远程安装的可变凸轮轴正时（VCT）相位器组件和控制阀的制作方法

远程安装的可变凸轮轴正时(vct)相位器组件和控制阀
技术领域
1.本技术涉及一种配备在内燃机中的可变凸轮轴正时(vct)技术。


背景技术：

2.在汽车中，内燃机(ice)使用一个或多个凸轮轴来响应于凸轮凸角打开和关闭进气阀和排气阀，所述凸轮凸角在凸轮轴旋转时选择性地致动阀杆并克服保持阀就位的阀弹簧的力。凸轮凸角的形状和角度位置会影响ice的运行。过去，凸轮轴的角位置相对于曲轴的角位置是固定的。但是现在可以使用可变凸轮轴正时(vct)技术来改变凸轮轴相对于曲轴的角位置。vct技术可以使用改变凸轮轴相对于曲轴的角位置的vct装置(有时称为凸轮轴相位器)来实现。这些凸轮轴相位器通常是液压致动的。
3.在液压致动的vct装置中，阀通常安装在vct装置的壳体和转子部件的中心，以便调节流向和流出部件的油流动。阀是较大中心螺栓组件的一部分。该阀的安装及其中心性提供了在该阀与由壳体和转子部件建立的提前室和延迟室之间的方便且有效的油流动，以实现这些vct装置的提前和延迟功能。
4.此外，vct装置通常为扭转辅助(ta)型或凸轮轴扭矩致动(cta)型。通常，ta vct装置使用源油用于提前和延迟目的，因此在伴随的ice中以较低的每分钟转数(rpm)的低油压会阻碍性能。另一方面，cta vct装置依赖于凸轮轴扭矩能量并且使用vct装置内部的再循环油用于提前和延迟目的。然而，在某些ice中较高的rpm已经显示出产生减小的凸轮轴扭矩能量并且进而可能阻碍cta vct装置的性能。为了解决这两种类型的vct装置的缺点，每种设备的工作已经合并并并入到单个vct装置中。在较低的rpm下，vct装置可以使用其cta功能，并且在较高的rpm下，vct装置可以使用其ta功能。这些vct装置的阀被设计成能够根据需要在ta和cta功能之间切换，以及将ta和cta的功能混合在一起以用于同时执行。


技术实现要素：

5.在一个实现方式中，可变凸轮轴正时(vct)相位器组件可以包括壳体、转子和控制阀。该转子位于该壳体内。可以在该壳体与转子之间建立一个或多个提前室和一个或多个延迟室。该控制阀可以包括阀壳体、滑阀、第一再循环路径、第二再循环路径，以及远程安装结构接口。该阀壳体具有位于其中的第一端口、位于其中的第二端口，以及位于其中的第三端口。该第一端口与源流体连通。该第二端口与提前管线流体连通。该第三端口与延迟管线流体连通。该滑阀被定位在该阀壳体的孔内并且可以在该孔内移动。根据滑阀在阀壳体的孔中的位置，可以在该阀壳体与滑阀之间建立该第一再循环路径。根据滑阀在阀壳体的孔中的位置，可以在该阀壳体与滑阀之间建立该第二再循环路径。该远程安装结构接口位于该阀壳体的外部。该远程安装结构接口提供了该控制阀在发动机结构的位置处的安装，并且该远程安装结构接口是从该vct相位器组件的壳体和转子上移除的。
6.在另一种实现方式中，可变凸轮轴正时(vct)控制阀可以包括阀壳体、滑阀、一个或多个再循环止回阀，以及远程安装结构接口。该阀壳体具有彼此流体连通的第一槽和多
个第一孔。该第一槽位于该阀壳体的外部。该阀壳体具有彼此流体连通的第二槽和多个第二孔。该第二槽位于该阀壳体的外部。该阀壳体具有彼此流体连通的第三槽和多个第三孔。第三槽位于该阀壳体的外部。该阀壳体具有彼此流体连通的再循环槽和多个再循环孔。该再循环槽位于该阀壳体的外部。该滑阀被定位在该阀壳体的孔内。该一个或多个再循环止回阀位于该滑阀处。远程安装结构接口位于阀壳体的外部。远程安装结构接口提供vct控制阀在远离vct壳体和vct转子的中心螺栓位置的位置处的安装。该远程安装结构接口包括位于该阀壳体的外部处的密封件。
7.在又一个实现方式中，一种可变凸轮轴正时(vct)相位器组件可以包括壳体、转子，以及控制阀。该控制阀可以包括阀壳体、滑阀、一个或多个再循环止回阀、第二再循环路径，以及远程安装结构接口。该阀壳体具有位于其中的第一端口、位于其中的第二端口，以及位于其中的第三端口。该第一端口与源流体连通。该第二端口与提前管线流体连通。该第三端口与延迟管线流体连通。该滑阀被定位在该阀壳体的孔内并且可以在该孔内移动。
附图说明
8.图1是可变凸轮轴正时(vct)相位器组件的实施例的示意图，示出了处于延迟状态的vct相位器组件；
9.图2是vct相位器组件的示意图，示出了处于提前状态的vct相位器组件；
10.图3是vct相位器组件的示意图，示出了处于保持状态的vct相位器组件；
11.图4描绘了可以与vct相位器组件一起使用的vct控制阀的实施例；
12.图5是vct控制阀的透视图，示出了安装在其上的致动器的实施例；
13.图6是vct控制阀的另一个透视图；
14.图7是vct控制阀的侧视图；
15.图8是vct控制阀的另一个侧视图；并且
16.图9是vct控制阀的截面图。
具体实施方式
17.可变凸轮轴正时(vct)相位器组件10和vct控制阀12的实施例呈现在附图中并且在本说明书中详述。该vct相位器组件10和vct控制阀12总体上配备在汽车内燃机(ice)应用中。与过去的vct装置及其阀部件不同，vct控制阀12安装在所附的ice中稍微远离vct壳体和转子的位置，并且从vct壳体和转子的中心螺栓位置移开。vct控制阀12能够清楚地和同时地执行扭转辅助(ta)和凸轮轴扭矩致动(cta)定相功能。此外，如在此所使用的，术语轴向、径向和周向以及他们的相关语法形式是参照所示控制阀及其部件中的一些的大致圆形和圆柱形来使用的。在此意义上，轴向指的是大致沿着或平行于圆形和圆柱形的中心轴线的方向，径向指的是大致沿着或平行于圆形和圆柱形的半径的方向，并且周向指的是大致沿着或在与圆形和圆柱形的圆周类似的方向的方向。
18.参见图1
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3，该vct相位器组件10是液压致动的vct相位器组件，并且总体上包括转子14和壳体16。该转子14具有轮毂18以及从该轮毂18径向向外延伸的一个或多个叶片20。转子14连接到凸轮轴22，使得转子14的旋转引起凸轮轴22的旋转。壳体16可以具有凸轮轴链轮24或滑轮，并且与转子14部分地建立提前流体腔室26和延迟流体腔室28。诸如链条或
带的无端环接合凸轮轴链轮24或滑轮并且进一步接合曲轴链轮或所附ice的其他部件。通过接合，旋转从ice传递到壳体16，使得壳体16也旋转。这些叶片20占据了提前和延迟流体腔室26、28，并且这些流体腔室26、28在该vct相位器组件10的使用过程中经由对应的提前管线30和延迟管线32接收加压流体。在其他可能的部件之中，该vct相位器组件10可以进一步包括锁销组件34、致动器36(例如一个可变力螺线管(vfs)致动器)以及控制器38(例如发动机控制单元(ecu))。锁销组件34用于维持转子14相对于壳体16的角位置。下面参考图5更详细地描述致动器36的实施例(其仅在图1
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3中示意性地示出)。在此，概括地说，致动器36作用在vct控制阀12的滑阀40上并且抵抗弹簧42的偏置并且如控制器38所命令的那样轴向地且线性地移动滑阀40。还如图1
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3中示意性示出的，诸如油的液压流体经由所附ice的源44选择性地引入到vct控制阀12。源44可以由泵加压。并且，在某些时间，油可以从vct控制阀12排出到所附ice的油底壳或油箱46。虽然现在已经描述了vct控制阀12的示例性应用，但是该vct控制阀12可以在其他应用中使用，包括在其他vct相位器组件中，这些vct相位器组件具有与在图1
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3中呈现的并且参考其描述的不同的部件和工作方式。
19.在使用带来接合vct壳体以便将ice的旋转传递到vct壳体的应用中，来自液压致动的vct装置的中心安装的阀和更大的中心螺栓组件的油有时可以到达带。该较大的中心螺栓组件通常包括中心螺栓主体，并且该中心安装位置是相对于该液压致动的vct装置的壳体和转子部件而言的并且在此还被称为中心螺栓位置。如果油会到达带，则会阻碍ice和vct壳体之间的接合和旋转传递。为了清洁油并解决这些问题，在附图的实施例中的vct控制阀12被设计和构造成安装在稍微远离转子14和壳体16的位置。与许多过去的液压致动vct装置中的阀不同，vct控制阀12没有相对于转子14和壳体16安装在中心，因此没有安装在中心螺栓位置。vct控制阀12缺乏过去的阀的中心螺栓主体。取而代之的是，vct控制阀12具有这样的设计和构造，该设计和构造有助于其直接且立即地安装在所附ice的气缸盖中、安装至气缸盖的部件(例如轴承盖)、所附ice的发动机缸体、安装至发动机缸体的部件或ice中的其他位置中；这些安装实施例在图1
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3中以虚线表示200示出。在其远程位置处，vct控制阀12缺乏接近vct装置的油，从而使无意的和不希望的油接触的风险最小化。还有，可能存在用于将该vct控制阀12安装在从该中心螺栓位置移开的位置处的其他原因，例如，以便减小该vct相位器组件10的总体纵向长度，从而在某些ice应用中满足包装要求，这些应用在汽车设置中可能是严格的并且甚至是不灵活的。
20.为了实现vct相位器组件10的提前和延迟功能，该vct控制阀12帮助管理在其远程位置处的油流向和流出这些提前和延迟流体腔室26、28。根据使用vct控制阀12的具体ice应用，vct控制阀12可以具有各种设计、构造和部件。在附图的实施例中，vct控制阀12被设计和构造用于执行扭转辅助(ta)和凸轮轴扭矩致动(cta)定相功能。该vct控制阀12总体上包括阀壳体48、滑阀40、入口止回阀41、第一再循环止回阀50、第二再循环止回阀52、第一再循环路径54、第二再循环路径56，以及远程安装结构接口58；在其他实施例中，更多或更少和/或不同的部件是可能的。
21.具体参见图6
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9，在这个实施例中，阀壳体48具有主体60，该主体可以是由一种金属材料构成的一件式结构。该主体60呈现总体上圆柱形的形状并且在轴向方向上(相对于其圆柱形形状)在第一或前端62与第二或后端64之间延伸。第一端部62是开口端部，并且第二端部64具有位于其中的开口66，该开口可以在vct控制阀12的使用过程中提供通风。凸缘
68位于第一端部62并从其径向向外延伸。虽然未在图中示出，但可在第二端64附近设置螺纹，有助于通过旋转移动远程安装vct控制阀12。在某些实施例中，凸缘68有助于致动器36的直接和立即安装。致动器36可以通过凸缘68由阀壳体48承载。孔70限定在主体的内部并跨越在第一和第二端部62、64之间。孔70接受滑阀40的插入。
22.仍然参考图6
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9，各种端口和通道可以位于阀壳体48中，用于油流入和流出阀壳体48。在该实施例中，阀壳体48具有第一端口72、第二端口74、第三端口76、再循环端口78和通风通道80。在该实施例中，每个端口72、74、76、78被设计和构造成有助于油流入和流出阀壳体48并且与远程安装部件(例如，气缸盖)流体连通并且与提前和延迟管线30、32流体连通。第一端口72经由源管线45(图4)与源44流体连通，用于根据需要将油引入vct控制阀12。第一端口72是由第一槽82和多个第一孔84建立的。第一槽82位于该阀壳体的主体60的外部并且部分地由第一槽外表面86和壁88限定。该第一槽82总体上具有横穿该主体60的圆周的纵向范围。第一孔84与第一槽82流体连通并且完全跨越该主体60。第一孔84延伸至孔70。第一孔84位于由壁88限定的第一槽82的周边内。可能最佳地如图8所描绘的，第一孔84是沿着该第一槽82的纵向范围串联安排的并且总体上与该主体60的圆周范围对齐。虽然在这个实施例中总共有四个孔，但是在其他实施例中可以提供其他数量的孔。
23.第二端口74与提前管线30流体连通。类似于第一端口72，第二端口74由第二槽90和多个第二孔92建立。第二槽90位于阀壳体的主体60的外部并且部分地由第二槽外表面94和壁96限定。该第二槽90总体上具有横穿该主体60的圆周的纵向范围。第二孔92与第二槽90流体连通并且完全跨越主体60。第二孔92延伸至孔70。第二孔92位于由壁96限定的第二槽90的周边内。可能最佳地如图8所描绘的，第二孔92沿着第二槽90的纵向范围串联安排并且总体上与主体60的圆周范围对齐。虽然在这个实施例中总共有四个孔，但是在其他实施例中可以提供其他数量的孔。此外，第三端口76与延迟管线32流体连通。类似于第一和第二端口72、74，第三端口76由第三槽98和多个孔100建立。第三槽98位于阀壳体的主体60的外部并且部分地由第三槽外表面102和壁104限定。该第三槽98总体上具有横穿该主体60的圆周的纵向范围。第三孔100与该第三槽98流体连通并且完全跨越该主体60。第三孔100延伸至孔70。第三孔100位于由壁104限定的第三槽98的周边内。参见图8，第三孔100是沿着第三槽98的纵向范围串联安排的并且总体上与主体60的圆周范围对齐。虽然在这个实施例中总共有四个孔，但是在其他实施例中可以提供其他数量的孔。
24.再循环端口78有助于vct控制阀12的cta定相功能，并且容纳经由第一和第二再循环路径54、56的油流动。现在参考图6、7和9，再循环口78由再循环槽106和多个再循环孔108建立。该再循环槽106位于该阀壳体的主体60的外部并且部分地由再循环槽外表面110和壁112限定。与前述槽不同，再循环槽106具有通常横穿主体60的轴线的纵向范围。再循环孔108与该再循环槽106流体连通并且完全跨越该主体60。再循环孔108延伸至孔70。再循环孔108位于由壁112限定的再循环槽106的周边内。具体参见图6，在这个实施例中存在总共四个再循环孔108；在其他实施例中，可以提供其他量。在此，四个再循环孔108中的第一对位于壁112的轴向端壁114附近，并且四个再循环孔108中的第二对位于壁112的相对轴向端壁116附近。在vct控制阀12的不同操作时间，并且根据油流动是跟随第一再循环路径54还是跟随第二再循环路径56，第一对再循环孔108可以用作油进入或离开再循环槽106的入口或出口，而第二对再循环孔108用作计数器出口或入口。
25.参见图6，通风通道80允许油在使用期间通风并离开vct控制阀12。在该实施例中，排出油沿着通风通道80到达所附ice的油底壳或油箱46。图6中的箭头118是排出油的表示。通风通道80由通风槽120和一个或多个通风孔122建立。通风槽120位于阀壳体的主体60的外部并且部分地由通风槽外表面124和壁126限定。通风槽120具有总体上横穿主体60的轴线的细长且纵向范围。如图6所示，通风槽120基本上跨越主体60的整个轴向范围。在一端部，通风槽120具有封闭端部128，并且在其相对端部，通风槽120具有开口端部130。通风孔122与通风槽120流体连通并完全跨越主体60。通风孔122延伸至孔70，并且与孔84、92、100、108相比具有减小的直径。通风孔122位于由壁126限定的通风槽120的周边内。在这个实施例中总共有两个孔122，但是在其他实施例中可以提供其他数量的孔。
26.参见图9，滑阀40被接收在阀壳体48内并且在vct控制阀12的使用过程中在孔70中是可轴向移动的。弹簧42将滑阀40朝向主体60的第一端部62偏置，同时致动器36在被命令时抵抗弹簧42的偏置而推动滑阀40的移动。保持器132停止滑阀40的移动并将滑阀40保持在孔70内。滑阀40相对于主体60的精确轴向位置用于管理vct控制阀12处的油流动。线轴40可以具有各种设计和构造。在由图9呈现的实施例中，滑阀40具有多个凸台134并且在这些凸台134中的某些凸台之间具有多组滑阀孔136。孔136在vct控制阀12的使用期间的某些时间与滑阀40的内部通道流体连通，用于油流动通过其中。在该实施例中，滑阀40具有第一内部通道138、第二内部通道140和第三内部通道142。
27.仍参见图9，入口止回阀41被承载在滑阀40的内部邻近第二内部通道140处，并且根据滑阀40相对于主体60的轴向位置以及油流动的方向而允许并防止油在其位置处流动。在该实施例中，当在vct控制阀12的ta定相功能中从源44引入油时，入口止回阀41允许油在第一端口72及其孔84的下游流动。另一方面，该入口止回阀41防止油在其他时间(例如vct控制阀12的cta定相功能中)回到第一端口72。入口止回阀41可以采用各种类型。在此，入口止回阀41具有盘144和将盘144偏置至其关闭位置的弹簧146。
28.该第一再循环止回阀50被承载在该滑阀40的内部邻近该第三内部通道124处，并且根据该滑阀40相对于该主体60的轴向位置以及油流动的方向而允许和阻止油在其位置处流动。在该实施例中，当油在vct控制阀12的cta定相功能中再循环时，第一再循环止回阀50允许油在第三端口76及其孔100的下游流动。相反，第一再循环止回阀50在其他时间(例如vct控制阀12的ta定相功能中)阻止油在第三内部通道142处流动。第一再循环止回阀50可以采用各种类型。在此，第一再循环止回阀50具有盘148和将盘148偏置到其关闭位置的弹簧150。在其他实施例中，第一再循环止回阀50可以是带止回阀类型。
29.该第二再循环止回阀52被承载在该滑阀40的内部邻近该第一内部通道138处，并且根据该滑阀40相对于该主体60的轴向位置以及油流动的方向而允许和阻止油在其位置处流动。在该实施例中，当油在vct控制阀12的cta定相功能中再循环时，第二再循环止回阀52允许油在第二端口74及其孔92的下游流动。相反，第二再循环止回阀52在其他时间(例如vct控制阀12的ta定相功能中)阻止油在第一内部通道138处流动。第二再循环止回阀52可以采取各种类型。在图9中，第二再循环止回阀52具有盘152和将盘152偏置到其关闭位置的弹簧154。在其他实施例中，第二再循环止回阀52可以是带止回阀类型。
30.根据滑阀40相对于主体60的轴向位置，可以在vct控制阀12内建立第一再循环路径54。第一再循环路径54在图9中由箭头虚线表示，但缺少通过滑阀40和主体60的具体描
绘，换言之，当滑阀40相对于主体60如图9中所示定位时，不建立第一再循环路径54。相反，第一再循环路径54将在滑阀40相对于主体60更朝向第二端部64移动时建立。在vct控制阀12的cta定相功能中，油沿着第一再循环路径54流动。当建立时，油经由邻近第三内部通道142的滑阀孔136从第三孔100行进到第三内部通道142。从那里，油行进穿过打开的第一再循环止回阀50，穿过在那里的滑阀孔136，并且穿过靠近轴向端壁116的再循环孔108。油横穿再循环槽106的轴向范围并且穿过靠近轴向端壁114的再循环孔108，穿过邻近关闭的第二再循环止回阀52的滑阀孔136，并且然后穿过第二孔92。
31.根据滑阀40相对于主体60的轴向位置，可以在vct控制阀12内建立第二再循环路径56。图9中的数字和箭头虚线表示第二再循环路径56。该第二再循环路径56在图9中由滑阀40相对于主体60的位置描绘。在vct控制阀12的cta定相功能中，油沿着第二再循环路径56流动。当建立时，油经由邻近第一内部通道138的滑阀孔136从第二孔92行进到第一内部通道138。从那里，油行进穿过打开的第二再循环止回阀52，穿过在那里的滑阀孔136，并且穿过靠近轴向端壁114的再循环孔108。油横穿再循环槽106的轴向范围并且穿过靠近轴向端壁116的再循环孔108，穿过邻近关闭的阀41、50的滑阀孔136，并且然后穿过第三孔100。
32.远程安装结构接口58有助于将vct控制阀12安装在所附ice中远离转子14和壳体16的位置处。如上所述，该位置可以在ice的气缸盖中，在安装到气缸盖的部件中，在ice的发动机缸体中，或在安装到发动机缸体的部件中。远程安装结构接口58位于主体的外部，并且在该实施例中，部分地由主体60的外表面156构成，其与诸如发动机缸体160的发动机结构158的表面相对并直接面对，如图4所示。在该实施例中，vct控制阀12插入并接收在位于发动机缸体160中的空腔162中。为了防止漏油，在该实施例中，远程安装结构接口58包括凹槽164和位于凹槽164中的o形环密封件166。部分地由于vct控制阀12的远程安装，并且如前所述，致动器36直接安装到主体60。这在图5中示出。在其他实施例中，致动器36不需要直接安装到主体60。现在参见图9，为了适应致动器36的直接安装及其在滑阀40上的作用以促使其移动，在滑阀40与第一端部62之间存在间隙168。该间隙168在轴向方向上被限定在滑阀40的末端170与主体60的第一端部62之间。根据该实施例，该致动器36可以是线性的或旋转的类型。此外，并且还部分地由于vct控制阀12的远程安装，该实施例中的提前和延迟管线30、32跨越凸轮轴22。这通过图1
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3示意性地描绘。
33.应当理解，前面是对本发明的一个或多个实施例的描述。本发明不限于在此公开的特定实施例，而是仅由所附权利要求来限定。此外，包含在前面的描述中的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为对本发明的范围或对权利要求中使用的术语的定义的限制，除非上文明确定义了术语或短语。本领域的技术人员将清楚各种其他实施例以及对所公开的实施例的各种改变和修改。所有这样的其他实施例、改变和修改旨在落入所附权利要求的范围内。
34.如本说明书和权利要求书中所用，术语“如”、“例如”、“比如”、“诸如”和“类似”以及动词“包括”、“具有”、“包含”和他们的其他动词形式，当与一个或多个部件或其他项目的列表结合使用时，每个都被解释为开放式的，意味着该列表不被认为排除其他附加部件或项目。其他术语将使用其最宽的合理含义来解释，除非他们在需要不同解释的上下文中使用。