CN112267923B - 一种发动机自供油蓄能型液压挺柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自供油蓄能型液压挺柱，自外向内依次设有外衬套、内衬套、球面座和柱塞，液压挺柱下设两种型线凸轮，球面座底部、内衬套中部内表面与柱塞顶部之间形成液压腔，外衬套内壁、内衬套顶部与球面座之间围成蓄能腔，通过外衬套、内衬套、球面座、柱塞和两种型线凸轮之间的组合应用，实现液压腔和蓄能腔之间的液压流体转换，在无外部油源的条件下实现传统液压挺柱功能，安装与维护简单。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，尤其是涉及一种发动机自供油蓄能型液压挺柱。
背景技术
内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的经济性法规与排放法规。
传统内燃机利用凸轮的旋转，直接或者间接(通过摇臂摇杆机构)驱动气门，克服气门预紧弹簧作用力，实现气门的开启。液压挺柱是发动机配气机构中的一个部件，一般都安装在缸盖上，它的作用是在凸轮轴的驱动下，将气门打开与关闭，并且在这个过程中自动调节气门间隙，保证零气门间隙，有利于减小冲击，降低噪声，提高零部件使用寿命，提高可靠性。
但目前传统的液压挺柱在装机过程中需要匹配液压系统，需对发动机机体进行额外的油路改造，这导致发动机结构变得非常复杂，在一定程度上限制了液压挺柱的大规模应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机自供油蓄能型液压挺柱，无需对发动机机体进行油路改造。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机自供油蓄能型液压挺柱，所述液压挺柱上部设有气门负载机构，下部设有凸轮轴；所述液压挺柱包括外衬套、内衬套、球面座和柱塞；
所述外衬套的内部套接内衬套，所述内衬套外表面可沿所述外衬套内表面上下滑动配合，且所述外衬套的底部设有沿径向向内延伸的收缩口；
所述球面座的外圆周面为上宽下窄的阶梯型结构，阶梯型结构的上部可沿所述外衬套的内表面上下滑动配合，阶梯型结构的下部可沿所述内衬套内表面上下滑动配合；所述外衬套的内侧面、内衬套的上端面与所述球面座的外周面之间围成蓄能腔；
所述柱塞的上部外圆周面可沿所述内衬套内表面上下滑动配合，所述柱塞的下部外圆周面可沿所述外衬套的收缩口的内表面上下滑动配合；所述外衬套内表面、内衬套下端面与所述柱塞外圆周面之间形成空气腔；
所述球面座底面、所述内衬套内表面与所述柱塞顶面之间形成液压腔，所述球面座内部设有连通液压腔与蓄能腔的节流通道，所述内衬套的侧壁中部设有用于内外连通的第二液压通道，所述外衬套的侧壁内设有用于在所述外衬套与内衬套相互滑动过程中到某个位置时用于连通液压腔与第二液压通道的第一液压通道；其中，
所述凸轮轴的外表面分别设有用于驱动所述柱塞的第一凸轮以及用于驱动所述外衬套的第二凸轮。
进一步的，所述空气腔内设有弹性元件。
相对于现有技术，本发明所述的液压挺住具有以下优势：
本发明通过外衬套、内衬套、球面座、柱塞和两种型线凸轮之间的组合应用，实现液压腔和蓄能腔之间的液压流体转换，在无外部油源的条件下实现传统液压挺柱功能，只需对传统凸轮进行改变，无需对发动机机体改变，安装与维护简单。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例第一凸轮驱动柱塞时的示意图；
图2是本发明实施例第二凸轮驱动外衬套时的示意图；
图3是本发明实施例凸轮未驱动液压挺柱时的示意图；
附图标记说明：
1.球面座，2.蓄能腔，3.外衬套，4.内衬套，5.空气腔，6.凸轮轴，7.柱塞，8.液压腔，11.节流通道，31.第一液压通道，41.第二液压通道，61.第一凸轮，62.第二凸轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例的自供油蓄能型液压挺柱的上部设有气门负载机构，所述液压挺柱的下部设有凸轮轴6；
本发明实施例的自供油蓄能型液压挺柱，如图1至3所示，包括外衬套3、内衬套4、球面座1和柱塞7；
所述外衬套3的内部套接内衬套4，所述内衬套4外表面可沿所述外衬套3内表面上下滑动配合，且所述外衬套3的底部设有沿径向向内延伸的收缩口；
所述球面座1的外圆周面为上宽下窄的阶梯型结构，阶梯型结构的上部可沿所述外衬套3的内表面上下滑动配合，阶梯型结构的下部可沿所述内衬套4内表面上下滑动配合；所述外衬套3的内侧面、内衬套4的上端面与所述球面座1的外周面之间围成蓄能腔2；
所述柱塞7为圆柱体结构，其上部外圆周面可沿所述内衬套4内表面上下滑动配合，所述柱塞7的下部外圆周面可沿所述外衬套3的收缩口的内表面上下滑动配合；所述外衬套3内表面、内衬套4下端面与所述柱塞7外圆周面之间形成空气腔5；
所述球面座1底面、所述内衬套4内表面与所述柱塞7顶面之间形成液压腔8，所述球面座1内部设有连通液压腔8与蓄能腔2的节流通道11，所述内衬套4的侧壁中部设有用于内外连通的第二液压通道41，所述外衬套3的侧壁内设有用于在所述外衬套3与内衬套4相互滑动过程中某个位置用于连通液压腔8与第二液压通道41的第一液压通道31；其中，
配合所述液压挺柱工作的所述凸轮轴6的外表面分别设有可驱动所述柱塞7的一个第一凸轮61以及设有可驱动所述外衬套3的两个第二凸轮62，第一凸轮61凸起高度大于第二凸轮62的凸起高度。
当所述柱塞7向上运动时，液压流体可从所述液压腔8经过所述节流通道11流进蓄能腔2；当所述外衬套3向上运动时，液压流体一路可从所述蓄能腔2经过节流通道11流进所述液压腔8，另一路可从所述蓄能腔2经过所述第一液压通道31、第二液压通道41流进所述液压腔8。
进一步的，所述空气腔5内可设有弹性元件，具体可选择弹簧。
进一步的，第二液压通道41包括所述内衬套4外周面上沿周向设置的环槽以及环槽与内衬套4内侧连通的通孔。
本发明的工作过程如下：
如图1所示，当所述第一凸轮61与所述柱塞7接触，推动柱塞7、液压腔8、球面座向上运动，驱动气门开启。在气门负载机构的反作用力下，所述液压腔8的压力迅速升高，液压腔8中的流体经过所述节流通道11流进蓄能腔2，克服空气腔5气压(或空气腔5中的弹簧)，推动内衬套4向下运动，所述液压腔8的高度减小，所述蓄能腔2和所述空气腔5中的压力逐渐提高。由于节流通道11的节流效应，内衬套4移动幅度非常小，整个运动过程中内衬套4底部与外衬套3始终无接触，所述第二液压通道41与所述第一液压通道31不相通。
当所述第一凸轮61远离所述柱塞7时，如图2所示，气门由开启转为关闭状态，液压腔8中的液压压力迅速降低。由于之前液压腔8高度降低，气门关闭时球面座1与气门负载机构之间存在间隙。一方面由于蓄能腔2原先压力较高，蓄能腔2中的流体经过所述节流通道11流进液压腔，另一方面第二凸轮62与所述外衬套3接触，推动外衬套3向上移动，所述第一液压通道31与所述第二液压通道41开始相通，蓄能腔2中的流体经过第一液压通道31、第二液压通道41流进液压腔8，使液压腔8流体得到补充，弥补了液压挺柱与气门之间的间隙，当间隙为零时，外衬套3继续向上移动只会使所述空气腔5减小，而不会导致液压挺柱机构与所述凸轮轴6刚性碰撞损坏。
当第二凸轮62远离所述外衬套3时，如图3所示，所述外衬套3在空气腔5的作用下逐渐向下运动，所述第一液压通道31与所述第二液压通道41、蓄能腔2不相通，准备新一轮的气门运动。
由此周而复转，准备进行下一个循环。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种发动机自供油蓄能型液压挺柱，所述液压挺柱上部设有气门负载机构，下部设有凸轮轴(6)；其特征在于：所述液压挺柱包括外衬套(3)、内衬套(4)、球面座(1)和柱塞(7)；
所述外衬套(3)的内部套接内衬套(4)，所述内衬套(4)外表面可沿所述外衬套(3)内表面上下滑动配合，且所述外衬套(3)的底部设有沿径向向内延伸的收缩口；
所述球面座(1)的外圆周面为上宽下窄的阶梯型结构，阶梯型结构的上部可沿所述外衬套(3)的内表面上下滑动配合，阶梯型结构的下部可沿所述内衬套(4)内表面上下滑动配合；所述外衬套(3)的内侧面、内衬套(4)的上端面与所述球面座(1)的外周面之间围成蓄能腔(2)；
所述柱塞(7)的上部外圆周面可沿所述内衬套(4)内表面上下滑动配合，所述柱塞(7)的下部外圆周面可沿所述外衬套(3)的收缩口的内表面上下滑动配合；所述外衬套(3)内表面、内衬套(4)下端面与所述柱塞(7)外圆周面之间形成空气腔(5)；
所述球面座(1)底面、所述内衬套(4)内表面与所述柱塞(7)顶面之间形成液压腔(8)，所述球面座(1)内部设有连通液压腔(8)与蓄能腔(2)的节流通道(11)，所述内衬套(4)的侧壁中部设有用于内外连通的第二液压通道(41)，第二液压通道(41)包括所述内衬套(4)外周面上沿周向设置的环槽以及环槽与内衬套(4)内侧连通的通孔；
所述外衬套(3)的侧壁内设有用于在所述外衬套(3)与内衬套(4)相互滑动过程中到某个位置时用于连通液压腔(8)与第二液压通道(41)的第一液压通道(31)；
其中，所述凸轮轴(6)的外表面分别设有用于驱动所述柱塞(7)的第一凸轮(61)以及用于驱动所述外衬套(3)的第二凸轮(62)。
2.根据权利要求1所述的一种发动机自供油蓄能型液压挺柱，其特征在于：所述空气腔(5)内设有弹性元件。
3.根据权利要求1所述的一种发动机自供油蓄能型液压挺柱，其特征在于：当所述柱塞(7)向上运动时，液压流体从所述液压腔(8)经过所述节流通道(11)流进蓄能腔(2)；当所述外衬套(3)向上运动时，液压流体一路从所述蓄能腔(2)经过节流通道(11)流进所述液压腔(8)，另一路从所述蓄能腔(2)经过所述第一液压通道(31)、第二液压通道(41)流进所述液压腔(8)。
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