的现有技术的凸轮轴相位器中，端盖30的结构比较复杂，需要形成锁止孔30h并安装锁止套筒104，导致端盖30的成本高，同时需要通过装配来调节锁止销103与锁止套筒104之间的锁止间隙，装配流程复杂；以及
另一方面，在图2a和图2b所示的现有技术的凸轮轴相位器中，转子20和定子40需要分别加工形成锁止孔20h1和安装孔40h，锁止孔20h1和安装孔40h的用于与锁止组件10的各组件对应的部分的设计会大大增加转子20和定子40的加工难度，增加成本。另外，在锁止组件10从锁止状态解锁时需要向锁止销103的径向内侧端的径向内侧导入液压油，为此如图2a所示，在转子20内形成了用于输入该液压油的专用的油路20h2。但是油路20h2由于包括彼此相连的沿着径向R延伸的径向部分和沿着轴向A延伸的轴向部分而导致结构过于复杂。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种凸轮轴相位器，使得该凸轮轴相位器的与锁止组件相关的结构简单并且锁止组件的锁止间隙不需要装配调节。
为此，本发明采用如下的技术方案。
本发明提供了一种如下的凸轮轴相位器，所述凸轮轴相位器包括转子、定子和锁止组件，所述转子能够相对于所述定子转动，所述锁止组件安装于所述转子以能够锁止所述转子和所述定子之间的相对转动，所述锁止组件包括：弹性件，所述弹性件安装于所述转子的安装孔内，所述弹性件的中心轴线大致沿着所述转子的径向延伸使得所述弹性件能够沿着所述转子的径向压缩和伸长，并且所述弹性件的径向内侧端压抵于所述转子；以及锁止销，所述锁止销安装于所述转子的安装孔内，所述弹性件的径向外侧端压抵于所述锁止销，使得所述锁止销在所述弹性件的弹性力的作用下能够朝向径向外侧运动以与所述定子卡接来进行锁止。
优选地，所述安装孔为盲孔，所述安装孔的底部形成有至少一个通孔，所述至少一个通孔使得所述安装孔与所述转子的外部连通。
更优选地，所述至少一个通孔沿着所述转子的轴向延伸。
优选地，所述转子包括筒状的转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个转子叶片，所述安装孔形成于所述多个转子叶片中的一个转子叶片，所述安装孔沿着所述转子的径向延伸，并且所述安装孔在该一个转子叶片的径向外侧面开口。
更优选地，所述一个转子叶片的用于形成所述安装孔的壁面形成有朝向所述安装孔本身的径向内侧凸出的台阶部，所述弹性件的径向内侧端压抵于所述台阶部，所述锁止销的一部分***所述弹性件，使得所述弹性件位于所述锁止销和所述壁面之间。
更优选地，所述锁止组件还包括支撑件，所述支撑件安装于所述安装孔，所述支撑件包括基座和从所述基座凸出的引导柱，所述弹性件的径向内侧端压抵于所述基座的与所述引导柱相连的连接部位并且所述弹性件套装于所述引导柱本身的径向外侧，所述锁止销以至少部分地包围所述弹性件和所述引导柱的方式套装于所述弹性件本身的径向外侧，使得所述弹性件位于所述引导柱与所述锁止销之间。
更优选地，所述定子包括定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子叶片，所述定子主体的在所述锁止组件处于锁止状态下与所述安装孔相对的部位形成有朝向径向外侧凹陷的锁止部，在所述锁止组件处于锁止状态时，所述锁止销在所述弹性件的弹性力的作用下伸入所述锁止部。
更优选地，所述锁止部的径向外侧的底部的一部分形成有朝向径向外侧凹陷的导油槽，使得在所述锁止组件处于锁止状态时所述锁止销与所述导油槽彼此面对。
更优选地，所述导油槽沿着轴向在所述定子的整个轴向尺寸上延伸。
优选地，所述定子和/或所述转子通过粉末冶金成型来形成。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的凸轮轴相位器，该凸轮轴相位器的锁止组件沿着径向安装于转子并能够与定子直接进行卡接来实现锁止，从而使得凸轮轴相位器的与锁止组件相关的结构简单并且锁止组件的锁止间隙不需要装配调节。
附图说明
图1a是现有技术的一凸轮轴相位器的轴向剖视示意图；图1b是从轴向一侧观察的图1a中的凸轮轴相位器的结构的示意图。
图2a是现有技术的另一凸轮轴相位器的轴向剖视示意图；图2b是图2a中的凸轮轴相位器的径向剖视示意图，其示出了图2a中的凸轮轴相位器的内部结构。
图3a是根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的轴向剖视示意图；图3b是图3a中的凸轮轴相位器的径向剖视示意图，其示出了图3a中的凸轮轴相位器的内部结构；图3c是图3a中的凸轮轴相位器的定子的局部结构的立体示意图；图3d是图3a中的凸轮轴相位器的转子的示意图，其中锁止组件处于安装于转子的状态。
图4a是根据本发明的第二实施方式的凸轮轴相位器的轴向剖视示意图；图4b是图4a中的凸轮轴相位器的径向剖视示意图，其示出了图4a中的凸轮轴相位器的内部结构。
附图标记说明
10锁止组件 101支撑件 102螺旋弹簧 103锁止销 104锁止套筒 20转子 20h安装孔 20h1锁止孔 20h2油路 30端盖 30h锁止孔 40定子 40h安装孔
1锁止组件 11支撑件 111基座 112引导柱 12螺旋弹簧 13锁止销 131锁止销台阶部 132径向内侧部分 133凹部 13h锁止间隙 2转子 21转子叶片 22转子主体 21h1安装孔 21h2通孔 21s台阶部 3定子 31定子叶片 32定子主体 321锁止部 322导油槽
A轴向 R径向 C周向
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本发明的技术方案进行说明。根据本发明的凸轮轴相位器整体具有大致圆柱形状，如无特殊说明，本发明的轴向、径向和周向分别是指凸轮轴相位器(定子和转子)的轴向、径向和周向。
(第一实施方式)
如图3a至图3b所示，根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器整体为大致圆柱形状。该凸轮轴相位器包括锁止组件1、转子2和定子3。
转子2设置于定子3的径向内侧并且能够相对于定子3转动。定子3包括圆筒状的定子主体32以及从定子主体32朝向径向内侧伸出的多个定子叶片31。转子2包括圆筒状的转子主体22以及从转子主体22朝向径向外侧伸出的多个转子叶片21。多个定子叶片31与多个转子叶片21在周向C上交替地布置，使得每个转子叶片21均位于相邻的两个定子叶片31之间。这样，在相邻的两个定子叶片31之间的空间被位于这两个定子叶片31之间的转子叶片21分隔成两个彼此独立的油腔。在图3a和图3b中示出的凸轮轴相位器中共形成了沿着周向C分布的四组油腔，各组油腔均包括两个油腔，这两个油腔分别通过形成于转子主体22内的独立的油路与供油装置连通。
在本实施方式中，如图3b和图3d所示，四个转子叶片21中的一个转子叶片21形成有用于安装锁止组件1的安装孔21h1，该安装孔21h1在该一个转子叶片21的径向外侧面朝向径向外侧开口。优选地，安装孔21h1为盲孔，并且安装孔21h1的底部形成有沿着轴向A延伸的两个通孔21h2，这两个通孔21h2使得安装孔21h1与转子2的外部连通，从而使得在安装孔21h1内残留的空气和液压油可以通过这两个通孔21h2排出。
在本实施方式中，锁止组件1安装于上述一个转子叶片21的安装孔21h1内以能够锁止转子2和定子3之间的相对转动。锁止组件1包括螺旋弹簧12和锁止销13。
具体地，作为弹性件的螺旋弹簧12优选地采用圆柱螺旋弹簧12。该螺旋弹簧12安装于上述一个转子叶片21的安装孔21h1内，使得螺旋弹簧12的中心轴线大致沿着径向R延伸，从而使得螺旋弹簧12能够沿着径向R压缩和伸长。
进一步地，转子叶片21的用于形成安装孔21h1的壁面形成有沿着安装孔21h1的周向在整周上均朝向安装孔21h1本身的径向内侧凸出的台阶部21s，螺旋弹簧12的径向内侧端压抵于该台阶部21s。
锁止销13也安装于上述一个转子叶片21的安装孔21h1，螺旋弹簧12的径向外侧端压抵于锁止销13的锁止销台阶部131，使得锁止销13在螺旋弹簧12的弹簧力的作用下能够在径向R上运动。更具体地，螺旋弹簧12套装于锁止销13的径向内侧部分132，使得螺旋弹簧12位于锁止销13的径向内侧部分132和转子叶片2的用于形成安装孔21h1的壁面之间。
在本实施方式中，如图3b和图3c所示，定子主体32的在锁止组件1处于锁止状态时与安装孔21h1相对的部位形成有朝向径向外侧凹陷的锁止部321。在锁止组件1处于锁止状态时，锁止销13在螺旋弹簧12的弹簧力的作用下伸入锁止部321以与定子3卡合来实现锁止。这样，该锁止销13与定子主体32的用于形成锁止部321的壁面之间的锁止间隙13h仅由转子2和定子3的尺寸公差就可以得到保证，而不用进行装配调节。
进一步地，如图3b和图3c所示，锁止部321的径向外侧的底部的一部分形成有朝向径向外侧凹陷的导油槽322，使得在锁止组件1处于锁止状态时锁止销13与导油槽322相对。这样，液压油能够通过该导油槽322流到定子主体32与锁止销13之间，使得锁止销13能够克服螺旋弹簧12的弹簧力而朝向径向内侧运动来完成解锁。在本实施方式中，导油槽322沿着轴向A在定子3的整个轴向尺寸上延伸。
(第二实施方式)
如图4a至图4b所示，根据本发明的第二实施方式的凸轮轴相位器的基本结构与根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的基本结构大致相同，两者之间的不同之处在于：在本实施方式中，锁止组件1还包括支撑件11，螺旋弹簧12和锁止销13均安装于该支撑件11。
具体地，支撑件11包括与转子2的安装孔21h1的底部形状相匹配的基座111和从基座111朝向径向外侧凸出的引导柱112。支撑件11安装于转子2的安装孔21h1内并且螺旋弹簧12套装于引导柱112本身的径向外侧，螺旋弹簧12的径向内侧端抵接于基座111的与引导柱112相连的连接部位。锁止销13套装于螺旋弹簧12本身的径向外侧并且部分地包围螺旋弹簧12和引导柱112，使得螺旋弹簧12位于引导柱112与锁止销13之间。在本实施方式中，锁止组件1的工作原理与根据本发明的第一实施方式的凸轮轴相位器的锁止组件的工作原理相同，在此就不进行赘述了。本实施方式能够实现与第一实施方式相同的效果，另外由于在本实施方式中锁止组件1还包括了支撑件11，因此使得锁止组件的工作更加稳定。
虽然以上的具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：
1.如图3a和3b所示，锁止销13的径向外侧面可以形成有朝向径向内侧凹陷的凹部133，在锁止组件1处于锁止状态时该凹部133用于与导油槽322彼此面对。这样，在该凹部133与导油槽322之间形成了足够的空间用于液压油的流入，从而进一步保证了锁止销13在液压油的压力作用下朝向径向内侧运动来实现锁止组件1的解锁。
2.在转子2的安装孔21h1的底部形成的通孔21h2的数量不限于上述具体实施方式中说明的数量，例如可以形成仅一个通孔21h2。
3.优选地，在支撑件11的基座111与引导柱112相连的部位形成环形凹槽，使得螺旋弹簧12的径向内侧端抵接于该环形凹槽内。
4.优选地，定子3和转子2均通过粉末冶金成型来形成。
5.虽然在以上的具体实施方式中说明了导油槽322是沿着轴向A在定子3的整个轴向尺寸上延伸的，但是本发明不限于此。该导油槽322也可以是在定子3的部分轴向尺寸上延伸。

Claims (9)

1.一种凸轮轴相位器，其特征在于，所述凸轮轴相位器包括转子、定子和锁止组件，所述转子能够相对于所述定子转动，所述锁止组件安装于所述转子以能够锁止所述转子和所述定子之间的相对转动，所述锁止组件包括：
弹性件，所述弹性件安装于所述转子的安装孔内，所述安装孔形成于所述转子的多个转子叶片中的一个转子叶片中，所述弹性件的中心轴线大致沿着所述转子的径向延伸使得所述弹性件能够沿着所述转子的径向压缩和伸长，并且所述弹性件的径向内侧端压抵于所述转子；以及
锁止销，所述锁止销安装于所述转子的安装孔内，所述弹性件的径向外侧端压抵于所述锁止销，使得所述锁止销在所述弹性件的弹性力的作用下能够朝向径向外侧运动以直接与所述定子卡接来进行锁止；
所述定子在所述锁止组件处于锁止状态下与所述安装孔相对的部位形成有朝向径向外侧凹陷的锁止部；所述锁止部的径向外侧的底部的一部分形成有朝向径向外侧凹陷的导油槽，所述锁止销的径向外侧面形成有朝向径向内侧凹陷的凹部，在所述锁止组件处于锁止状态时所述凹部用于与所述导油槽彼此面对。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述安装孔为盲孔，所述安装孔的底部形成有至少一个通孔，所述至少一个通孔使得所述安装孔与所述转子的外部连通。
3.根据权利要求2所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述至少一个通孔沿着所述转子的轴向延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述转子包括筒状的转子主体和从该转子主体朝向径向外侧伸出的多个转子叶片，所述安装孔沿着所述转子的径向延伸，并且所述安装孔在该一个转子叶片的径向外侧面开口。
5.根据权利要求4所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述一个转子叶片的用于形成所述安装孔的壁面形成有朝向所述安装孔本身的径向内侧凸出的台阶部，所述弹性件的径向内侧端压抵于所述台阶部，所述锁止销的一部分***所述弹性件，使得所述弹性件位于所述锁止销和所述壁面之间。
6.根据权利要求4所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述锁止组件还包括支撑件，所述支撑件安装于所述安装孔，
所述支撑件包括基座和从所述基座凸出的引导柱，所述弹性件的径向内侧端压抵于所述基座的与所述引导柱相连的连接部位并且所述弹性件套装于所述引导柱本身的径向外侧，所述锁止销以至少部分地包围所述弹性件和所述引导柱的方式套装于所述弹性件本身的径向外侧，使得所述弹性件位于所述引导柱与所述锁止销之间。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述定子包括定子主体和从该定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子叶片，
在所述锁止组件处于锁止状态时，所述锁止销在所述弹性件的弹性力的作用下伸入所述锁止部。
8.根据权利要求7所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述导油槽沿着轴向在所述定子的整个轴向尺寸上延伸。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的凸轮轴相位器，其特征在于，所述定子和/或所述转子通过粉末冶金成型来形成。
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