[發明專利]帶有密封套的凸輪軸相位調節器

有效

• 申請號: 201310314234.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103573319A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 克勞斯·韋爾特;尤韋·邁尼希
• 申請（專利權）人: 斯瓦本冶煉廠汽車股份有限公司
• 主分類號: F01L1/344
• 分類號: F01L1/344
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及用于調節內燃機的凸輪軸相對于曲軸的轉角位置的流體式相位調節器的密封。?

背景技術

為了提高功率和轉矩，以及為了降低用于道路車輛的內燃機的燃料消耗和廢氣有害物質排放，用于改變入口控制時間和出口控制時間的凸輪軸相位調節器得到了廣泛應用。基于高的可靠性以及鑒于有利的成本效益比，根據液壓旋轉馬達的原理且通過用于內燃機的潤滑油來操縱的液壓式相位調節器證明是可行的。相位調節器具有定子和轉子，其通過控制腔的壓力加載而可以相對彼此地扭轉。轉子通常借助于從中心地延伸通過轉子的固定結構（例如固定螺釘）而與凸輪軸抗扭式相連。控制腔可經由在中心式固定結構與轉子之間留下的環狀間隙被加載以壓力流體。鑒于成本，對相位調節器的各個構件的制造精度的要求不可被高估。另一方面，存在著將構件之間的泄漏降低到最小程度的要求。泄漏需要將壓力流體供給相位調節器的傳動裝置（通常是發動機的潤滑油泵）有較大的尺寸。與此相聯系的是，供給傳動裝置的安裝空間、重量和功率消耗的增大和成本的提高。?

關于泄漏而言存在問題的是過渡位置，在這個位置處壓力流體流入到環狀間隙中以實現控制腔的壓力加載，并且從中流出以實現壓力卸載。然而，為了可借助于中心式固定結構在端側抗扭式地連接相位調節器的轉子與凸輪軸，在固定結構的外周與周圍的轉子的內周之間必須存在限定的間隙，以便于在裝配的情形中避免構件之間的未限定的摩擦力矩。根據通過固定結構和轉子的制造公差所確定的間隙，依賴于壓力流體的粘性以及尤其是溫度而得出或多或少的較大泄漏。一個特別的問題存在于在使用由鋁構成的轉子的情形中，該轉子例如以連鑄工藝或通過燒結制成，且被用于降低相位調節器的慣性力矩和重量。如果該固定結構由鋼制成，轉子與中心式固定結構之間的間隙寬度會由于鋁相比鋼具有較大的熱膨脹而隨著增加的溫度而增大，從而使得壓力流體的粘性降低同樣也會伴隨著間隙?寬度的增大，這尤其是在內燃機的熱怠速階段中有助于加載的控制腔中的壓力下降。?

排除泄漏問題的一種可行性方案是布置O形圈。例如DE102008030057A1描述了一種利用O形圈的密封。O形圈要求布置在相應成形的槽和因此為軸向的安裝空間中，其僅受限制地可供使用。因此，不再可能實現O形圈的有利的尺寸。此外，O形圈的自動化裝配是昂貴的。同樣還存在如下危險，即，由彈性體材料構成的O形圈在固定結構與轉子之間于裝配期間出現的相對轉動的情形中由于高的摩擦系數而翻起，這可能引起在凸輪軸、相位調節器的轉子和固定結構的連接中的未限定的直至導致O形圈被毀壞的摩擦力矩。DE102008030057A1同樣公開了借助于密封碗的密封，該密封碗在左側和右側密封了通入到環狀間隙中的接口。密封碗與一個或多個O形圈組合起來使用，用于密封環狀間隙中的另外的接口。因此，對于裝配所需的成本和對于純O形圈的解決方案所提及的問題來說并未得到改善。?

發明內容

在此背景下本發明的目的是，在一種在構造有環狀間隙的情形下中心式固定結構伸入到其中以實現與凸輪軸的抗扭連接的凸輪軸相位調節器的情形中，通入到環狀間隙中的用于壓力流體的接口可以節省空間的且簡單但可靠的方式相對彼此地密封（即彼此間流體式分開），且同樣使得相位調節器的自動化裝配變得容易。?

本發明基于一種用于調節內燃機的凸輪軸相對于曲軸的轉角位置的相位調節器，其包括由曲軸可旋轉驅動的定子、由定子繞轉動軸線可旋轉驅動且為了凸輪軸的旋轉驅動而與該凸輪軸可連接或相連接的轉子，以及為了轉子和凸輪軸的抗扭式連接而軸向延伸到轉子中且適當地延伸穿過轉子的固定結構。在固定結構與轉子之間、可選地還在固定結構與凸輪軸之間留有環狀間隙。轉子與定子構成至少一個第一控制腔和至少一個第二控制腔，它們可相應地被加載以壓力流體，從而使得轉子通過第一或第二控制腔的相應的壓力加載而相對于定子可繞轉動軸線被調節，且由此使得轉子相對于定子的轉角位置可被調節。相位調節器優選是旋片式的。在旋片式相位調節器中，壓力流體在第一控制腔中在一個周向方向上作用于轉子上，而在第二控制腔中在另一周向方向上作用到轉子上（相應地關?于其轉動軸線而言）。優選地，定子和轉子繞轉動軸線分布地以如下方式構成了多個第一控制腔和多個第二控制腔，即，轉子的葉片在定子蹄塊之間徑向地伸入，從而在朝向轉子的軸向視圖中相應地在葉片的一側構成第一控制腔而在另一側構成第二控制腔。?