CN110925369B - 一种正时紧链器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种正时紧链器，属于发动机技术领域。它解决了现有的发动机启动时NVH性能差和紧链器工作不稳定的问题。本正时紧链器，包括具有柱塞腔的壳体和设置在柱塞腔内的主柱塞，主柱塞内设有能够沿主柱塞的轴向滑动的次级柱塞，次级柱塞的上端伸出主柱塞，柱塞腔的底部设有阀门，阀门将柱塞腔分割成主压力室和位于阀门的上方的次压力室，主压力室位于油道与次压力室之间，主柱塞的下端伸至主压力室内，次级柱塞的下端位于次压力室内，主柱塞的下端伸至主压力室内，次级柱塞的下端位于次压力室内。本结构提高了发动机启动时NVH性能以及紧链器工作时的稳定性。

Description

一种正时紧链器
技术领域
本发明属于汽车发动机技术领域，涉及一种正时紧链器。
背景技术
发动机的工作过程中，在汽缸内不断发生进气、压缩、爆发和排气四个过程，并且每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合，活塞的行程、气门的开启与关闭、点火的顺序，在“正时机构”的连接作用下时刻要保持“同步”运转，让每个汽缸正好做到：活塞向上正好到上止点时、气门正好关闭，火花塞正好点火。发动机正时机构是发动机配气***的重要组成部分，通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确性，发动机正时机构通常由正时链条、链条张紧轨和正时紧链器等附件组成，正时紧链器与发动机的机油油道相连通，发动机运转后，发动机将机油给提供给正时紧链器，使得正时紧链器推动链条张紧轨从而张紧正时链条。
例如，中国专利网公开了一种发动机的正时链条传动***【授权公告号：CN201496113U】，包括进气链轮、排气链轮、正时链轮以及绕在上述链轮上的正时链条，正时链条上设有可调节正时链条张紧力的调节机构，调节机构包括与正时链条配合接触的链条张紧轨，链条张紧轨上安装有控制链条张紧轨工作的紧链器，紧链器与发动机的润滑油油道连通，紧链器从发动机的润滑油油道中引油，从紧链器的出油口流出的润滑油注入到正时链条上，实现对正时链条的润滑，当链条松弛时，将紧链器上的插销拔出，插销拔出后，紧链器上的柱塞弹出，作用在链条张紧轨的端部，使正时链条张紧，使正时链条保持一定的张紧力并且不随意摆动。
上述正时链条传动***存在以下缺陷：1、发动机在初始工作状态时，发动机的转速波动较大，并且机油通道内的油压未能建立，机油油道内的油压偏低，无法给紧链器提供足够的动力来源，使得紧链器油压不足，紧链器无法使链条张紧轨保持动态张紧作用，进而无法保证配气正时的准确性，导致发动机和链系异响以及发动机产生振动等问题，降低发动机NVH性能，影响整车的舒适性；2、在发动机正常运转的过程中，当机油油道发生堵塞或者机油管路发生漏油时，紧链器的油压阻尼下降，使得紧链器提供的张紧力下降，导致紧链器失效，随之紧链器失效的加巨，紧链器会损坏，紧链器失去张紧功能，紧链器的柱塞与链条张紧轨分离，导致发动机正时***错乱，造成发动机报废。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种正时紧链器，本发明所要解决的技术问题是：如何保证紧链器稳定性的同时提高发动机初始状态时的NVH性能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种正时紧链器，包括具有柱塞腔的壳体和设置在柱塞腔内的主柱塞，所述壳体上开设有与柱塞腔的下端相连通的油道，所述，其特征在于，所述主柱塞内设有能够沿主柱塞的轴向滑动的次级柱塞，所述次级柱塞的上端伸出主柱塞，所述柱塞腔的底部设有阀门，所述阀门将柱塞腔分割成主压力室和位于阀门的上方的次压力室，所述主压力室位于次压力室的下方，所述主柱塞的下端伸至主压力室内，所述次级柱塞的下端位于次压力室内，当次压力室内的油压大于油道内的油压时，阀门控制次压力室与主压力室连通并且控制油道与主压力室断开，当次压力室内的油压小于油道内的油压时，阀门控制次压力室与主压力室断开并且控制油道与主压力室连通。
工作原理：本壳体中的油道与发动机的机油油道相连通，初始状态下，次压力室内充满机油，次压力室与主压力室不连通，油道与主压力室不连通，次级柱塞与链条张紧轨接触，给链条张紧轨提供张紧力，当发动机刚启动时，油道内的油压并未建立，此时次压力室内的油压大于油道内的油压，阀门控制次压力室与主压力室相连通，发动机转速波动较大，曲轴转速不均匀，使得链条张紧轨发生震动，此时次级柱塞随着链条张紧轨的震动而上下浮动，次级柱塞吸收链条张紧轨的震动，改善启动初期发动机NVH和整车的舒适性，并且次级柱塞在上下浮动过程中，次压力室内的机油流入到主压力室内，主压力室内的机油通过主柱塞与壳体之间的间隙流出并给链条张紧轨润滑，次压力室内的机油通过主柱塞与次级柱塞之间的缝隙流出并给链条张紧轨润滑；在发动机正常运转的过程中，油道内油压建立，并且油道内油压大于次压力室内的油压，阀门控制次压力室与主压力室不连通、控制油道与主压力室连通，油道内高压油进入到主压力室内，主压力室内机油将主柱塞向上顶，主柱塞与次级柱塞同时抵靠在链条张紧轨上，此时机油油道发生堵塞或者机油管路发生漏油的话，主压力室内的油压下降，使得主柱塞提供的张紧力下降，使得主柱塞与链条张紧轨分离，但次级柱塞始终与链条张紧轨接触，给链条张紧轨提供张紧力，避免紧链器出现失效的情况，提高紧链器使用的稳定性。
在上述的一种正时紧链器中，所述阀门包括阀体，所述阀体的上端位于主柱塞的下端内，所述阀体的下端与柱塞腔的底面相抵靠，所述阀体上端开设有连通次压力室的上进油口、下端开设有连通油道的下进油口，所述阀体的侧部开设有连通主压力室的泄油口，所述阀体内设有阀芯组件；当次压力室内的油压大于油道内的油压时，阀芯组件控制上进油口开启并且控制下进油口关闭，当次压力室内的油压小于油道内的油压时，阀芯组件控制上进油口关闭并且控制下进油口开启。
通过本结构的设置，当发动机启动时，阀芯组件控制上进油口打开、下进油口关闭，上进油口与阀体相连通，泄油口与阀体相连通，次压力室内的高压油依次通过上进油口、阀体与泄油口进入到主压力室内；当发动机正常工作时，阀芯组件控制下进油口打开、上进油口关闭，下进油口与阀体相连通，泄油口与阀体相连通，油道内的高压油依次通过下进油口、阀体与泄油口进入到主压力室内。
在上述的一种正时紧链器中，所述阀芯组件包括设置在阀体上部的上球体和设置在阀体下部的下球体，所述上球体能够打开上进油口使上进油口与泄油口相连通，所述下球体能够打开下进油口使下进油口与泄油口相连通，所述阀体内设有能够分别控制上球体和下球体沿上下位移的执行器。
通过本结构的装置，初始状态时，上球体将上进油口封堵，下球体将下进油口封堵，当发动机启动时，执行器带动上球体向下移动，使得上进油口处于打开状态；当发动机运行到正常状态时，执行器带动上球体向上移动，使得上进油口封闭状态，并且执行器带动下球体向上移动，使得下进油口处于打开状态。
在上述的一种正时紧链器中，所述执行器包括ECU、位于上球体和下球体之间的线圈、位于上球体和下球体之间的弹簧一、监测次压力室内油压和油道内油压并能够将两个油压信号输送给ECU的压力传感器，所述线圈的上端与上球体连接、下端与下球体连接，所述线圈与ECU电连接，所述线圈通电时上球体和下球体能相对竖向位移。
通过本结构的设置，压力传感器分别对次压力室和油道进行油压监测，将监测到的两个油压信号输送给ECU，ECU对两个油压信号进行比较，当次压力室内的油压大于油道内的油压时，ECU控制线圈通电，线圈通电后带动上球体向下移动、下球体向下移动，使得上球体打开上进油口，下球体将下进油口封堵；当次压力室内的油压小于油道内的油压时，ECU控制线圈反向通电，线圈反向通电后带动上球体向上移动、下球体向上移动，使得上球体封堵上进油口，下球体将下进油口打开；当线圈无电流通过时，上球体和下球体在弹簧一的作用下，使得上球体封堵上进油口、下球体封堵下进油口。本结构中，ECU通过增加或减小线圈的电流以及改变电流方向，从而改变上球体和下球体的位置，调节上进油口和下进油口的开度。
在上述的一种正时紧链器中，所述阀体上端的侧部和阀体下端的侧部均开设有上述的泄油口。
通过本结构的设置，当上进油口被打开后，次压力腔内的高压油通过上进油口、阀体、阀体上端的侧部的泄油口进入到主压力腔内，使得次压力腔内的高压油快速进入到主压力腔内；当下进油口被打开后，油道的高压油通过下进油口、阀体、阀体下端的侧部的泄油口进入到主压力腔内，使得油道内的高压油快速进入到主压力腔内。
在上述的一种正时紧链器中，所述次压力室内设置有弹簧二，所述弹簧二的上端与次级柱塞相抵靠、下端与阀门相抵靠。
通过本结构的设置，弹簧二使得次级柱塞始终具有向上移动的趋势，在发起机刚启动时，弹簧二使得次级柱塞能够随着链条张紧轨的震动而上下浮动。
在上述的一种正时紧链器中，所述主柱塞上端的内侧壁上具有凸台一，所述次级柱塞下端的外侧壁上具有凸台二，所述凸台一和凸台二之间设置有弹簧三，所述弹簧三的上端与凸台一连接、下端与凸台二连接。
通过本结构的设置，在发动机正常运转时，主柱塞在主压力室内的高压油作用下克服弹簧三的作用力向上移动，使得主柱塞和次级柱塞均与链条张紧轨相接触，当发动机停机时，弹簧三使得主柱塞向下移动复位。该情况下，弹簧三带动主柱塞向下移动复位的力可以为略大于0即可，并且在发动机正常运转时，弹簧三始终具有将主柱塞向下拉的趋势，降低主柱塞对链条张紧轨的顶压力，降低链条张紧轨的受力，进而降低对正时链条的疲劳要求，降低链条被拉长风险，提高正时链条的使用寿命，提高发动机可靠性，可以改善链系产生的19阶啸叫，从而改善发动机NVH，提供整车舒适性。
在上述的一种正时紧链器中，本正时紧链器还包括销钉和设置在壳体上的挂钩，所述销钉穿设在挂钩上并通过挂钩竖向限位，所述销钉能够沿水平方向移动，所述主柱塞上端的外侧壁上开设有销孔，所述销钉的一端能够***到销孔内。
通过本结构的设置，当发动机启动时，销钉沿水平方向移动使得销钉从销孔内拔出，销钉解除对主柱塞的限制，使得主柱塞能够向上移动。
与现有技术相比，本正时紧链器具有以下优点：
1、本结构的次级柱塞随着链条张紧轨的震动而上下浮动，次级柱塞吸收链条张紧轨的震动，改善启动初期发动机NVH和整车的舒适性，并且次级柱塞在上下浮动过程中，次压力室内的机油流入到主压力室内，主压力室内的机油通过主柱塞与壳体之间的间隙流出并给链条张紧轨润滑，次压力室内的机油通过主柱塞与次级柱塞之间的间隙流出并给链条张紧轨润滑。
2、次级柱塞始终与链条张紧轨接触，给链条张紧轨提供张紧力，避免紧链器出现失效的情况，提高紧链器使用的稳定性。
附图说明
图1是本正时紧链器的剖面结构示意图之一。
图2是本正时紧链器的剖面结构示意图之二。
图3是图1中A处的局部放大图。
图4是本正时紧链器的流程图。
图中，1、壳体；11、柱塞腔；2、主柱塞；21、凸台一；22、销孔；3、油道；4、次级柱塞；41、凸台二；5、阀门；51、阀体；511、上进油口；512、下进油口；513、泄油口；52、阀芯组件；521、上球体；522、下球体；523、执行器；5231、线圈；5232、弹簧一；5233、压力传感器；6、主压力室；7、次压力室；8、弹簧二；9、弹簧三；10、销钉；12、挂钩。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-4所示，本正时紧链器，包括具有柱塞腔11的壳体1和设置在柱塞腔11内的主柱塞2，壳体1上开设有与柱塞腔11的下端相连通的油道3，主柱塞2内设有能够沿主柱塞2的轴向滑动的次级柱塞4，次级柱塞4的上端伸出主柱塞2，柱塞腔11的底部设有阀门5，阀门5将柱塞腔11分割成主压力室6和位于阀门5的上方的次压力室7，主压力室6位于次压力室7的下方，主柱塞2的下端伸至主压力室6内，次级柱塞4的下端位于次压力室7内，次压力室7内设置有弹簧二8，弹簧二8的上端与次级柱塞4相抵靠、下端与阀门5相抵靠，主柱塞2上端的内侧壁上具有凸台一21，次级柱塞4下端的外侧壁上具有凸台二41，凸台一21和凸台二41之间设置有弹簧三9，弹簧三9的上端与凸台一21连接、下端与凸台二41连接。
如图1和图2所示，阀门5包括阀体51，阀体51的上端位于主柱塞2的下端内，阀体51的下端与柱塞腔11的底面相抵靠，阀体51上端开设有连通次压力室7的上进油口511、下端开设有连通油道3的下进油口512，阀体51上端的侧部和阀体51下端的侧部均开设有泄油口513。阀体51内设有阀芯组件52，阀芯组件52包括设置在阀体51上部的上球体521和设置在阀体51下部的下球体522，所述上球体521能够打开上进油口511使上进油口511与泄油口513相连通，所述下球体522能够打开下进油口512使下进油口512与泄油口513相连通，阀体51内设有能够分别控制上球体521和下球体522沿上下位移的执行器523，执行器523包括ECU、位于上球体521和下球体522之间的线圈5231、位于上球体521和下球体522之间的弹簧一5232、监测次压力室7内油压和油道3内油压并能够将两个油压信号输送给ECU的压力传感器5233，线圈5231的上端与上球体521连接、下端与下球体522连接，线圈5231与ECU电连接，线圈5231通电时带动上球体521和下球体522位移。
壳体1中的油道3与发动机的机油油道相连通，初始状态下，次压力室7内充满机油，上进油口511和下进油口512均处于关闭状态，次级柱塞4与链条张紧轨接触，给链条张紧轨提供张紧力，当发动机刚启动时，油道3内的油压并未建立，压力传感器5233分别对次压力室7和油道4进行油压监测，将监测到的两个油压信号输送给ECU，ECU对两个油压信号进行比较，当次压力室7内的油压大于油道4内的油压时，ECU控制线圈通电，线圈带动上球体521向下移动使得上进油口511打开，次压力室7内的高压油通过上进油口511、阀体51和泄油口513流入到主压力室6内，发动机转速波动较大，曲轴转速不均匀，使得链条张紧轨发生震动，此时次级柱塞4在次压力室7内的高压油和弹簧二8的作用下随着链条张紧轨的震动而上下浮动，次级柱塞4吸收链条张紧轨的震动，改善启动初期发动机NVH和整车的舒适性，并且次级柱塞4在上下浮动过程中，次压力室7内的机油流入到主压力室6内，主压力室6内的机油通过主柱塞2与壳体1之间的间隙流出并给链条张紧轨润滑，次压力室7内的机油通过主柱塞2与次级柱塞4之间的间隙流出并给链条张紧轨润滑；在发动机正常运转的过程中，油道3内油压建立，当次压力室7内的油压小于油道3内的油压时，ECU控制线圈反向通电，线圈带动上球体521和下球体522均向上移动使得上进油口511关闭、下进油口512打开，油道3内的高压油通过下进油口512、阀体51和泄油口513流入到主压力室6内，主柱塞2在主压力室6内的高压油作用下克服弹簧三9的作用力向上移动，主压力室6内机油将主柱塞2向上顶，主柱塞2与次级柱塞4同时抵靠在链条张紧轨上，此时当机油油道发生堵塞或者机油管路发生漏油时，主压力室6内的油压下降，使得主柱塞2提供的张紧力下降，使得主柱塞2与链条张紧轨分离，但次级柱塞4始终与链条张紧轨接触，给链条张紧轨提供张紧力，避免紧链器出现失效的情况，提高紧链器使用的稳定性，与此同时弹簧三9始终具有将主柱塞2向下拉的趋势，降低主柱塞2对链条张紧轨的顶压力，降低链条张紧轨的受力，进而降低对正时链条的疲劳要求，降低链条被拉长风险，提高正时链条的使用寿命，提高发动机可靠性，可以改善链系产生的19阶啸叫，从而改善发动机NVH，提供整车舒适性。
如图1所示，本正时紧链器还包括销钉10和设置在壳体1上的挂钩12，销钉10穿设在挂钩12上并通过挂钩12竖向限位，销钉10能够沿水平方向移动，主柱塞2上端的外侧壁上开设有销孔22，销钉10的一端能够***到销孔22内。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种正时紧链器，包括具有柱塞腔(11)的壳体(1)和设置在柱塞腔(11)内的主柱塞(2)，所述壳体(1)上开设有与柱塞腔(11)的下端相连通的油道(3)，其特征在于，所述主柱塞(2)内设有能够沿主柱塞(2)的轴向滑动的次级柱塞(4)，所述次级柱塞(4)的上端伸出主柱塞(2)，所述柱塞腔(11)的底部设有阀门(5)，所述阀门(5)将柱塞腔(11)分割成主压力室(6)和位于阀门(5)的上方的次压力室(7)，所述主压力室(6)位于次压力室(7)下方，所述主柱塞(2)的下端伸至主压力室(6)内，所述次级柱塞(4)的下端位于次压力室(7)内，所述次压力室(7)内设置有弹簧二(8)，所述弹簧二(8)的上端与次级柱塞(4)相抵靠、下端与阀门(5)相抵靠；当次压力室(7)内的油压大于油道(3)内的油压时，阀门(5)控制次压力室(7)与主压力室(6)连通并且控制油道(3)与主压力室(6)断开，当次压力室(7)内的油压小于油道(3)内的油压时，阀门(5)控制次压力室(7)与主压力室(6)断开并且控制油道(3)与主压力室(6)连通。
2.根据权利要求1所述的一种正时紧链器，其特征在于，所述阀门(5)包括阀体(51)，所述阀体(51)的上端位于主柱塞(2)的下端内，所述阀体(51)的下端与柱塞腔(11)的底面相抵靠，所述阀体(51)上端开设有连通次压力室(7)的上进油口(511)、下端开设有连通油道(3)的下进油口(512)，所述阀体(51)的侧部开设有连通主压力室(6)的泄油口(513)，所述阀体(51)内设有阀芯组件(52)；当次压力室(7)内的油压大于油道(3)内的油压时，阀芯组件(52)控制上进油口(511)开启并且控制下进油口(512)关闭，当次压力室(7)内的油压小于油道(3)内的油压时，阀芯组件(52)控制上进油口(511)关闭并且控制下进油口(512)开启。
3.根据权利要求2所述的一种正时紧链器，其特征在于，所述阀芯组件(52)包括设置在阀体(51)上部的上球体(521)和设置在阀体(51)下部的下球体(522)，所述上球体(521)能够打开上进油口(511)使上进油口(511)与泄油口(513)相连通，所述下球体(522)能够打开下进油口(512)使下进油口(512)与泄油口(513)相连通，所述阀体(51)内设有能够分别控制上球体(521)和下球体(522)沿上下位移的执行器(523)。
4.根据权利要求3所述的一种正时紧链器，其特征在于，所述执行器(523)包括ECU、位于上球体(521)和下球体(522)之间的线圈(5231)、位于上球体(521)和下球体(522)之间的弹簧一(5232)、监测次压力室(7)内油压和油道(3)内油压并能够将两个油压信号输送给ECU的压力传感器(5233)，所述线圈(5231)的上端与上球体(521)连接、下端与下球体(522)连接，所述线圈(5231)与ECU电连接，所述线圈(5231)通电时上球体(521)和下球体(522)能相对竖向位移。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种正时紧链器，其特征在于，所述阀体(51)上端的侧部和阀体(51)下端的侧部均开设有上述的泄油口(513)。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种正时紧链器，其特征在于，所述主柱塞(2)上端的内侧壁上具有凸台一(21)，所述次级柱塞(4)下端的外侧壁上具有凸台二(41)，所述凸台一(21)和凸台二(41)之间设置有弹簧三(9)，所述弹簧三(9)的上端与凸台一(21)连接、下端与凸台二(41)连接。
7.根据权利要求6所述的一种正时紧链器，其特征在于，本正时紧链器还包括销钉(10)和设置在壳体(1)上的挂钩(12)，所述销钉(10)穿设在挂钩(12)上并通过挂钩(12)竖向限位，所述销钉(10)能够沿水平方向移动，所述主柱塞(2)上端的外侧壁上开设有销孔(22)，所述销钉(10)的一端能够***到销孔(22)内。
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