專利名稱：用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸及油控凸輪軸移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別制造以適于與能夠改變往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的曲軸和凸輪軸之間的正時(shí)關(guān)系的油控凸輪軸移相器一起使用的凸輪軸。
背景技術(shù)：
油控凸輪軸移相器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。這種裝置允許通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)連續(xù)地調(diào)整凸輪軸正時(shí)。通常，通過(guò)以控制壓力引入移相器的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油來(lái)控制驅(qū)動(dòng)。凸輪軸相對(duì)于曲軸的實(shí)際相位角通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)視曲軸和凸輪軸兩者位置的傳感器來(lái)確定。通過(guò)控制閥門將機(jī)油導(dǎo)向移相器的延遲孔或提前孔來(lái)實(shí)現(xiàn)必要的凸輪軸位置調(diào)整。使機(jī)油流過(guò)凸輪軸自身來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整是已知的。美國(guó)專利5,138,985和6,026,772中公開(kāi)了這樣的系統(tǒng)，其中機(jī)油圍繞凸輪軸自身流動(dòng)?！?85和’772專利所述系統(tǒng)中的每一個(gè)的特征都在于在向凸輪軸移相器供應(yīng)機(jī)油的區(qū)域中凸輪軸直徑都相當(dāng)大。同樣，這些設(shè)計(jì)依賴于在凸輪軸內(nèi)部加工的通道，而這會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)檩S向鉆孔對(duì)加工和加工過(guò)程之后的清潔兩者來(lái)說(shuō)都很困難。不幸的是，異物的出現(xiàn)會(huì)使凸輪軸移相器失效。
本發(fā)明的系統(tǒng)使用套管和經(jīng)由凸輪軸表面并深入到凸輪軸的子直徑部分加工的軸向槽。槽和套管一起構(gòu)成軸向油控通道。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)包括安裝在汽缸頭內(nèi)多個(gè)凸輪軸軸承上的凸輪軸，多個(gè)凸輪軸軸承包括前端軸承。凸輪軸具有從前端軸承延伸出來(lái)的從動(dòng)端。油動(dòng)凸輪軸移相器連接到凸輪軸的從動(dòng)端。移相器具有至少一個(gè)正時(shí)提前孔和至少一個(gè)正時(shí)延遲孔。多個(gè)工作關(guān)聯(lián)于凸輪軸從動(dòng)端的軸向控制通道從前端凸輪軸軸承延伸到凸輪軸移相器。這些控制通道中的每個(gè)都包括在凸輪軸從動(dòng)端的圓柱形表面中形成的軸向槽。這些槽由應(yīng)用于從動(dòng)端的圓柱形套管遮蓋。在圓柱形套管中形成的多個(gè)控制孔與上述軸向槽對(duì)準(zhǔn)(in registry with)。控制孔自身與徑向地延伸穿過(guò)前端凸輪軸軸承的多個(gè)油控通道軸向?qū)?zhǔn)(in registry with)。至少一個(gè)外部信號(hào)孔在圓柱形套管中形成并從控制通道中的一個(gè)延伸出來(lái)。該外部信號(hào)孔與移相器的正時(shí)提前孔和正時(shí)延遲孔中的一個(gè)軸向?qū)?zhǔn)(in registry with)。至少一個(gè)內(nèi)部信號(hào)孔在凸輪軸的環(huán)形內(nèi)壁中形成并從軸向控制通道中的一個(gè)延伸出來(lái)。該內(nèi)部信號(hào)孔與延伸到正時(shí)提前孔和正時(shí)延遲孔中的一個(gè)的環(huán)形通道軸向?qū)?zhǔn)(in registry with)。
根據(jù)另一方面，用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)凸輪軸包括具有從動(dòng)端和多個(gè)氣門操作凸臺(tái)的軸；在所述軸上形成的多個(gè)圓柱形軸承面，所述軸承面具有相同的軸承直徑；應(yīng)用于所述凸輪軸的所述從動(dòng)端的子直徑部分的有孔同心套管，所述套管具有近似等于所述相同軸承直徑的外徑；多個(gè)軸向控制通道，所述控制通道中的每個(gè)都具有由所述套管的不同部分定義的外壁，且所述控制通道中的每個(gè)都從套管的軸承面延伸到油動(dòng)凸輪軸移相器的安裝位置。
本裝置的緊湊性基于下述事實(shí)形成凸輪軸內(nèi)的控制通道的一部分的圓柱形套管的外徑近似等于在凸輪軸上形成的其他凸輪軸軸承面的外徑。
凸輪軸從動(dòng)端中形成的軸向槽中的每個(gè)都基本是包含直線的橫截面。這意味著槽具有至少基本平行的側(cè)面。通過(guò)用于形成凸輪軸中的槽的研磨或磨削方法可以得到這樣的構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造與油動(dòng)凸輪軸移相器一起使用的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的方法包括下述步驟以相同直徑加工多個(gè)凸輪軸軸承面，以小于相同直徑的直徑加工凸輪軸的前端軸承部分，在凸輪軸的前端軸承部分中切割出多個(gè)具有基本平行的側(cè)面的軸向控制通道槽，及將具有其直徑近似等于所述相同直徑的外部凸輪軸軸承面的有孔套管應(yīng)用于凸輪軸的前端軸承部分，從而遮蓋槽并在凸輪軸內(nèi)形成多個(gè)軸向控制通道。
本發(fā)明的凸輪軸和油控移相器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所制造的凸輪軸前端部分具有足夠小的直徑，從而不僅對(duì)凸輪軸，還對(duì)安裝在凸輪軸上的移相器來(lái)說(shuō)，可以減小其包裝尺寸、重量及慣性。
本發(fā)明的凸輪軸和移相器系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，凸輪軸中所制造的通道在制造凸輪軸期間允許對(duì)通道進(jìn)行極佳的檢查和清潔，從而增進(jìn)了凸輪軸系統(tǒng)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)后的可靠性。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)闄C(jī)油通道緊接在凸輪軸的表面之下，因此只需較少的泵送功就能使控制機(jī)油穿過(guò)凸輪軸。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)以及特征和目標(biāo)對(duì)本說(shuō)明書的讀者將變得明顯。


圖1是本發(fā)明的凸輪軸和移相器系統(tǒng)的透視圖。
圖2是本發(fā)明的移相器和凸輪軸的截面圖。
圖3是沿圖1中的線3-3截取得到的本發(fā)明的移相器的俯視剖面圖。
圖4是沿圖2中的線4-4截取得到的本發(fā)明的凸輪軸從動(dòng)端的端視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，凸輪軸10具有多個(gè)凸輪軸軸承面12，其通過(guò)凸輪軸軸承20使得凸輪軸10被安裝到汽缸頭16上。凸輪軸10操作多個(gè)控制流入和流出發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的氣體的提升氣門17。凸輪軸軸承20通過(guò)多個(gè)軸承蓋20f(示出了一個(gè))安裝在凸輪軸座20g上(圖2)。凸輪軸位置識(shí)別輪48鎖定到凸輪軸10上。
圖1還示出了油動(dòng)凸輪軸移相器40，它具有用于通過(guò)正時(shí)鏈條(未示出)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸連接的驅(qū)動(dòng)鏈輪42。
現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖2，凸輪軸10如所示具有至少兩個(gè)控制通道22，它們處于軸向并在凸輪軸10的前端或從動(dòng)端14中形成。從動(dòng)端14具有稱為子直徑的直徑D2，因?yàn)橹睆紻2是在加工凸輪軸期間縮小從動(dòng)端14所得的直徑，其具有較小的尺寸，實(shí)際上是小于直徑D1。后一直徑D1，其特征在于既是穿過(guò)余下的發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸承的母凸輪軸的直徑，又是圓柱形套管26的外徑，這將在下文中更詳細(xì)地說(shuō)明。
圖2示出了套管26與多個(gè)軸向槽2 4協(xié)作形成油控通道22的方式。控制通道22從凸輪軸承蓋20f和凸輪軸座20g延伸到凸輪軸移相器40中。如圖2所示，套管26中形成的控制孔28a是延遲控制孔?？?8a獲得來(lái)自油控通道18a的機(jī)油壓力信號(hào)并允許機(jī)油流過(guò)所連接的控制通道22a進(jìn)入內(nèi)部信號(hào)孔32?？刂瓶?8b是套管26中形成的提前控制孔，它獲得來(lái)自凸輪軸軸承座20g中形成的油控通道18b的機(jī)油壓力信號(hào)并通過(guò)控制通道22b傳輸該信號(hào)。
現(xiàn)參考圖2和圖3，流過(guò)提前控制孔28b的機(jī)油，向前流過(guò)關(guān)聯(lián)的通道22，并通過(guò)外部信號(hào)孔30離開(kāi)這通道22。在離開(kāi)外部孔30后，機(jī)油通過(guò)正時(shí)提前孔44進(jìn)入油動(dòng)移相器40。然后控制機(jī)油從正時(shí)提前孔44流入多個(gè)正時(shí)提前室46。正時(shí)提前室46使轉(zhuǎn)子41在趨向于相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸提前凸輪軸10的正時(shí)的方向上運(yùn)動(dòng)。然而，如果機(jī)油流過(guò)凸輪軸10的環(huán)形內(nèi)壁36中形成的內(nèi)部信號(hào)孔32，則機(jī)油將流過(guò)環(huán)形通道34并流入凸輪軸移相器40的正時(shí)延遲孔50。移相器40中的正時(shí)延遲室52與正時(shí)延遲孔50連接，且正時(shí)延遲孔52內(nèi)施加的機(jī)油壓力將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子41在趨向于相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸延遲凸輪軸10的方向上運(yùn)動(dòng)。
圖4清晰地示出，軸向槽24具有加工槽自身時(shí)形成的平行側(cè)面。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員由于本公開(kāi)應(yīng)意識(shí)到，槽24可以通過(guò)可單獨(dú)使用或與其他處理組合使用的多種加工方法中的任何一種形成。例如，槽24可以通過(guò)研磨、磨削或其他方法制成?；酒叫械膫?cè)面允許在制造過(guò)程中對(duì)槽24進(jìn)行極佳的檢查和清潔處理。
通過(guò)上文可以看到，套管26不僅充當(dāng)控制通道22整體的部分，還充當(dāng)凸輪軸10的軸承面。這允許希望使用本發(fā)明的人免除對(duì)凸輪軸進(jìn)行軸向鉆孔的必要性，如上文所述，對(duì)凸輪軸進(jìn)行軸向鉆孔伴隨有費(fèi)用和制造問(wèn)題。
雖然示出和描述的是本發(fā)明的特定實(shí)施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到大量的變體和可選實(shí)施例。因此，希望本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，包括安裝在汽缸頭內(nèi)多個(gè)凸輪軸軸承上的凸輪軸，所述多個(gè)凸輪軸軸承包括前端軸承，且所述凸輪軸具有從所述前端軸承延伸出來(lái)的從動(dòng)端；連接到所述凸輪軸的從動(dòng)端的油動(dòng)凸輪軸移相器，所述移相器具有至少一個(gè)正時(shí)提前孔和至少一個(gè)正時(shí)延遲孔；多個(gè)軸向控制通道工作關(guān)聯(lián)于所述凸輪軸的所述從動(dòng)端并從所述前端凸輪軸軸承延伸到所述凸輪軸移相器，所述控制通道中的每個(gè)都包括在所述凸輪軸的從動(dòng)端的圓柱形表面中形成的軸向槽，且所述槽由應(yīng)用于所述從動(dòng)端的圓柱形套管遮蓋；在所述圓柱形套管中形成并與所述軸向槽對(duì)準(zhǔn)(in registry with)的多個(gè)控制孔，所述控制孔與徑向地延伸穿過(guò)所述前端凸輪軸軸承的多個(gè)油控通道軸向?qū)?zhǔn)(inregistry with)；至少一個(gè)在所述圓柱形套管中形成并從所述控制通道中的一個(gè)延伸出來(lái)的外部信號(hào)孔；所述外部信號(hào)孔與所述正時(shí)提前孔和所述正時(shí)延遲孔中的一個(gè)軸向?qū)?zhǔn)(inregistry with)；及至少一個(gè)在所述凸輪軸的環(huán)形內(nèi)壁中形成并從所述控制通道中的一個(gè)延伸出來(lái)的內(nèi)部信號(hào)孔，所述內(nèi)部信號(hào)孔與延伸到所述正時(shí)提前孔和所述正時(shí)延遲孔中的一個(gè)的環(huán)形通道軸向?qū)?zhǔn)(in registry with)。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制通道的所述軸向槽在所述凸輪軸的子直徑部分中形成。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸，其特征在于，所述圓柱形套管具有近似等于所述凸輪軸軸承內(nèi)徑的外徑。
4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述外部信號(hào)孔與移相器提前孔流體連通。
5.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部信號(hào)孔與移相器延遲孔流體連通。
6.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述移相器包括多個(gè)位于控制室內(nèi)的安裝在轉(zhuǎn)子上的葉片，所述控制室在操作上與所述正時(shí)提前孔和所述正時(shí)延遲孔連接。
7.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，在所述凸輪軸的從動(dòng)端中形成的所述軸向槽中的每個(gè)都具有包含直線的橫截面。
8.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，在所述凸輪軸的從動(dòng)端中形成的所述軸向槽中的每個(gè)都具有至少基本平行的側(cè)面。
9.一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸，包括具有從動(dòng)端和多個(gè)氣門操作凸臺(tái)的軸；在所述軸上形成的多個(gè)圓柱形軸承面，所述軸承面具有相同的軸承直徑；應(yīng)用于所述凸輪軸的所述從動(dòng)端的子直徑部分的有孔同心套管，所述套管具有近似等于所述相同軸承直徑的外徑；及多個(gè)軸向控制通道，所述控制通道中的每個(gè)都具有由所述套管的不同部分定義的外壁，且所述控制通道中的每個(gè)都從套管的軸承面延伸到油動(dòng)凸輪軸移相器的安裝位置。
10.如權(quán)利要求9所述的凸輪軸，其特征在于，所述控制通道包括第一組用于提前凸輪軸的正時(shí)的多個(gè)通道及第二組用于延遲凸輪軸的正時(shí)的多個(gè)通道。
11.如權(quán)利要求9所述的凸輪軸，其特征在于，所述控制通道包括第一組用于與凸輪軸移相器的正時(shí)提前孔連通的多個(gè)通道，及第二組用于與凸輪軸移相器的正時(shí)延遲孔連通的多個(gè)通道。
12.一種用于制造與油動(dòng)凸輪軸移相器一起使用的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的方法，包括下述步驟以相同直徑加工多個(gè)凸輪軸軸承面；以小于所述相同直徑的直徑加工凸輪軸的前端軸承部分；在所述凸輪軸的前端軸承部分中切割出多個(gè)具有基本平行的側(cè)面的軸向控制通道槽；及將具有其直徑近似等于所述相同直徑的具有外部凸輪軸軸承面的有孔套管應(yīng)用于所述凸輪軸的前端軸承部分，從而遮蓋所述槽并在所述凸輪軸內(nèi)形成多個(gè)軸向控制通道。
全文摘要
一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)凸輪軸系統(tǒng)包括具有與油動(dòng)凸輪軸移相器組合而加工制造的軸向控制通道的凸輪軸。所制造的油控通道在凸輪軸的一部分內(nèi)形成，該部分的外徑基本上等于安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭內(nèi)的配有軸承的凸輪軸的其他部分的外徑?？烧{(diào)凸輪軸系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所制造的凸輪軸前端部分具有足夠小的直徑，從而不僅對(duì)凸輪軸，還對(duì)安裝在凸輪軸上的移相器來(lái)說(shuō)，可以減小其包裝尺寸、重量及慣性。
文檔編號(hào)F01L1/04GK1982659SQ200610135999
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者賴安·奧戈?duì)柭? 喬納森·愛(ài)德華·弗萊明, 喬爾·約翰·貝爾特拉莫 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司