CN105484820B - 一种带象脚的液压挺柱 - Google Patents
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Abstract
一种带象脚的液压挺柱,液压挺柱主体包括盖帽、柱塞、壳体及象脚,盖帽的下表面与柱塞的内腔之间形成储油腔,柱塞上端设有一个或多个轴向分布的进油孔,柱塞的下端面和壳体的内腔之间形成高压腔,储油腔与高压腔相通且位于高压腔一侧设有单向阀机构,盖帽下方圆周方向上设有卡脚,柱塞上端内侧壁设有环形卡槽,卡脚下端卡入环形卡槽中。本发明的液压挺柱结构简单,装配方便且装配紧凑;柱塞上端设有紧缩段,与柱塞腔壁金属流线连续不切断,零件结构强度高;柱塞开口端与盖帽设有自锁连接结构,在运输或装配时两者不会脱开,有效防止储油腔的油液泄漏,能够防尘,且便于整体装配到摇臂上。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,特别涉及一种带象脚的液压挺柱。
背景技术
在现代轿车发动机中,发动机的换气过程依靠气门完成,而气门通常是由凸轮轴推动的。如果按照凸轮轴所处的位置,大致可以分为底置凸轮轴和顶置凸轮轴两类。不过,无论该发动机是哪个结构类型,有一点是很明确的,那就是保证发动机的输出功率在整个工作寿命期间内保持稳定,尤其是系统中机械式的气门驱动、热膨胀和气门机构零部件的磨损,都会对气门间隙产生不利的影响。而液压间隙调节器就是为了满足以上的要求而设计生产的,它是将凸轮轴的旋转转化为往复运动,传达到气门顶端的装置,能够消除气门间隙,进而保证了气门机构噪声的减少,减轻发动机的损坏,精确的确保了发动机气门配气正时。
现有的普通液压间隙调节器结构中柱塞开口端的盖帽与柱塞开口端面平面接触,两者之间没有定位连接,在运输过程中,盖帽会脱离柱塞端面,导致柱塞储油腔与外界连通,易使储油腔内的液压介质流出,甚至会导致高压腔中吸入空气,引起发动机异响;同时,空气中的灰尘易进入储油腔中,可能导致液压支撑元件卡滞,从而造成气门间隙不能消除。装配过程中,将液压支撑元件装配到摇臂上时,需要先装配盖帽,装配时,盖帽有装反的风险,装配复杂,效率低。此外,在工作过程中,壳体与柱塞的接触面积会随着相对运动而不断变化,影响机构运行的稳定性。
发明内容
本发明要解决现有技术的问题,提供一种带象脚的液压挺柱,机构简单,有效防止储油腔的油液泄漏及防尘,加工及装配方便,机构紧凑强度高,运行稳定可靠。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种带象脚的液压挺柱,液压挺柱主体包括盖帽、柱塞、壳体及象脚,盖帽的下表面与柱塞的内腔之间形成储油腔,柱塞上端设有一个或多个轴向分布的进油孔,柱塞的下端面和壳体的内腔之间形成高压腔,储油腔与高压腔相通且位于高压腔一侧设有单向阀机构,壳体下端设有球头,球头与象脚球铰连接,可实现多向自由旋转调节;液压挺柱上部设于摇臂架一端的安装孔中,摇臂架中间设有摇臂轴,摇臂架内设有摇臂油道,摇臂架另一端设有销轴及滚轮轴承机构,销轴及滚轮轴承机构与凸轮及凸轮轴机构接触;液压挺柱的象脚的下端面与气门桥接触,气门桥下连接有气门,所述盖帽下方圆周方向上设有卡脚,所述柱塞上端内侧壁设有环形卡槽,卡脚下端卡入环形卡槽中。工作过程中,凸轮绕凸轮轴旋转,摇臂架绕摇臂轴旋转,将凸轮力通过滚轮轴承、摇臂架、安装孔传递到液压挺柱,最终通过象脚和气门桥将力传递到气门上,使气门沿气门轴线上下运动,实现气门的正常开闭。卡脚和环形卡槽的结构使盖帽不易从柱塞脱落,能够起到防尘和防止柱塞储油腔中的液压介质漏出的作用。
优选的,所述安装孔内设有凹形宽环槽,壳体上端外侧于凹形宽环槽区域内设有外环槽,外环槽内设有限位卡簧。此机构的作用在于防止液压挺柱脱离摇臂架。
优选的,所述盖帽上设有贯通上下两面的小孔。通过小孔可以排出储油腔中的空气。
优选的,所述柱塞上端设为直径较小的紧缩段,紧缩段外侧壁与壳体内侧壁之间形成间隙Ⅰ,壳体上端面与盖帽下表面之间形成间隙Ⅱ。液压介质通过摇臂油道依次经过间隙Ⅱ、间隙Ⅰ和柱塞进油孔进入储油腔,储油腔充满后,液压介质再通过单向阀机构流入并充满高压腔,通过油压的变化达到间隙调节的作用。
优选的,所述壳体相对于柱塞的工作行程设为H0,所述间隙Ⅰ的最大高度设为H1,所述间隙Ⅱ的最大高度设为H2,H1≥H0且H2>H0。故在液压挺柱工作过程中,H1≥H0使得柱塞和壳体在相对运动时,接触面积始终相同,即其泄露间隙长度保持不变,增加了机构的稳定可靠性,H2>H0使得壳体与盖帽之间始终存在间隙,保证在整个工作过程中液压介质能够顺利流入储油腔中。
优选的,所述卡脚的外壁形状为倒锥形或柱形,外壁角度设为β,最大外径设为D2,所述环形卡槽的形状为与卡脚匹配的倒锥形或柱形,内壁角度设为α,最小内径设为D1,D1≤D2且0°≤α≤β。盖帽的卡脚可通过按压的方式,弹性变形滑入环形卡槽中,装配后不易脱落,且拆卸时也方便。
优选的,所述柱塞侧壁至紧缩段成型时金属纤维光滑连续不切断,避免了应力集中,零件结构强度高。
优选的,所述卡脚下端设有一定数量的缺口。缺口一般均匀分布在卡脚下端,将卡脚下端的圆周分成若干等分,增大了卡脚的弹性,便于盖帽的安装与拆卸。
优选的,所述卡脚下端外侧设有环形的线性凸起,线性凸起结构由一段斜面、一段直壁和一段圆弧过渡角构成。安装时,该线性凸起结构可卡入柱塞的环形卡槽中,不易脱落。
优选的,所述卡脚下端外侧设有环形的圆弧凸起。安装时,该圆弧凸起结构可卡入柱塞的环形卡槽中,不易脱落。
优选的,所述卡脚下端外侧设有至少一个小凸包。小凸包一般在同一圆周上且均匀分布,安装时,该小凸包结构可卡入柱塞的环形卡槽中,不易脱落。
本发明的有益效果在于:本发明的液压挺柱结构简单,装配方便且装配紧凑;柱塞上端紧缩段与腔壁金属流线连续不切断,避免应力集中,零件结构强度高;柱塞开口端与盖帽设有自锁连接结构,在运输或装配时两者不会脱开,有效防止储油腔的油液泄漏,能够防尘,且便于整体装配到摇臂上。
附图说明
图1是本发明的安装示意图。
图2是图1中液压挺柱相关部分的剖面图。
图3是图2中A处的放大示意图。
图4是本发明中盖帽的剖面图。
图5是本发明中柱塞的剖面图。
图6是本发明中盖帽卡脚设有缺口时的局部剖面图。
图7是本发明中盖帽卡脚设有线性凸起时的剖面图。
图8是图7中B处的放大示意图。
图9是本发明中盖帽卡脚设有圆弧凸起时的剖面图。
图10是图9中C处的放大示意图。
图11是本发明中盖帽卡脚设有小凸包时的局部剖面图。
图12是本发明中柱塞环形卡槽形状为线性槽型结构时的剖面图。
图13是图12中D处的放大示意图。
图14是本发明中柱塞环形卡槽形状为圆弧槽型结构时的剖面图。
图15是图14中E处的放大示意图。
图中:1、摇臂架;101、滚轮轴承;102、摇臂轴;103、销轴;104、安装孔;1041、凹形宽环槽;105、摇臂油道;2、液压挺柱;201、盖帽;2011、小孔;2012、卡脚;2012a、缺口;2012b、线性凸起;2012c、圆弧凸起;2012d、小凸包;202、柱塞;2021、进油孔;2022、环形卡槽;2023、紧缩段;203、壳体;2031、球头;2032、外环槽;204、象脚;205、间隙Ⅰ;206、限位卡簧;207、储油腔;208、高压腔;209、间隙Ⅱ;210、单向阀机构;3、气门桥;4、气门;5、凸轮;6、凸轮轴。
具体实施方式
下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。
实施方式为:如图1-3所示,一种带象脚的液压挺柱,液压挺柱2主体包括盖帽201、柱塞202、壳体203及象脚204,盖帽201上设有贯通上下两面的小孔2011,盖帽201下方圆周方向上设有卡脚2012,柱塞202上端内侧壁设有环形卡槽2022,卡脚2012下端卡入环形卡槽2022中,盖帽201的下表面与柱塞202的内腔之间形成储油腔207,柱塞202上端设有一个或多个轴向分布的进油孔2021,柱塞202的下端面和壳体203的内腔之间形成高压腔208,储油腔207与高压腔208相通且位于高压腔208一侧设有单向阀机构210;液压挺柱2上部设于摇臂架1一端的安装孔104中,安装孔104内设有凹形宽环槽1041,壳体203上端外侧于凹形宽环槽1041区域内设有外环槽2032,外环槽2032内设有限位卡簧206,摇臂架1中间设有摇臂轴102,摇臂架1内设有摇臂油道105,摇臂架1另一端设有销轴103及滚轮轴承101机构,销轴103及滚轮轴承101机构与凸轮5及凸轮轴6机构接触;液压挺柱2的壳体203下端设有球头2031,球头2031与象脚204球铰连接,象脚204的下端面与气门桥3接触,气门桥3下连接有气门4。
其中,柱塞202上端设为直径较小的紧缩段2023,紧缩段2023外侧壁与壳体203内侧壁之间形成间隙Ⅰ205,间隙Ⅰ205的最大高度设为H1,壳体203上端面与盖帽201下表面之间形成间隙Ⅱ209,间隙Ⅱ209的最大高度设为H2,设壳体203相对于柱塞202的工作行程设为H0,则 H1≥H0且H2>H0,故在液压挺柱2工作过程中,柱塞202和壳体203在相对运动时,接触面积始终相同,即其泄露间隙长度保持不变,增加了机构的稳定可靠性,且壳体203与盖帽201之间始终存在间隙,保证在整个工作过程中液压介质能够顺利流入储油腔207中。
其中,如图4和图5所示,卡脚2012的外壁形状为倒锥形或柱形,外壁角度设为β,最大外径设为D2,所述环形卡槽2022的形状为与卡脚2012匹配的倒锥形或柱形,内壁角度设为α,最小内径设为D1,D1≤D2且0°≤α≤β。当β角为0°时,卡脚2012的外壁形状为柱形,与柱塞202的环形卡槽2022形成间隙配合或过渡配合,不易脱落;当β角大于0°时,卡脚2012的外壁形状为倒锥形,盖帽201的卡脚2012可通过按压的方式,弹性变形滑入环形卡槽2022中,装配后不易脱落,且拆卸时也方便。
其中,柱塞202侧壁至紧缩段2023金属材料纤维连续未切断,避免了应力集中,零件结构强度高。
其中,单向阀机构210包括:柱塞202底部设有的球座,球座下方设有单向阀球,单向阀球下设有单向阀弹簧,单向阀球和单向阀弹簧外罩有单向阀座,设有复位弹簧,一端与壳体203底部相抵,一端套于单向阀座外使单向阀座与柱塞202底部相抵。球座中间设有小孔,且下方的型线经设计使其可以和单向阀球紧密贴合,此机构使液压介质可以从储油腔207通过单向阀机构210进入高压腔208,反之则不能。
同时,在上述实施方式中,盖帽201的卡脚2012还有其他几种变形结构:如图6所示,卡脚2012下端设有一定数量的缺口2012a,缺口2012a一般均匀分布在卡脚2012下端,将卡脚2012下端的圆周分成若干等分,增大了卡脚2012的弹性;如图7和图8所示,卡脚2012下端外侧设有环形的线性凸起2012b,线性凸起2012b结构由一段斜面、一段直壁和一段圆弧过渡角构成;如图9和图10所示,卡脚2012下端外侧设有环形的圆弧凸起2012c;如图11所示,卡脚2012下端外侧设有至少一个小凸包2012d,小凸包2012d一般在同一圆周上且均匀分布。
显而易见的,卡脚2012的变形结构不仅仅局限于上述四种,还有其他方式,如缺口2012a结构可以和其他三种变形结构中的任意一种结合使用,既保证弹性,又装配牢固,不易脱落。
此外,柱塞202的环形卡槽2022也有几种变形结构:如图12和图13所示,环形卡槽2022的结构形状为由一段直壁和两端斜面构成的线槽型结构;如图14和图15所示,环形卡槽2022的结构形状为圆弧槽型结构。结合卡脚2012的形状特征。选择合适的环形卡槽2022变形结构与卡脚2012配合,使盖帽201和柱塞202达到最佳的连接锁合效果。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的结构特征并不局限于此,本发明可以用于类似的产品上,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种带象脚的液压挺柱,液压挺柱(2)主体包括盖帽(201)、柱塞(202)、壳体(203)及象脚(204),盖帽(201)的下表面与柱塞(202)的内腔之间形成储油腔(207),柱塞(202)上端设有一个或多个轴向分布的进油孔(2021),柱塞(202)的下端面和壳体(203)的内腔之间形成高压腔(208),储油腔(207)与高压腔(208)相通且位于高压腔(208)一侧设有单向阀机构(210),壳体(203)下端设有球头(2031),球头(2031)与象脚(204)球铰连接,可实现多向自由旋转调节;液压挺柱(2)上部设于摇臂架(1)一端的安装孔(104)中,摇臂架(1)中间设有摇臂轴(102),摇臂架(1)内设有摇臂油道(105),摇臂架(1)另一端设有销轴(103)及滚轮轴承(101)机构,销轴(103)及滚轮轴承(101)机构与凸轮(5)及凸轮轴(6)机构接触;液压挺柱(2)的象脚(204)的下端面与气门桥(3)接触,气门桥(3)下连接有气门(4),其特征在于:所述盖帽(201)下方圆周方向上设有卡脚(2012),所述柱塞(202)上端内侧壁设有环形卡槽(2022),卡脚(2012)下端卡入环形卡槽(2022)中。
2.根据权利要求1述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述安装孔(104)内设有凹形宽环槽(1041),壳体(203)上端外侧于凹形宽环槽(1041)区域内设有外环槽(2032),外环槽(2032)内设有限位卡簧(206)。
3.根据权利要求2所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述盖帽(201)上设有贯通上下两面的小孔(2011)。
4.根据权利要求3所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述柱塞(202)上端设为直径较小的紧缩段(2023),紧缩段(2023)外侧壁与壳体(203)内侧壁之间形成间隙Ⅰ(205),壳体(203)上端面与盖帽(201)下表面之间形成间隙Ⅱ(209);所述壳体(203)相对于柱塞(202)的工作行程设为H0,所述间隙Ⅰ(205)的最大高度设为H1,所述间隙Ⅱ(209)的最大高度设为H2,H1≥H0且H2>H0。
5.根据权利要求4所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述卡脚(2012)的外壁形状为倒锥形或柱形,外壁角度设为β,最大外径设为D2,所述环形卡槽(2022)的形状为与卡脚(2012)匹配的倒锥形或柱形,内壁角度设为α,最小内径设为D1,D1≤D2且0≤α≤β。
6.根据权利要求5所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述柱塞(202)侧壁至紧缩段(2023)成型时金属纤维光滑连续不切断。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述卡脚(2012)下端设有一定数量的缺口(2012a)。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述卡脚(2012)下端外侧设有环形的线性凸起(2012b),线性凸起(2012b)结构由一段斜面、一段直壁和一段圆弧过渡角构成。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述卡脚(2012)下端外侧设有环形的圆弧凸起(2012c)。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种带象脚的液压挺柱,其特征在于:所述卡脚(2012)下端外侧设有至少一个小凸包(2012d)。
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