技术领域
[0001] 本
发明涉及的是一种相位提前角调整装置。
背景技术
[0002] 在机械工程实际中，有很多方面需要对相位进行调节，以实现某种特定的功能。比如，对于
内燃机来说，在不同工况下对进排气以及喷油定时要求不同，需要内燃机能够根据其工况进行无级调节进排气以及喷油定时，才能使内燃机在全工况下均处于较为理想的状态。至今，实现内燃机VVT（可变
阀门定时）的无级调节仍然是件很困难的事情，主要原因就是没有较为合适的无级调节方法。再如，内燃机分段排气系统，也需要内燃机能够根据其工况对分段排气过程进行无级调节，关键问题也是没有较为合适的无级调节方法。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供能实现输入端和输出端之间相位提前角调节的一种无级调节相位提前角的机械装置。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：
[0005] 本发明一种无级调节相位提前角的机械装置，其特征是：包括输出端液压油腔壳体、输入端液压油腔壳体、控制轴、
电磁阀，控制轴左侧位于输出端液压油腔壳体里，控制轴右侧位于输入端液压油腔壳体里，控制轴左端与输出端液压油腔壳体左端部形成输出端液压油腔，控制轴右端与输入端液压油腔壳体右端部形成输入端液压油腔，输出端液压油腔壳体左端部设置输出端液压油孔，输入端液压油腔壳体右端部设置输入端液压油孔，控制轴上设置控制轴
螺旋齿、安装输入
齿轮，控制轴螺旋齿位于输出端液压油腔壳体里，输入齿轮位于输出端液压油腔壳体和输入端液压油腔壳体之间，控制轴螺旋齿上安装输出齿轮，输出齿轮的内壁和外壁分别设置内齿和
外齿，内齿与控制轴螺旋齿相
啮合，当控制轴螺旋齿沿其轴向移动时，通过内齿带动输出齿轮转动，输出端液压油孔里安装输出端油管，输入端液压油孔里安装输入端油管，输出端油管和输入端油管分别与电磁阀相连通，电磁阀还与进油管和回油管分别连通。
[0006] 本发明还可以包括：
[0007] 1、输入齿轮和输出端液压油腔壳体之间安装
位置传感器，
位置传感器和电磁阀连接
控制器，控制器存有设定相位提前角，位置传感器向控制器传送实时相位提前角，将实时相位提前角与设定相位提前角做差产生误差值，当误差值为负时，控制器控制电磁阀使进油管和输出端油管连通、回油管和输入端油管连通，当误差值为正时，控制器控制电磁阀使进油管和输入端油管连通、回油管和输出端油管连通。
[0008] 2、输出齿轮轴向卡在输出端液压油腔壳体上，通过输出端液压油腔壳体限定输出齿轮轴向移动。
[0009] 本发明的优势在于：本发明能实现输入端和输出端之间相位提前角的无级调节，进而可以对定时进行无级调节。
附图说明
[0010] 图1为本发明的结构示意图；
[0012] 图3a为输出齿轮左视图，图3b为输出齿轮半剖主视图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0014] 结合图1～3，本发明它主要包括输入齿轮5、输出齿轮3、控制轴13、液压油腔、控制轴螺旋齿4、液压油孔、液压油腔壳体、三位四通电磁阀10和控制器15。在控制器15中设定所需要的输出齿轮3相对输入齿轮5的相位提前角。位置传感器14将控制轴13的位置
信号传输给控制器15，在控制器15中经过计算得出实时相位提前角。当实时相位提前角大于设定的相位提前角时，误差值为正，控制器15将三位四通电磁阀10置于左位，进油管12和右端液压油管连通，回油管11和左端液压油管连通，控制轴13右移，相位提前角减小；当实时相位提前角小于设定设定值时，误差值为负，控制器15将三位四通电磁阀10置于右位，进油管12和左端液压油管连通，回油管11和右端液压油管连通，控制轴13左移，相位提前角增加；当实时相位提前角等于设定值时，误差值为零，控制器15将三位四通电磁阀10置于中位，左端液压油管和右端液压油管封闭，控制轴13不轴向移动，相位提前角保持不变。由于控制轴13能被控制在移动范围内的任意轴向位置，并且轴向移动时为连续动作，故此装置可以实现无级调节相位提前角，并且控制方法也很简单。
[0015] 输入端液压油腔7壳体在控制轴13的右端，和控制轴13精密配合。输入出端液压油孔8在输入出端液压油腔壳体6右左端，连通输入出端液压油管9和输入出端液压油腔7。三位四通电磁阀10布置在输入出端液压油管9和进油管12之间。输入齿轮5安装在控制轴13的右端，但在输入端液压油腔壳体6的左端。位置传感器14位于输入齿轮5和输出液压油腔壳体17之间。输出端液压油腔壳体17分为两部分，分别位于输出齿轮3两边，对输出齿轮3轴向约束。输出齿轮3安装在控制轴13的左端，和控制轴13上的螺旋齿4啮合。
[0016] 具体原理如下：
[0017] 如果想得到的最大相位转角为Ψmax控制轴13所能移动的最大位移为Smax，根据最大可变相位提前角确定螺旋齿4的
螺距L，公式如下：
[0018]
[0019] 式中，Ψmax——最大相位转角，单位为°；
[0020] Smax——控制轴13所能移动的最大位移，单位mm；
[0021] L——螺旋齿4的螺距，单位为mm
[0022] 螺距L确定之后，相位转角Ψ和控制轴13移动的位移S之间是线性相关的，因此可以通过改变控制轴13移动的位移S来改变输入齿轮5和输出齿轮3之间的相位转角Ψ两者之间的关系式为：
[0023]
[0024] 控制轴13的位置由控制器15通过控制电磁阀10来实现。当电磁阀10处于左位时，液压油就会经过输出端液压油管16进入输出端液压油腔2，同时输入端液压油腔7中液压油会经过回油管11泄放，控制轴13向右移动，如果螺旋齿4旋向如图1所示，假设由输入端往输出端看齿轮转动为顺
时针方向，则输出齿轮3的相位提前角就会增加；当电磁阀10处于右位时，和上述原理相同，控制轴13向左移动，输出齿轮3的相位提前角就会减小。
位置传感器14将监测到的控制轴13位置信息传输给控制器15，经过运算得出实时相位提前角，和目标相位提前角相对比，当两者相等时，电磁阀10处于中位，封闭输入端液压油管
9和输出端液压油管16。
[0025] 首先在控制器15中设置好所需要的相位提前角，位置传感器14所传输给控制器15的信号转化为实时相位提前角信号，两者在控制器15中比较产生误差值。假设由输入端往输出端看齿轮转动为顺时针方向，当实时相位提前角小于设定的相位提前角时，误差值为负，控制器15将三位四通电磁阀10处于左位即图1中所处位置，进油管12和输出端液压油管16连通，回油管11和输入端液压油管9连通，输出端液压油腔2中的液压油推动控制轴13向右移动。根据位移和相位提前角之间的关系可知，相位提前角变大。当实际相位提前角大于设定的相位提前角时，误差值为正，控制器15将三位四通电磁阀10处于右位，进油管12和输入端液压油管9连通，回油管11和输出端液压油管16连通，输入端液压油腔7中的液压油推动控制轴13向左移动，相位提前角变小。当实际相位提前角等于设定的相位提前角时，误差值为零，控制器15将三位四通电磁阀10处于中位，输入端液压腔9和输出端液压腔16均被封闭，控制轴13不轴向移动。由于可以实现对控制轴13任意位置的控制，并且控制过程都是连续动作的，因此相位提前角调整过程为无级调整过程。
[0026] 本发明一种无级调节相位提前角的机械装置，实现无级调节相位的主要部件包括：控制轴、输入齿轮、输出齿轮、控制轴螺旋齿、位置传感器、电磁阀、控制器。
[0027] 控制轴受两端液压油的控制，可以左右移动，同时又可以转动，轴的两端均和液压油腔精密配合，以实现对液压油的密封。控制轴的输出端有螺旋齿，它和输出齿轮内部啮合传动。控制轴的输入端安装有输入齿轮，靠键传动。
[0028] 输入齿轮和外部齿轮啮合传动，并靠键带动控制轴同步转动，其长度须满足控制轴左右移动时均能较好的和外部齿轮啮合。和输出齿
轮齿数、转速均相等。
[0029] 输出齿轮内部具有和控制轴螺旋齿相啮合的
螺旋槽，外部具有轮齿，受输出端液压油腔壳体的约束，在控制轴左右移动时，输出齿轮相对液压油腔壳体不向左右移动。控制轴螺旋齿通过啮合使输出齿轮转动，液压油腔壳体和输出齿轮
接触的部位较光滑，
摩擦力须足够小。
[0030] 控制轴螺旋齿分布在控制轴表面，和输出齿轮内部螺旋槽相啮合传动。
[0031] 位置传感器将控制轴的轴向位移转化为
电信号传给控制器。
[0032] 电磁阀是三位四通电磁阀，由控制器控制，处于左位时，连通输入端液压油管和进油管，同时连通输出端液压油管和回油管；处于右位时，连通输入端液压油管和回油管，同时连通输出端液压油管和进油管；处于中位时，封闭输入端液压油管和输出端液压油管。
[0033] 控制器根据位置传感器所传来的控制轴位置信息，计算输入齿轮和输出齿轮之间的相位提前角，并与在控制器中设定的相位提前角相比较，根据两者之间的误差，通过控制电磁阀调整控制轴位置，最终使其稳定在所需位置。
