[发明专利]紧凑的电动凸轮相位器

说明书

相关申请交叉参考

本申请涉及2008年11月11日的美国临时专利申请序列号NO.61/121,694，并且要求该临时申请的优先权，该临时申请在此引入作为参考。

技术领域

本发明总地涉及改变内燃机凸轮轴的旋转位置来改变可变阀定时的方法和装置，具体地说，涉及紧凑的电激励凸轮相位位置调整系统。

背景技术

凸轮轴相位位置调整系统，也称为凸轮相位器，用在内燃机中，以改变阀开启和关闭的定时，以便改善燃料消耗和排出气体质量。利用合适的凸轮相位器，有可能调节最大舒适性和/或最大扭矩、或最高发动机性能的阀定时。有许多种凸轮相位器，大多数是液压的。通常液压驱动凸轮相位器由液压移相器单元、调节阀、和控制电路组成。移相器单元必须具有低泄漏率和足够大的活塞或轮叶，以保证足够的刚度。调节阀必须在调节过程中保证高流率，并且要保证精确的调节以保持设定点角度。有些凸轮相位器需要单独的高压液流供应。这种系统相当复杂、昂贵，并且需要定期维护。

液压凸轮相位器的主要缺点是依靠发动机油压来供应所需的液流压力。发动机油压随着发动机速度和温度而改变。在裂化过程中，或在冷起动时，发动机油压经常不能充分供给液压驱动凸轮相位器动力。

因此，期望研制紧凑、高灵敏和低制造成本的凸轮轴移相器，其没有复杂的液压系统，电子控制简单且精度高。

发明内容

简而言之，本发明提供一种凸轮相位位置调整系统，更具体地说，提供一种用于内燃机的凸轮轴的电动凸轮相位器(ECP)。ECP包括轴向通量电机，其与正差动轮系轴向集成，并且其能够提供旋转部件之间的锁定。差动轮系具有三个共轴相关部分。第一部分连接输入轴，第二部分连接输出轴，第三部分与电机的转子集成。第三部分是控制部分，只有在相位调整期间通过经由电机对该控制部分施加力矩，才能利用该控制部分使差动轮系解锁。

本发明的电动凸轮相位器具有三种操作模式，每一种对应于唯一的电机操作。EPC第一操作模式是中性模式，其中电机关闭，既不消耗电力，也不产生任何电力。由于没有对控制部分施加驱动力矩，差动轮系部分地被锁定或“内部阻塞”，并且仅可以作为单元旋转。因此，输出轴沿相同方向以相同角速度随输入轴旋转，在输入轴和输出轴之间没有相移。

EPC第二操作模式是发电模式，其中电机将阻力矩施加到控制部分，使转子的转动减速。这样，电机将机械能转换成电能，作为发电机。阻力矩解锁差动轮系，让输出轴沿相同方向但以更快或更慢的角速度随输入轴旋转。在发电操作模式，输出轴的旋转相对输入轴的旋转存在连续的相位朝前或相位延迟。

ECP第三操作模式是运动模式，其中电机将驱动力矩施加到差动轮系，使转子加速。电机使电能成为供电方，并将电能转换成机械能，作为电机。驱动力矩解锁差动轮系，使输出轴沿相同方向但以更慢或更快的角速度随输入轴旋转。在运动模式中，存在输出轴相对输入轴的连续相位延迟或相位朝前。

结合附图阅读下面的说明书，本发明的上述特征和优点以及目前最佳的实施例将更加清楚。

附图说明

附图是说明书的一部分，其中：

图1是本公开内容的电动凸轮相位器的外部特征的透视图；

图2是图1的电动凸轮相位器的透视截面图；

图3是从图2轴向相反方向看的轴向通量电机的行星齿轮架组件和相关的转子的透视截面图；

图4是中心齿轮和行星齿轮组件的透视图；

图5是图1的电动凸轮相位器的分解图；

图6是从图5所示轴线方向的相反方向看，图1的电动凸轮相位器的分解图。

相应的附图标记表示附图的几个图形中相应的部件。应该理解，附图是用于解释本公开内容提出的构思，并没有按比例绘制。

在详细解释本发明的实施例之前，应该理解，本发明不限于下面说明书中所描述或附图所图示部件的结构和布置的细节的应用。

具体实施方式

下面详细的说明作为实例来解释本发明，而不是限制本发明。该说明使本领域的普通技术人员能够实施和利用本公开内容，并且描述本公开内容的多个实施例、改进、变型、选择和利用，包括目前被认为是本公开内容的最佳实施方式。

回来看图，特别是图1和图2，电动凸轮相位器整体用A表示，其包括链轮10、输入轴11、差动轮系12、邻接差动轮系12轴向设置的轴向通量电机13、和输出轴14。差动轮系12和轴向通量电机13容纳在壳体26内。