[发明专利]一种连续可变气门正时驱动装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车发动机连续可变气门正时技术领域，特别涉及一种连续可变气门正时驱动装置及控制方法。

背景技术

发动机连续可变气门正时技术是目前汽车发动机中一项重要技术。相对于传统发动机气门机构不能兼顾发动机低速时的燃油经济性和高速时的动力性，仅能保障发动机在某一转速范围内处于最佳配气状态。连续可变气门正时技术正是通过连续改变发动机进排气门早开或晚关来实现最佳的气门正时，使气门相位始终以最佳配气状态满足发动机工况需求。连续可变气门技术利用发动机进气门早开、早关促使气门重叠角加大，以改善排气效果，极大地改善发动机低转速工作段的燃油经济性和大转矩工作段的扭矩输出；也可使发动机进气门晚开、晚关，充分利用气流惯性提高充气效率，极大地保障发动机高负荷时的动力性能。同时连续可变气门正时技术还有助于提高混合动力汽车发动机的瞬时启停性能。

目前市场上现有的可变气门正时装置，结构复杂，正时调节反应慢，且精度较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有可变气门正时驱动装置结构复杂、调节精度低的缺陷，提供了一种便于安装在凸轮轴端、结构简单、调节精度较高的连续可变气门正时驱动装置。

本发明的另一个目的是提供一种连续可变气门正时驱动装置的控制方法，其能够根据发动机的工况，控制连续可变气门正时驱动装置改变进排气凸轮轴的相位，进一步提高了连续可变气门正时驱动装置的调节精度。

本发明提供的技术方案为：

一种连续可变气门正时驱动装置，包括：

螺杆，其一端同轴固定连接发动机的进排气凸轮轴，另一端为自由端；

滑移螺母，其套设在螺杆上，所述滑移螺母与螺杆之间设有可循环滚动的钢球，使滑移螺母相对所述螺杆轴向移动时螺杆相对滑移螺母转动；滑移螺母的两端固定连接密封挡圈，

外壳体，其同轴套设在滑移螺母外侧，外壳体的内壁与密封挡圈的外缘之间形成密封，所述外壳体包括：

第一端盖，其可旋转的连接在螺杆的自由端，所述第一端盖与其对应滑移螺母的密封挡圈之间形成第一油腔；

第二端盖，其可旋转的套设在螺杆靠近所述凸轮轴的一端，并与螺杆之间形成密封；所述第二端盖与其对应的密封挡圈之间形成第二油腔；

传动轮，其同轴固定连接在外壳体的外壁上，所述传动轮通过传动带连接发动机曲轴；

其中，所述滑移螺母可轴向移动的连接外壳体的内壁上，并能够跟随外壳体同步转动；所述第一油腔及第二油腔分别通过进油孔与油液供给控制系统连通。

优选的是，所述滑移螺母外侧沿轴向设有滑轨；外壳体的内壁上固定设置与所述滑轨相匹配的滑块，并通过所述滑块与滑移螺母的外侧连接。

优选的是，所述滑移螺母与螺杆之间设置螺旋沟槽，所述钢球设置在所述螺旋沟槽中，并沿所述螺旋沟槽滚动，所述螺旋沟槽的螺纹力矩为：

其中，F是轴向工作载荷，L是螺纹导程，d₀是螺杆中径，ψ是螺杆中径处的螺纹升角，ρ_d是当量摩擦角。

优选的是，所述第一端盖中心设有定位轴套，并通过所述定位轴套与螺杆的自由端连接。

优选的是，所述第二端盖与螺杆之间采用密封垫密封。

优选的是，第一油腔及第二油腔的进油孔分别设置在螺杆上，两个进油孔分别通过螺杆内部的进油通道与油腔外部的两个注油孔连通。

优选的是，所述注油孔设置在凸轮轴上的环形凹槽内。

优选的是，所述注油孔连接油液供给控制系统，所述油液供给控制系统包括：

油泵，其连接油箱；

电磁换向阀，其设置在油泵的供油管路上，所述换向阀的左位通道、中位通道及右位通道中的任意一个能够与两个注油孔连通；

发动机ECU，其根据发动机工况控制所述电磁换向阀切换通道。

优选的是，所述注油孔连接油液供给控制系统还包括溢流阀，其设置在所述油泵与换向阀之间的供油管路上。

一种连续可变气门正时驱动装置的控制方法，使用所述的连续可变气门正时驱动装置，包括如下步骤：

步骤一、发动机ECU根据传感器检测的汽车的实时车速、发动机转速、凸轮相位角等反馈信号确定实际所需的凸轮轴相位目标值；

步骤二、发动机ECU根据所需的凸轮轴相位向电磁换向阀发出指令，控制电磁换向阀切换通道；改变第一油腔和第二油腔中油液流向和油压大小，从而改变第一油腔和第二油腔大小，油液推动滑移螺母沿滑块相对螺杆滑移；