配氣機構及具有該配氣機構的車輛的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種配氣機構及具有該配氣機構的車輛，其中配氣機構包括：殼體、活塞、環形的外齒輪、內齒輪、凸輪軸、第一油道和第二油道。殼體的內壁面上設置有第一斜齒，活塞設置在殼體內且將殼體內分隔成彼此隔開的第一油腔和第二油腔，外齒輪固定在活塞的一側，外齒輪的外周面上設置有第二斜齒且內周面上設置有第三斜齒，第二斜齒與第一斜齒嚙合，內齒輪設在外齒輪內且內齒輪的外周面上設置有第四斜齒，第四斜齒與第三斜齒嚙合，凸輪軸穿設內齒輪且凸輪軸相對內齒輪固定，第一油道連通第一油腔且第二油道連通第二油腔。該配氣機構可以根據發動機的運行工況，連續調節凸輪軸相位，達到相對理想的配齊正時。
【專利說明】 配氣機構及具有該配氣機構的車輛
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及汽車【技術領域】，尤其是涉及一種配氣機構及具有該配氣機構的車輛。
【背景技術】
[0002]現有的未采用可變氣門正時系統的發動機，其配氣相位單一，只能保證某一較小的工況范圍，而對于市場上現存的VVT (Variable Valve Timing),其對密封性要求較高,不易控制，且對于外殼油道的空間小，轉子和VVT外殼的加工要求高，結構復雜，零部件多。
【發明內容】
[0003]本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種用于車輛的配氣機構，該用于車輛的配氣機構能夠調節凸輪軸的相位，以實現對氣門升程的調節。
[0004]本發明的另一個目的在于提出一種采用上述配氣機構的車輛。
[0005]根據本發明實施例的用于車輛的配氣機構，包括殼體、活塞、環形的外齒輪、內齒輪、凸輪軸、第一油道和第二油道。所述殼體的內壁面上設置有第一斜齒，所述活塞設置在所述殼體內且將所述殼體內分隔成彼此隔開的第一油腔和第二油腔，所述外齒輪固定在所述活塞的一側，所述外齒輪的外周面上設置有第二斜齒且內周面上設置有第三斜齒，所述第二斜齒與所述第一斜齒嚙合，所述內齒輪設在所述外齒輪內且所述內齒輪的外周面上設置有第四斜齒，所述第四斜齒與所述第三斜齒嚙合，所述凸輪軸穿設所述內齒輪且所述凸輪軸相對所述內齒輪固定，所述第一油道連通所述第一油腔且所述第二油道連通所述第二油腔。
[0006]根據本發明實施例的用于車輛的配氣機構，可以通過控制第一油腔的機油進出量、第二油腔的機油進出量即可實現對氣門升程量的調節，從而更好地匹配發動機的工況，使燃料能夠更加充分地燃燒，提高發動機的熱效率以及動力性能。
[0007]并且，調節過程簡單、操作方便，且根據本發明實施例的配氣機構的零部件較少，結構精巧，成本低且維護方便。
[0008]另外，根據本發明實施例的用于車輛的配氣機構還可以具有如下附加的技術特征。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述第一油道和所述第二油道分別形成在所述凸輪軸內且彼此隔開。由此，機油通過彼此隔開的油道進入到第一油腔和第二油腔內，使得機油在進入油腔的過程中，在第一油道和第二油道內的機油互不影響，第一油腔內和第二油腔內的壓力可以分別得到控制，保證配氣機構有效穩定地調節油腔內的壓力。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述外齒輪位于所述第一油腔內，所述內齒輪的一部分與所述外齒輪嚙合且另一部分伸入到所述第二油腔內，所述凸輪軸的一端穿過所述第二油腔并伸入到所述第一油腔內。
[0011]根據本發明的一個實施例，用于車輛的配氣機構還包括:壓板，所述壓板位于所述外齒輪的側面，所述壓板、所述外齒輪與所述活塞通過螺紋緊固件緊固。由此，壓板提高了第一油腔和第二油腔的密封性。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述外齒輪沿周向分為多段。由此，使外齒輪裝配和拆卸方便，且使得外齒輪的更換更加容易。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述殼體包括:第一殼體部和第二殼體部，所述第一殼體部和所述第二殼體部可拆卸地相連。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述活塞的外周面上形成有環形凹槽，所述配氣機構還包括:密封圈，所述密封圈設在所述環形凹槽內，所述密封圈用于密封所述活塞的外周面與所述殼體的內壁面。由此，密封圈設在活塞的環形凹槽內，可以實現活塞兩側油腔有效的密封，保證配氣機構安全穩定的工作。
[0015]根據本發明的一個實施例，用于車輛的配氣機構還包括彈簧，所述彈簧設在所述第二油腔內，所述彈簧彈性地抵壓所述活塞與所述殼體的內壁面以提供給所述活塞一個沿所述第二油腔朝向所述第一油腔方向的回復彈力。由此，在發動機停機后，彈簧能夠推動活塞向左運動至初始位置，使得配氣機構復位
[0016]根據本發明的一個實施例，所述第二斜齒與所述第三斜齒的朝向不同。由此，在外齒輪發生旋轉時，可以放大內齒輪的旋轉動作，使得內齒輪的旋轉角度相對更大，進而增大氣門升程量的調節區間。
[0017]根據本發明的另一個方面，提出一種車輛，該車輛采用上述的配氣機構。
[0018]根據本發明實施例的車輛，通過采用根據本發明第一方面所述的配氣機構，能夠根據發動機的運行工況，連續調節凸輪軸相位，達到相對理想的配氣正時。
[0019]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是根據本發明一個實施例的用于車輛的配氣機構的示意圖；
[0021]圖2是根據本發明一個實施例的第一殼體部的示意圖；
[0022]圖3是根據本發明一個實施例的第一殼體部的透視圖；
[0023]圖4是根據本發明一個實施例的壓板的示意圖；
[0024]圖5是根據本發明一個實施例的外齒輪的示意圖；
[0025]圖6是根據本發明一個實施例的活塞的主視圖；
[0026]圖7是根據本發明一個實施例的活塞的側視圖；
[0027]圖8是根據本發明一個實施例的密封圈的示意圖；
[0028]圖9是根據本發明一個實施例的壓板、外齒輪、內齒輪和活塞的裝配爆炸圖；
[0029]圖10是根據本發明一個實施例的彈簧的示意圖；
[0030]圖11是根據本發明一個實施例的內齒輪的示意圖。
[0031]附圖標記:配氣機構100，第一殼體部11，第二殼體部12，第一油腔101，活塞2，環形凹槽201，外齒輪3，第二斜齒31，第三斜齒32，內齒輪4，第四斜齒41，壓板5，密封圈6，彈簧7，凸輪軸8。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0033]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0034]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0035]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0036]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0037]下面參照附圖1至圖11詳細描述本發明實施例的用于車輛的配氣機構100，該配氣機構100可以安裝在氣缸蓋上，用于調節氣門升程。
[0038]根據本發明實施例的配氣機構100可以包括殼體(例如第一殼體部11和第二殼體部12)、活塞2、環形的外齒輪3、內齒輪4、凸輪軸8、第一油道(未示出)和第二油道(未示出)。
[0039]其中，參照圖1所示，殼體的內壁面上設置有第一斜齒13，第一斜齒13可一體地形成在該殼體的內壁面上，第一斜齒13可以分布成環形。
[0040]當然，本領域普通技術人員可以理解的是，第一斜齒13和殼體也可以通過焊接或過盈配合等方式連接在一起。
[0041]如圖1所示，活塞2將殼體內分隔成彼此隔開的第一油腔101和第二油腔(未示出)，其中結合圖1所示，第一斜齒13可以位于活塞2的左側，第一斜齒13可處于第一油腔101內。由于活塞2的隔離作用，使得第一油腔101和第二油腔彼此間隔開，油液基本無法通過活塞而在兩個油腔內進行連通。由此，在第一油腔101和第二油腔內的油壓發生變化后，活塞2將在壓差的作用下運動。可選地，發動機的機油可以進入到第一油腔101和第二油腔內，并通過調節潤滑機油的進出量來改變第一油腔101和第二油腔內的壓力，從而實現對活塞2位置的調節作用。
[0042]參照圖1、圖5和圖9，外齒輪3固定在活塞2的一側，外齒輪3的外周面上設置有第二斜齒31，第二斜齒31與第一斜齒13嚙合，在本發明的示例中，外齒輪3固定在活塞2的左側，當第一油腔101內的壓力升高時，會推動外齒輪3向右移動，在移動過程中，由于第一斜齒13和第二斜齒31是嚙合的，因此外齒輪在沿軸向(即圖1中的左右方向)移動的同時，還能夠繞軸線轉動。
[0043]如圖1、圖5、圖9和圖11所示，外齒輪3的內周面上設置有第三斜齒32，內齒輪4設在外齒輪3內，且內齒輪4的外周面上設置有第四斜齒41,第四斜齒41與第三斜齒32嚙八口 ο
[0044]由此,通過外齒輪3的內周面上的第三斜齒32和內齒輪4的外周面上的第四斜齒41的嚙合作用，使得外齒輪3沿軸向移動且繞軸線旋轉轉動時，內齒輪4可繞軸線轉動。
[0045]如圖1和圖11所示，凸輪軸8穿設內齒輪4，且凸輪軸8相對內齒輪4固定。由于凸輪軸8和內齒輪4固定在一起,而由于凸輪軸8的軸向自由度一般是被限制的，因此內齒輪4的軸向自由度也受到限制，即內齒輪4只能帶動凸輪軸8繞軸線轉動，而不能帶動凸輪軸8進行軸向移動。
[0046]優選地，凸輪軸8和內齒輪4可以通過定位銷孔進行配合，當然也可以采用鍵連接等方式配合，但不限于此。
[0047]第一油道連通第一油腔101,第二油道連通第二油腔,機油通過第一油道出入第一油腔101，同時機油也可通過第二油道進出第二油腔。
[0048]在本發明的一些實施例中，第一油道和第二油道可以分別形成在凸輪軸8內且彼此隔開。由此，機油通過彼此隔開的油道進出第一油腔101和第二油腔，使得機油在進入油腔的過程中，在第一油道和第二油道內的機油互不影響，第一油腔101和第二油腔內的油液壓力可以分別得到控制。
[0049]此外，第一油道和第二油道形成在凸輪軸8內還可以減小凸輪軸8的質量，使車輛達到節能的效果。
[0050]當然，本領域普通技術人員可以理解的是，第一油道和第二油道可以形成在殼體上，本示例油道的位置只是一種優選的實施方式，并不是對油道的具體設置位置所作的特殊要求。
[0051]對于本領域的普通技術人員而言，調節配氣相位的關鍵在于調節凸輪軸8的相位，凸輪軸8的相位發生變化后，一般地，氣門升程量也隨之改變。因此，只需控制凸輪軸8繞凸輪軸8的軸線轉過一定的角度，氣門的升程量一般就會發生變化。
[0052]例如，當機油通過第一油道進入到第一油腔內后，第二油腔內的部分機油可通過第二油道流出，此時第一油腔和第二油腔存在壓力差，活塞在油壓力差的作用下將會沿圖1中從左向后的方向動作，即活塞向壓縮第二油腔的方向運動，使得第二油腔的體積逐漸變小，第一油腔的體積逐漸變大并最終達到新的平衡，在達到新的平衡的過程中，由于活塞會帶動外齒輪沿軸向動作，夕卜齒輪通過第二斜齒與第一斜齒配合，從而一方面軸向移動、另一方面將繞凸輪軸8的軸線轉過一定角度,而由于外齒輪與內齒輪也通過斜齒哨合，且內齒輪由凸輪軸8在軸向上限位，從而外齒輪將帶動內齒輪繞軸線轉動，內齒輪進而帶動凸輪軸8繞軸線轉動，最終實現對氣門升程量的調節。
[0053]應當理解的是，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據發動機工況等來匹配不同的氣門升程量，不同氣門的升程量可通過調節凸輪軸8的相位間接調節，而凸輪軸8的相位調節可通過活塞的軸向移動來實現。即對于本領域的普通技術人員而言，最終只需控制第一油腔的機油進出量、第二油腔的機油進出量即可實現對氣門升程量的調節，從而更好地匹配發動機的工況，使燃料能夠更加充分地燃燒，提高發動機的熱效率以及動力性能。
[0054]并且，調節過程簡單、操作方便，且根據本發明實施例的配氣機構的零部件較少，結構精巧，成本低且維護方便。
[0055]在本發明的一些實施例中，如圖1所示，外齒輪3位于第一油腔101內。由此，夕卜齒輪3可以隨著第一油腔101內油壓的變化而隨活塞沿軸向移動和轉動。如圖1所示，內齒輪4的一部分與外齒輪3嚙合，且內齒輪4的另一部分伸入到第二油腔內，凸輪軸8的一端穿過第二油腔并伸入到第一油腔101內。
[0056]當然，內齒輪4也可以全部與外齒輪3嚙合，且內齒輪4也可以全部置于第一油腔101內，只要保證第一油腔101和第二油腔相對密封即可。
[0057]在本發明的一些實施例中，如圖1和圖4所示，配氣機構100還可以包括壓板5，壓板5位于外齒輪3的側面，如圖1所示，壓板5位于外齒輪3的左側，且與外齒輪3的左端緊貼。
[0058]壓板5、外齒輪3與活塞2可以通過螺紋緊固件緊固。如圖1、圖4、圖5和圖6所示，壓板5、外齒輪3和活塞2上都具有螺栓孔，可以采用螺栓連接，使壓板5、外齒輪3和活塞2固定在一起，當外齒輪3隨第一油腔101壓力變化而發生沿軸向移動和繞軸線轉動時，壓板5和活塞2隨外齒輪3 —起運動。
[0059]在本發明的一些實施例中，例如圖5和圖9所示，外齒輪3沿周向分為多段。由此，使外齒輪3裝配和拆卸方便，且使得外齒輪3的更換更加容易。在本發明的實施例中，外齒輪3沿周向可分為四段，但本發明并不限于此。
[0060]在本發明的一些實施例中，如圖1和圖2所不,殼體包括第一殼體部11和第二殼體部12，第一殼體部11和第二殼體部12可拆卸的相連。例如，在本發明的實施例中，第一殼體部11和第二殼體部12上設有螺栓孔，第一殼體部11和第二殼體部12采用螺栓連接的方式固定在一起。
[0061]本領域普通技術人員可以理解的是，第一殼體部11和第二殼體部12也可以采用其它方式固定，例如焊接。
[0062]如圖2所示，第一殼體部11和第二殼體部12上可以設有定位銷孔，如此在將第一殼體部11和第二殼體部12裝配之前，可以通過定位銷孔和定位銷進行定位，從而方便通過螺栓將該兩個殼體部緊固，提高裝配效率。
[0063]在本發明的一些實施例中，如圖1、圖7和圖8所示，活塞2的外周面上形成有環形凹槽201，配氣機構100還可以包括密封圈6，密封圈6設在環形凹槽201內，密封圈6用于密封活塞2的外周面和殼體的內壁面。密封圈6設在活塞2的環形凹槽201內，可以實現活塞2兩側油腔有效的密封，保證配氣機構100安全穩定的工作。
[0064]此外，密封圈6和環形凹槽201可拆卸的裝配在一起，可以在密封圈6磨損嚴重時，方便地替換。
[0065]在本發明的一些實施例中，如圖1和圖10所示，車輛的配氣機構100還可以包括彈簧7，彈簧7設在第二油腔內，彈簧7彈性地抵壓活塞2與殼體的內壁面，用以提供給彈簧7 一個沿第二油腔朝向第一油腔101方向(即如圖1中從右向左的方向)的回復彈力。
[0066]也就是說，如圖1所示，彈簧7的左端彈性地抵壓在活塞2的右壁面，彈簧7的右端彈性地抵壓在第二殼體部12的內壁面。由此，在發動機停機后，彈簧7能夠推動活塞2向左運動至初始位置，使得配氣機構100復位。
[0067]在本發明的一些實施例中，如圖1和圖9所示，第二斜齒31和第三斜齒32的朝向不同。由此，在外齒輪3發生旋轉時，由于第二斜齒31和第三斜齒32的朝向不同，因此可以放大內齒輪4的旋轉動作，使得內齒輪4的旋轉角度相對更大，進而增大氣門升程量的調節區間。
[0068]下面通過附圖簡要的描述本發明的一個具體實施例的車輛配氣機構100的工作過程。
[0069]當機油通過第一油道進入到第一油腔內后，第二油腔內的部分機油可通過第二油道流出，此時第一油腔和第二油腔存在壓力差，活塞在油壓力差的作用下將會沿圖1中從左向后的方向動作，即活塞向壓縮第二油腔的方向運動，使得第二油腔的體積逐漸變小，第一油腔的體積逐漸變大并最終達到新的平衡，在達到新的平衡的過程中，由于活塞會帶動外齒輪沿軸向動作，夕卜齒輪通過第二斜齒與第一斜齒配合，從而一方面軸向移動、另一方面將繞凸輪軸8的軸線轉過一定角度，而由于外齒輪與內齒輪也通過斜齒嚙合，且內齒輪由凸輪軸8在軸向上限位，從而外齒輪將帶動內齒輪繞軸線轉動，內齒輪進而帶動凸輪軸8繞軸線轉動，最終實現對氣門升程量的調節。在發動機停機后，彈簧7能夠推動活塞2向左運動至初始位置，使得配氣機構100復位。
[0070]下面簡單描述本發明實施例的車輛。
[0071]根據本發明實施例的車輛，包括上述實施例中描述的用于車輛的配氣機構100。由于車輛上裝配有上述實施例中的配氣機構100，能夠根據發動機的運行工況，連續調節凸輪軸8相位，達到相對理想的配氣正時。
[0072]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
[0073]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種用于車輛的配氣機構，其特征在于，包括: 殼體，所述殼體的內壁面上設置有第一斜齒； 活塞，所述活塞設置在所述殼體內且將所述殼體內分隔成彼此隔開的第一油腔和第二油腔； 環形的外齒輪，所述外齒輪固定在所述活塞的一側，所述外齒輪的外周面上設置有第二斜齒且內周面上設置有第三斜齒，所述第二斜齒與所述第一斜齒嚙合； 內齒輪，所述內齒輪設在所述外齒輪內且所述內齒輪的外周面上設置有第四斜齒，所述第四斜齒與所述第三斜齒嚙合； 凸輪軸，所述凸輪軸穿設所述內齒輪且所述凸輪軸相對所述內齒輪固定；以及 第一油道和第二油道，所述第一油道連通所述第一油腔且所述第二油道連通所述第二油腔。
2.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述第一油道和所述第二油道分別形成在所述凸輪軸內且彼此隔開。
3.根據權利要求2所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述外齒輪位于所述第一油腔內，所述內齒輪的一部分與所述外齒輪嚙合且另一部分伸入到所述第二油腔內，所述凸輪軸的一端穿過所述第二油腔并伸入到所述第一油腔內。
4.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，還包括:壓板，所述壓板位于所述外齒輪的側面，所述壓板、所述外齒輪與所述活塞通過螺紋緊固件緊固。
5.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述外齒輪沿周向分為多段。
6.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述殼體包括:第一殼體部和第二殼體部，所述第一殼體部和所述第二殼體部可拆卸地相連。
7.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述活塞的外周面上形成有環形凹槽；以及 所述配氣機構還包括:密封圈，所述密封圈設在所述環形凹槽內，所述密封圈用于密封所述活塞的外周面與所述殼體的內壁面。
8.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，還包括: 彈簧，所述彈簧設在所述第二油腔內，所述彈簧彈性地抵壓所述活塞與所述殼體的內壁面以提供給所述活塞一個沿所述第二油腔朝向所述第一油腔方向的回復彈力。
9.根據權利要求1所述的用于車輛的配氣機構，其特征在于，所述第二斜齒與所述第三斜齒的朝向不同。
10.一種車輛，其特征在于，包括發動機，所述發動機包括根據權利要求1-9中任一項所述的用于車輛的配氣機構。
【文檔編號】F02D13/00GK104265394SQ201410373072
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】馬璽, 孟飛, 李學超, 王興賀 申請人:長城汽車股份有限公司