CN103628941A - 气门间隙自动调节的液压挺柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气门间隙自动调节的液压挺柱，包括依次组装在一起的阀芯、阀弹簧、阀座、柱塞弹簧、柱塞、柱体、保持架和壳体，其中保持架与壳体固定连接并且二者之间留有间隙，柱体的顶部抵靠于壳体的内壁顶面，在保持架与壳体之间形成低压腔，在柱体和柱塞之间形成高压腔，并且在壳体的上部设置有与所述低压腔相连通的溢出孔。藉由在挺柱的保持架和壳体之间设置间隙，低压腔的机油或气体将通过该间隙向外泄漏，另外在壳体上开设溢出孔，溢出孔可将低压腔泄漏出来的机油和积存于低压腔内的气泡排出壳体，从而使液压挺柱在运转过程中降低了噪音。

Description

气门间隙自动调节的液压挺柱

技术领域

本发明涉及车辆发动机领域，尤其涉及一种气门间隙自动调节的液压挺柱。

背景技术

请参阅图1，现有的发动机筒式气门间隙自动调节装置又称为液压挺柱10包括壳体11、柱体12、卡箍13、阀芯14、阀弹簧15、阀座16、保持架17、柱塞18和柱塞弹簧19依次组装在一起。

请参阅图2，该液压挺柱10安装在汽车缸盖的挺柱孔内，位于凸轮21和气门杆端23之间。与之相对应的缸盖上油孔的位置为：气门处于关闭位置时，液压挺柱的壳体11上的环形油槽25及进油孔26和缸盖的油道24相连通。

请继续参阅图1，相应的挺柱的内部空腔分为低压腔101和高压腔102两部分。低压腔101是处于壳体11、保持架17、柱体12、阀芯14之间的空腔，高压腔102是处于阀芯14、柱体12和柱塞18间的空腔。

当液压挺柱10工作时，其低压腔101和高压腔102应当充满机油，不应当有气体存在。

请再参阅图1和图2，当凸轮21旋转将气门打开时，壳体11在凸轮21的作用下下行，柱体12随之向下运动，柱塞18在气门的反作用力下，下行运动受阻。在柱体12和柱塞18间密封的机油压力迅速升高，直至压力足以推动柱塞克服气门的反作用力下行。封闭在高压腔内的机油可视作不可压缩的流体，因此，壳体11的运动和柱塞18的运动完全是同步的。

封闭在高压腔102内的机油在高压时将从柱塞18与柱体12、阀芯14与柱体12间的间隙泄漏到低压腔101中，从而导致高压腔102的容积有所减小。因此当气门从开启到关闭阶段，液压挺柱10从壳体11顶面到柱塞18底面的距离会减小，所以在凸轮21基圆面和挺柱顶面会出现间隙，这一间隙称为气门间隙。

气门间隙出现时，柱塞18在柱塞弹簧19的张力下有伸长趋势。从而高压腔102的机油压力迅速下降，直至低于低压腔101的机油压力。此时低压腔101的机油推动阀芯14进入高压腔102，柱塞18伸长，直至气门间隙消除。

如前所述，当气门关闭时，缸盖油道24与挺柱10的环形油槽25相连通。因而缸盖上的机油将经环形油槽25和进油孔26进入低压腔101，补偿低压腔101进入高压腔102和低压腔101本身通过间隙泄漏的机油。

现有的筒式液压挺柱10的主要问题是挺柱10的低压腔101无放气孔。低压腔101虽然不完全密封，如低压腔101机油可以沿保持架17和柱塞18间的间隙泄漏；又如当挺柱10下行，环形油槽25与缸盖油道24错开后，机油也可以沿注油孔泄漏；但是，这些泄漏部位都在低压腔101的底部，而气泡总是聚集在低压腔101的最高点，所以一旦气泡形成，就很难再排出去。

气泡的可压缩性比液体大得多，因此当主油道压力油进入低压腔101时，首先压缩的是气泡，在一次循环补油中，无法打开单向阀，完成向高压腔102的补油过程。而在下次循环时，挺柱10下行，挺柱10的环形油槽25与缸盖油孔位置错开，低压腔101的压力油供给被切断。挺柱10的低压腔101的机油通过挺柱10和挺柱孔的间隙与大气相通，低压腔101的气泡膨胀将多余机油从注油孔排出，直至压力降到大气压。如此反复循环，挺柱10始终不能补偿气门间隙，从而产生噪音。

高温机油含气量大，当机油压力从高压降至低压时油气容易分离，形成气泡。另一方面，如果汽车长期停止使用，挺柱内的机油将泄漏回油底壳，而空气将进入主油道中。再次启动时，主油道内是机油和空气的混合物，这样在压力下，机油和空气会一起注入到挺柱中。

因此筒式液压挺柱常见的缺点是：由于空气在低压腔造成发动机运转时产生的气门系噪音，与之相应的是气门系将受到额外的冲击。

发明内容

本发明的目的是提供一种筒式气门间隙自动调节的液压挺柱，以克服现有技术中液压挺柱容易在运转中产生噪音、气门系冲击的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：一种气门间隙自动调节的液压挺柱，包括依次组装在一起的阀芯、阀弹簧、阀座、柱塞弹簧、柱塞、柱体、保持架和壳体，其中所述阀芯和阀弹簧设置在所述阀座中，所述柱体设置在柱塞中，所述阀座与柱塞弹簧被设置于所述柱体和柱塞之间，且所述柱塞弹簧的一端抵靠于柱塞底部而另一端抵靠于所述阀座，所述阀芯与所述柱体相抵接，所述柱体和柱塞被设置在保持架中并与所述保持架一起设置在所述壳体内，所述保持架与所述壳体固定连接并且二者之间留有间隙，所述柱体的顶部抵靠于壳体的内壁顶面，在所述保持架与所述壳体之间形成低压腔，在所述柱体和柱塞之间形成高压腔，并且在所述壳体的上部设置有与所述低压腔相连通的溢出孔。

依据本发明的技术方案，其中，所述保持架的侧壁和壳体的内侧壁通过电阻焊连接在一起，并且保持架和壳体间留有间隙。

依据本发明的技术方案，其中，所述保持架的顶部和壳体的内壁顶部之间通过点焊被焊接在一起，从而固定保持架同时使保持架和壳体间留有间隙。

依据本发明的技术方案，其中，所述柱体的分隔部位被设置成与所述壳体内壁顶部之间距离尽可能短，以不影响机油流通为限，从而使所述柱体的高度降低。

依据本发明的技术方案，其中，所述溢出孔被设置于所述壳体的顶部并直接与外界环境相连通。

依据本发明的技术方案，其中，所述溢出孔被设置于所述壳体的上端外侧壁上并直接与外界环境相连通。

本发明的技术方案与现有设计方案相比，通过在挺柱的保持架和壳体之间设置间隙，低压腔的机油或气体将通过该间隙向外泄漏，另外在壳体上开设溢出孔，溢出孔可将低压腔泄漏出来的机油和积存于低压腔内的气泡排出挺柱壳体，从而使液压挺柱在运转过程中降低了噪音。再者，柱体的分隔部位与壳体的距离尽可能短，达到挺柱整体轻量化和保证柱塞的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中气门间隙自动调节的液压挺柱的剖视图。

图2是图1中液压挺柱的安装位置剖视图。

图3是本发明气门间隙自动调节的液压挺柱第一实施例的立体分解图。

图4是图3所示的液压挺柱的组合状态剖视图。

图5是本发明气门间隙自动调节的液压挺柱第二实施例的立体分解图。

图6是图5所示的液压挺柱的组合状态剖视图。

图中的元件标号说明如下表所列。

10、30、40	液压挺柱	11、31	壳体
				12、32	柱体	13、33	卡箍
14、34	阀芯	15、35	阀弹簧
				16、36	阀座	17、37、41	保持架
18、38	柱塞	19、39	柱塞弹簧
				21	凸轮	23	气门杆端
24	油道	25、304	环形油槽
				26、306	进油孔	101、301	低压腔
102、302	高压腔	303、305	溢出孔

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中所提到的上、下、前、后、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

请参阅图3和图4所示，在本发明第一实施例中，液压挺柱30包括壳体31、柱体32、卡箍33、阀芯34、阀弹簧35、阀座36、保持架37、柱塞38和柱塞弹簧39，上述构件依次组装在一起。壳体31的外侧面开设有环形油槽304及进油孔306，它们和缸盖上的油道相连通。相应地，挺柱30的内部空腔分为低压腔301和高压腔302两部分。低压腔301 是处于壳体31、保持架37、柱体32、阀芯34之间的空腔，而高压腔302是处于阀芯34、柱体32和柱塞38间的空腔。其中，保持架37的侧壁和壳体31的内壁焊接为一体，例如通过电阻焊方式或其它方式，并且该保持架37的顶部和壳体31之间可以通过点焊的方式焊接在一起，这样即能固定保持架37，同时保持架37和壳体31间也不会因为焊接而完全封闭，以致无法将气体和少量的机油排出。保持架37的侧壁和壳体31之间形成的空腔部分即低压腔301，也是机油通路。保持架37顶面和壳体31间采用点焊方式结合在一起，两者间未焊接部位存在间隙，该间隙位于低压腔301的最顶部，因此低压腔301的机油或气体将通过该间隙向外泄漏。壳体31的上部钻有溢出孔303，该溢出孔303可供低压腔301内积存在壳体31的内壁顶部附近的气泡排出。并且，该溢出孔303的作用不仅仅是将低压腔内的气体排出，还可以将挺柱顶部积聚的机油往下排。由于挺柱被安装在挺柱孔中，其顶面和孔壁形成的洼地会积聚机油，当挺柱在挺柱孔中往复运动时，要推动其顶面积存的机油一起运动，顶面积存的机油增加了运动质量，对气门系的力学性能是一个不利影响，需要将其减到最小。因此，该溢油孔303还可以将从低压腔301泄漏出来的以及积存在挺柱孔内的机油通到油底壳内。

柱体32的分隔部位321与壳体31距离尽可能短，以不影响机油流通为限，从而柱体32高度尽可能短，以利于两端受力时柱塞38的稳定性。机油可以沿机油通道（图3和图4中未示出，可参阅图2中设于缸盖上的油道24来理解）向低压腔301补油，保证保持架37与壳体31的结合强度，稳定柱塞38。挺柱30和气门（未图示）一般都是倾斜布置，且挺柱30运转过程中，除了沿挺柱上下滑动外，还有绕其轴线的旋转运动，因而只需要一个溢出孔303就足以将壳体上部积存的机油释放掉，且释放的机油正好可以润滑气门系零件，比如锁夹、弹簧、气门等。

容易理解，保持架37除了设计成本实施例这种结构外，也可以设计成回转体结构，类似于现有技术中的保持架结构，但是顶部间隙一定要控制好，另外，如果保持架37顶部尺寸设计比较宽大，则壳体31边缘的溢出孔303也需要穿透保持架37。回转体结构的保持架由于除油道外基本关于轴线对称，因此其安装时对中性能良好，焊接定位好，结合面大，强度大。缺点是需要较多的材料，因此会导致挺柱的重量有所增加。

请参阅图5和图6是本发明第二实施例的挺柱，根据本发明的技术方案，在现有的挺柱上亦可实施本发明。在该实施例中，与图1所示的现有的挺柱结构相同，挺柱40的保持架41采用回转体结构，但是在壳体31上端外侧壁设置溢出孔305。溢出孔305直接与外界环境相连通，因此低压腔301内的气泡和压力油可以通过小孔向外泄漏。为了保证单向阀能打开，需要精心计算溢出孔305的直径，确保其流量不致于引起过大的压力降，从而影响到单向阀开启功能。该溢出孔305也可以设置在壳体的顶面靠近外缘处，但是不能设置在壳体中间，因为筒式液压挺柱安装位置通常是倾斜的，这样最高点是在液压挺柱的的顶面靠近外缘处。

最后，在现有筒式液压挺柱上实施的本发明的第二实施方式，由于溢出孔305的位置依赖于挺柱40的工作位置，一旦设置好以后，将限制发动机在前舱布置的倾角。否则挺柱的溢出孔305将起不到溢油、放气的作用。另外，现有筒式挺柱的低压腔容积太大，机油留存过多，使得挺柱重量增加；柱塞高度大，一方面继续增加了挺柱的重量，另一方面，使得凸轮到气门杆端的高度也增大，从而增加了缸盖重量，不利于发动机轻量化。而本发明的第一实施例中的液压挺柱可以克服这些缺点。

Claims (6)

1.一种气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，其包括阀芯、阀弹簧、阀座、柱塞弹簧、柱塞、柱体、保持架和壳体，其中所述阀芯和阀弹簧设置在所述阀座中，所述柱体设置在柱塞中，所述阀座与柱塞弹簧被设置于所述柱体和柱塞之间，且所述柱塞弹簧的一端抵靠于柱塞底部而另一端抵靠于所述阀座，所述阀芯与所述柱体相抵接，所述柱体和柱塞被设置在保持架中并与所述保持架一起设置在所述壳体内，所述保持架与所述壳体固定连接并且二者之间留有间隙，所述柱体的顶部抵靠于壳体的内壁顶面，在所述保持架与所述壳体之间形成低压腔，在所述柱体和柱塞之间形成高压腔，并且在所述壳体的上部设置有与所述低压腔相连通的溢出孔。

2.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，所述保持架的侧壁和壳体的内侧壁通过电阻焊连接在一起，并且保持架和壳体间留有间隙。

3.如权利要求1或2所述的气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，所述保持架的顶部和壳体的内壁顶部之间通过点焊被焊接在一起，从而固定保持架同时使保持架和壳体间留有间隙。

4.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，所述柱体的分隔部位被设置成与所述壳体内壁顶部之间距离尽可能短，以不影响机油流通为限，从而使所述柱体的高度降低。

5.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，所述溢出孔被设置于所述壳体的顶部并直接与外界环境相连通。

6.如权利要求1所述的气门间隙自动调节的液压挺柱，其特征在于，所述溢出孔被设置于所述壳体的上端外侧壁上并直接与外界环境相连通。

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