[发明专利]凸轮移相系统

说明书

本发明提供了一种凸轮移相系统，包括：链轮轮毂，其包括齿轮和链轮套筒，链轮套筒接纳在链轮轮毂内；摇台式转子，其至少部分地接纳在链轮轮毂内，且配置成相对于链轮轮毂旋转；多个锁定组件，其周向地围绕摇台式转子在径向上布置在链轮套筒与摇台式转子之间；以及辐架式转子，其至少部分地接纳在链轮轮毂内，且配置成响应于施加给其的输入位移而相对于链轮轮毂旋转到已知旋转位置；由此，辐架式转子沿所需方向到已知旋转位置的旋转解锁了多个锁定组件，这进而允许摇台式转子相对于链轮轮毂旋转并旋转地跟随辐架式转子沿所需方向到已知旋转位置。

本申请是申请日为2016年7月25日、申请号为201610854703.X、发明创造名称为“机械式凸轮移相系统和方法”的专利申请的分案申请。

相关申请

本发明基于2015年7月23日提交的题为“Mechanical Cam Phasing System andMethods(机械式凸轮移相系统和方法)”的美国临时专利申请第62/196115号，在此要求其优先权并通过提及将其全部内容纳入本文。

背景技术

凸轮移相系统包括可以被配置成相对于内燃机的曲轴转动凸轮轴的旋转致动器，或移相器(phaser)。目前，移相器能被液压致动、电力致动、或机械致动。典型地，机械致动移相器获取凸轮转矩脉冲，从而实现移相器的转动。这种操作只允许移相器沿凸轮转矩脉冲的方向转动。另外，除了其它因素以外，移相器的转速和移相器在凸轮转矩脉冲终止后的停止位置还是凸轮转矩脉冲的幅度/方向以及发动机速度的函数。因此，移相器转动的速度和停止位置不能通过这种机械凸轮移相系统被控制。因为凸轮转矩脉冲相对于机械凸轮移相系统的阻尼来说较大，所以移相器容易超出或达不到所期望的转动量，这导致机械凸轮移相系统不停地被启动和关停，或者要求非常快的控制。

发明内容

由于现有机械凸轮移相系统的不足，所以需要使凸轮移相系统能独立于凸轮转矩脉冲的幅度和方向以及发动机速度来改变凸轮轴和内燃机曲轴之间的关系。

在一个方面，本发明提供一种用于通过凸轮移相系统机械地改变内燃机的凸轮轴和曲轴之间的旋转关系的方法。凸轮移相系统包括第一部件、被配置成连接到凸轮轴和曲轴中的一个的第二部件、以及被配置成连接到凸轮轴和曲轴中的未被连接到第二部件的一个的第三部件。所述方法包括给凸轮移相系统提供一个输入力，然后，响应于所提供的输入力将第一部件相对于第三部件转动到已知的旋转位置。该方法还包括在第一部件转动到已知旋转位置后，解锁被配置成使得第二部件旋转跟随第一部件到达已知旋转位置的第一锁定特征。第二锁定特征保持在锁定状态，从而约束第二部件只沿与第一部件相同的方向旋转。该方法还包括在解锁第一锁定特征后，第二部件相对于第三部件旋转地跟随第一部件到达已知旋转位置，由此改变内燃机的凸轮轴和曲轴之间的旋转关系。

在一些方面，该方法还包括在第二部件到达已知旋转位置后，将第一锁定特征锁定。

在一些方面，给凸轮移相系统提供输入力包括将致动机构连接到第一部件，然后通过致动机构给第一部件施加轴向力，从而将第一部件轴向地移位到已知轴向位置。

在一些方面，给凸轮移相系统提供轴向输入力包括将致动机构连接到被连接到第一部件的第四部件，然后通过致动机构给第四部件施加轴向力，从而将第一部件轴向地移位到已知轴向位置。

在一些方面，解锁第一锁定特征包括将被楔入在第二部件和第三部件之间的一个或多个第一滚子轴承与第一部件相接合，并且在第一部件接合一个或多个第一滚子轴承后，旋转地移位一个或多个第一滚子轴承，从而将一个或多个第一滚子轴承从第二部件和第三部件之间取出。

在一些方面，解锁第一锁定特征包括将被楔入在第二部件和第三部件之间的一个或多个第一楔入结构与第一部件相接合，在第一部件接合一个或多个第一楔入结构后，旋转地移位一个或多个第一楔入结构，从而将一个或多个第一楔入结构从第二部件和第三部件之间取出。