CN113969962B - 张紧器及具有其的汽车发动机传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种张紧器和汽车发动机传动系统，包括壳体、柱塞、衬套以及连接臂，柱塞安装于壳体内，柱塞在轴向方向上可移动，柱塞与壳体之间形成液压腔，柱塞的一端适于伸出壳体以张紧发动机的链条或皮带，柱塞设有连通外界的第一泄油槽；衬套安装于柱塞内，衬套绕柱塞的轴向可转动，衬套设有连通液压腔的第二泄油槽，第二泄油槽和第一泄油槽连通，且二者共同构成泄压通道，连接臂的一端与衬套相连，连接臂的另一端伸出柱塞之外，连接臂带动衬套转动，以通过改变泄压通道的可流通面积调节泄压通道内压力介质的流量。由此改变泄压通道的可流通面积，可连续改变泄油面积，匹配不同阻尼，减小张紧力。

Description

张紧器及具有其的汽车发动机传动系统

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体地，涉及一种张紧器和具有其的汽车发动机传动系统。

背景技术

正时系统运转速度高，工作中受到曲轴系统扭转振动冲击，为保证平稳运转，通常在松边侧使用吸振性能优异的液压张紧器进行张紧。

相关技术中的液压张紧器，在同样频率和幅值的外力激励下，张紧器反馈的阻尼特征不能发生改变。这就造成张紧器在设计时必须以产生较大阻尼力的结构来应对低频、低油压、振动输入大的工况

然而，对于大部分没有共振、输入平稳的工况点，上述设计带来了过量的张紧，因而增大了摩擦功，缩短了系统中正时链条、正时皮带的使用寿命。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，相关技术中的液压张紧器，之所以在同样频率和幅值的外力激励下反馈的阻尼特征不能发生改变，是由于张紧器油腔的泄油面积是恒定的。

为了解决上述液压张紧器带来过量张紧的问题，有的采用改造油道的方案，为张紧器单独供油，调节供油油压，从而消除过量张紧的问题。

但是，单独供油的方案需要改造缸体油道，在入口前安装电控泄压阀，性价比较低，而且在低压端泄压不能实时迅速地改变高压油腔的阻尼特征，具有一定的迟滞性。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。为此，本发明提出了一种张紧器和具有其的汽车发动机传动系统，该张紧器可以连续改变油腔的泄油面积，为不同工况匹配不同的阻尼特征，可以减小张紧力，而且调节迅速，稳定可靠。

根据本发明实施例的张紧器，包括壳体、柱塞、衬套以及连接臂，所述壳体为中空结构；所述柱塞安装于所述壳体内，所述柱塞在沿所述壳体的轴向方向上可移动，所述柱塞与所述壳体之间形成液压腔，所述柱塞的一端适于伸出所述壳体以张紧发动机的链条或皮带，所述柱塞设有连通外界的第一泄油槽；所述衬套安装于所述柱塞内，所述衬套绕所述柱塞的轴向可转动，所述衬套设有连通所述液压腔的第二泄油槽，所述第二泄油槽和所述第一泄油槽连通，且二者共同构成泄压通道，所述连接臂的一端与所述衬套相连，所述连接臂的另一端伸出所述柱塞之外，所述连接臂带动所述衬套转动，以通过改变所述泄压通道的可流通面积调节所述泄压通道内压力介质的流量。

根据本发明实施例的张紧器，通过改变第一泄油槽和第二泄油槽的相对位置，改变泄压通道的可流通面积，从而可以连续改变油腔的泄油面积，为不同工况匹配不同的阻尼特征，进而可以减小张紧力，具有调节迅速，稳定可靠等优点。

另外，根据本发明上述实施例的张紧器还可以具有如下的附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述第一泄油槽沿所述柱塞的周向延伸，所述第二泄油槽沿所述衬套的周向延伸。

根据本发明的一些实施例，所述柱塞的第一端伸入所述壳体内，所述柱塞的第二端适于伸出所述壳体，所述第一泄油槽邻近所述柱塞的第二端设置，所述衬套安装于所述柱塞的第二端，且所述第二泄油槽与所述第一泄油槽在所述柱塞的轴向方向上对应设置。

根据本发明的一些实施例，所述衬套设有插槽，所述柱塞设有与所述插槽对应的插孔，所述连接臂的一端配合在所述插槽内，所述连接臂的另一端从所述插孔伸出所述柱塞之外。

可选地，所述插槽与所述第二泄油槽在所述衬套的轴向上间隔设置，且所述插槽位于所述第二泄油槽的邻近所述壳体的一侧。

可选地，所述液压腔内安装有第一弹性件，所述第一弹性件的两端分别与所述壳体和所述柱塞抵接，以提供预紧力。

根据本发明的一些实施例，所述张紧器还包括驱动组件，驱动组件安装于所述壳体，所述驱动组件与所述连接臂相连，且所述驱动组件驱动所述连接臂转动，以带动所述衬套转动。

可选地，所述驱动组件为电磁驱动件，所述电磁驱动件包括线圈、阀芯和中空的驱动壳，所述驱动壳与所述壳体连接，所述线圈安装于所述驱动壳内，所述阀芯可移动地安装在所述线圈中，所述阀芯的移动方向与所述柱塞的轴向垂直，所述阀芯与所述连接臂相连，所述阀芯带动所述连接臂转动。

可选地，所述连接臂上设有腰形通孔，所述阀芯通过连接件与所述连接臂相连，所述连接件可活动地安装于所述腰形通孔。

可选地，所述张紧器还包括传感器和控制器，所述传感器安装在所述柱塞上，所述控制器与所述传感器相连，所述传感器用于获取所述柱塞的伸出长度，所述控制器根据所述传感器获取的所述柱塞的伸出长度调节所述线圈的输入电流。

进一步地，所述张紧器还包括报警器，所述报警器与所述控制器相连，在所述柱塞的伸出长度超过预设长度的情况下，所述控制器控制所述报警器报警。

根据本发明实施例的汽车发动机传动系统，通过设置本发明上述实施例的张紧器，可以连续改变油腔的泄油面积，为不同工况匹配不同的阻尼特征，安全性好，稳定性高。

附图说明

图1是根据本发明实施例的张紧器的立体图；

图2是根据本发明实施例的张紧器的装配示意图；

图3中张紧器的部分结构的立体图；

图4是图3中部分结构的剖面图；

图5－图8分别是根据本发明实施例的张紧器中部分结构的示意图；

图9是不同工况下张紧器中泄油通道的截面示意图。

附图标记：

1－壳体，2－柱塞，3－衬套，4－连接臂，5－第一弹性件，6－驱动组件，7－单向阀，

10－液压腔，20－第一泄油槽，30－第二泄油槽；

11－固定孔，12－防转槽，13－定位槽；

21－插孔，22－防转销，31－插槽，41－通孔；

61－驱动壳，62－线圈，63－阀芯，64－第二弹性件；

71－阀下座，72－阀球，73－阀弹簧，74－阀上座。

具体实施方式

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的张紧器，该张紧器可以是液压张紧器。

参考图1－图9，根据本发明实施例的张紧器，包括壳体1、柱塞2、衬套3以及连接臂4。

壳体1为中空结构；柱塞2安装于壳体1内，柱塞2在沿壳体1的轴向方向上可移动，柱塞2与壳体1之间形成液压腔10，液压腔10内可以填充压力介质，柱塞2的一端用于和发动机的正时链条或正时皮带相抵，即柱塞2的一端适于伸出壳体1以张紧链条或皮带，柱塞2设有连通外界的第一泄油槽20；衬套3安装于柱塞2内，衬套3绕柱塞2的轴向可转动，衬套3设有连通液压腔10的第二泄油槽30，第二泄油槽30和第一泄油槽20连通，且二者共同构成泄压通道，连接臂4的一端与衬套3相连，连接臂4的另一端伸出柱塞2之外，连接臂4带动衬套3转动，以通过改变泄压通道的可流通面积调节泄压通道内压力介质的流量。

张紧器张紧正时链条或皮带时，液压腔10内的压力介质依次通过第二泄压槽和第一泄压槽，从而流向油底壳，通过连接臂4带动衬套3相对于柱塞2转动，第一泄压槽和第二泄压槽的相对位置发生变化，就可以调节泄压通道的可流通面积，即调节泄压面积，从而实现泄压通道内压力介质的流量调节，不同工况匹配不同的阻尼特征，进而可以减小张紧力，避免因过量张紧而影响正时链条或正时皮带的寿命。

可以理解的是，衬套3相对于柱塞2的转动时连续发生的，因此泄压通道的泄压面积可以实现连续变化，则压力介质的流量调节也就实现了连续调节，从而阻尼力也可以连续变化，调节过程中，只需使连接臂4转动即可实现张紧力的改变，可以通过电磁驱动件或类似驱动结构实现。

因此，根据本发明实施例的张紧器，通过改变第一泄油槽20和第二泄油槽30的相对位置，改变泄压通道的可流通面积，从而可以连续改变油腔的泄油面积，为不同工况匹配不同的阻尼特征，进而可以减小张紧力，具有调节迅速、稳定可靠等优点。

根据本发明的一些实施例，第一泄油槽20沿柱塞2的周向延伸，第二泄油槽30沿衬套3的周向延伸。这样，可以增大泄压通道的可调节面积，从而扩大张紧力的可调范围。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，壳体1的底壁设有进口，壳体1内邻近进口的位置安装有单向阀7，单向阀7包括阀下座71、阀球72、阀弹簧73以及阀上座74，单向阀7能够使外界的压力介质通过进口流入至液压腔10内，而无法使压力介质通过进口流出至外界。

可选地，如图6所示，壳体1上设有多个固定孔11，连接件(例如连接螺栓)可以安装在固定孔内，以将张紧器固定，为了便于对壳体1进行定位，壳体1上还可以设有定位槽，安装方便快速。

根据本发明的一些实施例，柱塞2的第一端(图4所示的左端)伸入壳体1内，柱塞2的第二端(即图4所示的右端)适于伸出壳体1，第一泄油槽20邻近柱塞2的第二端设置，衬套3安装于柱塞2的第二端，且第二泄油槽30与第一泄油槽20在柱塞2的轴向方向上对应设置。由此，可以使张紧器的结构紧凑，减小占用空间，利于布置。

可选地，为了便于柱塞2沿壳体1的轴向移动，壳体1的内壁上设有防转槽12，柱塞2的外壁面设有防转销22，防转销22可移动地配合在防转槽12内，从而允许柱塞2相对于壳体1移动，而限制柱塞2相对于壳体1转动。

在本发明的一些实施例中，衬套3设有插槽31，柱塞2设有与插槽31对应的插孔21，连接臂4的一端配合在插槽31内，连接臂4的另一端从插孔21伸出柱塞2之外。可选地，连接臂4与插槽31可以过盈配合，由此可以提升连接可靠性。可以理解的是，插孔21可沿柱塞2的周向延伸，在带动柱塞2转动的过程中，连接臂4在插孔21内可移动，不仅结构简单利于装配，而且布局合理，可以避免发生干涉。

可选地，插槽31与第二泄油槽30在衬套3的轴向上间隔设置，且插槽31位于第二泄油槽30的邻近壳体1的一侧。这样，可以减小衬套3的体积，适配柱塞2的结构，利于实现小型化。

可选地，液压腔10内安装有第一弹性件5，第一弹性件5的两端分别与壳体1和柱塞2抵接，以提供预紧力。

根据本发明的一些实施例，张紧器还包括驱动组件6，驱动组件6安装于壳体1，驱动组件6与连接臂4相连，且驱动组件6驱动连接臂4转动，以带动衬套3转动。由此，可以实现张紧力的自动调节。

驱动组件6可以是电机、电磁铁等，本发明的实施例以驱动组件6为电磁驱动件为例进行示例性说明。电磁驱动件包括线圈62、阀芯63和中空的驱动壳61，驱动壳61与壳体1连接，线圈62安装于驱动壳61内，阀芯63可移动地安装在线圈62中，阀芯63的移动方向与柱塞2的轴向垂直，阀芯63与连接臂4相连，阀芯63带动连接臂4转动。

电磁驱动件的驱动张紧的过程可以简略描述如下：在线圈62通电的情况下，线圈62产生磁场，阀芯63在线圈62的磁场作用下可移动，从而带动连接臂4，连接臂4进一步带动衬套3相对于柱塞2转动，衬套3相对于柱塞2的转动，可以改变第一泄油槽20和第二泄油槽30的相对位置，使得泄油通道的可流通面积发生变化，泄压通道内压力介质的流量就得到了调节，进而可以调节柱塞2的伸出距离，实现张紧力的调节。

其中，调节线圈62通入的电流大小，可以调节阀芯63的移动距离，从而调节连接臂4的移动行程，则可以调节衬套3的转动角度，因此可以实现泄压通道内可流通面积的调节。另外，电流方向的改变，可以改变连接臂4的移动方向，则可以改变衬套3的转动方向，实现反向调节。

因此，根据本发明实施例的张紧器，通过电磁驱动件驱动连接臂4，可以为不同工况匹配不同的阻尼特征，实现张紧力的调节，结构简单紧凑，可以实现连续调节，且调节过程方便快捷。

在一些实施例中，电磁驱动件还包括第二弹性件64，第二弹性件64的两端分别与驱动壳61和连接臂4抵接，第二弹性件64可以为阀芯63提供预紧力。在调节过程中，线圈62与阀芯63相互作用的磁力与第二弹性件64的弹力大小相等且方向相反，由此实现平衡。

可选地，连接臂4上设有通孔41，阀芯63通过连接件与连接臂4相连，连接件可活动地安装于通孔41。需要说明的是，连接臂4上的通孔41应预留转动空间，避免连接臂4在移动工程中干涉卡顿。可选地，该通孔41可以是腰形孔。

在一些实施例中，张紧器还包括传感器和控制器(图中未示出)，传感器安装在柱塞2上，控制器与传感器相连，传感器用于获取柱塞2的伸出长度，控制器根据传感器获取的柱塞2的伸出长度调节线圈62的输入电流，进而改变连接臂4的平衡位置，调节泄压面积。柱塞2的伸出量减小时增大泄压面积，反之减小泄压面积，实现阻尼特征的主动调节。

可选地，所述控制器这种可以设置不同的控制参数，匹配不同的驾驶模式，可以以最低链条力为控制目标，优化发动机摩擦降低油耗；也可以以最下转速波动和最小柱塞位移为控制目标，优化工作平顺性。由此，可以根据柱塞2的伸出长度调节泄压通道的可流通面积，实现张紧力的反馈调节，增加了系统灵活性，并且适配不同的控制策略，能够在同一套结构下开发出不同特性的正时传动系统。

可选地，张紧器还包括报警器，报警器与控制器相连，在柱塞2的伸出长度超过预设长度的情况下，控制器控制报警器报警。可以理解的是，预设长度为安全长度，安全长度范围内的张紧力为安全张紧力，在柱塞2的伸出长度超过预设长度，可以理解为柱塞2伸出过量，即张紧过量，维持这一张紧力极易引起正时链条或正时皮带损坏，影响正常使用，因此在柱塞2的伸出长度超过预设长度的情况下，控制器控制报警器报警，可以提出警示，避免发生事故，安全性得以提升。

进一步地，张紧器还可以包括机油回收装置，用于回收泄压通道中泄出的机油，通过单向导通装置导会张紧器供油回路，减小工作中的机油消耗。

根据本发明实施例的汽车发动机传动系统，包括根据本发明上述实施例的张紧器。

根据本发明实施例的汽车发动机传动系统，通过设置上述张紧器，可以连续改变油腔的泄油面积，为不同工况匹配不同的阻尼特征，安全性好，稳定性高。

Claims (10)

1.一种张紧器，其特征在于，包括壳体、柱塞、衬套以及连接臂，

所述壳体为中空结构；

所述柱塞安装于所述壳体内，所述柱塞在沿所述壳体的轴向方向上可移动，所述柱塞与所述壳体之间形成液压腔，所述柱塞的一端适于伸出所述壳体以张紧发动机的链条或皮带，所述柱塞设有连通外界的第一泄油槽；

所述衬套安装于所述柱塞内，所述衬套绕所述柱塞的轴向可转动，所述衬套设有连通所述液压腔的第二泄油槽，所述第二泄油槽和所述第一泄油槽连通，且二者共同构成泄压通道，

所述连接臂的一端与所述衬套相连，所述连接臂的另一端伸出所述柱塞之外，所述连接臂带动所述衬套转动，以通过改变所述泄压通道的可流通面积调节所述泄压通道内压力介质的流量；所述第一泄油槽沿所述柱塞的周向延伸，所述第二泄油槽沿所述衬套的周向延伸；所述柱塞的第一端伸入所述壳体内，所述柱塞的第二端适于伸出所述壳体，所述第一泄油槽邻近所述柱塞的第二端设置，所述衬套安装于所述柱塞的第二端，且所述第二泄油槽与所述第一泄油槽在所述柱塞的轴向方向上对应设置；所述柱塞伸出所述壳体的长度增加时，所述连接臂带动所述衬套相对于所述柱塞转动，使得第一泄压槽和第二泄压槽的重叠部分减小；所述柱塞伸出所述壳体的长度减小时，所述连接臂带动所述衬套相对于所述柱塞转动，使得所述第一泄压槽和所述第二泄压槽的重叠部分增大。

2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述衬套设有插槽，所述柱塞设有与所述插槽对应的插孔，所述连接臂的一端配合在所述插槽内，所述连接臂的另一端从所述插孔伸出所述柱塞之外。

3.根据权利要求2所述的张紧器，其特征在于，所述插槽与所述第二泄油槽在所述衬套的轴向上间隔设置，且所述插槽位于所述第二泄油槽的邻近所述壳体的一侧。

4.根据权利要求2所述的张紧器，其特征在于，所述液压腔内安装有第一弹性件，所述第一弹性件的两端分别与所述壳体和所述柱塞抵接，以提供预紧力。

5.根据权利要求1－4中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述张紧器还包括驱动组件，驱动组件安装于所述壳体，所述驱动组件与所述连接臂相连，且所述驱动组件驱动所述连接臂转动，以带动所述衬套转动。

6.根据权利要求5所述的张紧器，其特征在于，所述驱动组件为电磁驱动件，所述电磁驱动件包括线圈、阀芯和中空的驱动壳，所述驱动壳与所述壳体连接，所述线圈安装于所述驱动壳内，所述阀芯可移动地安装在所述线圈中，所述阀芯的移动方向与所述柱塞的轴向垂直，所述阀芯与所述连接臂相连，所述阀芯带动所述连接臂转动。

7.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于，所述连接臂上设有通孔，所述阀芯通过连接件与所述连接臂相连，所述连接件可活动地安装于所述通孔。

8.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于，所述张紧器还包括传感器和控制器，所述传感器安装在所述柱塞上，所述控制器与所述传感器相连，所述传感器用于获取所述柱塞的伸出长度，所述控制器根据所述传感器获取的所述柱塞的伸出长度调节通入所述线圈的电流。

9.根据权利要求8所述的张紧器，其特征在于，所述张紧器还包括报警器，所述报警器与所述控制器相连，在所述柱塞的伸出长度超过预设长度的情况下，所述控制器控制所述报警器报警。

10.一种汽车发动机传动系统，其特征在于，包括根据权利要求1－9中任一项所述的张紧器。