CN109790764B - 液压挺杆 - Google Patents

Abstract

描述了一种内燃机的液压挺杆，包括摇臂(2)，该摇臂围绕相应的摆动轴线(A1)摆动以控制至少一个阀的运动，摇臂(2)在相关的臂部(B2)处具有通腔(5)，该通腔以轴线对称延伸且具有相对于上述摆动轴线(A1)倾斜的中心轴线(A2)，腔(5)具有内壁(5a)、纵向地彼此相对的下部出口(6)和上部出口(7)；柱塞(8)，其可滑动地接合在腔(5)内并且在相关的下部出口(6)处从腔部分地露出，柱塞(8)构造为与相应的元件(9)接合用于推动至少一个阀；止回阀单元(10)，设计为调节在腔(5)内循环的油的流动，阀单元(10)包括位于腔(5)内的主体(11)，用于关闭相关的上部出口(7)。

Description

液压挺杆

技术领域

本发明涉及液压挺杆。

表述“液压挺杆”通常表示配备有液压伸缩装置的挺杆，其连接到马达的润滑回路，随着其行进，液压挺杆能够自动使存在于挺杆和由其致动的阀之间的间隙恢复。

上述间隙被认为是多个组成部分的结果，这些组成部分诸如是加工公差、热膨胀和部件在它们的正常使用之后的磨耗。

更具体地，本发明涉及用于内燃机的液压挺杆，包括支承设计为致动阀的柱塞的摇臂。

背景技术

在通过阀控制进入和离开内燃机的气缸的流体流的分配系统中，现有技术教示了使用安装在摇臂上的柱塞以减少在摇臂自身与阀之间的间隙。

柱塞基本上是集成在伸缩式液压装置中的柱塞。

专利文献US 5,622,147和US 5,758,613示出了这些液压伸缩元件的两个示例。

已知类型的这些液压伸缩元件呈组装的筒体的形式，其包括可滑动地相互接合的外部罩套和内部柱塞。

还存在与柱塞集成地运动的阀单元。

这些现有技术解决方案尽管是可操作地有效的，但已被看作不是没有缺陷的。

特别是在摇臂上的组件中，由于由该结构施加的尺寸限制，这些现有技术解决方案不允许制造大型高压室，这意味着用传递到阀的相同的力达到非常高的压力。

此外，必须以基本密封的方式发生的罩套与柱塞之间的滑动要求以非常精细的公差产生两者之间的联接，因此意味着制造这些元件的高成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种液压挺杆，其能够克服现有技术的缺陷，并且其同时是制造成本低、操作实用并且安装简单的。

附图说明

参照上述目的，在所附权利要求中清楚地描述了本发明的技术特征，并且其优点从参照示出了本发明的优选的、非限制性示例实施例的附图的以下详细的描述中变得更明了，并且附图中：

-图1是根据本发明制造的液压挺杆的优选实施例的示意性俯视图；

-图2是图1所示的液压挺杆根据通过图1的线II-II的平面的剖视图；

-图2a是图2的细节的放大视图，其中一些部件被移除以更好地示出其它部件；

-图3和图4是图2的挺杆的两个相应的细节的放大视图；

-图5和图6是前述附图的挺杆的变型实施例处于两个不同的运行构造中的相应的剖视图，其中一些部分被移除。

具体实施方式

如附图中示出的，附图标记1总体标示根据本发明制造的用于内燃机(未示出)的液压挺杆。

液压挺杆1包括摇臂2和装置3，该装置用于使挺杆和由它致动的一个或多个阀(未示出)之间的间隙恢复。

摇臂2具有中心孔4，中心孔4设计为容纳未示出的轴，用于摇臂2围绕相应的摆动轴线A1的摆动。

摇臂2具有分别定位在相对于中心孔4相反侧上的第一臂部B1和第二臂部B2。

第一臂部B1设计为用于支承未示出的从动件元件，其构造为用于在凸轮-从动件机构中以已知的方式与也未示出的凸轮接合。

第二臂部B2在相对于中心孔4的远端处具有以轴向对称延伸的通腔5。

以轴向对称延伸的通腔5具有相对于上述摇臂的摆动轴线A1倾斜的中心轴线A2。

如图2a所示，通腔5具有内壁5a、下部出口6和上部出口7，下部出口和上部出口彼此纵向相对。

腔5的下部出口6有利地具有比上部口7的直径更小的直径。

在上部出口7处，内壁5a具有螺纹部分F。

如图2、图5和图6中清楚示出的，在上述通腔5内部容纳有装置3，用于使在挺杆与由它致动的一个或多个阀(未示出)之间的间隙恢复。

用于恢复间隙的装置3包括柱塞8，其可滑动地接合在上述腔5内，并且在相对的下部出口6处从腔5部分地露出。

如图2和图5所示，柱塞8从腔5的下部出口6露出的部分支承铰接构件9，其用于推动内燃机的未示出的一个或多个阀。

如图2所示，上述推动元件9有利地以已知的方式、以喇叭裤(bell-bottom)的形式构造，并且借助铰接球形接头S连接到柱塞8。

用于恢复间隙的装置3包括在腔5的上述上部口7附近的用于调节在上述腔5内循环的油流动的止回阀单元10、柱塞8和插设在上述阀单元10与柱塞8之间的第一螺旋弹簧M1。

阀单元10包括具有圆柱形尺寸的主体11，其位于腔5内而封闭上部口7。

主体11具有外螺纹壁11a，并且设计为通过旋拧来与腔5内的壁5a的上述螺纹部分F接合。

根据未示出的本发明的替代实施例，主体11通过强制插入借助摩擦连接来固定在腔5内(也称为压配)。

在图1中示出的优选实施例中，在主体11的上部环形面上存在两个孔12，这两个孔12直径上彼此相对，设计为限定用于夹持主体11的工具的相应的抓持点。

另一方面，根据图5和图6中示出的变型实施例，主体11突出腔5上方，从而允许旋拧环形螺母13，以供夹持在相关的外螺纹壁11a上。

有利地，参照图5和图6，环形螺母13由防松螺母限定。

根据未示出的其它替代实施例，环形螺母具有外螺纹，设计为通过旋拧来与圆筒形腔5的壁5a的螺纹部分F接合。

在主体11内存在限定储油箱14的空间。

箱14有利地呈圆筒形。

箱14由施加到顶部朝向外侧的特定的盖部15覆盖。

在附图中示出的优选实施例中，盖部15具有圆顶的形状。

在其与盖部15轴向相对的下部中，用于球17的壳体16制成在主体11上，用于保持油。

球17由基本上已知的类型的容纳笼架16a保持在壳体16内。

阀单元10包括第二螺旋弹簧M2，其至少部分地定位在壳体16内，并且设计为相对于球17施加相对的弹性作用，用于推动球远离箱。

如附图中示出并且如图4中详细示出的，柱塞8具有下部部分8a(参照关于摇臂2的相对构造)，其具有大致半球形，用于与内燃机的未示出的一个或多个阀的上述铰接推动元件9接合。

柱塞8具有上部端部部分8b，其具有比下部部分8a大的直径尺寸。

柱塞8也具有插设在上述上部部分8a与下部部分8b之间的中间部分8c。

中间部分8c可滑动地与腔5的下部出口6接合。

中间部分8c具有比上部部分8b小的直径尺寸。

在相关的上述上部部分8b处，柱塞8支承环形密封元件18，该环形密封元件在外部安装于其上，并且设计为确保在柱塞8沿着轴线A2滑动期间柱塞8与腔5的内壁5a之间的动态密封。

如图2、图5和图6所示，参照本发明的两个实施例，在通腔5内，柱塞8定位为最高的(elative)上部部分8b面向阀单元10的主体11。

在相关的上述上部部分8b处，柱塞8在其内部具有腔19用于容纳和引导上述第一螺旋弹簧M1，该容纳腔19成形为圆筒形冠部的形式。

详细地，呈圆筒形冠部的形状的上述容纳腔19在相应的内直径方面由与柱塞8同轴的圆柱形销20界定。

有利地，圆柱形销20返回(留置)在制成在柱塞8中的孔21内。

有利地，圆柱形销20由塑料材料制成。

更具体地，柱塞8和阀单元的主体11是机械上分离的，并且物理上沿着轴线A2的方向隔开。

换言之，在柱塞8和主体11之间限定有高压室22，室22具有根据柱塞8的滑动可变的体积。

室22由高压限定，因为其中的油由于其在使用中所经受的压缩动作而达到最大压力值。

上述高压室22具有盘的形状。

参照图2、图5和图6，盘形室22的直径基本等于柱塞8在其面向阀单元10的上述上部端部部分8b处的直径。

由于柱塞沿着腔5根据轴线A2的方向的滑动而产生的高压室22的体积的可变性有利地以基本已知的方式允许：在挺杆1与内燃机未示出的阀之间存在的任何间隙的恢复。

在箱14与高压室22之间存在有构造为使它们相互流体连通连接管道23。

上述球17沿着上述连接管道23定位，并且设计为在某些运行情况下阻塞它，上述运行情况即当室22中的油的压力变得超过由第二螺旋弹簧M2施加在球17上的相对的弹性作用时。

换言之，球17设计为：当高压室22中的压力大于箱14中存在的压力时关闭连接管道23，第二螺旋弹簧M2基本上执行防止球17在其腔16中不期望的阻塞的功能。

弹簧M2设计为，当箱14中的压力大于或等于高压室22中的压力时，将球17保持在不阻塞通道23的位置中。

止回阀单元10是常开型。

弹簧M2构造为使得延迟止回阀单元10的关闭，以允许柱塞8沿着腔5移动用于补偿任何磨耗和热膨胀。

有利地，箱14集成地形成在阀单元10中。

该特征允许了液压挺杆1模块化且快速的组装。

更具体地，根据示出的优选实施例，箱14集成地形成在阀单元10的主体11中。

使用中，在其中集成有挺杆1的内燃机正常运行期间，油被馈送到高压室22中；在油的这一流动之后，柱塞8被推动以运动远离阀单元10，直到消除存在于摇臂与内燃机中与摇臂结合运行的其它部件(阀、凸轮)之间的任何间隙为止。

关于配备有夹紧环形螺母13的挺杆1的第二实施例，图5和图6示出由阀单元10的主体11采用的两个不同的位置。

具体地，图5示出主体11的最大旋拧的情形，而图6示出本体11的仅部分旋拧的情形。

简而言之，主体11在腔5内的位置可以通过不同的旋拧程度来调节。

能够改变阀单元的本体11在通腔5中的相对位置，使得能一方面有利地能够使挺杆1适应于具有不同的间隙内燃机，另一方面能够在任何情况下使高压室22的体积最小化。

实际上，不同的间隙转化为柱塞8对于间隙的补偿所需要的不同的偏移，并且如果具有平均的发动机尺寸的汽车用内燃机中存在的平均间隙典型为约2.5mm，则通常存在于卡车用大型柴油机中的间隙大得多。

关于高压室的尺寸，考虑到在高压室内部容纳的油中(至少在马达的某些运行阶段中)不可避免地存在空气和随之产生的压缩性，使高压室体积最小化意味着确保系统整体更大的刚度。

换言之，高压室的体积越小，触发弹性类型的压缩现象的风险就越小。

为此目的，即，为了限制室22内的油的体积，圆柱形销20也作出了贡献，该圆柱形销一方面具有在柱塞8运动期间引导第一弹簧M1的功能，并且另一方面具有占据弹簧M1内的空间从而避免该空间被相等体积的油占据的目的。

所述的发明实现了预设的目的并且带来了重要的优点。

由根据本发明的挺杆1提供的第一个优点是：柱塞8能直接在制成在摇臂上的通腔5内滑动，而不需要像现有技术解决方案中的那样需要任何容纳罩套的存在。

该情况、即使用腔5的内壁5a作为柱塞8的滑动表面是通过采用动态环形密封单元18实现(允许)的，由于这一点，该滑动以密封的方式发生。

此外，由于环形密封单元18的存在，腔5的内壁5a的特别精确的加工误差(要实现是非常昂贵的)甚至都不是必需的，因为单元18能补偿在与柱塞8的联接中的任何不精确。

因此，通腔5的制造是特别便宜的，这是由于其由完全在摇臂2中钻孔进行，并且如所述地甚至不需要特别精确的加工误差，导致比在没有环形密封单元18的情况下会要求的更便宜的(机械)加工。

本发明产生的另一优点是对挺杆的部件的数量的限制：使柱塞8直接在腔5的内壁5a上滑动意味着实际上不需要附加的罩套。

不存在罩套还导致了另一优点：高压室22更大的表面积，其实际上可对于腔5的内壁5a在直径上延伸。

高压室22更大的表面积意味着在相同的力的情况下部件上较小的压力。

换言之，由于高压室22的表面积更大，由摇臂2传递到阀的力将会导致室22内较小的压力。

该情况的直接结果是在部件上更小的应力，部件例如举例来说是阀单元10或环形密封单元18，其也将会经受更少的磨耗。

从另一角度来看，上述情况也使得能够，在高压室相等的表面积的情况下，具有比对于带有组装的筒体的已知类型的液压伸缩单元(具体由于柱塞外部罩套的存在)会存在的更小的总体尺寸。这一减少的尺寸转化为其上安装有间隙恢复装置的摇臂所需要的更小的尺寸，且随之导致摇臂的重量和成本方面的下降，其也会更容易集成在现有系统中。

此外，有利地，借助根据本发明的液压挺杆，阀单元的主体11相对于其支承的摇臂2是静止的，因此确保了系统更大的总体刚性。

另一优点产生于具有小于上部部分8b的直径尺寸的柱塞8的中间部分8c的构造。该构造实际上允许了在下部出口6处摇臂2更小的总体尺寸，同时确保了高压室22较大的直径尺寸。以此方式、即借助较大的室22，在相同的作用在柱塞8上的力的情况下，能够降低在其内部达到的压力值，由此限制了系统的一般机械应力。

再次地是关于对挺杆的部件的个数的限制，另一优点是能够以模块化的方式组装挺杆：在腔5内实际上主要存在被插入的仅两个部件，即，阀单元10和柱塞8。

根据本发明的挺杆的组装的轻松还由于阀单元10与柱塞8是物理上分离的。

此外，阀单元10是预组装的，并且有利地也可在安装在特定的挺杆内之前测试其运行。

Claims (12)

1.一种内燃机的液压挺杆，包括：

-摇臂(2)，所述摇臂围绕相应的摆动轴线(A1)摆动，以控制至少一个阀的运动，所述摇臂(2)在相关的臂部(B2)处具有以轴对称延伸的通腔(5)，所述通腔具有相对于所述摆动轴线(A1)倾斜的中心轴线(A2)，所述通腔(5)具有内壁(5a)以及纵向彼此相对的下部出口(6)和上部出口(7)，

-柱塞(8)，所述柱塞能滑动地接合在所述通腔(5)内并且在相关的所述下部出口(6)处从所述通腔(5)部分地露出，所述柱塞(8)构造为与所述至少一个阀的相应的推动元件(9)接合，

-止回阀单元(10)，所述止回阀单元设计为调节在所述通腔(5)内循环的油的流动，所述止回阀单元(10)包括定位在所述通腔(5)内的主体(11)，用于关闭相关的所述上部出口(7)，

-环形密封单元(18)，所述环形密封单元安装在所述柱塞(8)外侧，并且设计为确保在所述柱塞(8)滑动期间在所述柱塞(8)与所述通腔(5)的所述内壁(5a)之间的动态密封,

所述止回阀单元(10)是常开型。

2.如权利要求1所述的液压挺杆，其中，所述通腔(5)具有内部带有螺纹的、制成为靠近所述上部出口(7)的部分(F)，其特征在于，所述止回阀单元(10)的所述主体(11)具有圆柱形形状、至少部分地外部带有螺纹、并且通过旋拧与所述通腔(5)的螺纹部分(F)接合。

3.如权利要求2所述的液压挺杆，其特征在于，所述止回阀单元(10)的所述主体(11)在所述通腔(5)内的位置能借助旋拧进行调节。

4.如权利要求2或3所述的液压挺杆，其特征在于，所述液压挺杆包括带螺纹的环形螺母(13)，用于相对于所述摇臂的所述通腔(5)紧固所述主体(11)，紧固环形螺母(13)设计为通过旋拧与所述止回阀单元(10)的所述主体(11)及所述通腔(5)的螺纹部分(F)中的一个或另一个接合。

5.如权利要求1所述的液压挺杆，其中，所述止回阀单元(10)的所述主体(11)和所述柱塞(8)是机械上分离的，其特征在于，在所述柱塞(8)与所述主体(11)之间存在高压室(22)，所述高压室(22)具有根据所述柱塞(8)的滑动可变的体积。

6.如权利要求5所述的液压挺杆，其特征在于，所述高压室(22)的形状为盘形。

7.如权利要求6所述的液压挺杆，其特征在于，所述高压室(22)的直径基本等于所述柱塞(8)在其面向所述止回阀单元(10)的上部端部部分(8b)处的直径。

8.如权利要求7所述的液压挺杆，其中，所述柱塞(8)具有能滑动地与所述通腔(5)的所述下部出口(6)接合的中间部分(8c)，其特征在于，所述中间部分(8c)的直径尺寸小于上部端部部分(8b)的直径尺寸。

9.如权利要求5至8中任一项所述的液压挺杆，其中，在所述止回阀单元(10)的所述主体(11)与所述柱塞(8)之间插设有第一弹簧(M1)，其特征在于，所述柱塞(8)内部具有用于容纳所述第一弹簧(M1)的腔(19)，所述腔(19)成形为圆筒形冠部的形式。

10.如权利要求5至8中任一项所述的液压挺杆，其特征在于，所述止回阀单元(10)具有形成在相关的所述主体(11)中的储油箱(14)和连接管道(23)，所述连接管道构造为使储油箱(14)与所述高压室(22)流体连通。

11.如权利要求10所述的液压挺杆，其特征在于，所述止回阀单元(10)具有插设在所述储油箱(14)与所述高压室(22)之间的保持球(17)，所述保持球(17)设计为当所述高压室(22)中的压力高于所述储油箱(14)中的压力时关闭所述连接管道(23)。

12.一种内燃机，包括多个如权利要求1至11中任一项所述的液压挺杆。

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