具有通過油壓接合的鎖定銷的可變凸輪軸定時機構的制作方法

本申請是申請號為201480033982.2、申請日為2014年6月5日、名稱為“具有通過油壓接合的鎖定銷的可變凸輪軸定時機構”的中國專利申請的分案申請。

本發明涉及可變凸輪定時領域。更具體地，本發明涉及具有通過油壓接合的至少一個鎖定銷的可變凸輪軸定時機構。

背景技術：

在內燃發動機中已經采用各種機構來改變凸輪軸與曲軸之間的相對定時，以提高發動機性能或減少排放。這些可變凸輪軸定時（vct）機構當中，絕大多數都會在發動機的凸輪軸（或者在多凸輪軸發動機的多個凸輪軸）上使用一個或多個“葉片相位器”。如圖所示，葉片相位器具有帶有一個或多個葉片104的轉子105，轉子105安裝在凸輪軸的端部并由殼體組件100包圍，殼體組件100設有葉片室，葉片裝配在所述葉片室內。也可以將葉片104安裝到殼體組件100，而所述室安裝在轉子組件105內。殼體外圓周101形成有通過鏈條、皮帶或齒輪通常從曲軸或者可能從多凸輪發動機的另一凸輪軸接收驅動力的鏈輪、皮帶輪或齒輪。

除凸輪軸扭矩致動式（cta）可變凸輪軸定時（vct）系統外，大多數液壓vct系統的操作原理有兩個，即油壓致動（opa）或扭轉輔助（ta）。在油壓致動式vct系統中，油控制閥（ocv）在對相對的由殼體組件、轉子組件和葉片限定的工作室進行排空的同時，將發動機油壓導向vct相位器內的一個工作室。這樣穿過一個或多個葉片產生壓力差，以沿一個或另一個方向液壓推動vct相位器。使閥門保持中立或移動閥門至零點位置，以在葉片相對兩側施加相等的壓力并使相位器保持在任一中間位置上。如果相位器沿某個方向移動使閥門更早地打開或關閉，那么相位器被稱為是提前的，并且如果相位器沿某個方向移動使閥門將更晚打開或關閉，則相位器被稱為是延遲的。

為了防止vct相位器沿著與命令相反的方向運動而遭受反向力（如凸輪操作產生的扭矩脈沖），扭轉輔助（ta）系統中設有一個或多個止回閥，除此之外，其操作原理與前面類似。

汽車工業中，已確定有多種策略可以與進氣凸輪軸相位機構結合使用。例如，鎖定于某中間啟動位置上的凸輪軸相位器最適用于發動機冷啟動時產生的排放物。被命令到全延遲位置的進氣凸輪軸相位器在發動機工作期間對改進燃料經濟性是最好的。

在opa或ta系統中實施上述策略所面臨的問題在于油控制閥的默認位置是排出提前或延遲工作室內的所有油并填充相對的工作室。在這種模式下，相位器默認沿一個方向移動到接合有鎖定銷的極限停止位。可以利用偏置彈簧優先將相位器引導至期望位置。當發動機沒有產生任何油壓時，在發動機啟動周期期間，opa或ta系統不能將vct相位器引向其它任何位置。這就限制了相位器，使其只能在發動機停機模式下沿一個方向移動。這種情形放在過去可被接受，因為在發動機停機時以及在發動機啟動期間，vct相位器會按照命令鎖定在其中一個行程極限位置處（全提前或全延遲）。

此外，通過縮短車輛內燃發動機的閑置時間，可以提高燃料效率并減少排放。因此，車輛上可以采用自動停止和自動重啟內燃發動機的“停止-啟動模式”，以縮短停車（如在紅燈前停車或行駛過程中停車）時發動機的閑置時間。發動機的這種停止不同于通過停用點火開關的“車鑰熄火”位置或手動停車，后者中車主關閉發動機或停車并將車熄火。在“停止-啟動模式”中，發動機隨車輛停止而停止，接著以車主幾乎無法察覺的方式自動重啟。在“停止-啟動”期間，已經確定在發動機熱重啟期間，全延遲相位器位置減少了發動機啟動所需的能量，而全延遲相位減少了發動機噪聲、振動和粗劣性（nvh）。可以開發需要與上述不同的鎖定位置的其它策略。

擴大了權限范圍并能夠在全延遲停止處鎖定進氣凸輪軸相位器的進氣凸輪軸相位器設計中所存在問題在于如果關閉發動機而進氣凸輪軸相位器被鎖定在延遲停止位置或臨近所述位置處，而且發動機可以得到冷卻，那么在相位器鎖定在延遲停止處附近的情況下，發動機可能無法實現成功的冷啟動。因此，在發動機啟動期間，將相位器解鎖或重新定位至中間鎖定位置是理想的。典型的液壓操作式凸輪軸相位器使用彈簧力來接合鎖定銷并使用發動機油壓來釋放鎖定銷。然而，在發動機啟動期間，可能沒有足夠的發動機油壓來釋放鎖定銷。

技術實現要素：

在一些實施例中，液壓操作式凸輪軸相位機構具有兩個鎖定銷。鎖定銷中的一個在中間位置接合，而端部鎖定銷在靠近相位器權限范圍的提前端部或延遲端部的停止位之一處接合。當端部鎖定銷的油壓側被排空時，所述鎖定銷中的至少一個，優選為在延遲停止位的端部鎖定銷，是由油壓接合，并通過加載彈簧來釋放。

在替代實施例中，蓄壓器可以與鎖定銷切換回路流體連通，以增加發動機關閉后，端部鎖定銷接合的時間。

在實施例中，端部鎖定銷在發動機內形成發動機油壓之前釋放，以使相位器可在發動機啟動期間重新定位到用于發動機冷啟動的更佳位置，同時在“停止-啟動”期間啟動時保持鎖定狀態。

在另一實施例中，設有單個鎖定銷，所述鎖定銷在靠近相位器范圍的提前端或延遲端的停止位之一處接合。

附圖說明

圖1示出了朝向提前位置移動的第一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

圖2示出了處于全停止延遲位置的第一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖，其中端部鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖3示出了處于保持位置的第一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器示意圖。

圖4示出了第一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖，其中液壓回路處于開啟位置，且中間鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖5示出了朝向延遲位置移動的第一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

圖6示出了第二實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖，其中蓄壓器流體連通延遲端部鎖定銷，且延遲端部鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖7示出了第三實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖，具有向入口止回閥下游的中間鎖定銷施加的源油和壓力。

圖8示出了處于全停止提前位置的替代實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖，其中端部鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖9示出了朝向全提前位置移動的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖。

圖10示出了朝向延遲位置移動的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖。

圖11示出了處于全停止延遲位置的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖，其中端部鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖12示出了處于保持位置的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖。

圖13示出了另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖，其中液壓回路處于開啟位置，且中間鎖定銷處于鎖定位置，鎖定相位器。

圖14示出了從一個位置向中間位置移動的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖，在所述一個位置中，提前制動線路暴露給提前室，且中間鎖定銷解鎖，而在所述中間位置中，中間鎖定銷經由液壓回路鎖定。

圖15示出了從一個位置向中間位置移動的另一替代實施例的扭轉輔助式（ta）相位器的示意圖，在所述一個位置中，延遲制動線路暴露給延遲室，且中間鎖定銷解鎖，而在所述中間位置中，中間鎖定銷經由液壓回路鎖定。

圖16示出了朝向提前位置移動的另一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

圖17示出了處于延遲鎖定位置的另一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

圖18示出了朝向延遲位置移動的另一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

圖19示出了處于保持位置的另一實施例的凸輪扭矩致動式（cta）相位器的示意圖。

具體實施方式

實施例中的液壓操作式凸輪軸相位機構具有兩個鎖定銷，其中一個在發動機關閉前由發動機油壓接合，并由在鎖定銷連通到大氣時作用的彈簧力釋放，以卸去油壓。另一個鎖定銷由彈簧力接合，并且一旦發動機運行就由油壓釋放。

在替代實施例中，蓄壓器可以與鎖定銷切換回路流體連通，以增加發動機關閉后，端部鎖定銷接合的時間。

在所描述的實施例中，端部鎖定銷在發動機內形成發動機油壓之前釋放，以使相位器可在發動機啟動期間重新定位到用于發動機冷啟動的更佳位置。

在一些實施例中，控制凸輪軸相位機構或相位器的致動位置及速度的控制閥還具有控制鎖定銷切換功能的一部分控制閥。此外，同一液壓回路可以用于控制液壓制動閥，所述液壓制動閥使得凸輪軸相位機構找到中間鎖定位置。

盡管在一些實施例中，由壓力接合的端部鎖定銷處于延遲停止位，但是相同的原理可以用于在相位器權限范圍內的任何其它位置處鎖定。

在一些實施例中，相位器具有增設在液壓回路輔助裝置上用于管理液壓制動切換功能的偏置或遠程先導閥，該相位器在啟動期間或在使用完整發動機關閉之前為發動機冷啟動提供中間位置鎖定。一旦電流信號從致動器或可變力螺線管移除，相位器的中間位置鎖定將凸輪定位在發動機冷重啟的最佳位置。在停止-啟動模式下，在發動機的自動“停止”期間，還可以將相位器鎖定在全延遲位置。

在一些實施例中，相位器具有兩個鎖定銷。當處于鎖定位置時，該兩個鎖定銷可以接合殼體組件的外端板，并當處于鎖定位置或被分開時，接合殼體組件的內端板，以使得處于鎖定位置的中間鎖定銷接合相位器的殼體組件的外端板，并且處于鎖定位置的端部鎖定銷接合殼體組件的內端板。在一個實施例中，當相位器處于全延遲位置時，鎖定銷的其中一個移動到鎖定位置，且當相位器處于中間位置或中間相位角時，鎖定銷的另一個移動到鎖定位置。另外，當相位器處于全提前位置時，鎖定銷的其中一個移動到鎖定位置，且當相位器處于中間位置或中間相位角時，鎖定銷的另一個移動到鎖定位置。在另一替代實施例中，當相位器處于全提前位置時，鎖定銷的其中一個可移動到鎖定位置，且當相位器處于全延遲位置時，鎖定銷的另一個可移動到鎖定位置。

在其他實施例中，相位器具有鎖定銷，當處于鎖定位置時，所述鎖定銷接合殼體組件的外端板，或當處于鎖定位置時，接合殼體組件的內端板，從而鎖定殼體相對于轉子的旋轉。當相位器處于全延遲位置時，鎖定銷優選移動到鎖定位置。為了將鎖定銷移動到鎖定位置，需要壓力來抵抗彈簧的力而移動鎖定銷主體，使其根據鎖定銷所處的位置，接合殼體組件的外端板或殼體組件的內端板。

先導閥的開啟/關閉可以通過接合或釋放兩個鎖定銷其中一個的同一液壓回路控制。這縮短了可變凸輪定時（cvt）控制閥到兩個液壓回路、vct控制回路和組合的鎖定銷/液壓制動控制回路。先導閥到第一位置的移動由相位器的遠程開/關閥或控制閥主動控制。

使用遠程先導閥的優點之一在于它不受螺線管的限制，因此具有比控制閥長的沖程。因此，先導閥可以為液壓制動模式打開更大流動通路，并改善制動模式下的致動速率。此外，遠程先導閥的位置縮短并簡化了液壓制動回路，并由此，提高了vct制動模式的性能或相位器的中間相位角位置。

圖1至圖5示出了根據滑閥位置的ctavct相位器的操作模式。圖中所示位置限定了vct相位器移動的方向。應該理解的是，相位控制閥具有無限數量的中間位置，因此控制閥不僅控制vct相位器移動的方向，而且根據離散的閥芯位置，控制vct相位器改變位置的速度。因此，應該理解，相位控制閥還可以在無限的中間位置操作，且不限于圖中所示的位置。

參考圖1至圖5，由開啟和關閉發動機閥門的力引起的凸輪軸的扭矩反轉移動葉片104。提前室102與延遲室103被布置成抵抗凸輪軸中的正負扭矩脈沖，并另外通過凸輪扭矩加壓。控制閥109根據所需的移動方向，通過允許流體從提前室102流到延遲室103或反之，從而允許相位器中的葉片104移動。

相位器的殼體組件100具有用于接受驅動力的外圓周101，內端板（未示出）和外端板（未示出）。轉子組件105連接到凸輪軸，并同軸地位于殼體組件100內。轉子組件105具有葉片104，該葉片將形成在殼體組件100和轉子組件105之間的室分成提前室102和延遲室103。葉片104能夠旋轉，以改變殼體組件100和轉子組件105的相對角位置。此外，還存在液壓制動回路133以及鎖定銷回路123。如上所述，液壓制動回路133和鎖定銷回路123大致是一個回路，但為了簡明起見將分開討論。

液壓制動回路133包括彈簧131加載型先導閥130以及將提前室102連接到先導閥130和共用線路114的提前制動線路128，以及將延遲室103連接到先導閥130的延遲制動線路134，以及連接到先導閥130和共用線路114的線路129。提前制動線路128和延遲制動線路134與葉片104間隔預定距離或長度。先導閥130位于轉子組件105中，并且通過線路132流體連接到鎖定銷回路123和線路119a。鎖定銷回路123包括中間鎖定銷143，中間鎖定銷彈簧139，線路132，先導閥130，供給線路119a，線路145，排放線路121，線路146，端部鎖定銷147以及端部鎖定銷彈簧144。

中間鎖定銷143以及端部鎖定銷147可滑動地容納在轉子組件105的孔中，并更優選地容納在葉片104的孔中。中間鎖定銷143的端部通過中間鎖定銷彈簧139被彈簧偏置朝向并裝配在殼體組件100的端板的凹口142中。端部鎖定銷147的端部被彈簧偏置遠離凹口141或液壓式偏置朝向并裝配在殼體組件100的端板的凹口141中。液壓制動回路133的開啟和關閉以及鎖定銷回路123的加壓均通過相位控制閥109的切換/移動來控制。

雖然中間鎖定銷143和端部鎖定銷147是整體鎖定銷回路123的一部分，但存在獨立模式，其中端部鎖定銷147被排空，而中間鎖定銷被加壓或填充。例如，如圖1所示，當閥芯被充滿或正在朝向提前位置移動時，中間鎖定銷143被加壓或填充，且端部鎖定銷147被排空或沒有被填充。如圖2所示，在低占空比中，中間鎖定銷143被加壓或填充，且端部鎖定銷147也被加壓或填充。如圖4所示，在0%占空比中，中間鎖定銷143和端部鎖定銷均被排空或沒有被填充。

控制閥109，優選地滑閥，包括具有圓柱形環帶111a，111b，111c，111d的閥芯111，所述圓柱形環帶可滑動地接納在套筒116中。控制閥可以位于相位器的較遠處而在轉子組件105的孔內，所述轉子組件在相位器的凸輪軸或中心螺栓中導向。閥芯的一端接觸彈簧115，并且閥芯的相對端接觸脈沖寬度調制可變力螺線管（vfs）107。還可以通過改變電流或電壓或其他適用方法對螺線管107進行線性控制。另外，閥芯111的相對端可以接觸并受馬達或替代可變力螺線管107的其他致動器影響。

控制可變力螺線管107的占空比的發動機控制單元（ecu）106控制控制閥109的位置。ecu106優選地包括中央處理單元（cpu），所述中央處理單元運行各種計算過程，以控制發動機、存儲器以及用于與外部設備和傳感器交換數據的輸入和輸出端口。

閥芯111的位置受彈簧115以及受ecu106控制的螺線管107的影響。下文將詳細討論有關相位器控制的更多細節。閥芯111的位置控制相位器的運動（如，朝向提前位置、保持位置、延遲位置或延遲鎖定位置的移動）以及鎖定銷回路123和液壓制動回路133是否開啟（開）或關閉（關）以及中間鎖定銷143或端部鎖定銷147是否處于鎖定或解鎖位置。換言之，閥芯111的位置主動控制先導閥130。控制閥109具有提前模式，延遲模式，延遲鎖定模式，零位模式（保持位置）以及制動模式。

在提前模式中，閥芯111移動到使得流體可以從延遲室103穿過閥芯111流到提前室102的位置，阻止流體從提前室102流出，且制動閥回路133關閉或閉合。鎖定銷147，143均處于解鎖位置。

在延遲模式中，閥芯111移動到使得流體可以從提前室102穿過閥芯111流到延遲室103的位置，阻止流體從延遲室103流出，且制動閥回路133關閉，且鎖定銷147，143均處于解鎖位置。

在零位模式中，閥芯111移動到阻止流體從提前室102和延遲室103流出的位置，且制動閥回路133關閉。

在延遲鎖定模式中或端部停止鎖定模式中，葉片104已經移動到全延遲位置，且流體繼續從提前室穿過閥芯111到達延遲室，其中阻止流體從延遲室103流出。在該模式中，制動回路關閉，且端部鎖定銷147加壓，由此，導致端部鎖定銷彈簧144壓縮并使端部鎖定銷147接合端板的凹口141并移動到鎖定位置。“全延遲位置”被定義為當葉片104接觸室117的提前壁102a或基本靠近提前壁102a時，且可以被稱為葉片的“延遲端部停止位置”。

在制動模式下，存在三種功能。制動模式下的第一種功能是閥芯111移動至如下位置：在該位置處閥芯環帶111b阻止來自閥芯環帶111a與閥芯環帶111b之間的線路112的流體流動進入任何其他線路以及線路113，以有效地消除控制閥109對相位器的控制。制動模式下的第二種功能是打開或開啟制動閥回路133。制動閥回路133具有在相位器移動至提前或者延遲期間的完整控制，直到葉片104到達中間相位角位置。制動模式下的第三種功能是排空鎖定銷回路123，以允許中間鎖定銷143接合殼體組件100的端板中的凹口142。應注意，端部鎖定銷147也被排空并且被端部鎖定銷彈簧144彈簧偏置至解鎖位置。中間相位角位置或中間位置是當葉片104介于限定殼體組件100與轉子組件105之間的室的提前壁102a與延遲壁103a之間時的位置。中間相位角位置可以是在提前壁102a與延遲壁103a之間的任何位置，并且通過制動通道128和134相對于葉片104的位置來確定。

基于脈寬調制可變力螺線管107的占空比，閥芯111沿其沖程移動至相應位置。當可變力螺線管107的占空比為約40%、60%或大于60%時，閥芯111將移動至分別與延遲模式/延遲鎖定模式、零位模式（保持位置）和提前模式對應的位置，并且先導閥130將被加壓并且移動至并保持在第一位置，液壓制動回路133將關閉，并且中間鎖定銷143將被加壓并且釋放至解鎖位置。在延遲鎖定模式或端部停止鎖定模式下，端部鎖定銷147被加壓并且接合殼體組件100的端板的凹口141。

當可變力螺線管107的占空比為0%時，閥芯111移動至制動模式，使得先導閥130排空并移動至第二位置，液壓制動回路133將開啟，并且中間鎖定銷143排空并與凹口142接合。端部鎖定銷147也通過線路146至排放線路121排空，使得端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147使其脫離凹口141并且因此處于解鎖位置。選擇0%的占空比作為沿著閥芯沖程以打開液壓制動回路133、排空先導閥130以及排空并使中間鎖定銷143與凹口142接合的極端位置，這是因為如果失去動力或控制，相位器將默認處于鎖定位置。應注意，以上所列的占空比百分數是示例并且可以改變它們。此外，如果需要，在100%的占空比下，液壓制動回路133可以開啟，先導閥130排空以及中間鎖定銷143排空并且與凹口142接合。

當占空比設置為大于60%時，相位器的葉片朝向提前位置和/或在提前位置中移動。閥芯的沖程或閥芯相對于套管的位置對于提前位置來說在3.5mm與5mm之間。

圖1示出了朝向提前位置移動的相位器。為了朝向提前位置移動，占空比增加至大于60%，在閥芯111上的vfs107的力增加并且閥芯111通過在提前模式下的vfs107向右移動，直到彈簧115的力與vfs107的力相平衡。在示出的提前模式下，閥芯環帶111a、阻塞線路112和線路113及線路114開啟。凸輪軸扭矩對延遲室103加壓，導致流體從延遲室103移出并且進入提前室102，并且葉片104朝向延遲壁103a移動。流體從延遲室103通過線路113排出至閥芯環帶111a與閥芯環帶111b之間的控制閥109，并且再回流到通向提前室102的中央線路114和線路112。

補充的油從供應源s通過泵140供給至相位器以補充泄漏并進入線路119。如果控制閥109在凸輪軸中，那么線路119可以通過軸承鉆通。線路119分成兩根線路119a和線路119b。

線路119b通向入口止回閥118和控制閥109。流體從控制閥109通過止回閥108進入線路114，并且流到提前室102。

線路119a通向兩根不同的線路：通向端部鎖定銷147的線路146以及通向中間鎖定銷143的線路145。線路145進一步分支成通向先導閥130的線路132。線路119a中的流體壓力通過環帶111c與環帶111d之間的閥芯111進入線路145以抵靠中間鎖定銷彈簧139將中間鎖定銷143偏置至釋放位置。線路145中的流體還流經線路132并且抵靠彈簧131加壓先導閥130，將先導閥130移動至如下位置：在該位置處延遲制動線路134、提前制動線路128和線路129被阻塞，如圖1中所示，并且制動回路關斷。同時，來自與端部鎖定銷147流體連通的線路146的流體被排到排放線路121，使得端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147使其脫離凹口141并且因此處于解鎖位置。排放線路121被閥芯環帶111c阻塞以防止線路145排空。閥芯環帶111b防止來自線路113的流體通過排放線路121排空。

當占空比設置在40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲位置移動和/或處于延遲位置。對于延遲位置，閥芯的沖程或者閥芯相對于套筒的位置在2到3.5mm之間。

圖5示出了朝向延遲位置移動的相位器。為了朝向延遲位置移動，占空比變為大于40%但小于60%，減小閥芯111上的vfs107的力，并且通過彈簧115移動閥芯111，直到彈簧115的力與vfs107的力平衡為止。在延遲模式下，閥芯環帶111b阻塞線路113，而線路112和114開啟。凸輪軸扭矩對提前室102加壓，使得提前室102中的流體流到延遲室103內，且葉片104朝向提前室壁102a移動。流體通過線路112從提前室102排出到閥芯環帶111a和111b之間的控制閥109，并再回流到中央線路114和通向延遲室103的線路113。

補充的油從供應源s由泵140提供給相位器，以補充泄漏和進入線路119的油。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥109。流體從控制閥109通過延遲止回閥110進入線路114，并流到延遲室103。

線路119a通向兩個不同的線路，通向端部鎖定銷147的線路146以及通向中間鎖定銷143的線路145。線路145進一步分支出線路132，其通向先導閥130。線路119a中的流體壓力通過環帶111c和111d之間的閥芯111流入線路145，以將中間鎖定銷143抵靠中間鎖定銷彈簧139偏置到釋放位置，使鎖定銷回路123中充滿流體。線路145中的流體還流經線路132，并抵靠彈簧131加壓先導閥130，將先導閥130移動到如下位置：制動線路134、提前制動線路128、以及線路129被阻塞且制動回路被關閉。線路146部分地打開，通向閥芯環帶111c和111d之間的排放線路121。端部鎖定銷147將保持抵靠彈簧144部分地偏置在釋放位置，直至端板的凹口141與端部鎖定銷147對齊為止，如圖2所示。排放線路121由閥芯環帶111c阻塞，以防線路145和146排空。

當占空比設置為40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲鎖定位置移動和/或處于延遲鎖定位置。對于延遲鎖定位置，閥芯的沖程或者閥芯相對于套筒的位置大約為2mm。

圖2示出了全延遲位置或延遲端部停止位置的延遲鎖定位置中的相位器。為了朝向全延遲位置移動，占空比變為大于40%但小于60%，減小閥芯111上的vfs107的力，在圖中所示的端部停止鎖定模式下通過彈簧115向左移動閥芯111，直到彈簧115的力與vfs107的力平衡為止。在示出的端部停止鎖定模式下，閥芯環帶111b阻塞線路113，而線路112和114開啟。凸輪軸扭矩對提前室102加壓，使得提前室102中的流體流到延遲室103內，且葉片104朝向提前室壁102a移動。流體通過線路112從提前室102排出到閥芯環帶111a和111b之間的控制閥109，并再回流到中央線路114和通向延遲室103的線路113。當葉片104接觸提前壁102a或基本上接近提前壁102a時，相位器處于全延遲位置或延遲端部停止位置。

補充的油從供應源s由泵140提供給相位器，以補充泄漏和進入線路119的油。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥109。流體從控制閥109通過延遲止回閥110進入線路114，并流到延遲室103。

線路119a通向兩個不同的線路，即通向端部鎖定銷147的線路146以及通向中間鎖定銷143的線路145。線路145進一步分支出線路132，其通向先導閥130。線路119a中的流體壓力通過環帶111c和111d之間的閥芯111流入線路145，以抵靠中間鎖定銷彈簧144將中間鎖定銷143偏置到釋放位置，使鎖定銷回路123中充滿流體。線路145中的流體還流經線路132，并抵靠彈簧131使先導閥130加壓，將先導閥130移動到如下位置：制動線路134、提前制動線路128、以及線路129被阻塞且制動回路被關閉。線路146還從線路119a接收流體。線路146中的流體將端部鎖定銷147偏置入端板171的凹口141內，并處于鎖定位置，將殼體組件100相對于轉子組件105進行鎖定。排放線路121由閥芯環帶111c阻塞，以防線路145和146排空。

在關閉熱發動機之前，使用壓力接合或鎖定端部鎖定銷147。滑閥111將保持在2mm（端部停止鎖定模式）位置，將油滯留在端部鎖定銷147的后面，而且只要油依然在鎖定銷室內，則一直保持端部鎖定銷147的接合狀態。如果發動機進入客戶觸發的“車鑰熄火”模式，而非發動機控制的停機模式（比如“停止-啟動”發動機技術中所用的模式），那么在“車鑰熄火”模式下，控制閥109將移到零位置，從而排氣并釋放完全停止鎖定。這將使得相位器在下一個發動機啟動循環中返回到優化的冷啟動位置。

相位器的保持位置優選地出現在相對于殼體的葉片的延遲與提前位置之間。閥芯的沖程或滑閥的位置相對于套筒為3.5mm。

圖3示出相位器處于零點位置。在該位置，可變力螺線管107的占空比為約60%，并且在閥芯111的一端上的vfs107的力等于在保持模式下的閥芯111的相對端上的彈簧115的力。環帶111a和環帶111b分別阻止來自線路112和線路113的流體的流動。補充的油從供應源s通過泵140供給至相位器以補充泄漏并進入線路119。

線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥109。流體從控制閥109通過止回閥108、110中的任一個進入線路114，并流到提前室102或延遲室103。線路119a通向線路145以及通向中間鎖定銷143。線路145進一步分支成通向先導閥130的線路132。線路119a中的加壓流體經過環帶111c與環帶111d之間的閥芯111，進入線路145以抵靠中間鎖定銷彈簧139將中間鎖定銷143偏置至釋放位置。線路145中的流體還流經線路132并且抵靠彈簧131對先導閥130加壓，移動先導閥130至如下位置：在該位置處延遲制動線路134、提前制動線路128和線路129被阻塞，并且制動回路關斷。排放線路121被閥芯環帶111c阻塞以防止線路145排空。線路146中的流體在閥芯環帶111b與111c之間通過排放線路121排空。線路146的排空允許端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147遠離凹口至解鎖位置。

當占空比為0%時，相位器的葉片處于中間位置或者中間相位器角位置。閥芯沖程（閥芯相對于套筒的位置）為0mm。

圖4示出相位器處于中間位置或者中間相位角位置，其中可變力螺線管的占空比為0%，閥芯109在制動模式下，先導閥130通過閥芯排到通向儲液槽或排放口的排放線路121，并且液壓制動回路133打開或開啟。

根據在可變力螺線管107的占空比改變至0%之前葉片104的位置，提前制動線路128或者延遲制動線路134將分別暴露于提前室102或延遲室103。另外，如果發動機異常關閉（例如，發動機失速），當發動機啟動時，可變力螺線管107的占空比將為0%，轉子組件105將經由制動回路移動至中間位置或中間相位角位置，并且中間鎖定銷143將在中間位置或中間相位角位置處接合而無論在發動機的異常關閉之前葉片104相對于殼體組件100的位置如何。

在沒有使用電子控制的情況下本發明的相位器默認處于中間位置或中間相位角位置的能力允許相位器移動至中間位置或中間相位角位置，即使當電子控制沒有被典型地用于控制凸輪相位器位置時發動機運轉期間也是如此。另外，由于相位器默認處于中間位置或中間相位角位置，其提供了失效的安全位置，特別當保證發動機將能夠啟動甚至運轉而沒有對vct相位器的主動控制的控制信號或動力丟失時更是如此。由于發動機運轉時相位器處于中間位置或中間相位角位置，因此相位器的相位的較長行程是可能的，以提供校準機會。在現有技術中，較長行程的相位器或較長的相位角是不可能的，由于中間位置或中間相位角位置在發動機運轉和啟動時不存在，因此發動機在極端提前或延遲停止處啟動有困難。

當可變力螺線管107的占空比恰設置為0%時，閥芯111上的vfs上的力減小，并且彈簧115使閥芯111移動至閥芯沖程的遠左端至制動模式。在制動模式下，閥芯環帶111b阻塞來自閥芯環帶111a與閥芯環帶111b之間的線路112的流體流動進入任何其他線路以及線路113，以有效地消除控制閥109對相位器的控制。同時，來自供應源的流體可以流過線路119至線路119b和入口止回閥118至圍繞套筒116內的孔的共用線路114。

通過閥芯環帶111d防止流體從線路119a流至線路145和線路132至先導閥130。由于流體不能流至線路145和線路132，因此先導閥130排到排放線路121，以通過通向線路129和共用線路114的先導閥130打開提前制動線路128與延遲制動線路134之間的通道，換言之，打開或開啟液壓制動回路133。采用來自線路132和線路145的流體的排出，中間鎖定銷彈簧139偏置中間鎖定銷143以接合殼體組件100的端板中的凹口142，并且鎖定相對于轉子組件105的殼體組件100。同時，流體還通過排放線路121從線路146排放。采用從線路146排放的流體，端部鎖定銷彈簧147將端部鎖定銷147偏置至釋放、解鎖位置。

如果葉片104位于殼體組件100內接近或處于提前位置，并且提前制動線路128被暴露給提前室102，那么來自提前室102的流體將流入提前制動線路128，并經開啟的先導閥130到達通向共用線路114的線路129。流體從共用線路114經止回閥110流入延遲室103，從而相對于殼體組件100移動葉片104以隔絕或阻塞通到提前室102的提前制動線路128。由于轉子組件105隔絕提前制動線路128與提前室102，葉片104在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室內移動到中間位置或者中間相位角位置。

如果葉片104位于殼體組件100內接近或處于延遲位置，并且延遲制動線路134被暴露給延遲室103，那么來自延遲室103的流體將流入延遲制動線路134，并經開啟的先導閥130到達通向共用線路114的線路129。流體從共用線路114經止回閥108流入提前室102，從而相對于殼體組件100移動葉片104以隔絕通到延遲室103的延遲制動線路134。由于轉子組件105隔絕延遲制動線路134與延遲室103，葉片104在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室內移動到中間位置或者中間相位角位置。

應注意，雖然將端部停止鎖定模式描述為將相位器鎖定在全延遲位置，但是全延遲位置可以被替換為相位器在全提前位置的鎖定。在該位置，如圖8所示，全提前位置是葉片104接觸延遲壁103a或者基本上接近延遲壁103a，并且可以被稱為葉片的“提前端部停止位置”。

對于具有處于全提前位置的端部停止鎖定模式的相位器，在提前模式中，閥芯111移動到使得流體可以從延遲室103經閥芯111流到提前室102的位置，阻止流體排出提前室102，并且制動閥回路133關閉或閉合。鎖定銷147，143均處于解鎖位置。

在延遲模式中，閥芯111移動到使得流體可以從提前室102經閥芯111流到延遲室103的位置，阻止流體離開延遲室103，并且制動閥回路133關閉，且鎖定銷147，143均處于解鎖位置。

在零位模式中，閥芯111移動到阻止流體離開提前室102和延遲室103的位置，且制動閥回路133關閉。

在提前鎖定模式中，葉片104已經移動到全提前位置，且流體繼續從延遲室103經閥芯111流到提前室102，且阻止流體流出提前室102。在該模式中，制動回路關閉，且端部鎖定銷147被加壓，由此，導致彈簧144壓縮并使端部鎖定銷147接合端板的凹口141并移動到鎖定位置。“全提前位置”被定義為葉片104接觸室117的延遲壁103a，或基本上接近延遲壁103a，且可以被稱為葉片的“提前端部停止位置”。

在制動模式下，存在三種功能。制動模式下的第一功能是閥芯111移動到一個位置，在該位置中，閥芯環帶111b阻塞來自閥芯環帶111a與閥芯環帶111b之間的線路112的流體流入任何其他線路以及線路113，以有效地消除控制閥109對相位器的控制。制動模式下的第二功能是打開或開啟制動閥回路133。制動閥回路133具有對相位器移向提前或者延遲的完整控制，直到葉片104到達中間相位角位置。制動模式下的第三功能是排空鎖定銷回路123，以允許中間鎖定銷143接合殼體組件100的端板中的凹口142。應注意，端部鎖定銷147也被排空并且被端部鎖定銷彈簧144彈簧偏置至解鎖位置。中間相位角位置或中間位置是葉片104在限定了殼體組件100與轉子組件105之間的室的提前壁102a與延遲壁103a之間的位置。中間相位角位置可以是在提前壁102a與延遲壁103a之間的任何位置，并且通過制動通道128和134相對于葉片104的位置來確定。

基于脈寬調制可變力螺線管107的占空比，閥芯111沿其沖程移動至相應位置。當可變力螺線管107的占空比為約40%、60%或大于60%時，閥芯111將移動至分別與提前模式/提前鎖定模式、零位模式和延遲模式對應的位置，并且先導閥130將被加壓并且移動至并保持在第一位置，液壓制動回路133將被關閉，并且中間鎖定銷143將被加壓并且被釋放至解鎖位置。在延遲鎖定模式或端部停止鎖定模式下，端部鎖定銷147被加壓并且接合殼體組件100的端板的凹口141。

當可變力螺線管107的占空比為0%時，閥芯111移動至制動模式，使得先導閥130排空并移動至第二位置，液壓制動回路133將開啟，并且中間鎖定銷143排空并與凹口142接合。端部鎖定銷147也通過線路146向排放線路121排空，使得端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147使其脫離凹口141，并因此處于解鎖位置。選擇0%占空比作為沿著閥芯沖程以打開液壓制動回路133、排放先導閥130以及排放并使中間鎖定銷143與凹口142接合的極端部位置，這是因為如果失去動力或控制，相位器將默認處于鎖定位置。應注意，以上所列的占空比百分數是示例并且可以改變它們。此外，如果需要，在100%的占空比下，液壓制動回路133可以開啟，先導閥130排空以及中間鎖定銷143排空并且與凹口142接合。

當占空比設置為大于60%時，相位器的葉片朝向延遲位置移動和/或處于延遲位置。對于延遲位置，閥芯沖程或者閥芯相對于套筒的位置在3.5與5mm之間。

當占空比設置為在40-60%之間時，相位器的葉片朝向提前位置移動和/或處于提前位置。對于提前位置，閥芯沖程或者閥芯相對于套筒的位置在2與3.5mm之間。

相位器的保持位置優選地出現在相對于殼體的葉片的延遲和提前位置之間。閥芯的沖程或閥芯相對于套筒的位置為3.5mm。

當占空比為0%時，相位器的葉片處于中間位置或者中間相位角位置。閥芯沖程（閥芯相對于套筒的位置）為0mm。

圖6示出了全延遲位置或延遲端部停止位置的延遲鎖定位置下的第二實施例的相位器。該相位器類似于圖2的相位器，具有增設到線路146的蓄壓器200。由于期望端部鎖定銷147后的油可以比希望更快地漏出，以允許端部鎖定銷147在熱發動機重啟之前脫離，蓄壓器200可以與鎖定銷切換回路123的線路146流體連通。在發動機關閉后，蓄壓器200增加了端部鎖定銷147與凹口141接合的時間。蓄壓器200是壓力存儲容器，其中由外部源201，202在壓力下保持不可壓縮液壓流體。在本實施例中，外部源是彈簧201偏置活塞202。外部源還可以是彈簧、提升的重物或壓縮氣體。其他位置（例如，零位模式（保持位置），提前模式，延遲模式以及制動模式）如上述相對于圖1，圖3，圖4和圖5所述，并通過引用并入本文中。

應注意，在圖6中，當蓄壓器200放置在線路146中時，蓄壓器200還可以與線路119以及119a連通，并產生類似結果。

圖7示出了全延遲位置或延遲端部停止位置的延遲鎖定位置下的第三實施例的相位器。該相位器類似于圖6相位器，具有增設到線路146的蓄壓器200。該相位器與圖6的相位器的區別在于入口止回閥118的布置。在圖7的相位器中，流體從來源s供給到中間鎖定銷143和端部鎖定銷147，并流經如圖1-圖5所示的入口止回閥118之前相對位置的入口止回閥118。

應注意，在圖6中，當蓄壓器200放置在線路146中時，蓄壓器200還可以與線路119、119a或119b連通，并產生類似結果。

應注意，雖然將圖6-圖7中的端部停止鎖定模式描述為將相位器鎖定在全延遲位置，但是全延遲位置可以被替換為相位器在全提前位置的鎖定。在該位置，如圖8所示，全提前位置是葉片104接觸延遲壁103a或者基本上接近延遲壁103a，并且可以稱為葉片的“提前端部停止位置”。

圖9-圖15示出了根據滑閥位置的tavct相位器的操作模式。圖中所示的位置限定了vct相位器移動的方向。應該理解的是，相位器控制閥具有無限數量的中間位置，這樣，控制閥不僅控制vct相位器移動的方向，而且根據離散的閥芯位置，控制vct相位器改變位置的速度。因此，應該理解，相位器控制閥還可以在無限的中間位置操作，且不限于圖中所示的位置。

來自于油供應源140的油壓移動葉片104。根據所需的移動方向，控制閥209通過允許流體從供應源140流到提前室102且從延遲室103流到排放線路122或者從供應源140流到延遲室103且從提前室102流到排放線路121，從而允許相位器中的葉片104移動。

相位器的殼體組件100具有用于接受驅動力的外圓周101，內端板（未示出）以及外端板（未示出）。轉子組件105連接至凸輪軸并且同軸地位于殼體組件100內。轉子組件105具有葉片104，葉片104將在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室分成提前室102和延遲室103。葉片104能旋轉以改變殼體組件100和轉子組件105的相對角位置。

此外，還存在液壓制動回路233（未示出）以及鎖定銷回路123（未示出）。如上所討論的液壓制動回路233和鎖定銷回路123基本上是一個回路，但為了簡單起見將被分開討論。

液壓制動回路233包括彈簧131加載的先導閥130，以及將提前室102連接至先導閥130和共用線路214的提前制動線路128，將延遲室103連接至先導閥130的延遲制動線路134，以及連接至先導閥130和共用線路214的線路129。應當注意的是在該相位器中，共用線路214僅連接至先導閥130并且不直接連接至控制閥209。共用線路214進一步與提前止回閥108和延遲止回閥110流體連通。提前止回閥108和延遲止回閥110防止來自提前室102和延遲室103的流體進入線路129和液壓制動回路233。

無論先導閥130是打開或關閉，提前止回閥108和延遲止回閥110總是防止油進入線路129。當先導閥130關閉時，先導閥130防止提前制動線路128和延遲制動線路134順流。止回閥108和110總是防止回流。

提前制動線路128和延遲制動線路134與葉片104保持預定的距離或長度。先導閥130在轉子組件105中并且通過線路132與鎖定銷回路123和線路119a流體連接。鎖定銷回路123包括中間鎖定銷143、中間鎖定銷彈簧139、線路132、先導閥130、供應線路119a、線路145、排放線路121、線路146、端部鎖定銷147以及端部鎖定銷彈簧144。

中間鎖定銷143和端部鎖定銷147可滑動地容納在轉子組件105的孔中，并且更優選地在葉片104的孔中。中間鎖定銷143的端部部分通過中間鎖定銷彈簧139被彈簧偏置向并且裝配到殼體組件100的端板中的凹口142內。端部鎖定銷147的端部部分被偏置遠離凹口141并且液壓地偏置向凹口141并且裝配到殼體組件100的端板中的凹口141內。液壓制動回路233的打開和關閉以及鎖定銷回路123的加壓均由相位控制閥209的切換/移動來控制。

雖然中間鎖定銷143和端部鎖定銷147是整體鎖定銷回路123的部分，但存在獨立模式，其中端部鎖定銷147被排空，而中間鎖定銷被加壓或填充。例如，如圖9所示，當閥芯被充滿或正朝向提前位置移動時，中間鎖定銷143被加壓或填充，將中間鎖定銷143移動至解鎖位置并且端部鎖定銷147被排空或未被填充，將端部鎖定銷移動至解鎖位置。在低占空比期間，如圖11所示，中間鎖定銷143被加壓或填充，將中間鎖定銷143移動至解鎖位置并且端部鎖定銷147也被加壓或填充，將端部鎖定銷147移動至鎖定位置。在0%的占空比期間，如圖13所示，中間鎖定銷143和端部鎖定銷147均被排空或未被填充，使得中間鎖定銷143移動至鎖定位置并且端部鎖定銷147移動至解鎖位置。

控制閥209，優選地滑閥，包括閥芯211，閥芯211具有可滑動地容納在套管116中的圓柱形環帶211a、211b、211c、211d、211e。控制閥可以位于相位器的較遠處，而位于轉子組件105的孔內，轉子組件105在凸輪軸或相位器的中心螺栓中導向。閥芯的一端與彈簧115接觸并且閥芯的另一端與脈沖寬度調制可變力螺線管（vfs）107接觸。還可以通過改變電流或電壓或其他可適用的方法對螺線管107進行線性控制。此外，閥芯211的相對端可以接觸并且受到馬達或代替可變力螺線管107的其他致動器影響。

控制閥209的位置由發動機控制單元（ecu）106控制，ecu106控制可變力螺線管107的占空比。ecu106優選地包括中央處理單元（cpu），該cpu運行各種計算程序，用于控制發動機、存儲器以及用于與外部設備和傳感器交換數據的輸入端口和輸出端口。

閥芯211的位置受彈簧115和由ecu106控制的螺線管107的影響。下文將詳細討論關于相位器控制的更多細節。閥芯211的位置控制相位器的運動（例如，朝向提前位置、保持位置、延遲位置或延遲鎖定位置的移動）以及鎖定銷回路123和液壓制動回路233是否打開（開）或關閉（關）以及中間鎖定銷143或端部鎖定銷147是否處于鎖定位置或解鎖位置。換言之，閥芯211的位置主動控制先導閥130。控制閥209具有提前模式、延遲模式、延遲鎖定模式、零位模式（保持位置）以及制動模式。

在提前模式中，閥芯211移動到某位置，使得流體可以從供應源源140經過閥芯211進入提前室102。閥芯211阻止流體流出提前室102。延遲室103內的流體通過閥芯211排到排放線路122。制動閥回路133切斷或關閉。鎖定銷147和143均處于解鎖位置。

在延遲模式中，閥芯211移動到某位置，使得流體可以從供應源140經過閥芯211進入延遲室103。閥芯211阻止流體流出延遲室103。提前室102內的流體通過閥芯211排到排放線路121。制動閥回路233切斷且鎖定銷147和143均處于解鎖位置。

在零位模式中，閥芯211移動到阻止流體流出提前室102和延遲室103的位置，且制動閥回路233切斷。

在延遲鎖定模式或端部停止鎖定模式中，葉片104已經移動至全延遲位置或延遲端部停止位置,，且來自提前室102的流體流經閥芯211至排放線路121。流體仍從供應源140被提供至延遲室。在該模式中，制動回路處于切斷狀態，且端部鎖定銷147被加壓，從而導致彈簧144壓縮且使得端部鎖定銷147接合端板的凹口141并移動到鎖定位置。“全延遲位置”被定義為葉片104接觸室117的提前壁102a，或基本上接近提前壁102a，且可被稱為葉片的“延遲端部停止位置”。

在制動模式下，產生三種功能。制動模式下的第一個功能是閥芯211移動至某位置，在該位置，閥芯環帶211b阻止來自線路113和延遲室103的流體流出至排放線路122，且閥芯環帶211d阻止來自線路112和提前室102的流體排出至排放線路121，從而有效地消除控制閥209對相位器的控制。制動模式下的第二個功能是打開或開啟制動閥回路233。制動閥回路233完全控制相位器提前或延遲移動葉片104，直到中間相位角位置為止。制動模式下的第三個功能是排空鎖定銷回路123，以允許中間鎖定銷143接合殼體組件100的端板中的凹口142。應當注意，端部鎖定銷147也被排空并且被端部鎖定銷彈簧144彈簧偏置至解鎖位置。中間相位角位置或中間位置為，當葉片104處于限定殼體組件100與轉子組件105之間的室的提前壁102a與延遲壁103a之間的位置時。中間相位角位置可以是在提前壁102a與延遲壁103a之間的任何位置，并且通過制動通道128和134相對于葉片104的位置來確定。

基于脈寬調制可變力螺線管107的占空比，閥芯211沿其沖程移動至對應位置。當脈寬調制可變力螺線管107的占空比為約40%、60%或大于60%時，閥芯211將移動至分別與延遲模式/延遲鎖定模式、零位模式和提前模式對應的位置，并且先導閥130將被加壓并且移動至第一位置并保持在該位置，液壓制動回路233將關閉，并且中間鎖定銷143將加壓并且釋放至解鎖位置。在延遲鎖定模式或端部停止鎖定模式下，端部鎖定銷147被加壓并且接合殼體組件100的端板的凹口141。

當脈寬調制可變力螺線管107的占空比為0%時，閥芯211移動至制動模式，使得先導閥130排空并移動至第二位置，液壓制動回路233將開啟，并且中間鎖定銷143排空并與凹口142接合。端部鎖定銷147也通過線路146向排放線路121排空，使得端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147，使其脫離凹口141，從而處于解鎖位置。選擇0%占空比作為沿著閥芯沖程以打開液壓制動回路133、排空先導閥130以及排空并接合中間鎖定銷143與凹口142的極端位置，因為如果失去動力或控制，相位器將默認處于鎖定位置。應當注意，以上所列的占空比百分比是示例，并且可以將其改變。此外，如果需要，在100%的占空比下，液壓制動回路233可以開啟、先導閥130排空且中間鎖定銷143排空并且與凹口142接合。

當占空比設置為大于60%時，相位器的葉片朝向提前位置移動和/或處于提前位置。對于提前位置，閥芯沖程或者閥芯相對于套筒的位置在3.5與5mm之間。

圖9示出朝向提前位置移動的相位器。為了向提前位置移動，占空比增加至大于60%，閥芯211上的vfs107的力增加，且閥芯211被處于提前模式的vfs107移動至左側，直到彈簧115的力與vfs107的力平衡。

在提前模式中，閥芯環帶211c防止來自于提前室102及來自供應源的流體排放進排放線路121中。流體通過泵140從供給源s供應到相位器，并進入線路119。如果控制閥209在凸輪軸中，則線路119可以通過軸承鉆通。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥209。流體從線路119b通過閥芯環帶211b和211c之間的閥芯211并通過線路112供給到提前室102。同時，在延遲室103中的流體通過線路113以及閥芯環帶211a和211b之間的閥芯211排放到排放線路122。閥芯環帶211b阻止流體從供給源140供應到延遲室103。在提前室102中的流體朝向延遲壁103a移動葉片104。

線路119a通向兩個不同的線路，即通向端部鎖定銷147的線路146以及通向中間鎖定銷143的線路145。線路145進一步分支成通向先導閥130的線路132。線路119a中的流體壓力移動穿過環帶211d和211e之間的閥芯211進入線路145，以抵靠中間鎖定銷彈簧139將中間鎖定銷143偏置到釋放位置。線路145中的流體還流經線路132并且抵靠彈簧131對先導閥130加壓，以移動先導閥130至如圖9所示的延遲制動線路134、提前制動線路128以及線路129被阻塞且制動回路關斷的位置。同時，來自于線路146的流體與端部鎖定銷147流體連通，并被排到閥芯環帶211d和211c之間的排放線路121，這樣，端部鎖定銷彈簧144偏置端部鎖定銷147使其與凹口141脫離，并因此處于解鎖位置。排放線路121被閥芯環帶211d阻塞以防止線路145排空。

當占空比設置為在40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲位置移動和/或處于延遲位置。對于延遲位置，閥芯沖程或者閥芯相對于套筒的位置在2與3.5mm之間。

圖10示出朝向延遲位置移動的相位器。為了朝向延遲位置移動，將占空比改變為大于40%但小于60%，vfs107在閥芯211上的力降低，且閥芯211通過彈簧115移動，直到彈簧115的力平衡vfs107的力。

在延遲模式中，閥芯環帶211b防止來自于延遲室103及供給源s的流體排放進排放線路122中。流體通過泵140從供給源s供應到相位器，并進入線路119。如果控制閥209在凸輪軸中，則線路119可以通過軸承鉆通。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥209。流體從線路119b通過閥芯環帶211b和211c之間的閥芯211并通過線路113供給到延遲室103。同時，在提前室102中的流體通過線路112以及閥芯環帶211c和211d之間的閥芯211排放到排放線路121。閥芯環帶211c阻止流體從供給源140供應到提前室102。在延遲室103中的流體朝向提前壁102a移動葉片104。

線路119a通向兩個不同的線路，即通向端部鎖定銷147的線路146以及通向中間鎖定銷143的線路145。線路145進一步分支成通向先導閥130的線路132。線路119a中的流體的壓力移動穿過環帶211d和211e之間的閥芯211進入線路145，以抵靠中間鎖定銷彈簧139將中間鎖定銷143偏置到釋放位置，從而給鎖定銷回路123填充流體。線路145中的流體還流經線路132并且抵靠彈簧131對先導閥130加壓，以將先導閥130移動至延遲制動線路134、提前制動線路128以及線路129被阻塞且制動回路關斷的位置。利用來自于線路119a的流體給線路146加壓，且端部鎖定銷147將保持部分地抵靠彈簧144偏置在釋放位置，直到，如圖10所示，端板的凹口141與端部鎖定銷147對齊。排放線路121被閥芯環帶211d阻塞以防止線路145和146排空。

當占空比設置為在40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲鎖定位置移動和/或處于延遲鎖定位置。對于延遲鎖定位置，閥芯沖程或者閥芯相對于套筒的位置大約是2mm。

圖11示出了全延遲位置或延遲端部停止位置的延遲鎖定位置的相位器。為了向全延遲位置移動，將占空比改變為大于40%但小于60%，在閥芯211上的vfs107的力降低，且閥芯211通過彈簧115在圖中的端部停止鎖定模式下向右移動，直到彈簧115的力平衡vfs107的力。

在所示的端部停止鎖定模式中，閥芯環帶211b防止來自于延遲室103及供給源s的流體排放進入排放線路122中。流體通過泵140從供給源s供應到相位器并進入線路119。如果控制閥209在凸輪軸中，則線路119可以通過軸承鉆通。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥209。流體從線路119b通過閥芯環帶211b和211c之間的閥芯211并通過線路113供給到延遲室103。同時，在提前室102中的流體通過線路112以及閥芯環帶211c和211d之間的閥芯211排放到排放線路121。閥芯環帶211c阻止流體從供給源140供應到提前室102。在延遲室103中的流體朝向提前壁102a移動葉片104。應當注意，端部停止鎖定模式類似于圖10中的延遲模式，不同的是，葉片104被移動至大概接觸提前壁103a，使得端部鎖定銷147與殼體組件100的端板的凹口141對準并接合。端部鎖定銷147與殼體組件100的端板的凹口141的接合將葉片104相對于轉子組件105鎖定在某位置，在該位置葉片104在行程的最末端。中間鎖定銷143保持在釋放位置。排放線路121被閥芯環帶211d阻塞，從而防止線路145和146排空。

線路145中的流體還流經線路132并且抵靠彈簧131對先導閥130加壓，以將先導閥130移動至延遲制動線路134、提前制動線路128以及線路129被阻塞且制動回路關斷的位置。

在熱發動機關閉前，使用壓力將端部鎖定銷147接合或鎖定。閥芯211將保持在2mm（端部停止鎖定模式）位置，從而將油滯留在端部鎖定銷147的后面，并且保持端部鎖定銷147的接合狀態，只要油依然在鎖定銷室內一直如此。如果發動機進入客戶觸發的“車鑰熄火”模式，而非發動機控制的停機模式（比如“停止-啟動”發動機技術中所用的模式），那么在“車鑰熄火”模式下，控制閥209將移到零位置，從而排空并釋放全停止鎖定。這將使得相位器在下一個發動機啟動循環中返回到最佳冷啟動位置。

相位器的保持位置優選地出現在相對于殼體的葉片的延遲位置和提前位置之間。相對于套筒的閥芯的沖程或閥芯的位置是3.5mm。

圖12示出處于零點位置的相位器。在該位置，可變力螺線管107的占空比約為60%，并且在閥芯211的一個端部上的vfs107的力等于在保持模式下的閥芯211的相對端部上的彈簧115的力。環帶211b和211c允許少量流體從供給源s經由線路119和入口止回閥118進入線路119b，經由閥芯211分別進入通向提前室102和延遲室103的線路112和113。

線路119a通向線路145并且通向中間鎖定銷143。線路145進一步分支成通向先導閥130的線路132。線路119a中的流體壓力移動穿過環帶211d和211e之間的閥芯211進入線路145，以抵靠中間鎖定銷彈簧139將中間鎖定銷143偏置到釋放位置。線路145中的流體還流經線路132并且對抵靠彈簧131的先導閥130加壓，以將先導閥130移動至延遲制動線路134、提前制動線路128以及線路129被阻塞且制動回路關斷的位置。排放線路121被閥芯環帶211d阻塞以防止線路145排空。流體還從線路119a被提供至線路146。即使端部鎖定銷147加壓至鎖定，端部鎖定銷147也不能相對于轉子組件105鎖定殼體組件100，因為用于接收端部鎖定銷147的凹口141僅僅存在于葉片104行程的最末端。因此，端部鎖定銷147保持在解鎖位置。

當占空比為0%時，相位器的葉片處于中間位置或者中間相位角位置。閥芯沖程（閥芯相對于套筒的位置）的位置為0mm。

圖13示出處于中間位置或者中間相位角位置的相位器，其中可變力螺線管的占空比為0%時，滑閥209處于制動模式，先導閥130通過閥芯排到通向儲液槽或排放口的排放線路121，并且液壓制動回路233打開或開啟。

根據可變力螺線管107的占空比改變至0%之前葉片104的位置，提前制動線路128或者延遲制動線路134將分別暴露于提前室102或延遲室103。另外，如果發動機異常關閉（例如，發動機失速），則當發動機運轉時，可變力螺線管107的占空比將為0%，轉子組件105將經由制動回路233移動至中間位置或中間相位角位置，并且中間鎖定銷143將在中間位置或中間相位角位置處接合，而無論發動機的異常關閉之前葉片104相對于殼體組件100的位置如何。

在沒有使用電子控制器的情況下相位器默認處于中間位置或中間相位角位置的能力允許相位器移動至中間位置或中間相位角位置，即使在發動機啟動期間當電子控制器通常沒有用于控制凸輪相位器位置時也是如此。另外，由于相位器默認處于中間位置或中間相位角位置，所以這提供了故障安全位置，特別是若失去控制信號或動力時，可保證發動機在對vct相位器能夠啟動并運轉，即使在沒有主動控制時也是如此。由于發動機啟動時相位器處于中間位置或中間相位角位置，因此使相位器的相位行程更長成為可能，這提供了校準機會。在現有技術中，不可能存在較長行程的相位器或較長的相位角，由于在發動機運轉和啟動時不存在中間位置或中間相位角位置，因此發動機在極端提前或延后停止時啟動有困難。

當可變力螺線管107的占空比恰設置為0%時，閥芯211上的vfs上的力減小，并且彈簧115使閥芯211移動至閥芯行程的遠右端至制動模式。通過閥芯環帶211e防止流體從線路119a流至線路145，從線路132流至先導閥130。由于流體不能流至線路145和線路132，因此先導閥130排到排放線路121，以通過通向線路129和共用線路214的先導閥130打開提前制動線路128與延遲制動線路134之間的通道，換言之，打開或開啟液壓制動回路233。利用來自線路132和線路145的流體的排放，中間鎖定銷彈簧139偏置所述中間鎖定銷143以接合殼體組件100的端板中的凹口142，并且鎖定相對于轉子組件105的殼體組件100。同時，流體還通過排放線路121從線路146排放。利用流體排放，端部鎖定銷彈簧147偏置端部鎖定銷147至釋放、解鎖的位置。

流體也從線路119b通過閥芯環帶211c，閥芯環帶211c限制來自供應源s的油流至提前線路112和延遲線路113，但允許連續少量的流體進入提前室102和延遲室103。可以通過閥芯環帶211d防止流體從提前室102和提前線路112排放。通過閥芯環帶211b也可以防止流體從延遲室103和延遲線路113排放，有效地消除控制閥209對相位器的控制。

如果葉片104位于殼體組件100內附近或處于如圖14所示的提前位置，并且提前制動線路128暴露于提前室102，那么來自提前室102的流體將流入提前制動線路128并通過打開的先導閥130及到達通向共用線路214的線路129。流體從共用線路214流經延遲止回閥110并流入延遲室103，從而相對于殼體組件100移動葉片104以切斷或阻塞提前制動線路128，防止進入提前室102。由于轉子組件105切斷提前制動線路128和提前室102，葉片104移動到在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室內的中間位置或者中間相位角位置。

如果葉片104位于殼體組件100內附近或處于如圖15所示的延遲位置，并且延遲制動線路134暴露于延遲室103，那么來自延遲室103的流體將流入延遲制動線路134并通過開啟的先導閥130及到達通向共用線路214的線路129。流體從共用線路214流經提前止回閥108并流入提前室102，從而相對于殼體組件100移動葉片104以切斷延遲制動線路134到達延遲室103。由于轉子組件105從延遲室103切斷延遲制動線路134，葉片104移動到在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室內的中間位置或者中間相位角位置。

應注意的是，雖然將端部停止鎖定模式描述為將相位器鎖定在全延遲位置或延遲端部停止位置，但是全延遲位置可以替換為將相位器鎖定在全提前位置或提前端部停止位置。在該位置，“全提前位置”被定義為當葉片104接觸延遲壁103a或基本上接近所述延遲壁103a并且可被稱為葉片的“提前端部停止位置”。

圖16-圖19示出了另一個實施例中凸輪扭矩致動式相位器的位置。由打開和關閉發動機閥門的力所引起的凸輪軸的扭矩反轉使葉片104移動。提前室102與延遲室103布置為抵抗凸輪軸中的正負扭矩脈沖，并可替代地通過凸輪扭矩加壓。根據所需的移動方向，通過允許流體從提前室102流到延遲室103或從延遲室103流到提前室102，控制閥309使相位器中的葉片104移動。

相位器的殼體組件100具有用于接受驅動力的外圓周101、內端板（未示出）以及外端板（未示出）。轉子組件105連接至凸輪軸并且同軸地位于殼體組件100內。轉子組件105具有葉片104，葉片104將在殼體組件100和轉子組件105之間形成的室分成提前室102和延遲室103。葉片104能旋轉以改變殼體組件100和轉子組件105的相對角位置。

端部鎖定銷347可滑動地容納在轉子組件105的孔中，并且更優選地在葉片104的孔中。端部鎖定銷347的端部被彈簧偏置遠離凹口141，并且液壓偏置朝向凹口141偏置以及裝配到殼體組件100的端板中的凹口141內。端部鎖定銷347的加壓通過控制閥309的運動來控制。

控制閥309，優選地滑閥，包括閥芯311，該閥芯具有可滑動地容納在套管116中的閥芯環帶311a、311b、311c。控制閥309可以位于相位器的較遠位置，在轉子組件105的孔內，該轉子組件在凸輪軸中導向，或在相位器的中心螺栓中。閥芯的一端與彈簧115接觸，并且閥芯的相對端與脈沖寬度調制可變力螺線管（vfs）107接觸。螺線管107可以通過改變電流或者電壓或者其他適用的方法進行線性地控制。此外，閥芯311的相對端能夠接觸并且受發馬達或者其他代替可變力螺線管107的致動器的影響。

控制閥309的位置由發動機控制單元（ecu）106控制，該發動機控制單元控制可變力螺線管107的占空比。ecu106優選地包括中央處理單元（cpu），該中央處理單元運行用于控制發動機、存儲器以及用于與外部設備和傳感器交換數據的輸入端口和輸出端口的各種計算程序。

閥芯311的位置受彈簧115和中央處理單元106控制的螺線管107的影響。以下將詳細討論關于所述相位器的控制的更多細節。閥芯311的位置控制相位器的運動（如，向提前位置的移動、保持位置、延遲位置或者延遲的閉鎖位置），以及端部鎖定銷347是在鎖定位置或是打開位置。控制閥309具有提前模式、延遲模式、延遲鎖定模式和零位模式（保持位置）。

在提前模式中，閥芯311移動到這樣一個位置使得流體可從延遲室103通過閥芯311流到提前室102中，阻止流體從提前室102流出。端部鎖定銷347處于解鎖位置。

在延遲模式中，閥芯311移動到這樣一個位置使得流體可從提前室102通過閥芯311流到延遲室103中，阻止流體從延遲室103流出。端部鎖定銷147處于解鎖位置。

在零位模式中，閥芯311移動到這樣一個位置，該位置阻止流體從提前室102和延遲室103流出。

在延遲鎖定模式或者端部停止鎖定模式中，葉片104已經移動到全延遲位置，并且流體繼續從提前室102通過閥芯311流到延遲室103，且阻止流體從延遲室103流出。在該模式中，端部鎖定銷347被加壓，從而導致彈簧344壓縮并且使得端部鎖定銷347接合端板的凹口341并且移動到鎖定位置。“全延遲位置”被定義為當葉片104接觸腔室117的提前壁102a或者基本上接近提前壁102a時，并且可稱為葉片的“延遲端部停止位置”。

基于脈沖寬度調制可變力螺線管107占空比，閥芯311沿著其沖程移動到對應的位置。當可變力螺線管107的占空比為約40%、60%并且大于60%時，閥芯311將移動到這樣一個位置，該位置分別與延遲模式/延遲鎖定模式、零位模式和提前模式相對應。在延遲鎖定模式或者端部停止鎖定模式中，端部鎖定銷347被加壓并且接合殼體組件100端板的凹口341。應當注意，以上所列的占空比百分數是示例，并且可被改變。

當占空比設置為大于60%，相位器的葉片朝向提前位置移動和/或處于提前位置。對于提前位置，閥芯的行程或者閥芯相對于套筒的位置在3.5與5mm之間。

圖16示出了朝向提前位置移動的相位器。為了移向提前位置，占空比增加到大于60%，在閥芯311上的可變力螺線管107的力增加并且閥芯311在提前模式中被可變力螺線管107移動到右側，直到彈簧115的力與可變力螺線管107的力相平衡。在示出的提前模式中，閥芯環帶311a阻塞線路112，并且線路113和線路114開啟。凸輪軸扭矩對延遲室103加壓，導致流體從延遲室103移動到提前室102中，并且葉片104向延遲壁103a移動。流體通過線路113從延遲室103流出到在閥芯環帶311a與閥芯環帶311b之間的控制閥309，并再回流到共用線路114和通向提前室102的線路112。

補充油通過泵140從供給源s供給相位器以補充泄漏并且進入線路119。如果控制閥309在凸輪軸中，則線路119可以通過軸承鉆通。線路119分成兩條線路119a和119b。

線路119a通向線路346并且通向端部鎖定銷347。線路119b通向入口止回閥118和控制閥309。流體從控制閥309通過提前止回閥108進入線路114，并流到提前室102。

在線路119a內的流體的壓力被閥芯環帶311b阻塞并且防止來自線路113的流體排到排放線路121。來自與端部鎖定銷347流體連通的線路346的流體排到閥芯環帶311b和閥芯環帶311c之間的排放線路121，使得端部鎖定銷彈簧344偏置端部鎖定銷347使其脫離凹口341并且因此處于解鎖位置。閥芯環帶311a阻止任何流體從提前室103和線路112排放。

當占空比設置在40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲位置移動和/或處于延遲位置。對于延遲位置，閥芯的沖程或閥芯相對于套筒的位置是在2與3.5mm之間。

圖18示出了朝向延遲位置移動的相位器。為了朝向延遲位置移動，占空比變為大于40%但小于60%，vfs107在閥芯311上的力降低，且閥芯311通過彈簧115移動，直到彈簧115的力平衡了vfs107的力。在延遲模式下，閥芯環帶311b阻塞線路113，而線路112和線路114開啟。凸輪軸扭矩對提前室102加壓，使得提前室102中的流體移動到延遲室103內，且葉片104朝向提前室壁102a移動。流體通過線路112從提前室102排出到閥芯環帶311a和閥芯環帶311b之間的控制閥309，并再回流到共用線路114和通向延遲室103的線路113。

補充油通過泵140從供給源s供給相位器以補充泄漏并進入線路119。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119a通向線路346并且通向端部鎖定銷347。線路119b通向入口止回閥118和控制閥309。

流體從控制閥309通過延遲止回閥110進入線路114，并流到延遲室103內。線路119a內的流體的壓力被閥芯環帶311b阻塞并且防止來自線路112的流體排向排放線路121。來自線路346的流體與端部鎖定銷347流體連通并且用來自供給源140的流體對其加壓。應當注意的是，當凹口341未對齊以容納端部鎖定銷347的端部時，端部鎖定銷347不處于鎖定位置。閥芯環帶311b阻止任何流體從延遲室103和線路113排放。

當占空比設置在40-60%之間時，相位器的葉片朝向延遲鎖定位置移動和/或處于延遲鎖定位置。對于延遲鎖定位置，閥芯的沖程或閥芯相對于套筒的位置是大約2mm。

圖17示出了在全延遲位置或延遲端部停止位置的延遲鎖定位置下的相位器。為了朝向全延遲位置移動，占空比變為大于40%但小于60%，vfs107在閥芯311上的力降低，且在圖中閥芯311通過彈簧115在端部停止鎖定模式中移動到左側，直到彈簧115的力平衡了vfs107的力。在示出的端部停止鎖定模式下，閥芯環帶311b阻塞線路113，而線路112和線路114開啟。凸輪軸扭矩對提前室102加壓，使得提前室102中的流體移動到延遲室103內，且葉片104朝向提前室壁102a移動。流體通過線路112從提前室102排出到閥芯環帶311a和閥芯環帶311b之間的控制閥309，并再回流到共用線路114和通向延遲室103的線路113。當葉片104接觸到提前壁102a或基本上接近提前壁102a時，相位器處于全延遲位置，并且可以稱為葉片的“延遲端部停止位置”。

補充油通過泵140從供給源s供給相位器以補充泄漏并進入線路119。線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥309。流體從控制閥309通過延遲止回閥110進入線路114，并流到延遲室103內。

線路119a通向線路346并且通向端部鎖定銷347。線路346中的流體將端部鎖定銷347偏置入端板171的凹口341內并處于鎖定位置，相對于轉子組件105鎖定殼體組件100。排放線路121被閥芯環帶311c阻塞而防止線路346排空。

剛好在發動機熄火前，包括發動機熄火和客戶啟動“車鑰熄火”，端部鎖定銷347利用壓力接合或被鎖定。在發動機啟動期間，剛好在發動機熄火和客戶啟動“車鑰熄火”之前，相位器可以移動到與相位器被鎖定的位置不同的啟動位置。這可證明對“多用燃料”車輛是有利的，其中不同的乙醇水平在于向車輛提供燃料并且基于這些乙醇水平，相位器的不同啟動位置是有利的。

相位器的保持位置優選地出現在相對于殼體的葉片的延遲位置和提前位置之間。閥芯的沖程或閥芯相對于套筒的位置是3.5mm。

圖19示出了相位器處于零點位置。在該位置，可變力螺線管107的占空比為約60%，并且在閥芯311的一個端部上的vfs107的力等于在保持模式下的閥芯311的相對端部上的彈簧115的力。環帶311a和環帶311b分別阻止來自線路112和線路113的流體的流動。補充油通過泵140從供給源s供給相位器以補充泄漏并進入線路119。

線路119分成兩條線路119a和119b。線路119b通向入口止回閥118和控制閥309。從控制閥309，流體通過止回閥108、110中的任一者進入共用線路114，并且流到提前室102或延遲室103。線路346中的流體通過排放線路121在閥芯環帶311b和閥芯環帶311c之間排空。線路346的排空允許端部鎖定銷彈簧344遠離凹口341將端部鎖定銷347偏置到解鎖位置。

雖然圖14至圖17將端部停止鎖定模式示出并描述為處于延遲位置中，但當葉片104與延遲壁103a接觸或基本上接觸時，端部停止鎖定模式還可處于全提前模式中。

因此，應理解，本文中所述本發明的實施例僅示出本發明的原理的應用。本文中對所示出實施例細節的參考并不打算限制權利要求的范圍，權利要求自身敘述認為是本發明的實質的那些特征。