凸轮相位调节器的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域。具体地，本发明涉及一种用于发动机的凸轮相位调节器。


背景技术：

2.在现代车辆的内燃机中，通常借助可变气门气正时(variable valve timing，vvt)系统来使曲轴和凸轮轴之间的相位关系在提前位置与滞后位置之间改变，以便调整内燃机的气门开合时间和进排气量，从而获得最佳的燃烧效率。vvt系统的主要部件是凸轮相位调节器，凸轮相位调节器中形成有多个液压腔，借助于这些液压腔可以通过液压介质的流入和流出有针对性地改变曲轴与凸轮轴之间的相位关系。此外，为了控制液压介质流入或流出液压腔，还需要在凸轮相位调节器中安装机油控制阀。
3.例如，cn 109538323a公开了一种具有典型构造的凸轮相位调节器。该凸轮相位调节器的中置式机油控制阀包括依次嵌套的阀体、阀套和阀芯，在阀体上形成有径向贯穿的第一油孔和第二油孔。两个油孔分别与转子中相应的液压流道连通，从而将机油分别引入到转子叶片两侧的液压腔中。
4.由于阀体上的油孔与转子上的流道的开口在周向上往往难以对齐，因此为了将二者连通，需要在转子的径向内侧形成分别与两个流道连通的环槽。环槽可以将在周向上不对齐的油孔与流道相连通。由于在制造转子的粉末冶金生坯加工工艺中，只能形成直径单向递减的结构，因此需要在后续工序中另外加工出环槽。这使得生产成本较高，并且通过这种方式加工出的表面质量也不够理想。


技术实现要素：

5.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种易于加工的凸轮相位调节器。
6.上述技术问题通过根据本发明的一种凸轮相位调节器而得到解决。该凸轮相位调节器包括定子、转子和机油控制阀。转子可转动地安装在定子的径向内侧，机油控制阀安装在转子的径向内侧。机油控制阀包括阀体等部件，阀体的外周表面抵接转子的内周表面。转子具有用于与转子叶片两侧的两个不同液压腔分别连通的第一流道和第二流道，阀体具有沿轴向间隔开的第一孔和第二孔，第一孔与第一流道连通，第二孔与第二流道连通。其中，阀体具有形成在其外周表面上的环槽，第一流道与第一孔通过环槽连通。
7.阀体上的孔与转子上的流道的开口在周向上通常并不对准，为了将二者连通，需要在阀体与转子之间形成环形的通道。第一流道与第一孔通过形成在阀体的外周表面上的环槽来连通，意味着这种通道中的至少一条不需要通过切削转子的内周表面来形成。因此，在转子的内周表面上不会形成夹在两条环形通道切削部之间的中间凸起结构，转子的内径可以是在轴向上单向递减的。这使得可以在粉末冶金的生坯加工工艺中将转子一次性地脱模成型，减少了二次加工工序，从而节省了制造成本。这种结构通常应用于对中式机油控制阀，因此阀体可以与转子同轴布置。
8.根据本发明的一个优选实施例，阀体可以具有在轴向上延伸到转子之外的第一端和形成在第一端的外周表面上的螺纹部段。螺纹部段用于与凸轮轴连接，从而调整凸轮轴的相位。其中，第一孔比第二孔更靠近第一端。在这种情况下，连通第一流道与第一孔的环槽优选地在轴向上延伸到螺纹部段的端部。这是因为在阀体的外周表面上挤压出螺纹之后，通常会在螺纹部段的端部产生由挤压材料形成的环槽，直接通过扩张该环槽来形成连通第一流道与第一孔的环槽，可以减少加工的难度和成本。
9.根据本发明的另一优选实施例，转子可以具有台阶部，该台阶部位于转子的内周表面的远离阀体第一端的端部，阀体具有在轴向上延伸到转子之外的第二端和从第二端的外周表面向着径向外侧延伸的凸缘，阀体的第二端与第一端相对。阀体的凸缘沿轴向抵接转子的端面，从而在凸缘、台阶部与阀体的外周表面之间限定连通第二流道与第二孔的环形通道。由于该环形通道由转子的台阶部与阀体的凸缘共同形成，因此再次避免了在转子的内周表面上加工环槽，而位于内周表面的端部的台阶部使得转子仍然保持内径单向递减的结构，因此台阶部可以在转子的生坯加工工艺中一次性脱模成型，进一步减少工艺流程并节省加工成本。
10.根据本发明的另一优选实施例，第一孔的朝向转子的开口和/或第一流道的朝向阀体的开口可以完全落入阀体的环槽中。相应地，第二流道的朝向阀体的开口和/或第二孔的朝向转子的开口也可以完全落入环形通道中。
附图说明
11.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
12.图1示出根据本发明的实施例的凸轮相位调节器的局部剖视图。
具体实施方式
13.以下将结合附图描述根据本发明的凸轮相位调节器的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
14.根据本发明的实施例，提供了一种用于机动车辆的发动机的凸轮相位调节器。图1示出了根据本发明的实施例的凸轮相位调节器。该凸轮相位调节器包括同轴布置的定子、转子10和机油控制阀。其中，转子可转动地安装在定子的径向内侧，机油控制阀安装在转子的中心。机油控制阀包括同轴布置的阀体20、阀套和阀芯。阀体20、阀套和阀芯分别为大致圆筒状，其中，阀体20安装在阀套的径向外侧，阀套安装在阀芯的径向外侧。阀体20的外周表面抵接在转子10的内周表面上。
15.为了便于说明，图中仅示出了转子10和阀体20。阀体20在轴向上具有相对的第一端21和第二端22。第一端21和第二端22分别从相反的方向延伸到转子10的轴向端面之外。
16.阀体20在第一端21的外周表面上形成有螺纹部段23。凸轮轴30通过螺纹部段23固定在第一端21的径向外侧。凸轮轴30的轴向端面抵接在转子10的轴向端面上。螺纹部段23是通过挤压工艺形成的，因此加工螺纹之后挤压出的金属材料在螺纹部段23的靠近转子10的一端形成了一条较细的环槽。通过将这条环槽向着转子10的方向进行扩张，形成了图中
所示的较宽的环槽24。环槽24在轴向上从螺纹部段23的端部一直延伸到转子10的内部。转子10和凸轮轴30的内周表面共同将环槽24封闭。
17.阀体20在第二端22的外周表面上形成有向着径向外侧延伸的凸缘25。凸缘25沿轴向抵接转子10的另一轴向端面。转子10在其内周表面的靠近凸缘25的一端形成有台阶部11。转子10的台阶部11与阀体20的外周表面及凸缘25共同限定出一个环形通道。由于台阶部11使得转子10的内径仍然是在轴向上单向递减的结构，因此台阶部11可以在转子10的生坯加工工艺中一次性脱模成型，而不需要额外增加工序来加工。
18.阀体20具有径向贯穿其侧壁的多个第一孔26和多个第二孔27。多个第一孔26沿周向均匀分布，多个第二孔27也沿周向均匀分布。第一孔26与第二孔27在轴向上间隔开，并且第一孔26比第二孔27更靠近阀体20的第一端21。每个第一孔26与环槽24连通，并且优选地，每个第一孔26的朝向转子10的开口完全落入环槽24中。相应地，每个第二孔27与环形通道连通，并且优选地，每个第二孔27朝向转子10的开口完全落入环形通道中。转子10具有第一流道12和第二流道13。第一流道12将环槽24与转子叶片(未示出)一侧的液压腔(未示出)连通，并且优选地，第一流道12的朝向阀体20的开口完全落入环槽24中。第二流道13将环形通道与转子叶片另一侧的液压腔(未示出)连通，并且优选地，第二流道13的朝向阀体20的开口也完全落入环形通道中。
19.根据本发明的实施例的凸轮相位调节器可以将转子10一次性脱模成型，并且可以利用现有加工工艺中已存在的结构来形成阀体20上的环槽，因此加工工艺简单，生产成本低廉，同时能够提高部件表面的加工精度。
20.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
21.附图标记表
22.10
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转子
23.11
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台阶部
24.12
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第一流道
25.13
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第二流道
26.20
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阀体
27.21
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第一端
28.22
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第二端
29.23
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螺纹部段
30.24
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环槽
31.25
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凸缘
32.26
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第一孔
33.27
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第二孔
34.30
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凸轮轴