凸轮轴相位器和车辆的制作方法

本发明涉及凸轮轴相位器和包括该凸轮轴相位器的车辆。

背景技术：

发动机气门正时系统是用于控制汽车的发动机的气门开闭时间的系统，发动机气门正时系统通过控制气门的开闭来优化发动机的工作性能。凸轮轴相位器是发动机气门正时系统的重要部件之一。

如图1和图2所示，为了避免或减轻在凸轮轴相位器的转子2在周向转动过程中转动到极限位置(包括转子2相对于定子1逆时针转动至转子叶片21和定子凸起11接触的第一极限位置以及转子2相对于定子1顺时针转动至转子叶片21和定子凸起11接触的第二极限位置)时定子凸起11与转子叶片21的机械接触所引起的撞击噪声，一种可能的方法是将转子叶片21的周向两侧的两个油孔设置为具有调节转子2的转速的作用。

以图2中大致位于12点钟方向的油孔22为例，在转子2相对于定子1逆时针转动使转子叶片21接近定子凸起11时，油孔22逐渐被定子凸起11阻挡并最终被定子凸起11堵住，图2中由a到b到c的过程表示了转子2相对于定子1沿逆时针逐渐转动的过程。这个过程中，对于由定子1和转子2分隔出的第一腔室a和第二腔室b来说，第一腔室a回油、第二腔室b充油。由于油孔22的朝向第一腔室a开放的面积逐渐减小，油液流出第一腔室a的速度逐渐下降，到最后油孔22被堵住，油液只能从转子2和定子1之间的空隙处流出第一腔室a；这个过程中，转子2相对于定子1的转动速度下降，使得转子叶片21在接近第一极限位置时得到缓冲。然而，理想的缓冲调节过程希望几乎在转子叶片21接触定子凸起11的瞬间发生，而上述缓冲的调节过程过长，在一定程度上影响了凸轮轴相位调节器的调节速度。

中国专利公开cn110388243a公开了一种凸轮轴相位器，在该专利公开中，定子凸起和转子叶片之间具有附加油路，附加油路使得与第一腔室连通的连通口的流路截面积随着转子相对于定子顺时针转动而逐渐减小。上述方案在一定程度上保证了凸轮轴相位器的调节速度。然而在上述连通口的流路截面积减小的过程中，凸轮轴相位器的调节速度仍然会受到一定的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种结构简单、缓冲效果好且对凸轮轴相位器的调节速度影响小的凸轮轴相位器，以及具有该凸轮轴相位器的车辆。

根据本发明的第一方面，提供一种凸轮轴相位器，其具有轴向、径向和周向并且包括定子和转子，所述转子设置于所述定子的径向内侧并且能够相对于所述定子转动，所述转子包括转子主体和从所述转子主体朝向径向外侧伸出的多个转子叶片，所述定子包括定子主体和从所述定子主体朝向径向内侧伸出的多个定子凸起，所述多个转子叶片和所述多个定子凸起在周向上交替布置，使得形成沿周向分布的多组腔室，在相邻的所述定子凸起之间形成一组腔室，每组腔室均包括由所述转子叶片分隔的第一腔室和第二腔室，所述转子主体形成有与各所述第一腔室对应的第一腔室油道和与各所述第二腔室对应的第二腔室油道，其中，

所述转子主体的外周壁设有至少一个向径向内侧凹陷的油槽，每个所述油槽与一个所述第一腔室油道连通或与一个所述第二腔室油道连通，

所述油槽的最靠近一个所述转子叶片的侧壁沿所述轴向延伸，

当所述转子相对于所述定子转动到所述转子叶片接触到所述定子凸起时，至少一个所述油槽的朝向径向外侧的开口被所述定子凸起完全遮蔽。

在至少一个实施方式中，所述油槽的朝向径向外侧的开口满足：

从所述转子相对于所述定子朝一个方向转动到所述油槽开始被所述定子凸起部分地遮蔽的第一周向位置至所述转子相对于所述定子继续朝所述一个方向转动过非缓冲角的过程中，所述油槽的朝向径向外侧的开口的面积不小于与所述油槽连通的油道的位于所述转子的内周面的开口的面积。

在至少一个实施方式中，所述非缓冲角的大小为3°到5°。

在至少一个实施方式中，当所述转子相对于所述定子朝一个方向转动到所述油槽的朝向径向外侧的开口被所述定子凸起完全遮蔽后，所述转子仍然能相对于所述定子朝所述一个方向转动过缓冲角直至所述转子叶片接触所述定子凸起。

在至少一个实施方式中，所述缓冲角的大小为2°到3°。

在至少一个实施方式中，所述油槽有至少两个，所述至少两个油槽分别与一个所述第一腔室油道和一个所述第二腔室油道连通。

在至少一个实施方式中，所述油槽在所述轴向上延伸到所述转子的至少一个端面。

在至少一个实施方式中，所述油槽在所述转子的外周面上的开口呈矩形。

在至少一个实施方式中，所述定子凸起的径向内侧、周向边缘处具有缺口，当所述转子相对于所述定子转动到所述油槽部分地被所述定子凸起遮蔽时，所述缺口与所述油槽连通。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆，其包括根据本发明的凸轮轴相位器。

根据本发明的凸轮轴相位器结构简单、成本低、减速缓冲效果好。因此，包括本发明的凸轮轴相位器的车辆也有上述优点。

附图说明

图1是一种可能的具有缓冲功能的凸轮轴相位器的示意图。

图2是图1所示的凸轮轴相位器进行缓冲减速过程的示意图。

图3是根据本发明的一个实施方式的凸轮轴相位器的转子的示意图。

图4至图6是根据本发明的一个实施方式的凸轮轴相位器在不同工作阶段的示意图。

图7是根据本发明的另一个实施方式的凸轮轴相位器的转子的示意图。

附图标记说明

1定子；11定子凸起；12缺口；

2转子；21转子叶片；22油孔；22a第一腔室油道；22b第二腔室油道；23油槽；

a第一腔室；b第二腔室；

x缓冲角；y非缓冲角；

l1第一周向位置；l2第二周向位置；l3第三周向位置。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

参照图3至图7介绍根据本发明的凸轮轴相位器。

如图4所示，根据本发明的凸轮轴相位器包括定子1和转子2，转子2设置于定子1的径向内侧并且能够相对于定子1转动。

定子1包括圆筒状的定子主体以及从定子主体朝向径向内侧伸出的多个(本实施方式中为四个)定子凸起11。转子2包括圆筒状的转子主体以及从转子主体朝向径向外侧伸出的多个(本实施方式中为四个)转子叶片21。多个定子凸起11与多个转子叶片21在周向上交替地布置，使得每个转子叶片21均位于相邻的两个定子凸起11之间。

相邻的两个定子凸起11之间的空间被位于这两个定子凸起11之间的转子叶片21分隔成两个彼此独立的腔室。在转子叶片21的顶端设置有与定子主体抵接的密封组件，以用于使这两个腔室彼此隔离。这样，在图4所示的凸轮轴相位器中共形成沿着周向分布的四组腔室，各组腔室均包括一个第一腔室a和一个第二腔室b。

所有第一腔室a通过形成于转子主体内的第一腔室油道22a与供油装置连通，所有第二腔室b通过形成于转子主体内的第二腔室油道22b与供油装置连通。第一腔室油道22a与第二腔室油道22b彼此独立。值得说明的是，本申请的附图中只特别示出了与缓冲结构相关的油道。

同时参照图3，在转子主体的外周壁设有至少一个向径向内侧凹陷的油槽23，油槽23与油道(第一腔室油道22a或第二腔室油道22b)连通。优选地，油槽23有至少两个，至少两个油槽23中的一个与第一腔室油道22a连通、另一个与第二腔室油道22b连通。值得说明的是，当只设置一个油槽时，将转子2相对于定子1朝基础位置转动的方向定义为回位方向，则该一个油槽设置于转子叶片21的回位方向侧。

在图3所示的实施方式中，油槽23贯穿转子2的轴向，即油槽23从转子2的一个轴向端面延伸到另一个轴向端面，然而这并不是必须的。例如，参考图7，在另一实施方式中，油槽23从转子2的一个轴向端面延伸至转子2的轴向中部区域。油槽23延伸到转子2的至少一个轴向端面的设置方式方便油槽23的加工。应当理解，在加工方式允许的情况下，油槽23也可以不延伸到转子2的任一个轴向端面，而是只位于转子2的轴向中部区域，只需满足油槽23与一个油道连通即可。

图4至图6示出了在转子2相对于定子1沿逆时针方向转动过程中的三个状态，接下来将结合这三个转动状态介绍油槽23为转子2提供的缓冲作用。

油槽23的存在使得，当转子2相对于定子1转动到油道与定子凸起11在径向上至少部分重合时，油道的位于转子2的径向外侧的开口与定子凸起11的内周面之间形成间隙，该间隙能够用于存储油液。

参照图4，当油槽23的至少一个侧壁(图中的右侧壁)没有接触到定子凸起11的内周壁时，第一腔室a内的油液能够从上述间隙进入油槽23内、之后通过第一腔室油道22a回流至供油装置。特别地，油槽23满足：从油槽23的第一侧壁(图中的左侧壁)接触到定子凸起11的内周面(油槽23的左侧壁运动到油槽23刚要被定子凸起11挡住的第一周向位置l1)开始、至油槽23在周向上转过非缓冲角度y(油槽23的左侧壁运动到第二周向位置l2)的过程中，油槽23的能够供油液流入油槽23的开放面积(油槽23的未被定子凸起11遮挡的面积)不小于第一腔室油道22a在转子2的内周面的开口的面积，非缓冲角y例如为3°到5°。这样，在转子2转过非缓冲角度y的过程中，流经第一腔室油道22a的油液的流速不受影响，因此转子2不会过早地减速。

优选地，油槽23的最靠近一个转子叶片21的侧壁(在本实施方式中，参照图4，对于与第一腔室油道22a连接的油槽23来说是油槽23的右侧壁，对于与第二腔室油道22b连接的油槽23来说是油槽23的左侧壁)为沿轴向延伸的平面。更优选地，油槽23在转子2的外周面上的开口呈矩形。油槽23的上述结构特征不仅使油槽23容易加工，而且能保证转子2在转动过程中不会过早地减速。

优选地，定子凸起11的径向内侧、周向边缘处具有缺口12，当转子2相对于定子1转动到油槽23部分地被定子凸起11遮蔽的状态时，缺口12有助于油液流入油槽23、避免转子2过早地减速。

参照图5，当转子2继续相对于定子1转动至油槽23的第二侧壁(图中的右侧壁)也接触到定子凸起11的内周壁时(油槽23的右侧壁运动到第一周向位置l1)，油槽23的开放面积减小为零，转子2开始执行期望的减速缓冲。这之后，第一腔室a内的油液只能通过定子1和转子2之间的缝隙流出第一腔室a，转子2相对于定子1的转动速度迅速降低。

参照图6，当转子2继续相对于定子1转动使油槽23的第二侧壁逆时针转动到达第三周向位置l3时，转子叶片21接触到定子凸起11，转子2不再相对于定子1逆时针转动，转子2的减速缓冲阶段完成。将第一周向位置l1和第三周向位置l3之间的夹角(圆心角)定义为缓冲角x。缓冲角x的大小将影响缓冲调速的效果，本领域技术人员可以根据实际需求设计合理的缓冲角x的值，例如，缓冲角x为2°到3°，更优选地，缓冲角x为2.5°。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)本发明在改进凸轮轴相位器时不需要额外的零部件，使得凸轮轴相位器的转子在相对于定子转动到达极限位置前能够合理减速缓冲、降低接触噪音。

(ii)通过控制非缓冲角y和缓冲角x的大小，可以调节转子的缓冲速度，使转子减速缓冲的过程尽量不过早开始而影响转子的正常工作。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：本发明对油槽23的长度、宽度和深度不作限制。