CN109139831A - 带有刚度可控止回阀的张紧器 - Google Patents

Abstract

一种内燃机用用于将链条或皮带的跨度张紧的液压张紧器，其具有活塞，该活塞具有内部储存器，该内部储存器通过止回阀组件连接于高压腔室。该止回阀组件具有：盘座，该盘座接纳在活塞的主体的中空孔内，且盘座具有至少一个通道，该至少一个通道将内部储存器连接于液压腔室；止回阀保持器，该止回阀保持器联接于盘座；止回阀盘，该止回阀盘接纳在盘座和止回阀保持器之间，且在第一位置和第二位置之间可移动；以及止回阀弹簧，该止回阀弹簧接纳在止回阀盘和止回阀保持器之间。

Description

带有刚度可控止回阀的张紧器

技术领域

本发明涉及液压张紧器的领域。更具体地说，本发明涉及一种液压张紧器，该液压张紧器具有刚度可控制止回阀，用于液压张紧器的内部储存器。

背景技术

当前，液压张紧器需要具有油液保持能力，以减小内燃机的正时系统上在发动机启动期间噪声和振动。液压张紧器的油液保持性能影响液压张紧器中的油液流动阻力。

在传统的液压张紧器中，止回阀靠近于入口供源放置在接纳柱塞的开端式孔的底部上，并且放置在形成于张紧器的柱塞和张紧器壳体的孔之间的高压腔室中。

发明内容

一种内燃机用用于将链条或皮带的跨度张紧的液压张紧器具有活塞，该活塞具有内部储存器，该内部储存器通过止回阀组件连接于高压腔室。该止回阀组件具有盘座，该盘座接纳在活塞的主体的中空孔内，且该盘座具有至少一个通道，该至少一个通道将内部储存器连接于液压腔室；止回阀保持器，该止回阀保持器联接于盘座；止回阀盘，该止回阀盘接纳在盘座和止回阀保持器之间，且能在第一位置和第二位置之间移动；以及止回阀弹簧，该止回阀弹簧接纳在止回阀盘和止回阀保持器之间。

在第一位置中，止回阀盘由止回阀弹簧偏置抵靠于盘座，密封该至少一个通道，以防止流体从内部储存器通至液压腔室。在第二位置中，止回阀盘偏置抵靠于弹簧，以使得流体能通过盘座的至少一个通道从内部储存器流至高压腔室。

当来自链条或皮带的动态负载使得活塞从壳体向内和向外移动时，来自内部储存器的流体通过止回阀组件的盘座的至少一个通道抽吸到液压腔室中，增大液压腔室内的流体压力，将向外力施加到活塞上，抵抗来自链条或皮带的动态负载的向内力。

在一个实施例中，止回阀组件包括压力释放阀。

不同于传统的张紧器，本发明的止回阀组件放置在壳体的孔的过渡直径内。过渡直径在具有内部储存器的第一直径和具有高压腔室和弹簧的第二直径之间。通过将止回阀组件放置在内部储存器和高压腔室之间的过渡直径内，与放置在内部储存器的入口中的传统球入口止回阀相比，改进活塞反应力的响应时间，增大向内部储存器的油液入流体积，减小油液流动阻力。

附图说明

图1示出第一实施例的液压张紧器。

图2示出图1所示液压张紧器沿着线2-2的截面。

图3示出第二实施例的液压张紧器。

图4示出图2所示液压张紧器沿着线4-4的截面。

图5示出图2所示止回阀组件的放大视图。

图6示出图4所示止回阀组件的放大视图。

图7a-7b示出图2所示止回阀组件的压力释放阀保持器的不同立体图。

图8a示出图2所示压力释放阀主体的立体图。

图8b示出图2所示压力释放阀主体的另一立体图。

图9示出图2所示的止回阀组件。

图10示出图9所示止回阀组件的剖视图。

图11示出通过图2所示止回阀组件的油液流动的示意图。

图12示出现有技术的球止回阀的剖视图。

具体实施方式

图1-11的液压张紧器10可用于诸如链条或皮带之类的用于机动车辆的内燃机的无端环线的挠性动力传递构件。动力传递构件围绕驱动链轮和至少一个从动链轮，该驱动链轮由诸如发动机的曲柄轴的驱动轴所驱动，而该至少一个从动链轮由诸如发动机的凸轮轴的从动轴支承。

参照图1-2、5和7a-11，示出具有内部储存器的液压张紧器10的第一实施例。液压张紧器经由安装板2安装于内燃机的发动机缸体(未示出)。安装板2经由接纳在安装板孔1中的螺栓或螺钉固定于发动机缸体(未示出)。安装板2联接于张紧器壳体3或者部分地与张紧器壳体形成在一起。张紧器壳体3具有闭合端部多级内部孔3a。孔3a的入口部分23在孔3a的闭合端部21和孔3a的开口端部22之间，该入口部分具有直径d1，该直径大于孔3a在该孔的闭合端部21和开口端部22处的直径d2。油液入口5存在于孔3a的入口部分23中，并且与流体供源(未示出)流体连通。

中空活塞4可滑动地接纳在壳体3的孔3a内。中空活塞4具有主体，该主体具有第一端部4a、第二端部4b以及第一端部4a和第二端部4b之间的长度L。中空活塞4的第一端部4a与用于内燃机的张紧器主体、引导件或无端环线挠性动力传递构件接触。中空活塞4的第二端部4b接纳在张紧器壳体3的孔3a内。

中空活塞4具有内部孔4c。内部孔4c具有第一直径D1、第二直径D2以及第一直径D1和第二直径D2之间的过渡直径D3。第一直径D1优选地小于第二直径D2。入口4d沿着中空活塞4的长度L，该入口与油液入口5连通。

止回阀组件20接纳在活塞4的内部孔4c的过渡直径D3内，将内部孔4c分成内部储存器6和高压腔室8。内部储存器6形成在内部孔4c的第一直径D1和止回阀组件20之间。高压腔室8形成在止回阀组件20、活塞4的内部孔4c的第二直径D2、活塞4的第二端部4b以及壳体3的孔3a的闭合端部21之间。弹簧7也优选地存在于高压腔室8内，且弹簧7的第一端部7a偏置抵靠于止回阀组件20且弹簧7的第二端部7b偏置抵靠于壳体3的孔3a的闭合端部21，以使得止回阀组件20且由此活塞4向外且远离张紧器壳体3的孔3a的闭合端部21偏置。

在内部孔4c内，止回阀组件20接纳在活塞4的过渡直径D3和第二直径D2内。参照图5和7a-10，止回阀组件20具有止回阀部分和压力释放部分。压力释放阀由凸缘11a形成，该凸缘联接于中空的圆柱形压力释放阀主体11c。压力释放阀主体11c的凸缘11a优选地由过渡直径D3接纳，且压力释放阀主体11c的剩余部分延伸到第二直径D2中。凸缘11a优选地与圆柱形压力释放阀主体11c一体地形成。凸缘11a具有围绕中空的圆柱形压力释放阀主体11c周向地设置的多个通道。圆柱形压力释放阀主体11c还在端部处具有排放开口11d。

在压力释放阀主体11c内，可动球12座落在排放开口11d处。球12能通过压力释放弹簧13在压力释放阀主体11c内移动。压力释放弹簧13的第一端部13a偏置抵靠于压力释放阀保持器14，且第二端部13b偏置抵靠于球12。压力释放阀保持器14具有贯通通道14a。

止回阀组件20的止回阀部分围绕压力释放阀主体11c的一部分。止回阀保持器15联接于压力释放阀主体11c的凸缘11a。止回阀保持器15围绕保持器的外周缘具有一系列开口24，且开口24在高压腔室8中与保持器15的表面上的凹槽25流体连通。止回阀盘17接纳在保持器15和凸缘11a之间。止回阀弹簧16存在于止回阀盘17和止回阀保持器15之间。弹簧16具有与止回阀盘17接触的第一端部16a以及与止回阀保持器15接触的第二端部16b。止回阀盘17通过弹簧16至少在第一位置和第二位置之间可移动。在第一位置中，止回阀盘17阻挡流体通过凸缘11a中的通道11b在内部储存器6和高压腔室8之间流动，在第二位置中，流体可以通过凸缘11a的通道11b在内部储存器6和高压腔室8之间流动。止回阀盘17优选地是杯状的，但也可使用其它形状。

止回阀盘17、弹簧16以及保持器15围绕压力释放阀主体11c。

当内部储存器6中的压力高于止回阀弹簧16的力时，内部储存器6的压力将止回阀盘17偏置抵靠于止回阀弹簧16，以允许来自内部储存器6的流体通过保持器15的开口24和凹槽25流入到高压腔室8中。

当高压腔室8中的压力高于压力释放阀13的力时，高压腔室8中的压力可释放，以使得球12在压力释放阀主体11c内远离排放开口或阀座11d移动。

来自供源的流体从入口5流动至孔3a的入口部分23，并且流动至中空活塞4的入口4d。流体填充中空活塞4的内部储存器6。当内部储存器6中的流体所具有的压力大于止回阀弹簧16施加在止回阀盘17上的力时，流体流动通过贯通通道11b并且流入到高压腔室8中。通过杯状止回阀盘17来防止从高压腔室8向内部储存器6的回流。当高压腔室8中的压力由于活塞4从壳体3向外延伸(增大高压腔室的体积)而下降时，来自内部储存器6的流体会进入高压腔室8，以通过止回阀盘17的通道11b将流体从内部储存器6抽吸到高压腔室8中。

当活塞4经由来自链条的脉冲而朝向壳体3推动时，高压腔室8中的压力增大，以使得压力大于压力释放弹簧13的力，且压力释放阀11的球12从压力释放阀主体11c离座，并且压力通过压力释放阀11的压力释放阀保持器14的开口14a逸出至内部储存器6。

通过使得止回阀和压力释放阀11的止回阀组件20存在于内部储存器6和形成在孔3a的闭合端部21出的高压腔室8之间，与传统的球入口止回阀相比，改进活塞反应力的响应时间，以增大向内部储存器6的油液入流体积，减小油液流动阻力。附加地，防止产生这样的问题，即在激烈的活塞运动情形下，油液进入高压腔室8的缺陷。

例如，当活塞4以高频率和幅度移动时，与诸如低频率和小幅度的其它情形相比，高压腔室8每单位时间需要更多油液。在高频率和幅度情形期间，高压腔室8内的活塞4移动至最内位置，以使得用于将油液供给至内部储存器6并至高压腔室8的供给压力降低。本发明的止回阀组件通过提供从内部储存器6至高压腔室8的高(压)油液入流来缓解此种问题。

图11示出通过图2所示张紧器止回阀组件的油液流动。由于止回阀保持器中开口24的尺寸，大流量的油液能从内部储存器6流动到高压腔室8中。

图12示出通常放置在张紧器内的现有技术球止回阀。传统的球止回阀300包括止回阀保持器301，该止回阀保持器连接于止回阀阀座。球302接纳在止回阀保持器301内。止回阀保持器301具有开口305。每单位时间流动通过传统的球止回阀的油液量显著地小于流动通过本发明的止回阀组件20的油液。

例如，在某些情形下，例如在现有技术的球止回阀和本发明的止回阀施加于同一活塞的情形下，在30psi油液压力情形下，本发明的止回阀比传统的球型止回阀具有40％更高的流量。

此外，通过改变止回阀的弹性力以及通过止回阀保持器15的油液流动阻力，能容易地改变张紧器刚度。能通过改变止回阀保持器15的凹槽25和开口24的面积大小和长度，来改变油液流动阻力。

图3-4和6示出具有所示出的第二实施例的内部储存器的液压张紧器10。液压张紧器经由安装板2安装于内燃机的发动机缸体(未示出)。安装板2经由接纳在安装板孔1中的螺栓或螺钉固定于发动机缸体(未示出)。安装板2联接于张紧器壳体3或者部分地与张紧器壳体形成在一起。张紧器壳体3具有闭合端部多级内部孔3a。孔3a的入口部分23在孔3a的闭合端部21和孔3a的开口端部22之间，该入口部分具有直径d1，该直径大于孔3a在该孔的闭合端部21和开口端部22处的直径d2。油液入口5存在于孔3a的入口部分23中，并且与流体供源(未示出)流体连通。

中空活塞4可滑动地接纳在壳体3的孔3a内。中空活塞4具有主体，该主体具有第一端部4a、第二端部4b以及第一端部4a和第二端部4b之间的长度L。中空活塞4的第一端部4a与用于内燃机的张紧器主体、引导件或无端环线挠性动力传递构件接触。中空活塞4的第二端部4b接纳在张紧器壳体3的孔3a内。

中空活塞4具有内部孔4c。内部孔4c具有第一直径D1、第二直径D2以及第一直径D1和第二直径D2之间的过渡直径D3。第一直径D1优选地小于第二直径D2。入口4d沿着中空活塞4的长度L，该入口与油液入口5连通。

止回阀组件120接纳在活塞4的内部孔4c的过渡直径D3内，将内部孔4c分成内部储存器6和高压腔室8。内部储存器6形成在内部孔4c的第一直径D1和止回阀组件120之间。高压腔室8形成在止回阀组件120、活塞4的内部孔4c的第二直径D2、活塞4的第二端部4b以及壳体3的孔3a的闭合端部21之间。弹簧7也优选地存在于高压腔室8内，且弹簧7的第一端部7a偏置抵靠于止回阀组件20且弹簧7的第二端部7b偏置抵靠于壳体3的孔3a的闭合端部21，以使得止回阀组件120且由此活塞4向外且远离张紧器壳体3的孔3a的闭合端部21偏置。

在内部孔4c内，止回阀组件120接纳在活塞4的过渡直径D3和第二直径D2内。参照图6，止回阀具有盘座119、止回阀保持器115、止回阀盘117以及弹簧116，该盘座具有至少一个通道118，该至少一个通道将内部储存器6与高压腔室8相连接，该止回阀保持器联接于盘座119，该止回阀盘接纳在保持器115和盘座119之间，且该弹簧在止回阀盘117和保持器115之间。弹簧116具有与盘座119相接触的第一端部116a和与止回阀盘117相接触的第二端部116b。止回阀盘117通过弹簧116至少在第一位置和第二位置之间可移动。在第一位置中，止回阀盘117阻挡流体通过至少一个通道118在内部储存器6和高压腔室8之间流动，在第二位置中，流体可以通过至少一个通道118在内部储存器6和高压腔室8之间流动。止回阀盘117优选地是杯状的，但也可使用其它形状。

当内部储存器6中的压力高于止回阀弹簧116的力时，内部储存器6的压力将止回阀盘117偏置抵靠于止回阀弹簧116，以允许来自内部储存器6的流体流入到高压腔室8中。

高压腔室8中的压力可在流动通过杯状止回阀盘117中的小孔121并且流动至盘座119的通道118时得以释放。

来自供源的流体从入口5流动至孔3a的入口部分23，并且流动至中空活塞4的入口4d。流体填充中空活塞4的内部储存器6。当内部储存器6中的流体所具有的压力大于止回阀弹簧116施加在止回阀盘117上的力时，流体流动通过贯通通道118并且流入到高压腔室8中。通过杯状止回阀盘117来防止从高压腔室8向内部储存器6的回流。当高压腔室8中的压力由于活塞4从壳体3向外延伸(增大高压腔室的体积)而下降时，来自内部储存器6的流体会进入高压腔室8，以通过向上推动止回阀盘117来经由通道118将流体从内部储存器6抽吸到高压腔室8中。

当活塞4通过来自链条的脉冲朝向壳体3推动时，高压腔室8中的压力增大，以使得该压力足够大，以至通过止回阀盘117的排放孔121通至引导至内部储存器6的通道118。

通过使得止回阀组件120存在于内部储存器6和形成在孔3a的闭合端部21处的高压腔室8之间，与传统的球入口止回阀相比，改进活塞反应力的响应时间，以增大向内部储存器6的油液入流体积，减小油液流动阻力。附加地，防止产生这样的问题，即在激烈的活塞运动情形下，油液进入高压腔室8的缺陷。

例如，当活塞4以高频率和幅度移动时，与诸如低频率和小幅度的其它情形相比，高压腔室8每单位时间需要更多油液。在高频率和幅度情形期间，高压腔室8内的活塞4移动至最内位置，以使得用于将油液供给至内部储存器6并至高压腔室8的供给压力降低。本发明的止回阀组件通过提供从内部储存器6至高压腔室8的高(压)油液入流来缓解此类问题。

此外，通过改变通过排放孔121的油液流动阻力，可以容易地改变张紧器刚度。通过改变排放孔121的面积大小和长度，可以改变油液流动阻力。

通过将阀盘座119压配在活塞4内可将阀盘座119固定就位。在替代的实施例中，阀盘座119通过松配合而设置在活塞中。在又一实施例中，阀盘座119可与活塞4一体地形成。

在一替代的实施例中，杯状止回阀盘17、117和止回阀弹簧16、116可以由卷绕钢板的带式止回阀更换。

因此，应理解的是，这里描述的本发明实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。对所述实施例细节的参照并不旨在限制权利要求的范围，权利要求自身阐述那些被认为是本发明实质的特征。

Claims (8)

1.一种内燃机用用于将链条或皮带的跨度张紧的液压张紧器，所述液压张紧器包括：

壳体，所述壳体具有孔，所述孔具有与流体输入连通的第一开口端部，和第二闭合端部；

中空活塞，所述中空活塞可滑动地接纳在所述壳体的所述孔内，且所述活塞包括主体，所述主体具有开口端部和闭合端部、底表面、顶表面、流体入口以及中空孔，所述底表面在所述开口端部处，所述顶表面在所述闭合端部处，所述流体入口在所述开口端部和所述闭合端部之间，且所述中空孔至少具有第一内直径和第二内直径，所述第一内直径限定内部储存器，所述内部储存器通过所述活塞的所述主体的所述流体入口与所述流体输入连通；

液压腔室，所述液压腔室由所述活塞的所述主体的所述孔的所述第二内直径、所述活塞的所述主体的所述开口端部以及所述壳体的所述孔的所述第二闭合端部所限定；

活塞弹簧，所述活塞弹簧接纳在所述液压腔室内，用于将所述活塞偏置远离所述壳体的所述孔的所述第二闭合端部；

止回阀组件，所述止回阀组件接纳在所述活塞的所述主体的所述中空孔内位于所述内部储存器和所述液压腔室之间，且所述止回阀组件包括：

盘座，所述盘座接纳在所述活塞的所述主体的所述中空孔内，且所述盘座具有至少一个通道，所述至少一个通道将所述内部储存器连接于所述液压腔室；

止回阀保持器，所述止回阀保持器联接于所述盘座；

止回阀盘，所述止回阀盘接纳在所述盘座和所述止回阀保持器之间，并且在第一位置和第二位置之见可移动，

止回阀弹簧，所述止回阀弹簧接纳在所述止回阀盘和所述止回阀保持器之间；

其中，在第一位置中，所述止回阀盘由所述止回阀弹簧偏置抵靠于所述盘座，密封所述至少一个通道，防止流体从所述内部储存器通至所述液压腔室，并且在第二位置中，所述止回阀盘偏置抵靠于所述弹簧，以使得流体可以通过所述盘座的所述至少一个通道从所述内部储存器流动至所述高压腔室；

其中，当来自链条或皮带的动态负载使得所述活塞从所述壳体向内和向外移动时，来自所述内部储存器的流体通过所述止回阀组件的所述盘座的所述至少一个通道抽吸到所述液压腔室中，增大所述液压腔室内的流体压力，将向外力施加到所述活塞上，抵抗来自所述链条或皮带的动态负载的向内力。

2.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述盘座部分地由凸缘形成，所述凸缘连接于压力释放阀主体，所述压力释放阀主体限定具有开口的孔，所述压力释放阀的所述孔接纳弹簧、球以及压力释放阀保持器，其中，所述弹簧接纳在所述压力释放阀主体内位于所述孔的所述开口内的球和所述压力释放阀保持器之间，将所述球偏置为位于所述孔的所述开口中。

3.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述止回阀盘是杯状的。

4.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述止回阀盘进一步包括排放孔。

5.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述止回阀保持器进一步包括通道，以供流体从所述高压腔室流动至所述内部储存器。

6.根据权利要求1所述的液压张紧器，进一步包括在所述活塞的所述主体的所述中空孔内的第三直径，所述第三直径在所述第一直径和所述第二直径之间。

7.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中，所述止回阀保持器进一步在外周缘上包括一系列开口，所述一系列开口连接于凹槽。

8.一种内燃机用用于将链条或皮带的跨度张紧的液压张紧器，所述液压张紧器包括：

壳体，所述壳体具有孔，所述孔具有与流体输入连通的第一开口端部，和第二闭合端部；

中空活塞，所述中空活塞可滑动地接纳在所述壳体的所述孔内，且所述活塞包括主体，所述主体具有开口端部和闭合端部、底表面、顶表面、流体入口以及中空孔，所述底表面在所述开口端部处，所述顶表面在所述闭合端部处，所述流体入口在所述开口端部和所述闭合端部之间，且所述中空孔至少具有第一内直径和第二内直径，所述第一内直径限定内部储存器，所述内部储存器通过所述活塞的所述主体的所述流体入口与所述流体输入连通；

液压腔室，所述液压腔室由所述活塞的所述主体的所述孔的所述第二内直径、所述活塞的所述主体的所述开口端部以及所述壳体的所述孔的所述第二闭合端部所限定；

活塞弹簧，所述活塞弹簧接纳在所述液压腔室内，用于将所述活塞偏置远离所述壳体的所述孔的所述第二闭合端部；

止回阀组件，所述止回阀组件包括：

盘座，所述盘座接纳在所述活塞的所述主体的所述中空孔内，且所述盘座具有至少一个通道，所述至少一个通道将所述内部储存器连接于所述液压腔室；

止回阀保持器，所述止回阀保持器联接于所述盘座；

止回阀盘，所述止回阀盘接纳在所述盘座和所述止回阀保持器之间，并且在第一位置和第二位置之间可移动，

止回阀弹簧，所述止回阀弹簧接纳在所述止回阀盘和所述止回阀保持器之间；

其中，在第一位置中，所述止回阀盘由所述止回阀弹簧偏置抵靠于所述盘座，密封所述至少一个通道，防止流体从所述内部储存器通至所述液压腔室，并且在第二位置中，所述止回阀盘偏置抵靠于所述弹簧，以使得流体可以通过所述盘座的所述至少一个通道从所述内部储存器流动至所述高压腔室；

所述改进包括将所述止回阀组件放置在所述内部储存器和所述液压腔室之间，并且其中，当来自链条或皮带的动态负载使得所述活塞从所述壳体向内和向外移动时，来自所述内部储存器的流体通过所述止回阀组件的所述盘座的所述至少一个通道抽吸到所述液压腔室中，增大所述液压腔室内的流体压力，将向外力施加到所述活塞上，抵抗来自所述链条或皮带的动态负载的向内力。