CN117120748A - 通过液压张紧器中的止回阀的可变刚度功能 - Google Patents

Abstract

一种用于张紧器的具有U形保持器的止回阀组件，该止回阀组件限定空腔并且具有至少一个保持器开口和轴向地延伸的凸缘；可移动构件，其在空腔内被接收；止回阀弹簧，其在空腔内并且在可移动构件与保持器之间被接收；阀座，其具有轴向地延伸的凸缘并且限定嵌套在保持器的空腔内的座开口；以及止回阀通气垫圈。止回阀通气垫圈具有外圆周，其具有多个间隔开的支腿和开口；以及内圆周，其通过开口与外圆周流体连通，内圆周具有将多个开口连接到通气储器的同心内部井、限定与内部储器连通的中心孔的中心环，中心环包括将通气储器连接到中心孔的通气凹槽。

Description

通过液压张紧器中的止回阀的可变刚度功能

背景技术

本发明涉及液压张紧器，更具体地涉及通过在液压张紧器中应用具有通气口的止回阀的可变刚度功能。

内部储器型链条张紧器利用液压刚度调节，通过限制一些部件的漏油率。然而，张紧器的刚度随着温度和油粘度的变化而显著变化。在低温下，由于油的高粘度，液压张紧器产生过大的力。在高温下，由于油的低粘度，张紧器产生的力不足以控制发动机正时系统。

图1示出了一种常规的储器型液压张紧器10。壳体2具有接收中空活塞4的封闭端孔3。沿着孔3的长度有与供油流体连通的油进料口5。在壳体2的封闭端孔3内接收中空活塞4。中空活塞4具有中心线或中心面C-C。沿着活塞4的本体的长度有储器孔40，其允许流体从形成在活塞4的中空内部4c内的内部储器41进入和排出。在封闭端孔3内还存在止回阀组件20；垫圈43；形成在孔3、活塞4的内部4c和止回阀组件20之间的高压室8。止回阀组件20包括止回阀座25、弹簧26、球27和保持器28。垫圈43具有通向内部储器41的单个中心孔44。单个中心孔44与止回阀座25中的孔29对准。在该实施例中，垫圈43和止回阀通气口29利用中空活塞4内的大量空间。通气凹槽45存在于止回阀座25的外侧并且存在于止回阀座25和垫圈43之间。

活塞弹簧7存在于止回阀组件20和高压室8内的封闭端孔3之间。在这种设计中，由于止回阀座25和垫圈43的空间要求很短，弹簧被限制在17mm的空间。常规的储器型液压张紧器10安装在发动机内，使得当活塞4在封闭端孔3内可滑动地移动时，活塞4的储器孔40与壳体2的油进料口5对准，因为当张紧器壳体2安装到发动机缸体时，储器孔40位于中空活塞4的中心面C-C上方。

图2示出了另一种常规的储器型液压张紧器50。如在第一实施例中，壳体2具有接收中空活塞4的封闭端孔3。沿着孔3的长度有与供油流体连通的油进料口5。在壳体2的封闭端孔3内接收中空活塞4。中空活塞4具有中心线或中心面C-C。沿着活塞4的本体的长度有储器孔40，其允许流体从形成在活塞4的中空内部4c内的内部储器41进入和排出。在封闭端孔3内还存在止回阀组件70；垫圈83；形成在孔3、活塞4的内部4c和止回阀组件70之间的高压室8。止回阀组件70包括止回阀座75、弹簧76、球77和保持器78。垫圈83具有通向内部储器41的单个中心孔84。单个中心孔84与止回阀座75中的孔79对准。在该实施例中，垫圈83必须压配合到中空活塞4的内径中。由于垫圈83的尺寸和形状，垫圈83可以在张紧器操作期间翻转或倾斜，并且必须固定在中空活塞4的内径中。因此，垫圈83的外径和中空活塞4的内径必须经高精度地制造。

图3是图2的常规的止回阀组件的特写。止回阀组件70包括联接到止回阀座75的止回阀保持器78。止回阀座75具有与垫圈83的单个中心孔84对准的孔79。在止回阀保持器78内接收球302。止回阀保持器78具有开口82。通气凹槽85存在于止回阀座75的外部上。

发明内容

根据本发明的一个实施例，止回阀组件通过控制通过液压张紧器的止回阀组件的油的通气并且因此油流速来改进张紧器刚度的变化范围。

一种用于液压张紧器的具有U形保持器的止回阀组件，该止回阀组件限定空腔并且具有至少一个保持器开口和轴向地延伸的凸缘；可移动构件，其在空腔内被接收；止回阀弹簧，其在空腔内并且在可移动构件与保持器之间被接收；阀座，其具有轴向地延伸的凸缘并且限定座开口，阀座嵌套在保持器的空腔内，使得阀座的轴向地延伸的凸缘邻近保持器的轴向地延伸的凸缘；以及止回阀通气垫圈。止回阀通气垫圈具有外圆周，其具有多个间隔开的支腿和多个开口；以及内圆周，其通过多个开口与外圆周流体连通，内圆周包括：将多个开口连接到通气储器的同心内部井、限定与内部储器连通的中心孔的中心环，中心环包括将通气储器连接到中心孔的通气凹槽。

在第一位置中，可移动构件经止回阀弹簧偏压抵靠盘座、密封座开口、防止流体从内部储器流到液压室；并且在第二位置中，可移动构件经偏压抵靠止回阀弹簧，使得流体可以通过座开口从内部储器流到液压室。当止回阀组件处于第一位置中时，来自高压室的流体泄漏到多个开口中的至少一个开口中、泄漏到同心内部井中、泄漏到内部储器中、泄漏到通气凹槽中并且泄漏到与内部储器处于流体连通的中心孔中。

在本发明的实施例中，用于张紧器弹簧的空间比现有技术增大，并且止回阀通气垫圈的形状防止在张紧器使用期间倾斜或翻转，使得止回阀通气垫圈可以间隙配合放置在中空活塞内，并且不需要高精度的压配合。

附图说明

图1示出了安装在发动机内的常规的储器型液压张紧器。

图2示出了具有止回阀组件的另一种常规的储器型液压张紧器。

图3示出了图2的止回阀组件的特写。

图4示出了本发明实施例的液压张紧器的示意图。

图5示出了图4的液压张紧器中的止回阀组件的特写。

图6示出了止回阀通气口的俯视图。

图7示出了与止回阀通气口相关联的流体流动。

具体实施方式

图4-7示出了本发明实施例的液压张紧器和相关联的部件。液压张紧器100可以用于机动车辆的内燃发动机的无端环的、柔性的动力传输构件，诸如链条或皮带。动力传输构件环绕由驱动轴驱动的驱动链轮，诸如发动机的曲轴；并且至少一个从动链轮由从动轴支撑，诸如发动机的凸轮轴。

液压张紧器经由安装板102安装到内燃发动机(未示出)的发动机缸体。安装板102经由在安装板孔101中接收的螺栓或螺钉固定到发动机缸体(未示出)。安装板102联接到张紧器壳体103上或与张紧器壳体103部分地形成。张紧器壳体103具有封闭端多级内孔103a。在孔103a的封闭端121和孔103a的开口端122之间是孔103a的入口部分123，其直径d1大于孔103a在孔的封闭端121和开口端122处的直径d2。油入口105存在于孔13a的入口部分123中并且与流体供应(未示出)流体连通。

在壳体103的孔103a内滑动地接收中空活塞104。中空活塞104具有本体，该本体具有第一端104a、第二端104b以及在第一端104a和第二端104b之间的长度L。中空活塞4的第一端104a与用于内燃发动机的张紧器本体、引导件或无端环的柔性动力传输构件相接触。在张紧器壳体103的孔103a内接收中空活塞104的第二端104b。

中空活塞4具有内孔104c。中空活塞4的内孔104c具有第一直径D1和第二直径D2。第一直径D1优选地小于第二直径D2。沿着中空活塞104的长度L的入口104d与油入口105连通。

在活塞104的内孔104c的第二直径D2内接收止回阀组件120，将内孔104c分成内部储器106和高压室108。内部储器106形成在内孔104c的第一直径D1与止回阀组件120之间。高压室108形成在止回阀组件120、活塞104的内孔104c的第二直径D2、活塞104的第二端104b和壳体103的孔103a的封闭端121之间。弹簧107也优选地存在于高压室108内，其中弹簧107的第一端107a偏压抵靠止回阀组件120并且弹簧107的第二端107b偏压抵靠壳体103的孔103a的封闭端121，从而将止回阀组件120偏压并且因此将活塞104向外并且远离张紧器壳体103的孔103a的封闭端121。

参照图5-7，止回阀组件120包括保持器153、阀座154、止回阀弹簧152、可移动构件151和止回阀通气垫圈156。

保持器153是U形的并且限定空腔175，空腔175接收可移动构件151、弹簧152和阀座154。在U形保持器153的底部153b和凸缘153a之间是至少一个保持器开口176。阀座154也在保持器153内部分地接收。示出为球形的可移动构件151和止回阀弹簧152保持在阀座154和保持器153之间。阀座154包括座开口154b，球151经止回阀弹簧152偏压抵靠座开口154b，以将止回阀朝向图5所示的关闭位置偏压。阀座154包括轴向地向外延伸的凸缘154a。阀座154嵌套在保持器153的空腔175内，使得U形保持器153的凸缘153a邻近阀座154的凸缘154a。

杯形止回阀通气垫圈156将阀座154的凸缘154a和U形保持器153的凸缘153a接收在杯内的内圆周162内。止回阀通气垫圈156具有径向的对称轮廓，该对称轮廓具有外圆周161和内圆周162，内圆周162具有围绕环177的内部井160，环177具有中心孔157。杯形止回阀通气垫圈156的外圆周161具有多个支腿163、164、165、166、167、168和限定杯的内圆周162的支腿开口169、170、171、172、173、174。外圆周161优选地包括与第二长支腿164相对的第一长支腿163，其具有在第一长支腿163和第二长支腿164之间的至少一个短支腿165、166、167、168，在任一侧由开口169、171、174、172分开。因此，在一个实施例中，围绕外圆周161、止回阀通气垫圈156具有第一长支腿163、第一开口169、第一短支腿165、第二开口170、第二短支腿166、第三开口171、与第一长支腿163径向相对的第二长支腿164、第四开口172、第三短支腿167、第五开口173、第四短支腿161和第六开口174。

应当注意，在另一个实施例中，可以移除第二开口170和第五开口173，并且可以组合第一短支腿165和第二短支腿166以形成在一侧上具有第一开口169并且在另一侧上具有第三开口171的单个支腿。类似地，第四短支腿168和第三短支腿167可以组合以形成在任一侧上具有第六开口174和第四开口172的单个支腿。

止回阀通气垫圈156的外圆周161的支腿163、164、165、166、167、168允许通常为油的液压流体的回流路径进入液压流体储器106。

支腿163、164、165、166、167、168之间的开口169、170、171、172、173、174从外圆周161的外表面延伸到内圆周162并且朝向内中心孔157。在一些实施例中，开口169、170、171、172、173、174是具有凹形形状的拱形开口，但是可以使用任何形状。

止回阀通气垫圈156的内圆周162内的内部井160将开口169、170、171、172、173、174连接到邻近长支腿163的通气储器159。通气储器159与通气凹槽158流体连通，通气凹槽158穿过环177径向地延伸到中心孔157。通气凹槽158有助于调节来自张紧器的高压室108的漏油率。开口169、170、171、172、173、174不与通气储器159对准，使得开口169、170、171、172、173、174不径向地延伸到通气储器159中。

止回阀通气支腿163、164、165、166、167、168优选地具有基本上均匀的厚度并且优选地由单件形成。

通过使通气凹槽158位于止回阀组件120的内部，与例如图1所示的现有技术相比，止回阀组件120所需的空间显著减小，使得用于张紧器弹簧的空间可以扩大，从而拓宽了用于张紧器内的弹簧规格的可接受范围。例如，与现有技术中的17mm相比，在本发明的实施例中与张紧器弹簧相关联的空间是20.44mm。此外，油通气凹槽158设置在其容易被高压室108处的油压变形的位置。

通气凹槽允许从高压室108到内部储器106的可控漏油率。油从高压室108通过通气开口169、170、171、172、173、174中的任一个泄漏到内部井160、通过通气储器159、通过通气凹槽158到达中心孔157并且进入内部储器106。当止回阀组件处于可移动构件151坐靠阀座154的关闭位置时，可发生从高压室108到内部储器106的可控油泄漏。

通气凹槽158的横截面积根据液压张紧器的温度和负荷条件而变化。对于高温和高负荷条件，通气凹槽158的横截面积大于在低温和低负荷条件下存在的液压张紧器。

止回阀通气垫圈优选地由具有在高温条件下降低的刚度的树脂制成。例如，聚酰胺树脂(PA6/PA66)或具有玻璃纤维的聚酰胺树脂(PA66+GF)。

当止回阀组件120处于打开位置时，通过克服止回阀弹簧152的偏压将球151推离阀座156，加压流体通过座开口155流入止回阀组件120，使得止回阀组件120移动到打开位置。加压流体通过至少一个保持器开口176流出止回阀组件120。

因此，应当理解，本文描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。本文对所示实施例的细节的引用并不旨在限制权利要求的范围，这些权利要求本身列举了被认为是本发明的本质的那些特征。

Claims (9)

1.一种用于内燃发动机的液压张紧器，其用于张紧链条或皮带的跨距，所述液压张紧器包括：

壳体，其具有孔，所述孔具有与流体入口连通的第一开口端和第二封闭端；

中空活塞，其在所述壳体的所述孔内可滑动地被接收，所述活塞包括本体，所述本体具有开口端和封闭端、在所述开口端处的底表面、在所述封闭端处的顶表面、在所述开口端与所述封闭端之间的流体入口、以及中空孔，所述中空孔限定通过所述活塞的所述本体的所述流体入口与所述流体入口连通的内部储器；

液压室，其由所述活塞的所述本体的所述中空孔限定，并且在所述活塞的所述本体的所述开口端与所述壳体的所述孔的所述第二封闭端之间；

活塞弹簧，其在所述液压室内被接收用于将所述活塞偏压远离所述壳体的所述孔的所述第二封闭端；

止回阀组件，其在所述内部储器与所述液压室之间的所述活塞的所述本体的所述中空孔内被接收，所述止回阀组件包括：

U形保持器，其限定空腔并且具有至少一个保持器开口和轴向地延伸的凸缘；

可移动构件，其在所述空腔内被接收；

止回阀弹簧，其在所述空腔内并且在所述可移动构件与所述保持器之间被接收；

阀座，其具有轴向地延伸的凸缘并且限定座开口，所述阀座嵌套在所述保持器的所述空腔内，使得所述阀座的所述轴向地延伸的凸缘邻近所述保持器的所述轴向地延伸的凸缘；

止回阀通气垫圈，其包括：

外圆周，其具有多个间隔开的支腿和多个开口；以及

内圆周，其通过所述多个开口与所述外圆周流体连通，所述内圆周包括：同心内部井，其将所述多个开口连接到通气储器，中心环，其限定与所述内部储器连通的中心孔，所述中心环包括将所述通气储器连接到所述中心孔的通气凹槽；

其中在第一位置中，所述可移动构件经所述止回阀弹簧偏压抵靠所述盘座，密封所述座开口，防止流体从所述内部储器流到所述液压室，并且在第二位置中，所述可移动构件经偏压抵靠所述止回阀弹簧，使得流体可以通过所述座开口从所述内部储器流到所述液压室；

其中当所述止回阀组件在所述第一位置中时，来自所述高压室的流体泄漏到所述多个开口中的至少一个开口中、泄漏到所述同心内部井中、泄漏到所述内部储器中、泄漏到所述通气凹槽中并且泄漏到与所述内部储器处于流体连通的所述中心孔中。

2.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中所述孔具有至少第一内径和第二内径，所述第一内径限定所述内部储器并且所述第二内径限定所述液压室的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中所述多个间隔开的支腿中的至少一个支腿在长度上比所述多个间隔开的支腿中的其它支腿更长。

4.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中所述通气储器不与所述多个开口中的一个对准。

5.根据权利要求1所述的液压张紧器，其中所述可移动构件是球。

6.一种用于液压张紧器的止回阀组件，其在内部储器与液压室之间被接收，所述止回阀组件包括：

U形保持器，其限定空腔并且具有至少一个保持器开口和轴向地延伸的凸缘；

可移动构件，其在所述空腔内被接收；

止回阀弹簧，其在所述空腔内并且在所述可移动构件与所述保持器之间被接收；

阀座，其具有轴向地延伸的凸缘并且限定座开口，所述阀座嵌套在所述保持器的所述空腔内，使得所述阀座的所述轴向地延伸的凸缘邻近所述保持器的所述轴向地延伸的凸缘；

止回阀通气垫圈，其包括：

外圆周，其具有多个间隔开的支腿和多个开口；以及

内圆周，其通过所述多个开口与所述外圆周流体连通，所述内圆周包括：同心内部井，其将所述多个开口连接到通气储器，中心环，其限定与所述内部储器连通的中心孔，所述中心环包括将所述通气储器连接到所述中心孔的通气凹槽；

其中在第一位置中，所述可移动构件经所述止回阀弹簧偏压抵靠所述盘座，密封所述座开口，防止流体从所述内部储器流到所述液压室，并且在第二位置中，所述可移动构件经偏压抵靠所述止回阀弹簧，使得流体可以通过所述座开口从所述内部储器流到所述液压室；

其中当所述止回阀组件在所述第一位置中时，来自所述高压室的流体泄漏到所述多个开口中的至少一个开口中、泄漏到所述同心内部井中、泄漏到所述内部储器中、泄漏到所述通气凹槽中并且泄漏到与所述内部储器处于流体连通的所述中心孔中。

7.根据权利要求6所述的止回阀组件，其中所述多个间隔开的支腿中的至少一个支腿在长度上比所述多个间隔开的支腿中的其它支腿更长。

8.根据权利要求6所述的止回阀组件，其中所述通气储器不与所述多个开口中的一个对准。

9.根据权利要求6所述的止回阀组件，其中所述可移动构件是球。