可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)及其電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)制造領(lǐng)域，特別涉及一種可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)及用于可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、減少排放污染和提高動(dòng)力性能，越來(lái)越多的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門(mén)正時(shí)(通常簡(jiǎn)稱(chēng)VVT系統(tǒng))技術(shù)來(lái)改變進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的氣門(mén)正時(shí)，也即改變進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)刻。
[0003]當(dāng)前普遍使用的VVT系統(tǒng)為液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)。
[0004]—種現(xiàn)有技術(shù)的VVT系統(tǒng)，如圖1所示，包括調(diào)相器10 (縱切面)，結(jié)合圖2所示的調(diào)相器10的正切面結(jié)構(gòu):調(diào)相器10包括外圈101皮帶輪和內(nèi)圈100，內(nèi)圈100及外圈101之間組成被葉片102分為A腔及B腔的油腔103(圖2中僅示意了油腔103，調(diào)相器10具有若干個(gè)油腔，其他油腔的結(jié)構(gòu)參照油腔103)。
[0005]繼續(xù)參考圖1，所述VVT系統(tǒng)還包括:連接A腔的A油道11及連接B腔的B油道
12。VVT系統(tǒng)還包括:如圖3所示的油路控制系統(tǒng)，所述油路控制系統(tǒng)包括控制所述A油道11及B油道12的電磁閥13。當(dāng)來(lái)自機(jī)油栗的高壓油通過(guò)電磁閥13分配給A油道11時(shí)，高壓油道14與A油道11連通，B油道12自動(dòng)與泄油道15連通，此時(shí)，A腔的壓力大于B腔，葉片102被油壓推動(dòng)向低壓腔B移動(dòng)，由于葉片嵌入內(nèi)圈100的內(nèi)槽，故葉片102帶動(dòng)內(nèi)圈100相對(duì)外圈101發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，當(dāng)電磁閥13將來(lái)自機(jī)油栗的高壓油道14與B油道12連通時(shí)，A油道11連通泄油道15，內(nèi)圈100會(huì)相對(duì)外圈101發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]繼續(xù)參考圖1，所述VVT系統(tǒng)還包括:凸輪軸16，內(nèi)圈100與凸輪軸16剛性連接。當(dāng)內(nèi)外圈相位因上述油路變化而發(fā)生改變時(shí)，也改變了凸輪軸16所連接的凸輪(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的開(kāi)閉時(shí)刻。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的上述VVT系統(tǒng)至少具有如下缺陷:
[0008]對(duì)于上述液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)而言，其油路控制基于液壓栗，而液壓栗為發(fā)動(dòng)機(jī)自帶的機(jī)油栗。由于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前機(jī)油栗不工作，沒(méi)有機(jī)油壓力，因此VVT系統(tǒng)在油壓建立前不能驅(qū)動(dòng)氣門(mén)正時(shí)改變位置。采用現(xiàn)有技術(shù)液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)的汽車(chē)，也會(huì)在啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)因正時(shí)位置不正確引起汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響和振動(dòng)；另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)一些新技術(shù)的應(yīng)用(例如，起停技術(shù)，Atkinson循環(huán))，希望在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前就能將凸輪軸相位調(diào)整到要求位置或需要更大的調(diào)節(jié)角度，現(xiàn)有液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)不能較好的滿足要求。
[0009]再有，液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)受機(jī)油壓力波動(dòng)的影響，難以精確控制氣門(mén)正時(shí)和響應(yīng)時(shí)間；
[0010]另外，液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)還會(huì)受液壓腔空間限制，氣門(mén)正時(shí)的可調(diào)角度有限，一般為30度轉(zhuǎn)角以內(nèi)，使用范圍有限，如果需要開(kāi)發(fā)更大可調(diào)角度的VVT系統(tǒng)，則需要更大體積和軸向長(zhǎng)度的調(diào)相器；但是，調(diào)相器體積的增大，其對(duì)布置空間要求也相應(yīng)會(huì)增大，也會(huì)使得調(diào)相器質(zhì)量增加，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量提升，在汽車(chē)的速度變化時(shí)會(huì)增加正時(shí)驅(qū)動(dòng)皮帶或鏈條的載荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明技術(shù)方案所解決的技術(shù)問(wèn)題為，提供一種能夠改變氣門(mén)正時(shí)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)裝置，以至少克服液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)所帶來(lái)的缺陷之一。
[0012]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種用于可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其改變?cè)O(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)中至少一者的打開(kāi)或關(guān)閉正時(shí)，包括:在同一軸向上的凸輪軸、第一驅(qū)動(dòng)軸及第一滑套，所述凸輪軸沿所述軸向正向延伸至第一滑套內(nèi)腔內(nèi)、以形成可與所述第一滑套在軸向上相對(duì)移動(dòng)的第一連接部，所述第一驅(qū)動(dòng)軸沿所述軸向反向延伸至第一滑套內(nèi)腔內(nèi)、以形成可與所述第一滑套在軸向上相對(duì)移動(dòng)的第二連接部；所述第一滑套可被電驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生軸向位移，并可繞所述軸向方向旋轉(zhuǎn)；
[0013]所述第一連接部外壁上具有第一螺旋齒，所述第二連接部外壁上具有第二螺旋齒，所述第一滑套的內(nèi)壁具有與所述第一螺旋齒螺旋配合的第一螺旋槽、以及與所述第二螺旋齒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?yàn)檩S向時(shí)具有相對(duì)的螺旋角度差。
[0014]可選的，所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:電機(jī)組，所述電機(jī)組適于驅(qū)動(dòng)所述第一滑套沿軸向運(yùn)動(dòng)。
[0015]可選的，所述的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:第二滑套，所述第一滑套套接于所述第二滑套并相在軸向上與所述第二滑套共同運(yùn)動(dòng)，所述第二滑套外壁排列有驅(qū)動(dòng)齒，所述驅(qū)動(dòng)齒的排列方向與所述軸向方向一致；
[0016]所述電機(jī)組包括:第二驅(qū)動(dòng)軸及電機(jī)，所述電機(jī)具有電機(jī)齒輪；所述第二驅(qū)動(dòng)軸的兩端分別設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)齒輪及第二驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一驅(qū)動(dòng)齒輪與所述驅(qū)動(dòng)齒嚙合，所述第二驅(qū)動(dòng)齒輪與所述電機(jī)齒輪嚙合。
[0017]可選的，所述第二滑套繞所述第一滑套軸向方向相對(duì)靜止。
[0018]可選的，所述第一滑套及第二滑套都為圓環(huán)型，所述驅(qū)動(dòng)齒為環(huán)形齒。
[0019]可選的，所述第二滑套的開(kāi)口內(nèi)壁上具有環(huán)形卡簧槽；
[0020]所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:環(huán)狀卡簧，所述環(huán)狀卡簧在裝配時(shí)設(shè)置于所述卡簧槽內(nèi)，并限制所述第一滑套移出。
[0021]可選的，所述第二驅(qū)動(dòng)齒輪為減速齒輪，所述第二驅(qū)動(dòng)齒輪的尺寸大于所述第一驅(qū)動(dòng)尺寸。
[0022]可選的，所述第二驅(qū)動(dòng)齒輪上設(shè)有減重孔。
[0023]可選的，所述電機(jī)組還包括:電機(jī)安裝座，所述第二驅(qū)動(dòng)軸及電機(jī)設(shè)于所述電機(jī)安裝座內(nèi)。
[0024]可選的，所述第一驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)所述第一滑套內(nèi)腔以形成連接軸頸，所述第一連接部具有與所述連接軸頸連接配合的軸向通孔。
[0025]可選的，所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:扭簧；
[0026]所述第一連接部具有圓環(huán)型軸頭，所述軸頭的外徑與所述第一滑套內(nèi)腔的內(nèi)徑適配，所述軸頭的內(nèi)孔與所述軸向通孔連通并適于容納所述扭簧；所述軸頭的內(nèi)徑大于所述軸向通孔的內(nèi)徑，軸向通孔部分的第一連接部與軸頭連接并形成垂直于軸向方向的第一環(huán)面；
[0027]所述第二連接部的軸徑與所述第一滑套內(nèi)腔的內(nèi)徑適配，所述連接軸頸的軸頸小于所述第二連接部的軸徑，所述第二連接部與連接軸頸連接并形成垂直于軸向方向的第二環(huán)面，所述第二環(huán)面與第一環(huán)面相對(duì)；
[0028]所述第一環(huán)面和第二環(huán)面分別設(shè)置有固定所述扭簧端部的固定孔。
[0029]可選的，所述第一螺旋齒設(shè)于所述軸頭上。
[0030]可選的，所述第一螺旋槽具有第一截面，所述第一螺旋齒具有與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繞中心軸線旋轉(zhuǎn)并同時(shí)沿軸向移動(dòng)形成的，所述第一截面垂直于中心軸線；
[0031]所述第二螺旋槽具有第二截面，所述第二螺旋齒具有與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繞中心軸線旋轉(zhuǎn)并同時(shí)沿軸向移動(dòng)形成的，所述第二截面垂直于中心軸線；
[0032]所述第一螺旋槽和第二螺旋槽在螺旋旋轉(zhuǎn)時(shí)避免交錯(cuò)，所述第一螺旋槽的螺旋旋轉(zhuǎn)方向與所述第二螺旋槽的螺旋旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0033]可選的，所述第一螺旋齒的個(gè)數(shù)大于或等于2，所述第二螺旋齒的個(gè)數(shù)大于或等于2 ;每個(gè)第一螺旋齒對(duì)應(yīng)有適配的第一螺旋槽，每個(gè)第二螺旋齒對(duì)應(yīng)有適配的第二螺旋槽，所述第一螺旋槽之間平行設(shè)置，所述第二螺旋槽之間平行設(shè)置。
[0034]可選的，所述第一螺旋齒以所述凸輪軸軸心為圓心、等角度地圓周排布于所述第一連接部上；所述第二螺旋齒以所述第一驅(qū)動(dòng)軸軸心為圓心，等角度地圓周排布于所述第二連接部上。
[0035]可選的，所述第一螺旋槽及第二螺旋槽在軸向上的距離與其繞所述軸向螺旋旋轉(zhuǎn)的角度呈比例關(guān)系。
[0036]可選的，所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:驅(qū)動(dòng)輪；所述第一驅(qū)動(dòng)軸適于傳遞所述驅(qū)動(dòng)輪的扭矩；所述驅(qū)動(dòng)輪由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0037]可選的，所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:沿所述軸向、貫穿所述凸輪軸、第一驅(qū)動(dòng)軸及第一滑套的油道；所述凸輪軸對(duì)應(yīng)所述油道形成軸向通孔，所述第一驅(qū)動(dòng)軸對(duì)應(yīng)所述油道形成軸向的油孔及油槽，所述第一滑套對(duì)應(yīng)所述油道形成貫穿內(nèi)外壁的油孔。
[0038]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)，包括:如上所述的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置及ECU控制器，所述ECU控制器適于至少根據(jù)凸輪軸位置及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置控制所述第一滑套的電驅(qū)動(dòng)位移。
[0039]本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果至少包括:
[0040]本發(fā)明技術(shù)方案使用電驅(qū)動(dòng)改變氣門(mén)正時(shí)，其使用第一滑套第一螺旋槽與凸輪軸第一螺旋齒的螺旋配合、第一滑套第二螺旋槽與第一驅(qū)動(dòng)軸第二螺旋齒的螺旋配合，將被電驅(qū)動(dòng)的第一滑套的軸向位移轉(zhuǎn)化為凸輪軸與第一驅(qū)動(dòng)軸之間繞軸向的相對(duì)螺旋角度差，從而達(dá)到以電驅(qū)動(dòng)改變氣門(mén)正時(shí)的目的。本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，布置方便，成本低廉。
[0041]由于以電驅(qū)動(dòng)改變VVT系統(tǒng)的氣門(mén)正時(shí)不受機(jī)油壓力波動(dòng)影響，且容易控制，能夠更為精確地控制氣門(mén)正時(shí)精度及響應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明技術(shù)方案將第一滑套的位移量轉(zhuǎn)化為凸輪軸與第一驅(qū)動(dòng)軸之間繞軸向的相對(duì)螺旋角度差，因而可以設(shè)置位移量與氣門(mén)正時(shí)可調(diào)角度的比例關(guān)系，擴(kuò)大了氣門(mén)正時(shí)的可調(diào)角度范圍，結(jié)合電控精度及控制力度都是更易調(diào)制的，對(duì)于本發(fā)明技術(shù)方案，能夠適應(yīng)開(kāi)發(fā)更大可調(diào)角度的VVT系統(tǒng)，而不必?fù)?dān)心VVT系統(tǒng)及其電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的體積及質(zhì)量問(wèn)題。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)相比，基于本發(fā)明技術(shù)方案的VVT系統(tǒng)是受電力驅(qū)動(dòng)的，其控制更精準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量更小，對(duì)正時(shí)鏈或正時(shí)帶的載荷沖擊更小，在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)前就能實(shí)現(xiàn)相位調(diào)節(jié)，避免了啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)異響和振動(dòng)。
[0043]本發(fā)明技術(shù)方案中，適用于VVT系統(tǒng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置使帶輪外側(cè)到凸輪(與凸輪軸連接)的距離比液壓驅(qū)動(dòng)VVT調(diào)相器外側(cè)到凸輪的距離更小，故本發(fā)明技術(shù)方案的發(fā)動(dòng)機(jī)軸向結(jié)構(gòu)更緊湊?；陔姍C(jī)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明技術(shù)方案不再需要機(jī)油栗油壓驅(qū)動(dòng)，汽車(chē)不需要配置較大排量的機(jī)油栗，從而減小機(jī)油栗的耗能。
[0044]相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)液壓驅(qū)動(dòng)的VVT系統(tǒng)而言，基于本發(fā)明技術(shù)方案的VVT系統(tǒng)因不再需要較大排量的機(jī)油栗，故可采用小排