CN112796849B - 用于凸轮轴调相器的转子和凸轮轴调相器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于凸轮轴调相器的转子和凸轮轴调相器。转子在径向外侧能够与凸轮轴调相器的定子形成在周向上相互间隔的第一压力室和第二压力室，转子具有用于容纳中央阀的轴向通孔(16)且在径向内侧能够与中央阀形成在轴向上相互间隔的第一环形腔和第二环形腔，其中，转子具有用于连通第一压力室和第一环形腔的第一通道(13)以及用于连通第二压力室和第二环形腔的第二通道(14)，其中，第一通道和第二通道中的至少一者具有：径向部段(13a)，其在径向平面内从相应压力室通向转子的径向内侧，其中，径向平面在轴向上比相应环形腔更靠近转子的轴向中心；和轴向部段(13b)，其沿轴向连通径向部段和相应环形腔。凸轮轴调相器包括上述转子。

Description

用于凸轮轴调相器的转子和凸轮轴调相器
技术领域
本发明涉及可变凸轮正时领域，特别涉及一种用于凸轮轴调相器的转子以及凸轮轴调相器本身。
背景技术
在机动车中，可以根据内燃机的当前运行工况，借助凸轮轴调相器改变曲轴与凸轮轴之间的相位来调节气门的配气相位，由此实现有利的效果，例如减少燃油的消耗和有害物质的产生。
在欧洲专利EP 1 596 040 B1中公开了一种凸轮轴调相器。凸轮轴调相器具有由曲轴驱动的主动轮、也称定子或者外转子；以及固定安装在凸轮轴或者凸轮轴的法兰部上的从动轮、也称转子或者内转子。转子通过液压执行机构被定子驱动，其中，执行机构包括至少一对互相作用的液压压力室，中央阀受控地将液压介质经由相应的液压介质通道输送到相应的压力室中，从而驱动转子相对定子偏转，进而可以使得凸轮轴独立于曲轴地得到液压式的调节，由此调节配气相位，以获得最优配气效果。
在中国专利CN 103867247 B中公开一种凸轮轴调相器，其中，中央阀穿过凸轮轴调相器的转子的径向内部并且与凸轮轴连接。在此，转子的轴向端侧设有用于凸轮轴的装配部。中央阀具有用于供给液压的第一工作接口和第二工作接口。转子的内部设有两排供液压介质流通的通道，每排通道沿转子的周向间隔排列，两排通道在径向内侧分别形成第一转子接口和第二转子接口。在中央阀和转子之间形成轴向相互间隔开的两个环形腔，其中一个环形腔将第一工作接口和各个第一转子接口连通，其中另一个环形腔将第二工作接口和各个第二转子接口连通。
在现有的凸轮轴调相器中，有减小凸轮轴调相器或者转子的轴向尺寸的需求。然而，设计时必须考虑两个环形腔之间的密封要求，即需要保证两个环形腔之间的一定的轴向间距。此外，在一些实施方式中，如上述引用文件中国专利CN 103867247 B中所记载的，需要在转子的轴向端侧设置用于容纳凸轮轴或者说凸轮轴的法兰部的装配部、例如装配凹槽，这对转子内的两排液压介质通道的布置有很大影响。在这种情况下，减小转子乃至凸轮轴调相器的轴向尺寸的非常困难。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种凸轮轴调相器，其具有较小的轴向尺寸。
该技术问题通过一种用于凸轮轴调相器的转子解决。该转子在径向外侧能够与凸轮轴调相器的定子形成在周向上相互间隔的第一压力室和第二压力室。转子具有用于容纳中央阀的轴向通孔，其中，转子在径向内侧能够与中央阀形成在轴向上相互间隔的第一环形腔和第二环形腔。转子具有用于连通第一压力室和第一环形腔的第一通道，以及用于连通第二压力室和第二环形腔的第二通道。
在本发明的范围内，除非另有说明，否则术语“轴向”、“径向”和“周向”均基于转子的旋转轴线。
在本发明的范围内，为方便说明而规定：凸轮轴调相器在装配后朝向凸轮轴的轴向侧借助前缀“第一”表述；在装配后背向凸轮轴的轴向侧借助前缀“第二”表述。举例来说，规定在装配后靠近凸轮轴的环形腔为第一环形腔，远离凸轮轴的环形腔为第二环形腔。另外，需说明：在本发明的范围中，不涉及压力室的轴向位置关系，第一压力室和第二压力室仅根据与第一通道和第二通道的连通关系命名。
在本发明的范围内，转子包括具有轴向通孔的基体和从基体沿径向向外延伸的多个叶片。转子借助其叶片与定子形成在周向上相互间隔开的第一压力室和第二压力室。基体和叶片可以一体成型。备选地，基体和叶片可以单独成型，然后例如通过插接等方式相互连接。
在本发明的范围内，第一环形腔和第二环形腔的间隔可以通过转子的结构，和/或中央阀的结构，和/或转子、中央阀外的第三构件实现。
在本发明的范围内，第一通道和第二通道用于流通凸轮轴调相器中的液压介质、尤其液压油。第一通道和第二通道分别在周向上分布。第一通道和第二通道的个数相应于叶片的个数或者说第一压力室和第二压力室的个数。
根据本发明，第一通道和第二通道中的至少一者包括：径向部段和轴向部段，其中，径向部段在径向平面内从相应压力室通向转子的径向内侧，并且径向平面在轴向上比相应环形腔更靠近转子的轴向中心，其中，轴向部段沿轴向连通径向部段和该相应环形腔。
由此，根据本发明的转子涉及三个设计方案，即仅第一通道具有径向部段和轴向部段；仅第二通道具有径向部段和轴向部段；以及第一通道和第二通道分别具有径向部段和轴向部段。
在第一设计方案中，仅第一通道具有径向部段和轴向部段，即第一径向部段和第一轴向部段。在此，第一径向部段在第一径向平面内从第一压力室通向转子的径向内侧。第一径向部段在此不仅限于沿径向延伸，其也可以局部地沿周向延伸。第一径向平面在轴向上比第一环形腔更靠近转子的轴向中心，因此第一径向部段在径向内侧的开口与第一环形腔在轴向上不相重或者仅部分地相重。第一轴向部段沿轴向连通第一径向部段在径向内侧的开口和第一环形腔。从而可以实现转子的较小的轴向尺寸，同时保证了液压介质在第一通道和第一环形腔之间的流通能力、尤其符合相关技术要求的流通能力。在这种情况下，还能够在转子的第一轴向侧设置用于凸轮轴、尤其凸轮轴法兰部的装配凹槽。
在第二设计方案中，仅第二通道具有径向部段和轴向部段，即第二径向部段和第二轴向部段。在此，第二径向部段在第二径向平面内从第二压力室通向转子的径向内侧。第二径向部段在此不仅限于沿径向延伸，其也可以局部地沿周向延伸。第二径向平面在轴向上比第二环形腔更靠近转子的轴向中心，因此第二径向部段在径向内侧的开口与第二环形腔在轴向上不相重或者仅部分地相重。第二轴向部段沿轴向连通第二径向部段在径向内侧的开口和第二环形腔。从而可以实现转子的较小的轴向尺寸，同时保证了液压介质在第二通道和第二环形腔之间的流通能力、尤其符合相关技术要求的流通能力。在这种情况下，还还能够在转子的第二轴向侧设置用于例如中央阀的法兰部的装配凹槽。
在第三设计方案中，第一通道具有第一径向部段和第一轴向部段，并且第二通道具有第二径向部段和第二轴向部段。具体的构造可以参考在第一和第二基本实施中的阐述。在第一轴向部段和第二轴向部段在周向上可以错开布置的情况下，第一径向平面和第二径向平面可以相互靠近地布置，甚至可以重合地布置，因此可以进一步减小转子的轴向尺寸。
在上述设计方案的基础上，本发明还提供多种优选实施方式。
在一种优选的实施方式中，径向部段和轴向部段均构造在转子的基体上。由此，在第一通道和第二通道均具有径向部段和轴向部段的设计方案中，可以仅在基体上构造液压介质通道。尤其对于叶片和基体单独形成的实施方式，有利于简化液压介质通道的制造。
在此，有利地，径向部段沿径向延伸，并且径向部段在径向外侧的开口构造在基体的外周表面上。由此实现简单的径向部段的通道结构，便于制造，节省成本。
在另一种优选的实施方式中，轴向部段沿径向通向相应环形腔。一方面，这对应于液压介质通向径向外侧的整体流动趋势，有助于减小通道阻力。另一方面，由于轴向部段的延伸方向和环形腔所在平面的垂直布置方式，轴向部段可以在具有较小横截面积的情况下实现理想的液压介质通道横截面积，从而减小因设置轴向部段而对其他结构造成的影响。
在此，有利地，轴向部段沿轴向贯穿转子在相应环形腔一侧的轴向端面。在此，可以通过盖板或凸轮轴的法兰部或中央阀的法兰部等结构封闭环形腔。这种转子轴向端侧的敞开设计有助于简化轴向部段的制造和加工，节省成本。
在此，有利地，在轴向端面构造有装配凹槽，其中，轴向部段沿轴向贯穿装配凹槽的槽底。例如，在转子、尤其基体的第一轴向侧可以设置用于容纳凸轮轴的法兰部的装配凹槽。附加地或备选地，在转子、尤其基体的第二轴向侧可以设置用于容纳中央阀的装配凹槽。同样地，这种转子轴向端侧的敞开设计有助于简化轴向部段的制造和加工，节省成本。
在此，有利地，轴向部段具有呈弧形的径向横截面。由此可以在保证液压介质通道横截面积的情况尽下，尽可能减小轴向部段的径向尺寸，避免影响转子其他结构。
在另一种优选的实施方式中，转子在径向内侧构造有沿径向凸出的环形凸出部，用于沿轴向分隔第一环形腔和第二环形腔。
前述的技术问题还可以通过包括上述转子的凸轮轴调相器解决。
通过根据本发明的用于凸轮轴调相器的转子和凸轮轴调相器本身，可以较小地实现转子的轴向尺寸，同时保证了液压介质在液压介质通道和相应环形腔之间的流通能力、尤其符合相关技术要求的流通能力。在这种情况下，还可以在转子的轴向侧设置用于凸轮轴等部件的装配部。
附图说明
下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：
图1是根据一种优选实施方式的用于凸轮轴调相器的转子的立体图，
图2是根据图1的转子的沿径向的剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据一种优选实施方式的用于凸轮轴调相器的转子的立体图。转子包括基体11和从基体11沿径向向外延伸的多个叶片12。在此，基体11和叶片12一体成型。
在转子的第一轴向侧构造用于装配凸轮轴的装配凹槽15。装配凹槽15形成在基体11上。
转子可以借助其叶片12在径向外侧与凸轮轴调相器的定子和盖板等部件形成在周向上相互间隔开的第一压力室和第二压力室。叶片12在各自的径向外侧设置有密封件凹槽18，用于容纳密封第一压力室和第二压力室的密封件。
转子包括用于容纳中央阀的轴向通孔16。转子在径向内侧能够与中央阀和凸轮轴的法兰部形成第一环形腔，并且转子在径向内侧能够与中央阀形成第二环形腔。第一环形腔和第二环形腔在轴向上相互间隔开，其中，第一环形腔处于第一轴向侧，第二环形腔处于与第一轴向侧相对置的第二轴向侧。在本实施方式中，第一环形腔和第二环形腔通过构造在轴向通孔16的内壁上的环形凸出部17分隔。
在叶片4的周向两侧分别构造有第一通道13和第二通道14。在此，第一通道13和第二通道14在轴向上间隔开地布置，第一通道13比第二通道更靠近用于安装凸轮轴的轴向侧，即第一轴向侧。第一通道13用于连通第一压力室和第一环形腔。第二通道14用于连通第二压力室和第二环形腔。
图2示出了根据图1的转子的沿径向的剖视图。
结合图1和图2可以看到，第一通道13在本实施方式中包括径向部段13a和轴向部段13b。径向部段13a从基体11的径向外表面沿径向向内延伸。如图2所示，径向部段13a在径向内侧的开口与第一环形腔相互偏离。通过构造为圆弧形的盲孔形式的轴向部段13b可以以理想的液压介质通道横截面积沿轴向连通径向部段13a在径向内侧的开口与第一环形腔。在此，盲孔的在径向内侧的侧壁朝向第一环形腔敞开，也就是说轴向部段13b沿径向通向第一环形腔。轴向部段13b沿轴向贯穿装配凹槽15的槽底。第二通道14在本实施方式中沿径向贯穿基体11的外周表面和内周表面。由此，可以在构造装配凹槽15并且保证两个环形腔之间的密封要求、在此即保证环形凸出部17的轴向尺寸的情况减小转子或者说凸轮轴调相器的轴向尺寸。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记列表
11 基体
12 叶片
13 第一通道
13a 径向部段
13b 轴向部段
14 第二通道
15 装配凹槽
16 轴向通孔
17 环形凸出部
18 密封件凹槽

Claims (9)

1.用于凸轮轴调相器的转子，
其中，所述转子在径向外侧能够与所述凸轮轴调相器的定子形成在周向上相互间隔的第一压力室和第二压力室，
其中，所述转子具有用于容纳中央阀的轴向通孔(16)，其中，所述转子在径向内侧能够与所述中央阀形成在轴向上相互间隔的第一环形腔和第二环形腔，
其中，所述转子具有用于连通所述第一压力室和所述第一环形腔的第一通道(13)以及用于连通所述第二压力室和所述第二环形腔的第二通道(14)，
其特征在于，
所述第一通道(13)和所述第二通道(14)中的至少一者具有：
-径向部段(13a)，其在径向平面内从相应压力室通向所述转子的径向内侧，其中，所述径向平面在轴向上比相应环形腔更靠近所述转子的轴向中心；和
-轴向部段(13b)，其沿轴向连通所述径向部段(13a)和所述相应环形腔。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子包括：具有所述轴向通孔(16)的基体(11)和从所述基体(11)沿径向向外延伸的多个叶片(12)，其中，所述径向部段(13a)和所述轴向部段(13b)均构造在所述基体(11)上。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述径向部段(13a)沿径向延伸，并且所述径向部段(13a)在径向外侧的开口构造在所述基体(11)的外周表面上。
4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述轴向部段(13b)沿径向通向所述相应环形腔。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述轴向部段(13b)沿轴向贯穿所述转子在相应环形腔一侧的轴向端面。
6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，在所述轴向端面构造有装配凹槽(15)，其中，所述轴向部段(13b)沿轴向贯穿所述装配凹槽(15)的槽底。
7.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述轴向部段(13b)具有呈弧形的径向横截面。
8.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子在径向内侧构造有沿径向凸出的环形凸出部(17)，用于分隔所述第一环形腔和所述第二环形腔。
9.凸轮轴调相器，其特征在于，所述凸轮轴调相器包括根据权利要求1-8中任一项所述的转子。
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