[发明专利]控制凸轮轴相位器的装置

说明书

控制凸轮轴相位器(13)的装置(12)，所述装置(12)包括：‑液压元件(16)，所述液压元件(16)包括本体(28)、具有托块元件(36)的托块组件(30)以及包括第一阀(70)、第二阀(71)和第三阀(73)的阀组件(34)；以及‑致动器(14)，所述致动器(14)能够沿着纵向轴线(X)在以下位置之间移动：‑第一位置，在第一位置中，第一阀(70)开启或关闭第一流体连通(F1)，以及‑第二位置，在第二位置中，第二阀(71)和托块元件(36)开启或关闭第二流体连通(F2)，以及‑第三位置，在第三位置中，第三阀(73)和托块元件(36)开启或关闭延迟口(48)与延迟室之间的第三流体连通(F3)。

技术领域

本发明涉及一种控制内燃发动机(internal combustion engine)的可变凸轮轴相位器的位置的控制装置。

背景技术

凸轮轴相位器(camshaft phaser)用于控制内燃发动机的曲轴皮带轮与凸轮轴之间的角度关系。在双顶置凸轮轴发动机中，使用凸轮轴相位器来使进气凸轮轴偏移，以便使发动机扭矩曲线扩张、在可变高转速(rpm)下增加功率并改善怠速质量。另外，可以由凸轮轴相位器来使排气凸轮偏移，以允许控制排气再循环(EGR)，诸如内部EGR阀，这显著减少了污染排放，而且还节省了燃料。

通过转动凸轮轴来提前或延迟位置以改变阀升程的角正时。凸轮轴相位器由使用由油泵加压的润滑油的液压系统来控制。

为了使凸轮轴转动，凸轮轴相位器包括通过链条或皮带连接到曲轴的定子部分，以及固定到凸轮轴的转子部分。

一对或更多对液压室被布置在构成旋转式致动器的转子与定子之间。每对液压室由提前室和延迟室组成。

两种不同的技术使转子相对于定子进行转动运动。

第一种技术包括使用来自油泵的加压油与接近大气压的发动机排泄压力之间的压差。因此，当提前室中的压力大于延迟室中的压力时，转子在提前方向上转动，并且同样地，当延迟室中的压力大于提前室中的压力时，转子在延迟方向上转动。转动方向由四口三位电磁阀来控制。用于转子运动的油量取自高压油路，并经由排泄装置排空，这消耗了液压动力。

第二种技术包括使用被施加在凸轮轴上的扭矩振荡，该扭矩振荡来自于阀弹簧的压缩力。这些振荡被传送到转子，这在每对提前室和延迟室上产生了压差。每对室通过一通道液压地连接，该通道包括允许油在一个方向上流动的阀。转子在一个方向上转动。转动的提前方向或延迟方向由五口三位电磁阀来选择。阀被集成在电磁阀的滑动组件中。根据滑动组件的位置，在提前方向或延迟方向上进行转动。在转子运动期间驱出的油量在提前室与延迟室之间传送。油在相位器内再循环，并且因此不消耗液压动力。需要经由加压油路从油泵供给油。为了避免将凸轮轴相位器的内部压力排放到发动机的油路并且破坏发动机的油路，在控制电磁阀的入口处使用第二阀。目前使用的阀是球型或弹簧型的，并且必须具有与凸轮轴相位器的预期性能兼容的透过率/尺寸比(permeability/size ratio)，这是难以实现的。

制造商正在寻求针对凸轮轴相位器的越来越紧凑的解决方案。由于在发动机中凸轮轴相位器的可用空间不足，因此不能使用诸如还被称为相位器中的中央供油器(被称作“筒形止回阀”)的控制装置之类的解决方案。为此，必须在更紧凑的凸轮轴相位器与其转动速度之间寻求折衷。

在本文中，本发明旨在解决与已知阀相关联的至少一个问题。

发明内容

本发明通过提供一种控制装置来解决上述问题，该控制装置控制凸轮轴相位器，以锁定或释放内燃发动机的凸轮轴相位器的转子。此外，该控制装置包括液压元件，该液压元件包括本体、具有滑动体的滑动组件、密封件以及包括第一阀、第二阀和第三阀的阀组件。该控制装置还包括电磁致动器，该电磁致动器连接到液压元件的滑动组件，该滑动组件能够沿着纵向轴线在以下位置之间移动：