CN110454250A - 一种呼吸式挺柱 - Google Patents

Abstract

一种呼吸式挺柱，其特征在于，包括壳体，壳体内安装有只能相对壳体轴向运动的柱体组件，柱体组件的上端面低于壳体的上端面形成凹槽一，垫片安装在壳体的上端面上，垫片的凸起部一安装在凹槽一内，垫片的凸起部二的外侧和压缩弹簧配合安装；卡罩的下端穿过压缩弹簧伸入到柱体组件内，并和柱体组件通过固定件一固定安装，柱体组件的下端安装有定位销组件，当定位销组件收缩时，柱体组件能在壳体内轴向运动；壳体的下端设有轴承组件。本发明的垫片能防止弹簧的下端径向，从而造成弹簧扭曲，弹簧复位延迟，影响整个发动机的性能。

Description

一种呼吸式挺柱

技术领域

本发明属于汽车零备件，尤其涉及一种呼吸式挺柱。

背景技术

虽然MDS系统的灵魂在于掌握了如何提高电控装置反应速度以及用于控制系统的更加成熟的算法等先进技术，但液压挺柱却是实现汽缸禁用最重要的机械设备。这种特殊的两件式滚轮挺柱的内部机构和外部壳体并非硬性连接，当发动机处于8缸工作状态的时候，它的内外两部分被两个受到弹簧作用力的定位销锁死，这时挺柱的内外部分都随凸轮轴转动，从而可以推动顶杆正常的控制气门开合。然而，当机油温度传感器感知发动机处于轻负荷的情况时，管理电脑会接通电磁阀电源，电磁阀通电后把更高的机油压力传递到与其相对应的挺柱并将定位销推入，从而使挺柱内部与壳体分离，此时外部的壳体随着凸轮轴运转，而内部的推杆已经失去了作用。最终的结果就是顶杆失去了推动力，从而气门的弹簧机构就可以保证气门一直处于关闭状态。气门关闭后，汽缸内部的火花塞放电以及燃料注入的工作也将停止，发动机最终处于4缸工作状态。

目前的双模式液压挺柱的结构无限止柱体旋转的功能，随着挺柱在发动机内长期工作，柱体有三种移动工作模式：1、柱体在壳体孔内轴向往复直线移动；2、柱体在壳体孔内带径向旋转往复移动；3、（1）和（2）两种工作模式交替发生。轴向往复直线移动工作模式特点是：行程短、灵敏性好。带径向旋转往复移动工作模式的特点是：往复移动行程增加和阻力加大，就导致了壳体内孔和柱体外圆磨损快，出现噪音增加和性能延时等情况出现。经技术分析和将两者版本进行装机性能检测，没有限止柱体旋转功能的结构不能防止柱体在壳体孔内往复径向旋转移动情况出现，证明结构存在设计缺陷，难以满足使用性能需求。

卡罩作用是连接柱体，将压缩弹簧固定在柱体上，保证发动机高速运转和低速运转的自动切换。因为产品为液压活塞件，所以对产品的外型尺寸及型位公差要求很高。现有卡罩结构是开口式卡罩即在卡罩一端均等开口弧长为3mm宽，轴向深度为13mm的槽型口和开口处端面为直角边（如图1）。其优点是：1、由于卡罩材料得特殊性和本身壁薄，采用冲压工艺加工效率高；2、卡罩开口后本身具备弹性，卡罩与柱体装配时可以利用本身弹性体，将卡罩直角边卡在柱体直槽处进行连接和固定。其缺点是：1. 由于卡罩材料的特殊性、本身壁薄、形状不规则，在冲压加工过程中需要经过复杂的工艺来实现（加工工艺：模具开发+材料回火+6次形状冲压加工+开口+去飞边+冲压整形+热处理+光饰+裂纹探测=成品）；2. 冲压加工次数多导致模具套数多，且模具开发周期长 ，模具成本高 (现模具单套行业价格为7000元-10000元)；3. 多次冲压加工、冲压整形、热处理导致端面直角处应力集中，零件出现内部裂纹和外观裂纹。重要是内部裂纹是很难辨别和选出，而过程导致人工成本高、过程费时又费力。在内部裂纹辨别和选出时如没有完全选出，装机后发动机高速运转过程中振动大导致从卡罩直角边处断裂，卡罩、压缩弹簧等零部件脱落进而损坏发动机，情况严重会造成人身伤害。加工工艺复杂导致零件合格率低、成本高且存在质量隐患等；4. 开口式卡罩装配性差，其原因是卡罩外径装配处尺寸大于柱体孔口尺寸属于机械加工中的过盈配合，装配时需要借用辅助夹具工装将卡罩弹性体压缩至小于柱体内孔尺寸才能装入，装配时间长，效率低；开口式卡罩在热处理过程中因材料特殊性和热处理温度会导致零件变形，卡罩装配处尺寸大小不一致。

发明内容

本发明的发明目的在于：

1.解决柱体在壳体内径向运动的问题；

2.解决卡罩加工、安装困难的问题；

3.解决现有的平垫在发动机高速运转过程中，振动大情况下，无法防止垫片和压缩弹簧发生移动，垫片长期来回位移严重会造成垫片磨损严重，进而缩短使用寿命；压缩弹簧长期发生位移就会造成弹簧变形发生扭曲，进而导致弹簧断裂的问题；

4. 解决发动机大功率功况下，振动大就会导致限制定位销的钢丝挡圈发生旋转；当钢丝挡圈开口处旋转至与定位销平面接触就会造成定位销卡死或延时伸缩，进而可变排量控制失效的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种呼吸式挺柱，其特征在于，包括壳体，壳体内安装有只能相对壳体轴向运动的柱体组件，柱体组件的上端面低于壳体的上端面形成凹槽一，垫片安装在壳体的上端面上，垫片的凸起部一安装在凹槽一内，垫片的凸起部二的外侧和压缩弹簧配合安装；卡罩的下端穿过压缩弹簧伸入到柱体组件内，并和柱体组件通过固定件一固定安装，柱体组件的下端安装有定位销组件，当定位销组件收缩时，柱体组件能在壳体内轴向运动；壳体的下端设有轴承组件。

垫片的凸起部一安装凹槽一内，可以防止垫片左右移动，从而减少垫片和壳体之间的摩擦，延长垫片的使用寿命。因为卡罩下部需要插入到柱体内，所以卡罩一般为上大下小的结构，卡罩外面的压缩弹簧，和卡罩下端就有很大的间隙，在发动机大功率工作的时候，震动大，弹簧下端容易发生径向位移，造成弹簧扭曲，甚至断裂，影响发动机的正常工作，垫片的凸起部二的外侧和压缩弹簧配合安装，可以有效的防止压缩弹簧的下端发生径向位移，延长压缩弹簧的使用寿命和提高压缩弹簧伸缩的灵敏性，从而提高整个发动机的换缸灵敏性。卡罩采用固定件和柱体固定，相比传统的采用过盈配合固定卡罩，安装更加方便，传统的卡罩为了过盈配合，需要在卡罩上开设缺口，以使卡罩有弹性，这样增加了卡罩的加工难度，而本发明的卡罩和柱体间隙配合，卡罩上不需要开设缺口，加工简单。本发明的柱体组件只能在壳体内轴向运动，相比传统的轴向加径向运动，行程更短，发动机变缸的灵敏性更好。

更进一步，定位销组件包括定位销和复位弹簧二，复位弹簧二设于定位销之间,在柱体组件上设有环槽一，环槽一内设有不高于柱体组件的凸起部，限位定位销的钢丝挡圈一安装在环槽一内，且钢丝挡圈一的开口和凸起部重合。

为了安装，钢丝挡圈一设有开口，发动机工作的时候，会有震动，在震动的过程中，钢丝挡圈一会旋转，当钢丝挡圈一的开口移动到定位销处时，会出现定位销卡在钢丝挡圈一的开口处，或者造成定位销复位延时，从而影响发动机的变缸，本发明在环槽一内设置凸起部，可以有效的防止钢丝挡圈一在环槽一转动，从而避免钢丝挡圈一的开口处和定位销重合，让发动机的变缸更加可靠。

更进一步，壳体的上端内壁设有竖直的条形键槽，柱体组件上设有球窝，钢球设于球窝内，且能在条形键槽内轴向滑动。

通过钢球来限止柱体在壳体孔内径向旋转，从而避免了柱体和壳体之间因相互径向运动造成的磨损和阻力，以及缩短柱体在壳体内的行程，让变缸操作更灵敏。

更进一步，柱体组件的内壁设有内凹槽，卡罩设有环槽二，在环槽二前端设有导向部，在内凹槽和环槽二内设有限制卡罩相对柱体组件轴向运动的固定件一。

卡罩采用固定件和柱体固定，相比传统的采用过盈配合固定卡罩，安装更加方便，传统的卡罩为了过盈配合，需要在卡罩上开设缺口，以使卡罩有弹性，这样增加了卡罩的加工难度，而本发明的卡罩和柱体间隙配合，卡罩上不需要开设缺口，卡罩为整体式，卡罩形状规则，采用自动精密数控机床一次性车削加工就能完成，一次性车削加工完成后的零件，在后续加工过程中无变形、尺寸一致性好得特点。

更进一步，固定件一为钢丝挡圈，内凹槽包括倾斜面，倾斜面相对水平面的角度为135度。

采用135度斜面槽的目的是：借用压缩弹簧向上的拉力收缩钢丝挡圈开口，利用压缩弹簧的弹力使倾斜面、钢丝挡圈、环槽二紧密配合，进而固定卡罩。

更进一步，壳体的外表面设有限制壳体只能轴向运动的定位部，在定位部下设有若干个进油孔。

定位部限制液压挺柱只能轴向运动，且在定位部下设有若干个进油孔，能让油快速从进油孔进入液压挺柱内，增加发动机变缸的灵敏性。

更进一步，柱体组件包括柱体、安装在柱体内的柱塞、安装在柱塞内的节流阀片、安装在节流阀片和卡罩之间的推杆支座、安装在柱塞下端且只能向下打开的单向阀以及安装在单向阀下的复位弹簧一。

综上所述，本发明的有益效果是：

1.本发明的卡罩采用整体式，不用开设缺口，利用一次车削便能加工完成，加工简单；且本发明的卡罩和柱体是间隙配合，不用借助工具就能安装，安装方便；

2.本发明利用键槽和钢球限制了柱体组件的径向运动，让发动机的变缸切换更加灵敏；

3.通过在环槽一内设凸起部，限制钢丝挡圈一旋转，从而提高了发动机整个变缸操作的安全性和可靠性；

4.本发明的垫片能防止弹簧的下端径向，从而造成弹簧扭曲，弹簧复位延迟，影响整个发动机的性能。

附图说明

图1为现有技术中卡罩的结构示意图；

图2为呼吸式液压挺柱的整体结构图；

图3为壳体的结构示意图；

图4为柱体的结构示意图；

图5为卡罩的结构示意图；

图6为垫片的结构示意图；

图7为局部放大示意图；

图中标记：1-壳体，1001-条形键槽，1002-定位部，2-柱体，2001-球窝，2002-内凹槽，20021-倾斜面，3-卡罩，3001-环槽二，3002-导向部，4-柱塞，5-推杆支座，6-固定件一，7-节流阀片，8-压缩弹簧，9-复位弹簧一，10-单向阀，11-进油孔， 13-钢球，14-定位销，15-钢丝挡圈一，16-轴承组件，17-垫片，17001-凸起部一，17002-凸起部二，18-复位弹簧二，19-环槽一，20-凸起部，21-凹槽一。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本发明公开了一种呼吸式挺柱，包括壳体1，壳体1内安装有只能相对壳体1轴向运动的柱体组件，柱体组件包括柱体2、安装在柱体2内的柱塞4、安装在柱塞4内的节流阀片7、安装在节流阀片7和卡罩3之间的推杆支座5、安装在柱塞4下端且只能向下打开的单向阀10以及安装在单向阀下的复位弹簧一9，壳体1的上端内壁设有竖直的条形键槽1001，柱体组件上设有球窝2001，钢球13设于球窝2001内，且能在条形键槽1001内轴向滑动，柱体2的上端面低于壳体1的上端面形成凹槽一21，垫片17安装在壳体1的上端面上，垫片17的凸起部一17001安装在凹槽一21内，垫片17的凸起部二17002的外侧和压缩弹簧8配合安装；卡罩3的下端穿过压缩弹簧8伸入到柱体2内，柱体2的内壁设有内凹槽2002，卡罩3设有环槽二3001，在环槽二3001前端设有导向部3002，在内凹槽2002和环槽二3001内设有限制卡罩3相对柱体组件轴向运动的固定件一6，固定件一6为钢丝挡圈，内凹槽2002包括倾斜面20021，倾斜面20021相对水平面的角度为135度，柱体组件的下端安装有定位销组件，当定位销组件收缩时，柱体组件能在壳体1内轴向运动；定位销组件包括定位销14和复位弹簧二18，复位弹簧二18设于定位销14之间,在柱体组件上设有环槽一19，环槽一19内设有不高于柱体组件的凸起部20，限位定位销14的钢丝挡圈一15安装在环槽一19内，且钢丝挡圈一15的开口和凸起部20重合；壳体1的下端设有轴承组件16，壳体1的外表面设有限制壳体1只能轴向运动的定位部1002，在定位部1002下设有若干个进油孔11。

本发明的卡罩采用整体式，不用开设缺口，利用一次车削便能加工完成，加工简单；且本发明的卡罩和柱体是间隙配合，不用借助工具就能安装，安装方便。本发明利用键槽和钢球限制了柱体组件的径向运动，让发动机的变缸切换更加灵敏。通过在环槽一19内设凸起部，限制钢丝挡圈一旋转，从而提高了发动机整个变缸操作的安全性和可靠性；本发明的垫片能防止弹簧的下端径向，从而造成弹簧扭曲，弹簧复位延迟，影响整个发动机的性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种呼吸式挺柱，其特征在于，包括壳体（1），壳体（1）内安装有只能相对壳体（1）轴向运动的柱体组件，柱体组件的上端面低于壳体（1）的上端面形成凹槽一（21），垫片（17）安装在壳体（1）的上端面上，垫片（17）的凸起部一（17001）安装在凹槽一（21）内，垫片（17）的凸起部二（17002）的外侧和压缩弹簧（8）配合安装；卡罩（3）的下端穿过压缩弹簧（8）伸入到柱体组件内，并和柱体组件通过固定件一（6）固定安装，柱体组件的下端安装有定位销组件，当定位销组件收缩时，柱体组件能在壳体（1）内轴向运动；壳体（1）的下端设有轴承组件（16）。

2.如权利要求1所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述定位销组件包括定位销（14）和复位弹簧二（18），复位弹簧二（18）设于定位销（14）之间,在柱体组件上设有环槽一（19），环槽一（19）内设有不高于柱体组件的凸起部（20），限位定位销（14）的钢丝挡圈一（15）安装在环槽一（19）内，且钢丝挡圈一（15）的开口和凸起部（20）重合。

3.如权利要求1所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述壳体（1）的上端内壁设有竖直的条形键槽（1001），柱体组件上设有球窝（2001），钢球（13）设于球窝（2001）内，且能在条形键槽（1001）内轴向滑动。

4.如权利要求1所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述柱体组件的内壁设有内凹槽（2002），卡罩（3）设有环槽二（3001），在环槽二（3001）前端设有导向部（3002），在内凹槽（2002）和环槽二（3001）内设有限制卡罩（3）相对柱体组件轴向运动的固定件一（6）。

5.如权利要求4所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述固定件一（6）为钢丝挡圈，内凹槽（2002）包括倾斜面（20021），倾斜面（20021）相对水平面的角度为135度。

6.如权利要求1所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述壳体（1）的外表面设有限制壳体（1）只能轴向运动的定位部（1002），在定位部（1002）下设有若干个进油孔（11）。

7.如权利要求1所述的一种呼吸式挺柱，其特征在于，所述柱体组件包括柱体（2）、安装在柱体（2）内的柱塞（4）、安装在柱塞（4）内的节流阀片（7）、安装在节流阀片（7）和卡罩（3）之间的推杆支座（5）、安装在柱塞（4）下端且只能向下打开的单向阀（10）以及安装在单向阀下的复位弹簧一（9）。