本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，具體涉及發(fā)動機(jī)的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

可變氣門正時(shí)技術(shù)(VVT)，就是在特定的發(fā)動機(jī)工況下，通過凸輪軸調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)凸輪軸的相位，控制進(jìn)氣門開啟角度提前和延遲來調(diào)節(jié)進(jìn)排氣量和時(shí)刻和改變氣門重疊角的大小，來實(shí)現(xiàn)增大進(jìn)氣充量和效率，更好的組織進(jìn)氣渦流，調(diào)節(jié)氣缸爆發(fā)壓力與殘余廢氣量，來獲得發(fā)動機(jī)功率，扭矩，排放，燃油經(jīng)濟(jì)性，舒適性等綜合性能的改善，從而解決傳統(tǒng)固定配氣相位發(fā)動機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)之間相互制約的技術(shù)矛盾。

可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中電磁閥的閥芯隨著所供電流的變化而移動。電磁閥運(yùn)作的原理就是閥芯上裝一個電磁鐵，當(dāng)電磁鐵線圈通電時(shí)，閥芯被吸起、閥被打開，當(dāng)沒電時(shí)、閥芯自動關(guān)閉。它的主要作用是調(diào)節(jié)控制進(jìn)入凸輪相位調(diào)節(jié)器提前腔和滯后腔機(jī)油的量。現(xiàn)有用于VVT系統(tǒng)中的電磁液壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)閥的打開和關(guān)閉，但在開與合互相交替過程中不平穩(wěn)，發(fā)動機(jī)在進(jìn)行切換時(shí)有明顯的卡頓，容易造成發(fā)動機(jī)損壞，同時(shí)降低操作舒適度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種運(yùn)行平穩(wěn)可靠的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，包括：電磁體、液壓閥和凸輪軸調(diào)節(jié)器；

所述電磁體包括同軸設(shè)置的閥芯組件、基座、隔磁內(nèi)罩和電磁線圈部；所述電磁線圈部包括骨架和線圈，所述骨架套設(shè)在所述隔磁內(nèi)罩外，所述線圈纏繞在骨架上；所述閥芯組件和所述基座沿軸向設(shè)在所述隔磁內(nèi)罩中；所述閥芯組件包括閥芯和連接在閥芯上的頂桿；所述基座靠近所述閥芯的一端為具有外錐面的錐部，且設(shè)置有用于收容所述閥芯的收容部，所述基座的軸心還設(shè)置有導(dǎo)向通孔，所述頂桿可滑動的設(shè)置在所述導(dǎo)向通孔中；

所述液壓閥包括閥體和可沿軸向調(diào)節(jié)位置的換向桿,所述換向桿的一端與所述頂桿抵靠，另一端通過壓簧與所述閥體的內(nèi)壁連接；所述液壓閥設(shè)有進(jìn)油口、回油口、第一油孔和第二油孔，換向桿沿軸向移動時(shí)，所述液壓閥可在第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)和第三工作狀態(tài)之間切換，且所述液壓閥處于第一工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油口與所述第一油孔連通，所述回油口與所述第二油孔連通；所述液壓閥處于第二工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油口與所述第二油孔連通，所述回油口與所述第一油孔連通；所述液壓閥處于第三工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油孔、回油口、第一油孔和第二油孔中的任意兩個均不連通。

所述凸輪軸調(diào)節(jié)器設(shè)有用于使凸輪軸相位提前的提前油孔和用于使凸輪軸相位滯后的滯后油孔；所述第一油孔與所述提前油孔連通，所述第二油孔與所述滯后油孔連通。

進(jìn)一步地，所述錐部的錐面角度為30°到60°。

進(jìn)一步地，所述閥芯沿軸向移動的最大行程為3毫米到6毫米之間。

進(jìn)一步地，所述凸輪軸調(diào)節(jié)器沿的中心沿軸向設(shè)置有定位通孔，所述液壓閥設(shè)置在所述定位通孔中；所述第一油孔和第二油孔沿所述液壓閥軸向設(shè)置在閥體上，所述提前油孔和所述滯后油孔沿軸向設(shè)置在所述定位通孔的內(nèi)壁。

進(jìn)一步地，所述定位通孔的孔壁沿軸向設(shè)置有第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽，所述提前油孔設(shè)置在所述第一環(huán)形槽內(nèi)，所述滯后油孔設(shè)置在所述第二環(huán)形槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述第一油孔和所述第二油孔均為沿所述閥體周向布置的多個。

進(jìn)一步地，所述閥體靠近電磁體的一端設(shè)置有螺栓頭，另一端設(shè)置有用于連接凸輪軸的外螺紋。

進(jìn)一步地，所述電磁體和液壓閥可拆卸連接。

本發(fā)明提供的本發(fā)明提供可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，包括：電磁體、液壓閥和凸輪軸調(diào)節(jié)器，工作原理如下：

通過電磁體的頂桿和彈簧的共同作用使換向桿沿軸向移動，從而使所述液壓閥可在第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)和第三工作狀態(tài)之間切換，可選擇的時(shí)進(jìn)油口與凸輪軸調(diào)節(jié)器的提前油孔和滯后油孔連通，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入凸輪軸調(diào)節(jié)器提前腔和滯后腔的油量，從而調(diào)節(jié)凸輪軸的相位，使氣門的開啟提前或滯后，完成氣門正時(shí)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明提供的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中，電磁體包括同軸設(shè)置的閥芯組件、基座、隔磁內(nèi)罩和電磁線圈部。所述閥芯組件包括閥芯和連接在閥芯上的頂桿。線圈通電后，閥芯和基座被磁化，且磁極方向一致，閥芯和基座相向的一端的磁極方向相反，從而相互吸和，閥芯帶動頂桿向基座方向移動。本申請中，所述基座靠近所述閥芯的一端為具有外錐面的錐部，閥芯和基座的表面形成的磁力線經(jīng)過錐部的外錐面，從閥芯平滑的過度到基座上，磁阻小，磁力均勻，防止了閥芯動作時(shí)的卡頓現(xiàn)象，進(jìn)而使電磁閥得開合轉(zhuǎn)換更加順暢，可變氣門正時(shí)系統(tǒng)更加平穩(wěn)可靠，防止由于電磁體導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)頓挫，甚至發(fā)動機(jī)順壞，同時(shí)改善了舒適性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中液壓閥安裝在凸輪軸調(diào)節(jié)器上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中電磁體的軸向剖視圖；

圖4為圖3中隔磁內(nèi)罩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中基座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為申請人實(shí)驗(yàn)得出的頂桿移動距離和電磁力的對應(yīng)關(guān)系圖；

圖7為一實(shí)施例中液壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7中液壓閥的A-A剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

參照圖1到圖8，在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，包括：電磁體100、液壓閥500和凸輪軸調(diào)節(jié)器600；

所述電磁體100包括同軸設(shè)置的閥芯組件1、基座2、隔磁內(nèi)罩3和電磁線圈部4；所述電磁線圈部4包括骨架41和線圈42，所述骨架41套設(shè)在所述隔磁內(nèi)罩3外，所述線圈42纏繞在骨架41上；所述閥芯組件1和所述基座2沿軸向設(shè)在所述隔磁內(nèi)罩3中；所述閥芯組件1包括閥芯11和連接在閥芯11上的頂桿12；所述基座2靠近所述閥芯11的一端為具有外錐面的錐部21，且設(shè)置有用于收容所述閥芯11的收容部24，所述基座2的軸心還設(shè)置有導(dǎo)向通孔2211，所述頂桿12可滑動的設(shè)置在所述導(dǎo)向通孔2211中。

所述液壓閥500包括閥體510和可沿軸向調(diào)節(jié)位置的換向桿520,所述換向桿520的一端與所述頂桿12抵靠，另一端通過壓簧530與所述閥體的內(nèi)壁連接。所述液壓閥500設(shè)有進(jìn)油口513和出油口514，所述閥體沿軸向設(shè)置有第一油孔511和第二油孔512，所述換向桿520設(shè)置在所述閥體中，其中換向桿220內(nèi)形成兩端開口的油道，當(dāng)所述換向桿520沿軸向移動時(shí)，所述液壓閥在第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)和第三工作狀態(tài)之間切換；所述液壓閥處于第一工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油口513與所述第一油孔511連通，所述回油口與所述第二油孔512連通；所述液壓閥處于第二工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油口513與所述第二油孔512連通，所述回油口與所述第一油孔511連通；所述液壓閥處于第三工作狀態(tài)時(shí)，所述進(jìn)油孔、回油口、第一油孔511和第二油孔512中的任意兩個均不連通。具體的，換向桿520上沿軸向設(shè)有第一擋塊521和第二擋塊522，閥體上還設(shè)置有第一過渡油孔515和第二過渡油孔516，且第一過渡油孔515和第二過渡油孔516通過閥體外的油道連通。第一擋塊521和第二擋塊522之間形成高壓腔，高壓腔通過第二過渡油孔516與進(jìn)油口513連通，當(dāng)換向桿520動作時(shí)，可選擇的使高壓腔與第一油孔511或第二油孔512連通，形成進(jìn)油油路，且當(dāng)高壓腔與第一油孔511和第二油孔512中的一個油孔連通時(shí)，另一個油孔與回油孔連通，形成回油油路。

所述凸輪軸調(diào)節(jié)器600設(shè)有用于使凸輪軸相位提前的提前油孔和用于使凸輪軸相位滯后的滯后油孔；所述第一油孔511與所述提前油孔連通，所述第二油孔512與所述滯后油孔連通。

本實(shí)施例提供的本發(fā)明提供可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，包括：電磁體100、液壓閥500和凸輪軸調(diào)節(jié)器600，工作原理如下：

通過電磁體100的頂桿12和液壓閥500的壓簧530的共同作用使換向桿313沿軸向移動，從而使所述液壓閥500可在第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)和第三工作狀態(tài)之間切換，可選擇的使進(jìn)油口511與凸輪軸調(diào)節(jié)器的提前油孔和滯后油孔連通，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入凸輪軸調(diào)節(jié)器600提前腔和滯后腔的油量，從而調(diào)節(jié)凸輪軸的相位，使氣門的開啟提前或滯后，完成氣門正時(shí)調(diào)節(jié)。

線圈42通電后，閥芯11和基座2被磁化，且磁極方向一致，閥芯11和基座2相向的一端的磁極方向相反，從而相互吸和，閥芯11帶動頂桿12向基座2方向移動。本申請中，所述基座2靠近所述閥芯11的一端為具有外錐面的錐部21，閥芯11和基座2的表面形成的磁力線經(jīng)過錐部21的外錐面，從閥芯11平滑的過度到基座2上，磁阻小，磁力均勻，防止了閥芯11動作時(shí)的卡頓現(xiàn)象，進(jìn)而使液壓閥500得開合轉(zhuǎn)換更加順暢，可變氣門正時(shí)系統(tǒng)更加平穩(wěn)可靠，防止由于電磁體100導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)頓挫，甚至發(fā)動機(jī)順壞，同時(shí)改善了舒適性。

具體的，所述基座2包括一體連接成型的錐部21、中間部22和外延基座部23，所述中間部22設(shè)有徑向支撐部221，所述徑向支撐部221的中部設(shè)有導(dǎo)向通孔2211，所述頂桿12插接入導(dǎo)向通孔2211內(nèi)，閥芯11右端面的軸線設(shè)置有中心孔，頂桿12的左端通過過盈壓裝入所述閥芯11的中心孔內(nèi)。

所述隔磁內(nèi)罩3為中空殼體且左端封閉，所述隔磁內(nèi)罩3包括沿軸向依次連接的左罩部31、中間錐面部32、右罩部33和外延內(nèi)罩部34。中間錐面部32與基座2錐部21的外錐面貼合，所述左罩部31內(nèi)有第一空腔，第一空腔與基座2的收容部24組成閥芯11的運(yùn)行通道。

通過左罩部的第一空腔和基座2的收容部24對閥芯11的導(dǎo)向以及導(dǎo)向通孔2211對頂桿12的導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)了閥芯11和頂桿12即閥芯組件1的軸向同心，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了閥芯11在第一空腔和第二空腔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動時(shí)的力壓平衡，結(jié)合基座2的錐部21設(shè)計(jì)，使電磁線圈部4輸出的磁場盡可能呈現(xiàn)水平特性，并趨于穩(wěn)定，進(jìn)而使電磁閥得開合轉(zhuǎn)換更加順暢。

為了進(jìn)一步的增加電磁閥開合的順暢性，本實(shí)施例中骨架41與基座2錐部21對應(yīng)的位置設(shè)有與所述錐部21錐角相同的內(nèi)錐面。

發(fā)明人經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，錐部21的錐面角度為30°到60°時(shí)，電磁閥運(yùn)行到錐部21時(shí)的卡頓現(xiàn)象明顯減小，尤其當(dāng)錐度為50.5°時(shí)，最為平順。

進(jìn)一步地，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，閥芯組件1的工作氣隙(閥芯11的最大行程)也是影響電磁閥開合動作平穩(wěn)性的一個關(guān)鍵原因。工作氣隙的大小之間影響電磁力的大小，如果電磁力過小，會使閥芯11動作不靈敏或無法動作。參照圖6，申請人在電磁體的頂桿上增加模擬工作狀態(tài)的負(fù)載壓力后，改變線圈上通電的占空比，調(diào)節(jié)頂桿的移動行程，圖中表示不同占空比下，頂桿移動距離和電磁力的對應(yīng)值，當(dāng)移動距離為4毫米時(shí)，電磁力達(dá)到最大值，與負(fù)載壓力相同，小于3毫米時(shí)，電磁力較小，可能造成無法推動電磁閥閥芯。因此，工作氣隙可選用3毫米到6毫米之間時(shí)，獲得較佳的行程距離和電磁力，尤其當(dāng)工作氣隙為4毫米時(shí)，電磁力達(dá)到最大值。

因此本實(shí)施例中，基座2錐部21的錐度為50.5°，閥芯組件1的工作氣隙為4毫米。

進(jìn)一步地，所述頂桿12遠(yuǎn)離所述閥芯11的一端設(shè)置有鋼球13。

為了防止液壓油進(jìn)入電磁體內(nèi)部，所述基座2遠(yuǎn)離所述閥芯11的一端設(shè)有外延基座部23，所述外延內(nèi)罩部夾在所述骨架41和所述外延基座部23之間，所述外延內(nèi)罩部和所述外延基座部23之間設(shè)置有密封圈。通過外延內(nèi)罩部和基座2夾緊密封圈，從而防止液壓油進(jìn)入閥芯組件1，影響閥芯組件1的動作，損壞電磁鐵。

進(jìn)一步地，所述閥芯11的材料為純鐵，所述頂桿12的材料為不銹鋼。材料的選擇讓閥芯組件1具備更高的磁感應(yīng)靈敏度，通過沖壓和粉冶等工藝制成，制造成本低，可以經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

現(xiàn)有的凸輪軸調(diào)節(jié)器通常設(shè)有液壓通道，中間設(shè)有軸孔，凸輪軸設(shè)置在軸孔中，在凸輪軸的表面也開設(shè)有液壓通道，與凸輪軸調(diào)節(jié)器的液壓通道連通。當(dāng)凸輪軸上的液壓通道損壞后需更換整個凸輪軸，且凸輪軸與活塞相連，拆裝復(fù)雜，維護(hù)成本高。

為了克服以上問題，本發(fā)明中所述凸輪軸調(diào)節(jié)器600沿的中心沿軸向設(shè)置有定位通孔，所述液壓閥500設(shè)置在所述定位通孔中；第一油孔511和第二油孔512沿軸向設(shè)置在閥體510上，提前油孔和滯后油孔沿軸向設(shè)置在定位通孔的內(nèi)壁；所述第一油孔211與所述提前油孔連通，所述第二油孔212與所述滯后油孔連通。從而不需在凸輪軸上加工液壓通道，形成液壓回路，維護(hù)時(shí)，只需拆卸或更換液壓閥500和凸輪軸調(diào)節(jié)器600，拆裝簡單，維護(hù)成本低。

具體的，所述定位通孔的孔壁沿軸向設(shè)置有第一環(huán)形槽611和第二環(huán)形槽612，所述第一環(huán)形槽611內(nèi)設(shè)有所述提前油孔，所述第二環(huán)形槽612內(nèi)設(shè)有所述滯后油孔。其中，所述第一油孔511和所述第二油孔512均為沿所述液壓閥500周向布置的四個。通過設(shè)置多個第一油孔511和第二油孔512增大油液流量，設(shè)置環(huán)形槽一方面可防止周向定位不準(zhǔn)導(dǎo)致，第一油孔511與提前油孔、第二油孔512與滯后油孔無法連通；另一方面，在沿周向設(shè)置多個第一油孔511或第二油孔512時(shí)，通過第一環(huán)形槽611使多個第一油孔511連通，通過第二環(huán)形槽612使多個第二油孔512連通。應(yīng)當(dāng)理解的是，第一環(huán)形槽611和第二環(huán)形槽612也可以設(shè)置在液壓閥200的閥體210上，為本申請的等同替換。

更具體的，所述凸輪軸調(diào)節(jié)器600包括同軸設(shè)置的定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有葉片，所述葉片的后端面與所述定子之間形成提前腔，所述葉片的前端面與所述定子之間形成滯后腔，所述提前油孔與所述提前腔連通，所述滯后油孔與所述滯后腔連通。通過液壓閥500可選擇的將進(jìn)油孔與提前腔或滯后腔連通，另一個腔體與回油口514連通，從而形成液壓回路。驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)凸輪軸的相位。

所述閥體510靠近電磁體100的一端設(shè)置有螺栓頭，另一端設(shè)置有用于連接凸輪軸的外螺紋。裝配時(shí)，液壓閥作為中心螺栓，穿過凸輪軸調(diào)節(jié)器600固定在凸輪軸上，裝配簡單，維護(hù)成本低。

更進(jìn)一步地，本實(shí)施例的電磁液壓閥中，所述電磁體100和液壓閥500可拆卸連接。電磁液壓閥通常為一體連接，且電磁體部分相對液壓閥部分更容易發(fā)生故障。由于本實(shí)施例的液壓閥作為中心螺栓穿過凸輪軸調(diào)節(jié)器固定在凸輪軸上，如果實(shí)用常規(guī)電磁液壓閥，電磁體部分故障后，需要拆卸整套凸輪軸調(diào)節(jié)裝置才可卸下電磁液壓閥，因此，為了檢修方便，本申請的電磁鐵和液壓閥可拆卸連接，可調(diào)節(jié)好位置后分別固定在周邊設(shè)備上，也可采用卡接或螺紋連接等常用易拆結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)不再贅述，當(dāng)電磁鐵損壞后只需更換電磁鐵即可，不需拆裝液壓閥和凸輪軸調(diào)節(jié)器。

在本申請的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，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(shù)特征的數(shù)量。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

在本說明書的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。