[发明专利]具有默认模式的可变凸轮轴正时机构

说明书

相关申请的引用

本申请案主张在2010年10月4日提交的题目为“具有默认模式的可变凸轮轴正时机构”的第61/389,451号临时申请案和2010年11月30日申请的题目为“具有默认模式的可变凸轮轴正时机构”的第61/417,943号临时申请案中披露的一个或多个发明。在此要求美国临时申请案在35USC§119(e)下的权益，并且上述申请案通过引用结合在此。

背景技术

发明领域

本发明关于可变凸轮轴正时机构的领域。更具体来说，本发明关于具有默认模式的液压可变凸轮轴正时机构。

相关技术的说明

内燃发动机已经采用了各种机构来改变凸轮轴与曲轴之间的相对正时以改进发动机的性能或减少排放。大多数的这些可变凸轮轴正时（VCT）机构在发动机凸轮轴（或多凸轮轴发动机中的多个凸轮轴）上使用一个或多个“叶片式相位器”。如图中所示，叶片式相位器具有一个转子105，该转子带有一个或多个叶片104，该转子被安装到凸轮轴126的端部上，该转子被一个带有多个叶片室的壳体组件100环绕，这些叶片安装在这些叶片室内。有可能将这些叶片104安装到壳体组件100上，并且同样装入转子组件105的这些腔室中。壳体的外部圆周101形成了链轮、皮带轮或者齿轮从而通过一个链条、皮带或者多个齿轮接受驱动力，该驱动力通常来自曲轴，或者有可能来自一个多凸轮发动机中的另一个凸轮轴。

除了这种凸轮轴扭矩致动（CTA）的可变凸轮轴正时（VCT）系统，主要的液压VCT系统在两种原理下运转-油压致动（OPA）或扭矩辅助（TA）。在油压致动VCT系统中，一个油控制阀门（OCV）将发动机油压引导到VCT相位器中的一个工作室，同时排空由该壳体、转子和叶片界定的相反的工作室。这产生了跨过一个或多个叶片的一个压力差以便在一个方向或另一个方向上液压推动该VCT相位器。将阀门变为中立或移动到空位置会在叶片的相反侧上施加相等的压力，并且将该相位器保持在任一中间位置。如果该相位器在一个方向上移动使得多个气门更快地打开或关闭，那么该相位器被称作提前的，而如果该相位器在一个方向上移动使得多个气门将延迟打开或关闭，那么该相位器被称作延迟的。

扭矩辅助（TA）系统在类似的原理下运转，除了扭矩辅助系统具有一个或多个单向阀以防止该VCT相位器在一个被指令的相反方向上移动，而这种情况引起一个反作用力（例如扭矩）。

OPA或TA系统的问题在于，油控制阀门默认处于一种将所有油从该提前或延迟工作室排出并且填充相反的室的位置上。在此模式中，该相位器默认在一个方向上移动到一个锁定销接合的极限停止位。在发动机未形成任何油压时的发动机启动周期过程中，OPA或TA系统无法将该VCT相位器引导到任一其他位置。这将该相位器限制为只能够在默认模式中在一个方向上移动。在过去，这是可以接受的，因为在发动机停机时和在发动机启动期间，该VCT相位器将被指令为锁定于极限行程限位之一处（完全提前或完全延迟）。然而，近来的校准工作已经证明，在VCT系统处于某个中间位置而不是处于极限停止位的情况下启动发动机存在相当大的益处。

除了VCT相位器上的大范围的角运动，还有必要在中间行程位置中启动，因为极限停止位可能是发动机将不会启动或在发动机启动期间将被损坏的位置。同样希望的是，如果发动机停机并且相位器不在最佳中间启动位置的话，相位器能够在发动机起动期间在任一方向上移动从而回到中间行程某处的最佳启动位置。当前的OPA和TA VCT系统无法进行这种恢复，因为它们默认从这些工作室之一（提前或延迟）排出油，并且因此在停机时使该室成为非工作室，从而使得VCT相位器只能在一个方向上移动。

发明概述