[发明专利]具有两个锁定位置的可变凸轮轴正时装置

说明书

公开了一种系统，包括相位器，相位器具有在转子组件中的第一锁定销和第二锁定销。第一和第二锁定销具有锁定位置和未锁定位置，在锁定位置处它们与壳体组件中的凹部接合，在未锁定位置处它们不与壳体组件接合。当相位器在中间相位角度位置中或附近时，第一锁定销将转子组件锁定到壳体组件。当相位器在完全滞后位置处时，第二锁定销将转子组件锁定到壳体组件。替代地，当相位器在完全提前位置处时，第二锁定销可以将转子组件锁定到壳体组件。第二锁定销被朝向未锁定位置弹簧偏置并且被加压以通过提前腔室或滞后腔室接合并移动到锁定位置。

技术领域

本发明涉及可变凸轮轴正时机构的领域。更具体地，本发明涉及具有两个锁定位置的可变凸轮轴正时装置。

背景技术

内燃机已经采用各种机构来改变凸轮轴和曲轴之间的相对正时，以用于改善发动机性能或减少排放。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“叶片相位器”。如图中所示，叶片相位器具有带有一个或多个叶片104的转子组件105，其安装至凸轮轴的末端、由具有叶片室的壳体组件100所包围，叶片安装到该叶片室内。也可以将叶片104安装至壳体组件100以及转子组件105中的室。壳体的外圆周101形成链轮、带轮或齿轮，其通过链条、皮带或齿轮通常从曲轴或者有可能从多凸轮发动机的另一凸轮轴接收驱动力。

除了凸轮轴转矩致动(CTA)可变凸轮轴正时(VCT)系统之外，大多数液压VCT系统在两种原理下运行，油压致动(OPA)或扭力辅助(TA)。在油压致动VCT系统中，油控制阀(OCV)将发动机油压引导到VCT相位器中的一个工作腔室，而同时排放由壳体组件、转子组件和叶片所限定的相对工作腔室。这在叶片的一个或多个上形成压力差以沿一个方向或另一个液压推动VCT相位器。抵消或将阀移动到零位置在叶片的相对两侧上施加相同的压力并将相位器保持在任何中间位置。如果相位器沿使阀将更早打开或关闭的方向移动，则相位器称为提前，而如果相位器沿使阀将更晚打开或关闭的方向移动，则相位器称为为滞后。

扭力辅助(TA)系统在类似的原理下运行，除了其具有一个或多个止回阀以防止万一其引起诸如转矩的相对力时VCT相位器沿与所命令方向相反的方向移动。

关于OPA或TA系统的问题是，油控制阀默认到从提前或滞后工作腔室排放所有油并填满相对的腔室的位置。在该模式下，相位器默认为沿一个方向移动到其中锁定销接合的极限止动部处。在发动机未形成任何油压时的起动周期期间，OPA或TA系统可以用于将VCT相位器引导到任何其他位置。这使相位器限制于在发动机停机模式下仅能够沿一个方向移动。过去这是可以接受的，因为在发动机停机时和在发动机起动期间，可以命令VCT相位器锁定在极限行程限度中的一个处(要么完全提前要么完全滞后)。

此外，通过减少车辆中内燃机的空转时间，提供了燃料效率并减少了排放。因此，车辆可以使用“停止-起动模式”，其自动地停止和自动地重新起动内燃机以减少车辆停止(例如，在红灯或堵车时)时发动机耗费在空转的时间量。发动机的这种停止不同于“切断(key-off)”位置或者通过停用点火开关的手动停止，其中车辆的使用者关闭发动机或者使车处于停泊状态并关闭车辆。在“停止-起动模式”下，随着车辆停止发动机停止，之后以车辆的使用者几乎检测不到的方式自动地重新起动。过去，车辆主要考虑利用冷起动进行设计，因为这是最常见的情形。在停止-起动系统中，因为发动机一直在运行直到自动关闭，当发动机处于热状态时发生自动重新起动。长久以来人们就知道，“热起动”有时是个问题，因为常见冷起动所必须的发动机设置(例如，特定的阀正时位置)对于热态发动机是不合适的。

发明内容

一种相位器，具有在转子组件中的第一锁定销和第二锁定销。第一和第二锁定销具有锁定位置和未锁定位置，在锁定位置处它们与壳体组件中的凹部接合，在未锁定位置处它们不与壳体组件接合。当相位器在中间相位角度位置或附近时，第一锁定销将转子组件锁定到壳体组件。当相位器在完全滞后位置处时，第二锁定销将转子组件锁定到壳体组件。替代地，当相位器在完全提前位置处时，第二锁定销可以将转子组件锁定到壳体组件。