[发明专利]相位调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变速器总成，用于在花键式VVT的外轮与内轮之间产生相位差。该总成包括具有内表面与外表面的筒形啮合构件，其中内表面的至少一部分具有第一花键，外表面的至少一部分具有第二花键。第一花键与第二花键在相同方向上不具有相同的节距。

背景技术

现有的内燃发动机，特别是车用内燃发动机基本上具有至少一个凸轮轴。凸轮轴与发动机汽缸的进气门及排气门的凸轮凸角协作以便凸轮轴的旋转开启及关闭气门。凸轮轴基本上由发动机的曲轴驱动，其中通过凸轮带或凸轮链与连接到凸轮轴的链轮齿接合将曲轴的旋转传递到凸轮轴。

为了实现以下优点中的至少一个：降低燃料消耗、增强动力、或降低发动机排放，在曲轴与凸轮轴之间的旋转相位差可调节成多个参数例如发动机温度的函数。为了获得上述调节，现有技术尤其教授了使用花键式VVT(可变气门正时)。花键式VVT基本上由连接到链轮齿上的外轮、连接到凸轮轴上的内轮、及位于内轮与外轮之间并与外轮和内轮两者啮合的中心轮组成。通常，外轮具有内螺旋形花键，内轮具有外螺旋形花键，内轮的外螺旋形花键的键槽方向与外轮的花键的键槽方向相反。中心轮具有对应于内轮和外轮的花键的内花键和外花键。

当需要改变在曲轴与凸轮轴之间的旋转相位时，使中心轮产生轴向位移，由于外轮、中心轮、及内轮的花键的相互作用导致内轮相对于外轮旋转。因此，曲轴相对于链轮齿旋转，导致产生相位滞后或引起凸轮轴相对于曲轴的旋转而旋转。

现有技术教授了在中心轮上产生轴向位移的各种方法。例如，现有解决方法包括用于在固定到中心轮上的活塞的任意一侧施加液压压力以在其上产生轴向位移的液压装置。然而，当发动机运行时，这基本上会导致较复杂的液压系统，该液压系统的几个构件都随花键式VVT旋转。

现有技术例如WO 2006/025173，还教授了可以用螺丝拧到中心轮上的永磁旋转鼓轮，借助电磁离合器通过制动或加速鼓轮使中心轮产生轴向位移，其中离合器固定连接到发动机上。然而，上述解决方法要求使旋转鼓轮产生与中心轮相同的转速以在凸轮轴的旋转与曲轴的旋转之间保持选择的相位差。这要求每当发动机运行时，动力就供应到花键式VVT系统。

发明内容

本发明的第一个目标是提供了用于花键式VVT的变速器总成，通过该变速器总成可将在凸轮轴与曲轴之间的旋转相位差保持在基本上不消耗动力的状态。

本发明的第二个目标是提供了用于花键式VVT的变速器总成，该变速器总成提供了在凸轮轴与曲轴之间的旋转相位差中的快速和精确的改变。

本发明的第三个目标是提供了用于花键式VVT的变速器总成，其中适用于驱动花键式VVT的中心轮上的轴向位移的驱动单元可以放置在花键式VVT的外部。

本发明的第四个目标是提供了用于花键式VVT的变速器总成，该变速器总成具有简单的结构且制造和安装效率高。

上述目标中的至少一个可以通过如所附的权利要求1所述的变速器总成实现。

因此本发明涉及用于在花键式VVT的外轮与内轮之间产生相位差的变速器总成。该总成包括具有内表面和外表面的筒形啮合构件，其中内表面的至少一部分具有第一花键，外表面的至少一部分具有第二花键。第一花键和第二花键在相同方向上不具有相同的节距。

第一花键和第二花键在相同方向上不具有相同的节距的特征确保了第一花键和第二花键在节距和/或键槽方向上有差别。因此，第一花键和第二花键可以具有相同的节距但具有不同的，即相反的键槽方向。或者，第一花键和第二花键可以具有相同的键槽方向但具有不同的节距，且花键中的一个在某些例子中甚至是直的，而另一个是螺旋形花键。可选地，第一和第二花键可以具有不同的节距以及不同的键槽方向。

本发明中的变速器总成还包括轴承装置和执行构件。轴承装置布置在啮合构件和执行构件之间以便允许执行构件的轴向位移传递到啮合构件，并允许啮合构件相对于执行构件旋转。

通过在执行构件和啮合构件之间设置轴承元件，执行构件的轴向位移可以与啮合构件的旋转分离。就如何在啮合构件上产生轴向位移而言，这导致灵活性的增加。

本发明的一个实施例中，第一花键和第二花键两者都是螺旋形的，且第一花键和第二花键具有相反的键槽方向。

本发明的另一个实施例中，轴承装置是包括中心垫圈和第一及第二端部垫圈的推力轴承装置，该推力轴承在第一端部垫圈和中心垫圈之间及第二端部垫圈和中心垫圈之间容纳有滚动构件。上述推力轴承适合于适应轴向负荷。

本发明的又一个实施例中，啮合构件关联于中心垫圈，执行构件关联于第一和第二端部垫圈。