可变气门正时系统及其电动驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车制造领域，特别涉及一种可变气门正时系统及用于可变气门正时系统的电动驱动装置。
【背景技术】
[0002]为了改善发动机的燃油经济性、减少排放污染和提高动力性能，越来越多的汽车发动机采用可变气门正时(通常简称VVT系统)技术来改变进气门和排气门的气门正时，也即改变进气门和排气门开闭时刻。
[0003]当前普遍使用的VVT系统为液压驱动的VVT系统。
[0004]—种现有技术的VVT系统，如图1所示，包括调相器10 (纵切面)，结合图2所示的调相器10的正切面结构:调相器10包括外圈101皮带轮和内圈100，内圈100及外圈101之间组成被叶片102分为A腔及B腔的油腔103(图2中仅示意了油腔103，调相器10具有若干个油腔，其他油腔的结构参照油腔103)。
[0005]继续参考图1，所述VVT系统还包括:连接A腔的A油道11及连接B腔的B油道
12。VVT系统还包括:如图3所示的油路控制系统，所述油路控制系统包括控制所述A油道11及B油道12的电磁阀13。当来自机油栗的高压油通过电磁阀13分配给A油道11时，高压油道14与A油道11连通，B油道12自动与泄油道15连通，此时，A腔的压力大于B腔，叶片102被油压推动向低压腔B移动，由于叶片嵌入内圈100的内槽，故叶片102带动内圈100相对外圈101发生顺时针转动；反之，当电磁阀13将来自机油栗的高压油道14与B油道12连通时，A油道11连通泄油道15，内圈100会相对外圈101发生逆时针转动。
[0006]继续参考图1，所述VVT系统还包括:凸轮轴16，内圈100与凸轮轴16刚性连接。当内外圈相位因上述油路变化而发生改变时，也改变了凸轮轴16所连接的凸轮(图中未示出)驱动气门的开闭时刻。
[0007]现有技术的上述VVT系统至少具有如下缺陷:
[0008]对于上述液压驱动的VVT系统而言，其油路控制基于液压栗，而液压栗为发动机自带的机油栗。由于发动机启动前机油栗不工作，没有机油压力，因此VVT系统在油压建立前不能驱动气门正时改变位置。采用现有技术液压驱动的VVT系统的汽车，也会在启动汽车发动机时因正时位置不正确引起汽车发动机异响和振动；另外，由于发动机一些新技术的应用(例如，起停技术，Atkinson循环)，希望在发动机启动前就能将凸轮轴相位调整到要求位置或需要更大的调节角度，现有液压驱动的VVT系统不能较好的满足要求。
[0009]再有，液压驱动的VVT系统受机油压力波动的影响，难以精确控制气门正时和响应时间；
[0010]另外，液压驱动的VVT系统还会受液压腔空间限制，气门正时的可调角度有限，一般为30度转角以内，使用范围有限，如果需要开发更大可调角度的VVT系统，则需要更大体积和轴向长度的调相器；但是，调相器体积的增大，其对布置空间要求也相应会增大，也会使得调相器质量增加，转动惯量提升，在汽车的速度变化时会增加正时驱动皮带或链条的载荷。
【发明内容】
[0011 ] 本发明技术方案所解决的技术问题为，提供一种能够改变气门正时的电动驱动的VVT系统装置，以至少克服液压驱动的VVT系统所带来的缺陷之一。
[0012]为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种用于可变气门正时系统的电动驱动装置，其改变设置在发动机中的进气门和排气门中至少一者的打开或关闭正时，包括:在同一轴向上的凸轮轴、第一驱动轴及第一滑套，所述凸轮轴沿所述轴向正向延伸至第一滑套内腔内、以形成可与所述第一滑套在轴向上相对移动的第一连接部，所述第一驱动轴沿所述轴向反向延伸至第一滑套内腔内、以形成可与所述第一滑套在轴向上相对移动的第二连接部；所述第一滑套可被电驱动以产生轴向位移，并可绕所述轴向方向旋转；
[0013]所述第一连接部外壁上具有第一螺旋齿，所述第二连接部外壁上具有第二螺旋齿，所述第一滑套的内壁具有与所述第一螺旋齿螺旋配合的第一螺旋槽、以及与所述第二螺旋齿螺旋配合的第二螺旋槽；所述第一螺旋槽及第二螺旋槽在螺旋方向为轴向时具有相对的螺旋角度差。
[0014]可选的，所述电动驱动装置还包括:电机组，所述电机组适于驱动所述第一滑套沿轴向运动。
[0015]可选的，所述的电动驱动装置还包括:第二滑套，所述第一滑套套接于所述第二滑套并相在轴向上与所述第二滑套共同运动，所述第二滑套外壁排列有驱动齿，所述驱动齿的排列方向与所述轴向方向一致；
[0016]所述电机组包括:第二驱动轴及电机，所述电机具有电机齿轮；所述第二驱动轴的两端分别设置有第一驱动齿轮及第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述驱动齿啮合，所述第二驱动齿轮与所述电机齿轮啮合。
[0017]可选的，所述第二滑套绕所述第一滑套轴向方向相对静止。
[0018]可选的，所述第一滑套及第二滑套都为圆环型，所述驱动齿为环形齿。
[0019]可选的，所述第二滑套的开口内壁上具有环形卡簧槽；
[0020]所述电动驱动装置还包括:环状卡簧，所述环状卡簧在装配时设置于所述卡簧槽内，并限制所述第一滑套移出。
[0021]可选的，所述第二驱动齿轮为减速齿轮，所述第二驱动齿轮的尺寸大于所述第一驱动尺寸。
[0022]可选的，所述第二驱动齿轮上设有减重孔。
[0023]可选的，所述电机组还包括:电机安装座，所述第二驱动轴及电机设于所述电机安装座内。
[0024]可选的，所述第一驱动轴穿过所述第一滑套内腔以形成连接轴颈，所述第一连接部具有与所述连接轴颈连接配合的轴向通孔。
[0025]可选的，所述电动驱动装置还包括:扭簧；
[0026]所述第一连接部具有圆环型轴头，所述轴头的外径与所述第一滑套内腔的内径适配，所述轴头的内孔与所述轴向通孔连通并适于容纳所述扭簧；所述轴头的内径大于所述轴向通孔的内径，轴向通孔部分的第一连接部与轴头连接并形成垂直于轴向方向的第一环面；
[0027]所述第二连接部的轴径与所述第一滑套内腔的内径适配，所述连接轴颈的轴颈小于所述第二连接部的轴径，所述第二连接部与连接轴颈连接并形成垂直于轴向方向的第二环面，所述第二环面与第一环面相对；
[0028]所述第一环面和第二环面分别设置有固定所述扭簧端部的固定孔。
[0029]可选的，所述第一螺旋齿设于所述轴头上。
[0030]可选的，所述第一螺旋槽具有第一截面，所述第一螺旋齿具有与所述第一螺旋槽配合的第一滑面；所述第一螺旋槽是所述第一截面绕中心轴线旋转并同时沿轴向移动形成的，所述第一截面垂直于中心轴线；
[0031]所述第二螺旋槽具有第二截面，所述第二螺旋齿具有与所述第二螺旋槽配合的第二滑面；所述第二螺旋槽是所述第二截面绕中心轴线旋转并同时沿轴向移动形成的，所述第二截面垂直于中心轴线；
[0032]所述第一螺旋槽和第二螺旋槽在螺旋旋转时避免交错，所述第一螺旋槽的螺旋旋转方向与所述第二螺旋槽的螺旋旋转方向相反。
[0033]可选的，所述第一螺旋齿的个数大于或等于2，所述第二螺旋齿的个数大于或等于2 ;每个第一螺旋齿对应有适配的第一螺旋槽，每个第二螺旋齿对应有适配的第二螺旋槽，所述第一螺旋槽之间平行设置，所述第二螺旋槽之间平行设置。
[0034]可选的，所述第一螺旋齿以所述凸轮轴轴心为圆心、等角度地圆周排布于所述第一连接部上；所述第二螺旋齿以所述第一驱动轴轴心为圆心，等角度地圆周排布于所述第二连接部上。
[0035]可选的，所述第一螺旋槽及第二螺旋槽在轴向上的距离与其绕所述轴向螺旋旋转的角度呈比例关系。
[0036]可选的，所述电动驱动装置还包括:驱动轮；所述第一驱动轴适于传递所述驱动轮的扭矩；所述驱动轮由发动机曲轴驱动以进行同步转动。
[0037]可选的，所述电动驱动装置还包括:沿所述轴向、贯穿所述凸轮轴、第一驱动轴及第一滑套的油道；所述凸轮轴对应所述油道形成轴向通孔，所述第一驱动轴对应所述油道形成轴向的油孔及油槽，所述第一滑套对应所述油道形成贯穿内外壁的油孔。
[0038]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种可变气门正时系统，包括:如上所述的电动驱动装置及ECU控制器，所述ECU控制器适于至少根据凸轮轴位置及发动机曲轴位置控制所述第一滑套的电驱动位移。
[0039]本发明技术方案的有益效果至少包括:
[0040]本发明技术方案使用电驱动改变气门正时，其使用第一滑套第一螺旋槽与凸轮轴第一螺旋齿的螺旋配合、第一滑套第二螺旋槽与第一驱动轴第二螺旋齿的螺旋配合，将被电驱动的第一滑套的轴向位移转化为凸轮轴与第一驱动轴之间绕轴向的相对螺旋角度差，从而达到以电驱动改变气门正时的目的。本发明技术方案结构紧凑，体积小，布置方便，成本低廉。
[0041]由于以电驱动改变VVT系统的气门正时不受机油压力波动影响，且容易控制，能够更为精确地控制气门正时精度及响应时间。本发明技术方案将第一滑套的位移量转化为凸轮轴与第一驱动轴之间绕轴向的相对螺旋角度差，因而可以设置位移量与气门正时可调角度的比例关系，扩大了气门正时的可调角度范围，结合电控精度及控制力度都是更易调制的，对于本发明技术方案，能够适应开发更大可调角度的VVT系统，而不必担心VVT系统及其电动驱动装置的体积及质量问题。
[0042]与现有技术液压驱动的VVT系统相比，基于本发明技术方案的VVT系统是受电力驱动的，其控制更精准，旋转运动件的惯量更小，对正时链或正时带的载荷冲击更小，在发动机点火启动前就能实现相位调节，避免了启动时发动机异响和振动。
[0043]本发明技术方案中，适用于VVT系统的电动驱动装置使带轮外侧到凸轮(与凸轮轴连接)的距离比液压驱动VVT调相器外侧到凸轮的距离更小，故本发明技术方案的发动机轴向结构更紧凑。基于电机电动驱动装置，本发明技术方案不再需要机油栗油压驱动，汽车不需要配置较大排量的机油栗，从而减小机油栗的耗能。
[0044]相对现有技术液压驱动的VVT系统而言，基于本发明技术方案的VVT系统因不再需要较大排量的机油栗，故可采用小排