本发明公开了一种VVT系统及凸轮轴相位调节方法，包括凸轮轴相位器、电磁阀和螺栓控制阀，阀体的下侧设有第六油道和第七油道，凸轮轴相位器包括定子、转子、锁销和锁销弹簧，锁销和锁销弹簧安装在锁销孔内，转子与定子之间形成A腔和B腔，A腔与阀体通过第一油道连通，B腔与阀体通过第二油道连通；第一油道上分支有第三油道，第三油道上设有单向止回阀，第二油道上分支有第四、第五油道，锁销的中部开设有第一环形油槽，阀芯上间隔开设有第二环形油槽和第三环形油槽，第一油道、第二油道能通过第二环形油槽与第六油道连通，第二油道能通过第三环形油槽与第七油道连通。本发明能降低螺栓控制阀的加工及组装难度，提高可靠性。
1.一种VVT系统，包括凸轮轴相位器（1）、电磁阀（2）和螺栓控制阀（3）；所述螺栓控制阀（3）包括阀体（37）和设在阀体内的阀芯（34）、回位弹簧（33），回位弹簧（33）的一端与阀体的端部抵靠、另一端与阀芯（34）的一端抵靠，阀芯（34）的另一端与电磁阀（2）保持同轴，阀体（37）的下侧设有能与缸盖主油道连通的第六油道（36）和能与油底壳连通的第七油道（35）；
所述凸轮轴相位器（1）包括定子（11）、转子（12）、锁销（18）和锁销弹簧（112），锁销（18）和锁销弹簧（112）安装在锁销孔（113）内，转子（12）位于定子（11）中能相对于定子（11）转动，转子（12）与定子（11）之间形成A腔（13）和B腔（14），A腔（13）与阀体（37）通过第一油道（15）连通，B腔（14）与阀体（37）通过第二油道（111）连通；其特征在于：所述第一油道（15）上分支有与锁销孔（113）连通的第三油道（16），第三油道（16）上设有单向止回阀（17），所述第二油道（111）上分支有与锁销孔（113）连通的第四油道（19）、第五油道（110），锁销（18）的尾部能将第三油道（16）与第四油道（19）隔断，锁销（18）的中部开设有能将第三油道（16）与第四油道（19）连通的第一环形油槽（114），所述阀芯（34）上间隔开设有第二环形油槽（31）和第三环形油槽（32），第一油道（15）、第二油道（111）能分别通过第二环形油槽（31）与第六油道（36）连通，第六油道（36）能通过第二环形油槽（31）同时与第一油道（15）、第二油道（111）连通，第二油道（111）能通过第三环形油槽（32）与第七油道（35）连通。
2.根据权利要求1所述的VVT系统，其特征在于：所述单向止回阀（17）的入口靠近第一油道（15）、出口靠近锁销孔（113）。
3.根据权利要求1或2所述的VVT系统，其特征在于：所述A腔（13）为提前调节油腔，所述B腔（14）为滞后调节油腔。
4.根据权利要求1或2所述的VVT系统，其特征在于：所述A腔（13）为滞后调节油腔，所述B腔（14）为提前调节油腔。
5.一种凸轮轴相位调节方法，采用如权利要求1至4任一项所述的VVT系统，将第六油道（36）与缸盖主油道连通，将第七油道（35）与油底壳连通；其特征在于，该调节方法包括：
当需要转子（12）朝A腔（13）转动时，ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀（2）产生电磁力使阀芯（34）移动压缩回位弹簧（33），第二环形油槽（31）将第六油道（36）与第二油道（111）连通，机油从缸盖主油道经过第六油道（36）、第二环形油槽（31）进入第二油道（111），再进入第五油道（110）及B腔（14）建立油压，第五油道（110）内的机油将锁销（18）顶起压缩锁销弹簧（112），VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽（114）将第三油道（16）与第四油道（19）连通，同时B腔（14）内的机油推动转子（12）朝A腔（13）转动，进行凸轮轴相位调节，A腔（13）产生高油压，机油经过第一油道（15）进入第三油道（16），推动单向止回阀（17）开启，机油从第三油道（16）经过第一环形油槽（114）、第四油道（19）、第二油道（111）进入B腔（14）；
在转子（12）朝A腔（13）转动后，如果需要转子（12）朝B腔（14）转动，则ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀（2）产生电磁力使阀芯（34）移动，第二环形油槽（31）将第六油道（36）与第一油道（15）连通，第三环形油槽（32）将第七油道（35）与第二油道（111）连通，机油从缸盖主油道经过第六油道（36）、第二环形油槽（31）、第一油道（15）进入A腔（13），推动转子（12）朝B腔（14）转动，同时第五油道（110）及B腔（14）经过第二油道（111）、第三环形油槽（32）、第七油道（35）向油底壳泄油，锁销（18）在锁销弹簧（112）的弹力作用下回落，锁销（18）的尾部将第三油道（16）与第四油道（19）隔断；
当转子（12）转动到一定角度需要保持时，ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀（2）产生电磁力使阀芯（34）移动，压缩回位弹簧（33），第二环形油槽（31）将第六油道（36）与第一油道（15）、第二油道（111）同时连通，机油从缸盖主油道经过第六油道（36）、第二环形油槽（31）进入第一油道（15）和第二油道（111），再进入A腔（13）、第三油道（16）、第五油道（110）和B腔（14），第五油道（110）、A腔（13）、B腔（14）同时建立油压，第五油道（110）内的机油将锁销（18）顶起压缩锁销弹簧（112），VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽（114）将第三油道（16）与第四油道（19）连通，第三油道（16）内的机油推动单向止回阀（17）开启，机油从第三油道（16）经过第一环形油槽（114）、第四油道（19）、第二油道（111）进入B腔（14），转子（12）同时受到A腔（13）、B腔（14）的机油压力作用，力矩保持平衡，处于保持相位状态。
一种VVT系统及凸轮轴相位调节方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车发动机配气系统领域，具体涉及一种VVT系统及凸轮轴相位调节方法。
背景技术
[0002] VVT系统（Variable Valve Timing，可变气门正时）通过改变发动机运行过程中凸轮轴与曲轴之间的相位关系，使发动机在运行工况获得最佳配气正时，极大的改善了发动机燃油经济性、功率扭矩及排放特性。传统液压式VVT系统占据主流市场，主要工作原理为：发动机机油作为驱动介质，通过机油泵提供油压驱动凸轮轴相位器动作实现凸轮轴相位调节，由此带来的缺点在于增加了机油泵工作负荷，从而提高了发动机整机油耗。
[0003] 目前有一些VVT系统相比传统液压式VVT系统，可利用凸轮轴扭矩进行凸轮轴相位调节，以降低机油泵工作负荷，但是其将可利用凸轮轴扭矩辅助调节的油道结构集成在螺栓控制阀（即机油控制阀螺栓）中，增加了螺栓控制阀的长度及结构复杂程度，螺栓控制阀加工及组装困难、可靠性低。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种VVT系统及凸轮轴相位调节方法，以利用凸轮轴扭矩进行辅助驱动，在降低发动机整机油耗的同时，降低螺栓控制阀的加工及组装难度，提高可靠性。
[0005] 本发明所述的VVT系统，包括凸轮轴相位器、电磁阀和螺栓控制阀；所述螺栓控制阀包括阀体和设在阀体内的阀芯、回位弹簧，回位弹簧的一端与阀体的端部抵靠、另一端与阀芯的一端抵靠，阀芯的另一端与电磁阀保持同轴，在电磁阀和回位弹簧的作用下阀芯能相对于阀体移动以改变油路走向，阀体的下侧设有能与缸盖主油道连通的第六油道和能与油底壳连通的第七油道；所述凸轮轴相位器包括定子、转子、锁销和锁销弹簧，锁销和锁销弹簧安装在锁销孔内，转子位于定子中能相对于定子转动，转子与定子之间形成A腔和B腔，A腔与阀体通过第一油道连通，B腔与阀体通过第二油道连通。所述第一油道上分支有与锁销孔连通的第三油道，第三油道上设有单向止回阀，所述第二油道上分支有与锁销孔连通的第四油道、第五油道（第五油道为解锁油道），锁销的尾部能将第三油道与第四油道隔断，锁销的中部开设有能将第三油道与第四油道连通的第一环形油槽，所述阀芯上间隔开设有第二环形油槽和第三环形油槽，第一油道、第二油道能分别通过第二环形油槽与第六油道连通，第六油道能通过第二环形油槽同时与第一油道、第二油道连通，第二油道能通过第三环形油槽与第七油道连通。
[0006] 优选的，所述单向止回阀的入口靠近第一油道、出口靠近锁销孔。机油只能从第一油道通过第三油道、第一环形油槽进入第四油道，不能从第四油道通过第一环形油槽、第三油道进入第一油道。
[0007] 优选的，所述A腔为提前调节油腔，所述B腔为滞后调节油腔。
[0008] 优选的，所述A腔为滞后调节油腔，所述B腔为提前调节油腔。
[0009] 本发明所述的一种凸轮轴相位调节方法，采用上述VVT系统，将第六油道与缸盖主油道连通，将第七油道与油底壳连通；该调节方法包括：
[0010] 当需要转子朝A腔转动时，ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀产生电磁力使阀芯移动压缩回位弹簧，第二环形油槽将第六油道与第二油道连通，机油从缸盖主油道经过第六油道、第二环形油槽进入第二油道，再进入第五油道及B腔建立油压，第五油道内的机油将锁销顶起压缩锁销弹簧，VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽将第三油道与第四油道连通，同时B腔内的机油推动转子朝A腔转动，进行凸轮轴相位调节，A腔产生高油压，机油经过第一油道进入第三油道，推动单向止回阀开启，机油从第三油道经过第一环形油槽、第四油道、第二油道进入B腔；其利用凸轮轴扭矩实现了机油在VVT系统内部循环，减小了VVT系统工作对机油流量的需求，降低了机油泵工作负荷，从而降低了发动机整机油耗。
[0011] 在转子朝A腔转动后，如果需要转子朝B腔转动，则ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀产生电磁力使阀芯移动，回位弹簧回弹一段距离，第二环形油槽将第六油道与第一油道连通，第三环形油槽将第七油道与第二油道连通，机油从缸盖主油道经过第六油道、第二环形油槽、第一油道进入A腔，推动转子朝B腔转动，同时第五油道及B腔经过第二油道、第三环形油槽、第七油道向油底壳泄油，锁销在锁销弹簧的弹力作用下回落（锁销虽然回落，但未回落到初始位置，即未卡在盖板腔内，VVT系统仍处于解锁状态），锁销的尾部将第三油道与第四油道隔断，阻止机油在第三油道与第四油道之间流动，阻止机油从A腔进入B腔。
[0012] 当转子转动到一定角度需要保持时，ECU输出相应的调节占空比信号，电磁阀产生电磁力使阀芯移动，压缩回位弹簧，第二环形油槽将第六油道与第一油道、第二油道同时连通，机油从缸盖主油道经过第六油道、第二环形油槽进入第一油道和第二油道，再进入A腔、第三油道、第五油道和B腔，第五油道、A腔、B腔同时建立油压，第五油道内的机油将锁销顶起压缩锁销弹簧，VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽将第三油道与第四油道连通，第三油道内的机油推动单向止回阀开启，机油从第三油道经过第一环形油槽、第四油道、第二油道进入B腔，转子同时受到A腔、B腔的机油压力作用，力矩保持平衡，处于保持相位状态。如果此时有转子朝A腔转动的扭矩，A腔会产生高油压，机油经过第一油道进入第三油道，推动单向止回阀开启，机油从第三油道经过第一环形油槽、第四油道进入B腔，其能减小VVT系统工作对机油流量的需求，降低机油泵工作负荷，从而降低发动机整机油耗。
[0013] 本发明与现有技术相比，具有如下效果：
[0014] （1）在转子朝A腔转动时和保持相位时，利用凸轮轴扭矩进行辅助驱动，减小了VVT系统工作对机油流量的需求，降低了机油泵工作负荷，从而降低了发动机整机油耗。
[0015] （2）将实现凸轮轴扭矩辅助调节的油道结构集成在凸轮轴相位器中，与将油道集成在螺栓控制阀内的方案相比，有效减短了螺栓控制阀的长度，简化了螺栓控制阀结构，降低了螺栓控制阀的加工及组装难度，增加了螺栓控制阀的连接可靠性。
附图说明
[0016] 图1为实施例1中的VVT系统的结构简化示意图。
[0017] 图2为实施例1中的VVT系统进行凸轮轴滞后相位调节的示意图。
[0018] 图3为实施例1中的VVT系统进行凸轮轴提前相位调节的示意图。
[0019] 图4为实施例1中的VVT系统进行凸轮轴保持相位调节的示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明作详细说明。
[0021] 实施例1：如图1所示的VVT系统，包括凸轮轴相位器1、电磁阀2和螺栓控制阀3，凸轮轴相位器1通过螺栓控制阀3与凸轮轴前端同轴连接（图中未示出），电磁阀2安装在发动机前罩壳上（图中未示出）。螺栓控制阀3包括阀体37和设在阀体37内的阀芯34、回位弹簧33，回位弹簧33的一端与阀体37的端部抵靠、另一端与阀芯34的一端抵靠，阀芯34的另一端与电磁阀2保持同轴，电磁阀2接受发动机ECU传递的占空比信号产生电磁力推动阀芯34在阀体37内往复运动，从而实现VVT系统在进行不同凸轮轴相位调节时对应油道的切换。阀体
37的下侧设有能与缸盖主油道（图中未示出）连通的第六油道36和能与油底壳（图中未示出）连通的第七油道35。凸轮轴相位器1包括定子11、转子12、锁销18和锁销弹簧112，锁销18和锁销弹簧112安装在锁销孔113内，转子12位于定子11中能相对于定子11转动，转子12与定子11之间形成A腔13和B腔14，A腔13为提前调节油腔，B腔14为滞后调节油腔，提前调节油腔与阀体37通过第一油道15连通，滞后调节油腔与阀体37通过第二油道111连通。第一油道
15上分支有与锁销孔113连通的第三油道16，第三油道16上设有单向止回阀17，单向止回阀
17的入口靠近第一油道15，单向止回阀17的出口靠近锁销孔113。第二油道111上分支有与锁销孔113连通的第四油道19和第五油道110（第五油道110为解锁油道），锁销18的尾部能将第三油道16与第四油道19隔断，锁销18的中部开设有能将第三油道16与第四油道19连通的第一环形油槽114。阀芯34上间隔开设有第二环形油槽31和第三环形油槽32，第一油道
15、第二油道111能分别通过第二环形油槽31与第六油道36连通，第六油道36能通过第二环形油槽31同时与第一油道15、第二油道111连通，第二油道111能通过第三环形油槽32与第七油道35连通。
[0022] 凸轮轴相位调节包括凸轮轴滞后相位调节、凸轮轴提前相位调节和凸轮轴保持相位调节。本实施例中的凸轮轴相位调节方法，采用上述VVT系统，将第六油道36与缸盖主油道连通，将第七油道35与油底壳连通。
[0023] 如图2所示，凸轮轴滞后相位调节方法包括：
[0024] 当ECU（图中未示出电磁力）输出凸轮轴滞后相位调节占空比信号时，电磁阀2产生电磁力推动阀芯34移动压缩回位弹簧33（阀芯34处于凸轮轴滞后相位调节行程），第二环形油槽31将第六油道36与第二油道111连通，机油从缸盖主油道经过第六油道36、第二环形油槽31进入第二油道111，再进入第五油道110及滞后调节油腔建立油压，第五油道110内的机油将锁销18顶起压缩锁销弹簧112，VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽114将第三油道16与第四油道19连通，同时滞后调节油腔内的机油推动转子12朝提前调节油腔方向转动，进行凸轮轴滞后相位调节。当凸轮轴处于滞后状态扭矩时，提前调节油腔产生高油压，机油经过第一油道15进入第三油道16，推动单向止回阀17开启，机油从第三油道16经过第一环形油槽114、第四油道19、第二油道111进入滞后调节油腔，实现机油在VVT系统内部循环，减小VVT系统工作对机油流量的需求，降低机油泵工作负荷，从而降低发动机整机油耗。
[0025] 如图3所示，凸轮轴提前相位调节方法包括：
[0026] 当ECU输出凸轮轴提前相位调节占空比信号时，电磁阀2产生电磁力使阀芯34移动（阀芯34处于凸轮轴提前相位调节行程），回位弹簧33回弹一段距离，第二环形油槽31将第六油道36与第一油道15连通，第三环形油槽32将第七油道35与第二油道111连通，机油从缸盖主油道经过第六油道36、第二环形油槽31、第一油道15进入提前调节油腔，推动转子12朝滞后调节油腔方向转动，进行凸轮轴提前相位调节，同时第五油道110及滞后调节油腔经过第二油道111、第三环形油槽32、第七油道35向油底壳泄油，锁销18在锁销弹簧112的弹力作用下回落（锁销虽然回落，但未回落到初始位置，即未卡在盖板腔内，VVT系统仍处于解锁状态），锁销18的尾部将第三油道16与第四油道19隔断，阻止机油在第三油道16与第四油道19之间流动，阻止机油从提前调节油腔进入滞后调节油腔，防止凸轮轴相位因凸轮轴提前状态扭矩向提前方向调节。
[0027] 如图4所示，凸轮轴保持相位调节方法包括：
[0028] 当ECU输出保持相位调节占空比信号时，电磁阀2产生电磁力推动阀芯34移动压缩回位弹簧33（阀芯34处于凸轮轴保持相位调节行程），第二环形油槽31将第六油道36与第一油道15、第二油道111同时连通，机油从缸盖主油道经过第六油道36、第二环形油槽31进入第一油道15和第二油道111，再进入提前调节油腔、第三油道16、第五油道110和滞后调节油腔，第五油道110、提前调节油腔、滞后调节油腔同时建立油压，第五油道110内的机油将锁销18顶起压缩锁销弹簧112，VVT系统处于解锁状态，第一环形油槽114将第三油道16与第四油道19连通，第三油道16内的机油推动单向止回阀17开启，机油从第三油道16经过第一环形油槽114、第四油道19、第二油道111进入滞后调节油腔，转子12同时受到提前调节油腔、滞后调节油腔的机油压力作用，力矩保持平衡，处于保持相位状态。当凸轮轴处于滞后状态扭矩时，提前调节油腔产生高油压，机油经过第一油道15进入第三油道16，推动单向止回阀17开启，机油从第三油道16经过第一环形油槽114、第四油道19、第二油道111进入滞后调节油腔，实现机油在VVT系统内部循环，减小VVT系统工作对机油流量的需求，降低机油泵工作负荷，从而降低发动机整机油耗。
[0029] 实施例2：本实施例中的VVT系统的大部分结构与实施例1相同，不同之处在于：A腔13为滞后调节油腔，B腔14为提前调节油腔。本实施中的凸轮轴提前相位调节方法与实施例
1中的凸轮轴滞后相位调节方法对应；本实施中的凸轮轴滞后相位调节方法与实施例1中的凸轮轴提前相位调节方法对应；本实施例中的凸轮轴保持相位调节方法与实施例1中的凸轮轴保持相位调节方法对应。
