CN107435567A - 针对摇臂的改进的润滑油控制和液压间隙调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摇臂，其包括与第一间隙孔和第一滑阀孔连通的供应路径。滑阀处于所述滑阀孔中。液压间隙装置处于所述第一间隙孔中，其中外部主体经配置以在第一阀提升型面期间当接纳低压流体时收缩，且其中所述外部主体和所述内部主体经配置以在第二阀提升型面期间当接纳高压流体时稳固地协作。所述滑阀可移动到第一滑阀位置以使所述滑阀凹槽与第一滑阀路径和第二滑阀路径对准，且所述滑阀可移动到第二滑阀位置以使所述滑阀凹槽与所述第二滑阀路径和累积器路径对准。到所述摇臂中的所述供应路径为到所述滑阀的仅有的流体源。

Description

针对摇臂的改进的润滑油控制和液压间隙调节器
技术领域
本申请案涉及具有用于实现一个以上阀提升事件的液压回路的摇臂。
背景技术
先前液压回路设计效率低下且需要多个压力馈送。举例来说，WO 2001/046578的摇臂包括包含相交和成角通路的复杂润滑油通路，以及摇臂内部的大量孔和止回阀。所述装置的复杂性导致高容差叠加和高装置故障可能性。
虽然存在优于WO 2001/046578的改进，但WO 2016/041882中所揭示的用于引擎制动的摇臂组合件可得益于本文所揭示的改进。
发明内容
本文中所揭示的方法和装置借助于针对摇臂的改进的润滑油控制克服以上缺点且改进此项技术。
一种用于在第一阀提升型面和第二阀提升型面之间切换的摇臂包括用于接纳高压流体和低压流体中的一者的供应孔。到摇臂中的供应路径与第一间隙孔和第一滑阀孔连通。滑阀处于滑阀孔中，滑阀包括滑阀凹槽，滑阀经配置以在滑阀孔中往复运动。至少第一滑阀路径与滑阀和第一间隙孔成流体连通。第二间隙孔处于摇臂中。第二滑阀路径与滑阀和第二间隙孔成流体连通。累积器路径与滑阀成流体连通。液压间隙装置处于第一间隙孔中，间隙装置包括内部主体和外部主体，其中外部主体经配置以在第一阀提升型面期间当接纳低压流体时收缩，且其中外部主体和内部主体经配置以在第二阀提升型面期间当接纳高压流体时稳固地协作。滑阀可移动到第一滑阀位置以使滑阀凹槽与第一滑阀路径和第二滑阀路径两者对准，且滑阀可移动到第二滑阀位置以使滑阀凹槽与第二滑阀路径和累积器路径两者对准。到摇臂中的供应路径为到滑阀的仅有的流体源，且可为到累积器的仅有的流体源。
一种操作用于在第一阀提升型面和第二阀提升型面之间切换的摇臂的方法可包括将高压流体和低压流体中的一者供应到摇臂中的供应路径。高压流体和低压流体中的被供应一者可以流体方式传送到与供应路径成流体连通的第一间隙孔，所述第一间隙孔包括液压间隙装置，随后传送到第一滑阀孔。继续，进行到与液压间隙装置成机械连通的针组合件的流体连通。随后，滑阀在滑阀孔中往复运动以通过以下操作选择性地以流体方式将高压流体和低压流体中的被供应一者传送到累积器路径：从第一滑阀位置移动滑阀从而使滑阀凹槽与到间隙孔的第一滑阀路径和到针组合件的第二滑阀路径对准，以及将滑阀移动到第二滑阀位置从而使滑阀凹槽与第二滑阀路径和累积器路径对准。
以下的描述中将部分阐述额外的目标和优点，并且所述目标和优点将部分从描述内容中显而易见，或者可通过对本发明的实践习得。所述目标和优点还将借助于在所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和达成。
应了解，以上一般描述和以下详细描述两者均仅是示范性和解释性的，并且并不限制所主张的本发明。
附图说明
图1-4是改进的润滑油控制回路的视图。
图5和6是替代的润滑油控制回路的截面图。
具体实施方式
现在将详细参考附图中说明的实例。只要可能，便将遍及图式使用相同参考标号来指代相同或相似零件。例如“左”和“右”等方向性参考是为了方便参看图式。
先前润滑油控制以极其严格的容差提供用于润滑油控制的短密封区域。在新设计中，不存在在摇轴处进行润滑油切换的原因。移动切换远离摇轴给出润滑油压力控制的解决方案，减小容差叠加，且简化润滑油回路。
润滑油控制沿着摇臂下降，对HLA加压，且移动穿过笔直的滑阀。HLA可在丢失运动期间提升。有可能调节滑阀凹槽306和滑阀孔135使得压力供应口和排出口决不同时开放，这节约润滑油。摇臂10、11、12可经工程设计以使回到起始位置的复位功能更加明确。并且，在丢失运动事件之后可发生间隙。此外，供应端口25处的供应平台101可为圆齿状以确保润滑油回路的恒定加压。恒定加压增强反应时间。
此如图1中概述而实现，其中摇臂10围绕摇轴20旋转。摇轴20可在供应孔120中旋转以对准各种流体供应端口。举例来说，润滑管道21可沿着摇轴20的中心线向下使得在摇臂10的另一平面中，润滑管道21可用已知方式连接以使延伸臂56润滑。延伸臂56可用已知方式以机械方式耦合到推杆54，如通过球窝接头、如所说明，或如通过替代方式(例如象脚(elephant foot)(e脚)连接)。推杆54与旋转凸轮介接以便以已知方式提升和降低推杆。机械或液压间隙调节机构可基于应用而包含在摇臂组合件10、11、12中或推杆54上。
摇轴20包括耦合到压力受控流体供应1001的可切换供应管道23。压力控制器流体供应1001的一个实例包括连接到马达和泵M的贮槽S。阀V将流体导向可切换供应管道23或贮槽S的任一者。控制器1000可包括处理器、存储器装置，和用于执行针对马达和泵M以及阀V的控制策略的所存储算法。举例来说，控制策略可包括供应标称压力用于稳态操作。但当选择例如引擎制动提升型面等替代提升型面时，控制器1000可引导马达和泵以如通过增加流体压力来调节流体的压力。阀V经控制以在替代提升型面使用期间将经调节压力的流体导引到可切换供应管道23，且接着一旦停止替代提升型面使用就将排出或释放的流体导引回到贮槽S。控制器1000可为主引擎控制单元(ECU)或其它机载处理装置的一体式或单独部分，且可视需要包括分配编程或多个处理器以实施多装置控制。
在非活动状态中，如图1所示，阀78、79对接其阀座900。包括燃烧汽缸的引擎以已知方式与阀座900联合。阀78、79以已知方式通过阀弹簧74、75偏置到关闭位置，阀弹簧74、75抵靠着弹簧座72、73和引擎的已为了清晰起见而移除的部分偏置。阀导杆76、77朝向阀桥700延伸。导杆端部70可直接对接阀桥700，而导杆端部71可对接阀耦合器710，阀耦合器710安放在阀桥700的阶梯式桥孔701中且在其中可滑动。阀桥700与滑阀301成机械连通，而耦合器710与间隙装置600成机械连通。阀耦合器710可包括用于接纳导杆端部71的颈部，以及用于与间隙装置600上的e脚620介接的颈部向下部分。阀耦合器710上的肩部711可抵靠着阶梯式桥孔701中的阶梯安放。
在标称稳态操作期间，当阀桥700借助于滑阀组合件300由来自摇臂的压力作用时，阀79随着阀78移动。这是因为间隙装置600为液压间隙装置，其被供应允许间隙装置600收缩的低压流体P1。
间隙装置可包括内部主体606，其包括低压腔室661、内部间隙路径653和呈包围内部间隙路径的肩部6060的形式的止回阀阀座。外部主体605可包括压力腔室663和可移动止回阀装置(例如球604)，所述可移动止回阀装置用于选择性地抵靠着止回阀阀座(肩部6060)安放或用于选择性地打开内部间隙路径653。止回阀装置可为除球604以外的物体，例如盘片或其它密封机构。
在包括低压流体P1的标称稳态操作期间，包括针601、针弹簧602和针杯603的针组合件并不移动。低压流体P1无法升高针杯603，如此针601推动球远离肩部6060且流体无法截留在高压腔室663中。流体可经由内部主体606中的凹槽或孔洞循环到低压腔室661，并且其后，流体循环到高压腔室663。还可包含泄漏路径，如此项技术中已知。在图2中，流体可跨越外部主体605中的凹槽650移动以横越第一间隙孔160。间隙凹槽650可跨越第一间隙孔161将高压流体P2或低压流体P1的任一者供应到第一滑阀路径131。流体可经由泄漏路径或流体端口泄漏到间隙装置600中。外部主体605在第一间隙孔160中往复运动以随着摇臂10在致动冲程中旋转而压缩，且随着致动冲程之后摇臂返回到其起始位置时主体弹簧607扩展而扩展。随着摇臂10通过来自推杆54的动作旋转旋转量R1，如图2所示，滑阀301借助于e脚320作用于阀桥700上。肩部711由阶梯式孔701中的阶梯按压，如此随后导杆端部70、71移动以向下推动阀78、79。
但在其它操作条件(例如替代提升型面)中，间隙装置600经配置以在阀耦合器710上推动且移动阀79，随后阀桥700在导杆端部70上推动。此在图3中展示，其中阀79移动两个粗箭头之间说明的距离D。高压流体P2从压力受控流体供应1001供应到间隙装置600。高压流体P2进入高压腔室663、中间路径107、滑阀凹槽306、针路径145和第二间隙孔161。高压流体P2足以提升针杯603，且因此提升针601。此从止回阀装置(球604)移除针601。按压配合或卡扣环或其它耦合可将针601固持到针杯603。球弹簧608抵靠着肩部6060朝上推动球604，且高压流体P2截留在高压腔室663中。外部主体605无法在第一间隙孔160中收缩。
当摇臂10已通过来自推杆54的动作旋转旋转量R2时，旋转量R2足以针对替代提升型面将阀79移动距离D2。如此，在滑阀301已行进得足以抵靠着摇臂外表面171对接滑阀环管310之前，阀79打开，如此滑阀尚未移动阀桥700。旋转量R2也不足以移动滑阀301使得足以将高压流体P2耦合到累积器路径157。高压流体P2被截留以保持间隙装置600牢固。可经由阀79的小提升以及经由在推杆54上按压的凸轮配置实现替代阀提升型面，例如引擎制动或早期阀打开。可包含例如闩锁或液压胶囊等额外或替代的致动机构以进一步调节旋转量R1、R2、R3、R4。
当摇臂10在高压流体情境或低压流体情境中旋转旋转量R3时，滑阀301提升以抵靠着摇椅外表面171对接滑阀环管310，这将滑阀凹槽306耦合到第二滑阀路径133、针路径145和累积器路径157。也就是说，滑阀301可移动以使滑阀凹槽305与第一滑阀路径131和第二滑阀路径133在第一滑阀位置中对准，且滑阀301可移动以使滑阀凹槽306与第二滑阀路径133和累积器路径157在第二滑阀位置中对准。在图式中，针路径145说明为摇臂中单独地钻凿、成角的端口，然而，针路径145可或者为第二滑阀路径133的延伸(如通过调节间隙装置600的高度或位置)。
在滑阀301处于第二滑阀位置中的情况下，来自针杯603下方的流体可释放到累积器810或类似装置，乃至释放到贮槽。当流体释放时，针杯603可下降且传回针601以推动球604远离肩部6060，从而准许间隙装置600收缩到低压状态。累积的高压流体P2可抵靠着弹簧815压缩密封件813以填充腔室811。当摇臂旋转方向颠倒以返回到起始位置时，弹簧815可推动密封件813且推动累积的流体离开回到贮槽S。此可在通过控制器1000对阀V施行同时控制的情况下进行。在替代方案中，排出线可包含在摇轴20中用于缓解来自摇臂的流体压力。
图5展示可随以上技术使用的摇臂11的替代实施例。包含到第一滑阀路径131的延伸1310，使得第一滑阀路径131在第一间隙孔160的上部端处与第一间隙孔160成流体连通。此额外流体路径增加到间隙装置600的循环。还可包含凹槽610用于增加内部循环，或可使用孔洞或泄漏路径。
图5还包含用于中间路径107、第一滑阀路径131和第二滑阀路径133的钻凿端口中的插塞801、803、805的细节。还可看见用于将外部主体605固持在第一间隙孔160中的卡扣环611。图5中展示滑阀偏置机构330的示范性细节，其中滑阀弹簧305偏置以抵靠着滑阀盘片303推动，滑阀盘片303通过卡扣环304或其它固定方式(例如按压配合)紧固到滑阀301。
在先前图中，第一间隙孔161包括在第二间隙孔161附近的顶端，和与所述顶端相对的底端。供应路径103与间隙孔160的底端连通。图6展示可随以上技术中的许多技术使用的摇臂12的替代实施例。图6中，间隙孔160包括在第二间隙孔161附近的顶端，和与所述顶端相对且在到阀的机械耦合点附近的底端。也就是说，底端在e脚620和阀桥700中的耦合器710附近。供应路径1030与间隙孔的顶端连通。代替于在摇臂10、11中水平钻凿，摇臂12包括替代的供应路径1030，其成角以径直到达第一间隙孔160的顶部。此消除中间路径107和外部主体605中的间隙凹槽650的需要。当外部主体延伸时，低或高压流体可跨越第一间隙孔160传送到第一滑阀路径131。第一滑阀路径131可包括到第一间隙孔160的延伸1310。
滑阀偏置机构330和针组合件630(包括针601、针弹簧602和针杯603)通过盖罩800紧固到摇臂10-12。盖罩800还用以偏置滑阀弹簧305和针弹簧602以分别使滑阀301和针601返回到其起始位置。
相应润滑端口302、651可包含在滑阀301和外部主体605中以使相应耦合e脚320、620润滑。滑阀润滑端口302可如通过滑阀中的交叉钻凿来馈送。
通过使用间隙装置600作为流体穿通装置，摇臂10、11、12最小化钻凿，这确保较好容差。通过在单一可切换供应管道23上使用可切换润滑油供应，摇轴上的复杂性、摇臂中的平台以及与其对应的泄漏路径的机会也都减小。所述设计还与其它目标兼容，例如e脚耦合的润滑、液压或机械间隙调节器的使用和推杆到摇臂界面的润滑。
上文描述的改进的润滑油流动回路产生简化的摇臂内部。代替于到阀致动组合件的多个润滑油流动路径，摇臂基本上由到滑阀或到累积器的单一润滑油供应路径组成。摇臂可基本上由以下各者组成：到摇臂中的与第一间隙孔和第一滑阀孔连通的供应路径。滑阀处于滑阀孔中，滑阀包括滑阀凹槽，滑阀经配置以在滑阀孔中往复运动。至少第一滑阀路径与滑阀和第一间隙孔成流体连通。第二间隙孔处于摇臂中。第二滑阀路径与滑阀和第二间隙孔成流体连通。累积器路径与滑阀成流体连通。液压间隙装置处于第一间隙孔中，间隙装置包括内部主体和外部主体，其中外部主体经配置以在第一阀提升型面期间当接纳低压流体时收缩，且其中外部主体和内部主体经配置以在第二阀提升型面期间当接纳高压流体时稳固地协作。滑阀可移动到第一滑阀位置以使滑阀凹槽与第一滑阀路径和第二滑阀路径两者对准，且滑阀可移动到第二滑阀位置以使滑阀凹槽与第二滑阀路径和累积器路径两者对准。
通过考虑本文中所揭示的实例的说明书以及实践，对于所属领域的技术人员而言，其它实施方案将是显而易见的。

Claims (14)

1.一种用于在第一阀提升型面和第二阀提升型面之间切换的摇臂，其包括：
供应孔，其用于接纳高压流体和低压流体中的一者；
从所述供应孔到所述摇臂中的供应路径；
第一间隙孔，其与所述供应路径成流体连通；
第一滑阀孔；
所述滑阀孔中的滑阀，所述滑阀包括滑阀凹槽，所述滑阀经配置以在所述滑阀孔中往复运动；
至少第一滑阀路径，其与所述滑阀和所述第一间隙孔成流体连通；
第二间隙孔；
第二滑阀路径，其与所述滑阀和所述第二间隙孔成流体连通；
累积器路径，其与所述滑阀成流体连通；以及
液压间隙装置，其在所述第一间隙孔中，所述间隙装置包括内部主体和外部主体，其中所述外部主体经配置以在所述第一阀提升型面期间当接纳所述低压流体时收缩，且其中所述外部主体和所述内部主体经配置以在所述第二阀提升型面期间当接纳所述高压流体时稳固地协作，
其中，所述滑阀可移动到第一滑阀位置以使所述滑阀凹槽与所述第一滑阀路径和所述第二滑阀路径对准，且所述滑阀可移动到第二滑阀位置以使所述滑阀凹槽与所述第二滑阀路径和所述累积器路径对准，以及
其中到所述摇臂中的所述供应路径为到所述滑阀的仅有的流体源。
2.根据权利要求1所述的摇臂，其进一步包括所述供应孔中的摇轴，所述摇轴包括润滑管道和可切换供应管道，所述可切换供应管道包括与所述供应路径连通的供应端口。
3.根据权利要求1所述的摇臂，其中所述第一滑阀路径包括用于以流体方式与所述第一间隙孔的顶端连通的延伸。
4.根据权利要求1或3所述的摇臂，其进一步包括与所述第一间隙孔成流体连通的间隙路径，以及所述间隙路径和所述第一滑阀路径之间的中间路径。
5.根据权利要求4所述的摇臂，其中所述间隙装置外部主体包括间隙凹槽，用于跨越所述间隙孔将所述高压流体或所述低压流体中的所述一者供应到所述第一滑阀路径。
6.根据权利要求1所述的摇臂，其中所述间隙孔包括在所述第二间隙孔附近的顶端和与所述顶端相对的底端，且其中所述供应路径与所述间隙孔的所述底端连通。
7.根据权利要求1或3所述的摇臂，其中所述间隙孔包括在所述第二间隙孔附近的顶端和与所述顶端相对且在到阀的机械耦合点附近的底端，且其中所述供应路径与所述间隙孔的所述顶端连通。
8.根据权利要求1所述的摇臂，其中：
所述内部主体进一步包括低压腔室、内部间隙路径和包围所述内部间隙路径的止回阀阀座；
所述外部主体进一步包括压力腔室，和用于选择性地抵靠着所述止回阀阀座安放或用于选择性地打开所述内部间隙路径的可移动止回阀装置。
9.根据权利要求6所述的摇臂，其进一步包括所述第二间隙孔中的针组合件，所述针组合件包括由针弹簧偏置的针杯，和附连到所述针杯的针，其中当供应孔接纳低压流体时针接触所述止回阀装置，且其中当所述供应孔接纳高压流体时所述针杯提升所述针远离所述止回阀装置。
10.根据权利要求1所述的摇臂，其进一步包括：与所述滑阀成机械连通的阀桥；与所述间隙装置成机械连通的耦合器，其中所述耦合器安放在所述阀桥中。
11.根据权利要求1所述的摇臂，其中所述第二滑阀路径包括相对于所述滑阀成角的针路径。
12.根据权利要求1所述的摇臂，其进一步包括与所述累积器路径成流体连通的累积器，其中到所述摇臂中的所述供应路径为到所述累积器的仅有的流体源。
13.一种操作用于在第一阀提升型面和第二阀提升型面之间切换的摇臂的方法，其包括：
将高压流体和低压流体中的一者供应到所述摇臂中的供应路径；
以流体方式将所述高压流体和所述低压流体中的所述被供应一者传送到与所述供应路径成流体连通的第一间隙孔，所述第一间隙孔包括液压间隙装置；
以流体方式将所述高压流体和所述低压流体中的所述被供应一者从所述供应路径传送到第一滑阀孔；
以流体方式将所述高压流体和所述低压流体中的所述被供应一者从所述滑阀孔传送到与所述液压间隙装置成机械连通的针组合件；以及
使滑阀在所述滑阀孔中往复运动，所述滑阀包括滑阀凹槽，以通过以下操作选择性地以流体方式将所述高压流体和所述低压流体中的所述被供应一者传送到累积器路径：从第一滑阀位置移动所述滑阀从而使所述滑阀凹槽与到所述间隙孔的第一滑阀路径和到所述针组合件的第二滑阀路径对准，以及将所述滑阀移动到第二滑阀位置从而使所述滑阀凹槽与所述第二滑阀路径和所述累积器路径对准。
14.一种用于在第一阀提升型面和第二阀提升型面之间切换的摇臂，其基本上由以下各者组成：
供应孔，其用于接纳高压流体和低压流体中的一者；
从所述供应孔到所述摇臂中的供应路径；
第一间隙孔，其与所述供应路径成流体连通；
第一滑阀孔；
所述滑阀孔中的滑阀，所述滑阀包括滑阀凹槽，所述滑阀经配置以在所述滑阀孔中往复运动；
至少第一滑阀路径，其与所述滑阀和所述第一间隙孔成流体连通；
第二间隙孔；
第二滑阀路径，其与所述滑阀和所述第二间隙孔成流体连通；
累积器路径，其与所述滑阀成流体连通；
液压间隙装置，其在所述第一间隙孔中，所述间隙装置包括内部主体和外部主体，其中所述外部主体经配置以在所述第一阀提升型面期间当接纳所述低压流体时收缩，且其中所述外部主体和所述内部主体经配置以在所述第二阀提升型面期间当接纳所述高压流体时稳固地协作，
其中，所述滑阀可移动到第一滑阀位置以使所述滑阀凹槽与所述第一滑阀路径和所述第二滑阀路径对准，且所述滑阀可移动到第二滑阀位置以使所述滑阀凹槽与所述第二滑阀路径和所述累积器路径对准。
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