CN107882939A - 具有可控入口压力的液压张紧器 - Google Patents

Abstract

压力调节器与液压张紧器的供应入口流体连通，以主动地控制至液压张紧器的入口的流体。通过基于发动机条件来主动地控制压力调节器并且因此油压被供给至液压张紧器，至液压张紧器的油压在低发动机速度下可能降低，这提高了正时系统的效率，或者允许在高发动机速度和低发动机温度下的完全油压。

Description

具有可控入口压力的液压张紧器

技术领域

本发明涉及液压张紧器领域。更具体地，本发明涉及一种用于控制液压张紧器的入口压力的机构。

背景技术

在许多发动机中，发动机油系统向张紧器供应的油压高于适当张紧器功能所必需的油压。供应至张紧器的高于必需的油压导致正时系统摩擦的增加，该正时系统摩擦由至张紧器的供应压力生成的额外力引起。为了解决这个问题，被动压力调节器与张紧器一起使用，以调节提供至张紧器的压力，以便改善摩擦损失。无论包括但不限于温度和速度的发动机条件如何，被动压力调节器总是调节液压张紧器的入口压力。然而，在需要至张紧器的完全油压的操作范围内和在使用压力调节器中存在不能获得的条件。

发明内容

压力调节器与液压张紧器的供应入口流体连通，以主动地控制至液压张紧器的入口的流体。通过基于发动机条件来主动地控制压力调节器并且因此油压被供给至液压张紧器，至液压张紧器的油压在低发动机速度下可能降低，这提高了正时系统的效率，或者允许在高发动机速度和低发动机温度下的完全油压。

在一个实施例中，用于调节至液压张紧器的入口的发动机油供应的主动压力调节器包括具有第一套筒槽脊和第二套筒槽脊的套筒、可滑动地在容纳在具有第一端和第二端的套筒之内的阀塞；以及壳体的孔与阀塞的第一端之间的弹簧，其用于沿第一方向偏置阀塞。套筒具有容纳在液压张紧器的壳体的孔内的第一开放端和第二封闭端。阀塞包括：通过主轴连接的第一槽脊和第二槽脊；主轴内的第一槽脊与第二槽脊之间的出口端口；第一槽脊与第二槽脊之间的入口端口；主轴中的横向贯通通道，其与入口端口、出口端口以及用于存储至液压张紧器的入口的流体的储存器流体连通；以及中央通道，其与贯通通道以及在阀塞的第二端与套筒之间形成的腔室流体连通。当阀塞处于第一位置时，阀塞的第三槽脊阻止流体从入口端口进入腔室和储存器。当阀塞处于第二位置时，来自入口端口的流体通过贯通通道和中央通道进入腔室并且进入储存器，在等于发动机油压的压力下将流体供应至液压压力的入口。

主动压力调节器的位置可进一步被螺线管影响，螺线管在通电时允许来自入口管线的流体被排出并且在断电时允许来自入口管线的流体通过螺线管循环回至压力调节器的阀塞的弹簧偏置端。

在替代实施例中，至阀塞的入口管线可被分成第一管线和第二管线，其中第一管线与阀塞槽脊之间的压力调节器流体连通，第二管线与致动器流体连通。致动器可由发动机控制器控制。致动器控制流至压力调节器的弹簧偏置端并且从压力调节器的弹簧偏置端排出的流体。

附图说明

图1示出了带有用于控制入口压力的机构的液压张紧器的透视图。

图2示出了带有用于控制入口压力的机构的液压张紧器的前视图。

图3示出了带有用于控制入口压力的机构的液压张紧器的仰视图。

图4A示出了沿图2的线4-4的截面图，其中压力调节器处于第一位置。

图4B示出了沿图2的线4-4的截面图，其中压力调节器处于第二位置。

图5A示出了沿图2的线5-5的截面图，其中压力调节器处于第一位置。

图5B示出了沿图2的线5-5的截面图，其中压力调节器处于第二位置。

图6示出了沿图3的线6-6的液压张紧器的截面图。

图7示出了沿图3的线7-7的液压张紧器的截面图。

图8示出了与致动器和供应入口流体连通的压力调节器的第二实施例的示意图。

图9示出了张紧器供给压力对发动机速度的曲线图。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，压力调节器与供应入口流体连通，并且至液压张紧器的供应流体被主动地控制。通过基于发动机条件来主动地控制压力调节器并且因此油压被供给至液压张紧器，至张紧器的油压在低发动机速度下可能降低，这提高了正时系统的效率，或者允许在高发动机速度和低发动机温度下的完全油压。

例如，如图9所示，在怠速至7000rpm的速度范围内示出了完全发动机压力(实线)。如图所示，发动机油压在怠速至2800rpm时为2巴。压力在2800rpm下从2巴增加至约3.5巴，并且在3400rpm及其以上时保持在3.5巴。效率图(虚线)表示发动机的理想效率，因为其涉及供应至张紧器的发动机油压。当怠速时供应至液压张紧器的油压为2巴、在800rpm至2800rpm之间时减少至0.5巴、并且随后在2800rpm时增加至3.5巴时，发动机效率最高；并且在2800rpm及其以上时，对液压张紧器的发动机来说，接收完全发动机油压是最有效的。

由此，为了提高发动机正时系统的效率，在低发动机温度和低速度下，当使用低供给压力时系统效率最高；在高发动机速度下，在高供给压力下效率最高。由此，理想地在2800rpm下，发动机能有效地停止调节压力，以增加供给至张紧器的压力并使用完全发动机油压。在怠速期间，发动机能更有效地将压力调节为主动的，从而将发动机油压降低至0.5巴。发动机有效时的效率值和速度可发生变化并且不限于上面相对于图9讨论的值。

图1-8示出了带有压力调节器的液压张紧器，压力调节器用于调节保持链条中的张力的液压张紧器的压力室的压力。

参照图6和图7，液压张紧器10具有壳体17，壳体17带有容纳中空活塞14的孔18。孔18具有开放端18a和入口端18b。在外圆周上，中空活塞14具有可容纳弹性挡圈16的多个齿15。压力室52在孔18和活塞14之间形成。偏置弹簧19容纳在中空活塞14内，偏置弹簧19偏置活塞14使其远离壳体17的孔18的入口端18b。还存在于中空活塞14内的是在入口端18b处的止回阀11，其允许流体通过入口50进入高压室52，而不是回流至入口50。开口盘53可存在于高压室52中。压力调节器20优选地连接至液压张紧器10的入口50。

经由入口50供应至压力室52的油压可为完全发动机油压或受调发动机压力。如上所论述的，在发动机的速度范围内存在一些特定情况，其中期望完全发动机压力，并且在其它时间，其中期望较低的受调压力。

参照图4A-5B，压力调节器20具有带有一系列通道和槽脊的可滑动阀塞21。在第一位置和第二位置之间，阀塞21可在封闭端套筒28和壳体17的阶梯孔33之间滑动。套筒28容纳在张紧器10的壳体17的孔33内。阀塞21的第一侧21d是沿第一方向偏置的弹簧30。阀塞21的第二端21e具有在阀塞21与套筒28的封闭端之间形成的流体储存器24，并且流体储存器24中的流体可以沿与第一方向相反的第二方向偏置阀塞21。阀塞21具有由主轴21c隔开的第一槽脊21a和第二槽脊21b，并且容纳在套筒28内。横向贯通通道22在第一槽脊21a与第二槽脊21b之间，其连接至主轴21c中的中央通道23。贯通通道22优选地与流体出口27流体连通。贯通通道22还通过通道32与储存器34流体连通。储存器34与液压张紧器10的入口50流体连通。中央通道23与在阀塞21的第二槽脊21b与套筒28的封闭端28c之间形成的储存器24流体连通。套筒28具有第一槽脊28a和第二槽脊28b。

螺线管12具有可通电或断电的一系列的线圈46。衔铁42具有带有包括电磁材料的球43的第一端42a和容纳在线圈46内的第二端42b。衔铁42的球43阻止或允许流体通道穿过螺线管12或通过中央通道44或通道45从螺线管12排放至集油槽。通道44、45与其中弹簧30偏置的压力调节器20的阀塞21的第一侧21d流体连通。当线圈46通电时，衔铁42的球43阻断中央通道44。当线圈46断电时，衔铁42的球43不阻断中央通道44。

图4A和图5A示出了至受调节的液压张紧器10的入口50的压力。流体进入压力调节器20的入口26。流体在外套筒28的第一和第二槽脊28a、28b与套筒的第一和第二槽脊21a、21b之间流至主轴21c中通道22。流体从通道22流至中央通道23以填充腔室24，并且通过通道32流至储存器34。流体继续自由地流入储存器34/腔室24，直到储存器24、34中的流体的压力大于施加在压力调节器20的阀塞21的第一端21d上的弹簧30的力。

同时，发动机控制器(未示出)向螺线管12发送信号，使螺线管12的线圈46通电，将球形衔铁42移动至衔铁的球43阻断中央通道44时的位置，防止流体通过螺线管12循环回至阀塞21d的第一侧。相反，流体通过通道45从螺线管12排出。

当储存器24中的压力在来自大于弹簧30的力的源的压力下接收流体时，或者例如1巴，流体将流过压力调节器10并流入储存器34，储存器34通过张紧器10的入口50和止回阀11将流体供给至高压室52。螺线管12被通电以移动球形衔铁43使得流体可以通过螺线管12排出，并且防止流体通过通道44、45、47流至压力调节器10的第一端(弹簧端30)21d。来自源的流体将继续流入储存器24、34，直到储存器24、34中的任一个中的压力大于1巴。一旦压力大于1巴，阀塞20将调整，从而关闭或打开至储存器34的流，以保持1巴。

参考图4B和图5B，其中螺线管已经断电，流体可以通过螺线管12从源开始流动并且在阀塞的第一端21d处流回至压力调节器20。当螺线管12的线圈46断电时，球形衔铁42移动至衔铁42的球43允许流体流过中央通道44的位置，从而允许流体通过通道36流至通道45，通过中央通道44流至阀塞21的第一侧21d。

流体继续从源流入阀塞21的腔室24和连接至液压张紧器10的入口50的储存器34。

如果在发动机循环期间存在压力被调节的时刻，但是需要在例如在高速下的大于1巴压力的压力内向张紧器10供给流体，发动机控制器向螺线管12发送信号以断电并且允许流体通过螺线管12被供给至压力调节器20的弹簧侧21d，迫使压力调节器20的螺线管12移动，使得流体可流入储存器24、34。

图8示出了替代实施例的压力调节器的示意图。在槽脊120a、120b与通往控制器131的第二管线127之间，入口管线26与到达压力调节器120的第一管线126分隔开。控制器131控制流体是否通过压力调节器120从入口流至管线127和张紧器10。控制器131包括由发动机控制器(未示出)控制的致动器132和阻断或允许流体流动的装置。该装置可为阀塞128或可以移动到至少两个位置并且阻断或允许流体从入口和管线127流至压力调节器120的任何其它结构。控制器131控制流至压力调节器120的弹簧129偏置端并且通过阀塞128从压力调节器120的弹簧129偏置端排出130的流体。致动器132可为可变力螺线管、两位销螺线管或带有至少两个位置的任何控制设备。

因此，应当理解，本文所描述的本发明的实施例仅仅是本发明原理的应用的说明。本文参考的所示实施例的细节并不旨在限制权利要求的范围，权利要求本身描述了被认为是本发明实质的那些特征。

Claims (15)

1.一种液压张紧器，包括：

主体，其具有与入口通道连通的孔，所述入口通道用于向所述孔供应液压流体；

位于所述主体的所述孔中的活塞；

压力调节器，其具有用于在加压条件下联接至液压流体供应的入口和联接至所述入口通道的出口，所述压力调节器包括控制输入，所述控制输入将所述压力调节器从其中所述压力调节器在不变受压条件下将液压流体从所述入口传递至所述出口的断开位置切换至其中所述液压流体在受调加压条件下从所述入口被传递至所述出口的接通位置。

2.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述压力调节器包括：

套筒，其带有容纳在所述液压张紧器的壳体的孔内的第一开放端和第二封闭端，所述液压张紧器具有第一套筒槽脊和第二套筒槽脊；

可滑动地在容纳在具有第一端和第二端的所述套筒之内的阀塞，其包括：

通过主轴连接的第一槽脊和第二槽脊；

所述第一槽脊与所述第二槽脊之间的所述主轴内的出口端口；

所述第一套筒槽脊和所述第二套筒槽脊与所述阀塞第一槽脊和第二槽脊之间的入口端口；

所述阀塞的所述主轴中的横向贯通通道，其与所述入口端口、所述出口端口以及用于存储至所述液压张紧器的所述入口的流体的储存器流体连通；以及

中央通道，其与所述贯通通道以及在所述阀塞的所述第二端与所述套筒之间形成的腔室流体连通；

所述壳体的所述孔与所述阀塞的所述第一端之间的弹簧，其用于沿第一方向偏置所述阀塞；

其中，当所述阀塞处于第一位置时，所述套筒阻止流体从所述入口端口进入所述腔室和所述储存器；

其中，当所述阀塞处于第二位置时，来自所述入口端口的流体通过所述贯通通道和所述中央通道进入所述腔室并且进入所述储存器，在等于所述发动机油压的压力下将流体供应至所述液压压力的所述入口。

3.根据权利要求2所述的液压张紧器，其中，当所述阀塞处于所述第一位置时，所述弹簧的所述力大于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

4.根据权利要求2所述的液压张紧器，其中，当所述阀塞处于所述第二位置时，所述弹簧的所述力小于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

5.根据权利要求2所述的液压张紧器，其中，所述阀塞的所述第一端通过螺线管阀与所述入口端口流体连通。

6.根据权利要求2所述的液压张紧器，其进一步包括：

与所述阀塞的所述入口端口和所述第一端流体连通的螺线管，

其中，当所述螺线管断电时，流体通过所述螺线管从所述入口端口流出并且流至所述阀塞的所述第一端，并且所述套筒阻止流体从所述入口端口进入所述腔室和所述储存器；

其中，当所述螺线管通电时，来自所述入口端口的流体通过所述贯通通道和所述中央通道进入所述腔室并且进入所述储存器，在等于所述发动机油压的压力下将流体供应至所述液压压力的所述入口，并且来自所述入口端口的附加流体通过所述阀塞排出。

7.根据权利要求6所述的液压张紧器，其中，所述液压张紧器进一步包括：

带有孔的壳体；

容纳在所述孔内的活塞，其具有带有多个齿的外圆周；

容纳在所述活塞内的弹簧，其用于偏置所述活塞使其远离所述壳体；以及

由所述活塞、所述弹簧和所述壳体限定且与所述入口流体连通的高压室。

8.根据权利要求6所述的液压张紧器，其中，当所述阀塞处于第一位置时，所述弹簧的所述力大于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

9.根据权利要求6所述的液压张紧器，其中，当所述阀塞处于第二位置时，所述弹簧的所述力小于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

10.一种用于调节至液压张紧器的入口的发动机油供应的主动压力调节器，包括：

套筒，其带有容纳在所述液压张紧器的壳体的孔内的第一开放端和第二封闭端，所述液压张紧器具有第一套筒槽脊和第二套筒槽脊；

可滑动地在容纳在具有第一端和第二端的所述套筒之内的阀塞，其包括：

通过主轴连接的第一阀塞槽脊和第二阀塞槽脊；

所述第一阀塞槽脊与所述第二阀塞槽脊之间的出口端口；

所述第一阀塞槽脊和所述第二阀塞槽脊与所述第一套筒槽脊和所述第二套筒槽脊之间的入口端口；

与所述入口端口、所述出口端口以及用于存储至所述液压张紧器的所述入口的流体的储存器流体连通的横向贯通通道；以及

中央通道，其与所述贯通通道以及在所述阀塞的所述第二端与所述套筒之间形成的腔室流体连通；

所述壳体的所述孔与所述阀塞的所述第一端之间的弹簧，其用于沿第一方向偏置所述阀塞；

其中，当所述阀塞处于第一位置时，所述外套筒阻止流体从所述入口端口进入所述腔室和所述储存器；

其中，当所述阀塞处于第二位置时，来自所述入口端口的流体通过所述贯通通道和所述中央通道进入所述腔室并且进入所述储存器，在等于所述发动机油压的压力下将流体供应至所述液压压力的所述入口。

11.根据权利要求10所述的主动压力调节器，其中，当所述阀塞处于所述第一位置时，所述弹簧的所述力大于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

12.根据权利要求10所述的主动压力调节器，其中，当所述阀塞处于所述第二位置时，所述弹簧的所述力小于所述腔室中以及所述储存器中的所述流体施加在所述阀塞的所述第二端上的压力。

13.根据权利要求10所述的主动压力调节器，其中，所述阀塞的所述第一端通过螺线管阀与所述入口端口流体连通。

14.一种用于主动地控制供应至张紧链条或皮带的液压张紧器的入口的流体的压力的主动压力调节器系统，其包括：

主动压力调节器，其包括：

套筒，其带有容纳在所述液压张紧器的壳体的孔内的第一开放端和第二封闭端；

可滑动地在容纳在具有第一端和第二端的所述套筒之内的阀塞，其包括：

通过主轴连接的第一阀塞槽脊和第二阀塞槽脊；

所述第一阀塞槽脊与所述第二阀塞槽脊之间的所述主轴中的出口端口；

所述第一套筒槽脊和所述第二套筒槽脊与所述第一阀塞槽脊和所述第二阀塞槽脊之间的入口端口；

与所述入口端口、所述出口端口以及用于存储至所述液压张紧器的所述入口的流体的储存器流体连通的横向贯通通道；以及

中央通道，其与所述贯通通道以及在所述阀塞的所述第二端与所述套筒之间形成的腔室流体连通；

所述壳体的所述孔与所述阀塞的所述第一端之间的弹簧，其用于沿第一方向偏置所述阀塞；以及

与所述阀塞的所述入口端口和所述第一端流体连通的螺线管，

其中，当所述螺线管断电时，流体通过所述螺线管从所述入口端口流出并且流至所述阀塞的所述第一端，并且所述套筒阻止流体从所述入口端口进入所述腔室和所述储存器；

其中，当所述螺线管通电时，来自所述入口端口的流体通过所述贯通通道和所述中央通道进入所述腔室并且进入所述储存器，在等于所述发动机油压的压力下将流体供应至所述液压压力的所述入口，并且来自所述入口端口的附加流体通过所述阀塞排出。

15.根据权利要求14所述的主动压力调节器系统，其中，所述张紧器进一步包括：

带有孔的壳体；

容纳在所述孔内的活塞，其具有带有多个齿的外圆周；

容纳在所述活塞内的弹簧，其用于偏置所述活塞使其远离所述壳体；以及

由所述活塞、所述弹簧和所述壳体限定且与所述入口流体连通的高压室。