CN112832884B - 一种张紧器及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种张紧器及发动机，包括壳体和设置在所述壳体内的供油机构、复位件以及柱塞；所述供油机构包括齿条、齿轮、内转子和外转子，所述齿条与所述齿轮相互啮合，所述齿条用于带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述内转子固定连接，所述内转子与所述外转子相互啮合，所述内转子用于带动所述外转子转动；所述复位件设置在所述柱塞内，所述复位件用于推动所述柱塞往复运动，所述柱塞与所述齿条的固定连接，所述柱塞用于带动所述齿条上下移动；本发明能够改变张紧器的供油方式，避免受到机油压力的变化，导致链条受力变大，造成链***的磨损严重，提高使用寿命，也可以避免导致张紧器高压油腔无法建立，引起张紧器失效。

Description

一种张紧器及发动机

技术领域

本发明涉及张紧器的技术领域，特别涉及一种张紧器及发动机。

背景技术

目前市场上，汽车正时传动多采用正时链传动、正时齿传动和正时带传动，而随着发动机的功率和扭矩不断提高以及正时链条技术以及生产精度的不断提高，更多的发动机采用了正时链***来代替正时齿轮或者是正时皮带，同时正时链条相比于皮带与齿轮传动，具有免维护、可靠性高以及与车辆同寿命等优点。

为了抑制链条振动和保证正时***的受力，最常见且效果最好的是液压自动张紧器，该机构的张紧器不仅可以补偿链条由于装配过程中的***安装误差以及长时间磨损之后的链条伸长量，还能在柱塞与壳体之间的配合间隙之间因液压油的存在产生的粘滞阻尼，以及柱塞+复位弹簧的共同作用下吸收来自链条的振动，提高正时链***寿命的同时，降低了链传动***的振动，改善NVH效果。

目前使用的液压自动张紧器，市场主流发动机一般是单向阀加棘爪止回机构，来自发动机机油泵的机油压力克服单向阀弹簧的作用力将单向阀打开，机油通过供油孔进入张紧器内部的高压油腔中，形成阻尼，从而吸收链条的摆动、振动，减少正时链条的传动噪音。过剩的机油通过柱塞与壳体之间的配合间隙或者柱塞上的泄油槽被泄出到张紧器外部，起过压保护作用。

棘爪止回机构保证张紧器在发动机动作过程中，柱塞的位移始终保持在相当水平，不会因为张紧器柱塞在回推过程中，其低压腔的油压加复位弹簧的弹簧力不足限制链条的摆动，从而造成导轨与紧链器的反复接触-脱离，造成链条与导轨的异常接触受力，止回机构可以限制柱塞位移，避免柱塞伸出过多甚至脱出，避免柱塞回退位移过大，张紧器内部单向阀遭到破坏，以及跟随性不好时产生的冲击噪音。

目前市面上的液压张紧器，存在如下问题：1)液压张紧器在工作时，实际是属于被动进油的状态。这种被动进油形成高压油腔的结构，在一定程度上受限于发动机主油道压力以及单向阀的开启压力，当主油道机油压力不足或者是有较大波动时，进入张紧器的机油量便会受到影响，主油道机油压力不足或者张紧器供油油道被堵塞时，会发生张紧器失效的问题。

2)液压张紧器柱塞与壳体之间的配合间隙会决定张紧器在形成张紧时的柱塞反作用力。当柱塞与壳体之间的配合间隙太大时，将无法维持链条的张紧、限制链条的振动，从而，其振动噪声将会变大。而当柱塞与壳体之间的配合间隙太小时，高压油腔的机油将无法及时泄出，导致过大的链条张力，造成的后果是将会影响链条的使用寿命。

3)一些液压张紧器，只能通过调节柱塞与壳体之间的配合间隙，改变张紧器的阻尼系数，或者采用调节复位弹簧、调节柱塞与壳体之间的配合间隙及调节柱塞泄油槽长度(一般位于柱塞尾部，达到辅助泄油的目的)三者同时来保证张紧器阻尼系数的匹配与恰当，达到稳定正时链***的目的，但此时便会存在一个弊端，通过间隙与泄油面积构成的过压保护，张紧器实际设计过程中会产生干预影响，即为了保证较大的阻尼特性，只能减小柱塞与壳体之间的配合间隙，但此时的泄油间隙可能会不足以形成过压保护，从而造成链***的受力异常。张紧器设计将会难于同时满足NVH与可靠性。

4)为了保证发动机启动瞬间，更好的抑制链条摆动(柱塞位移)，液压张紧器一般采用棘齿+棘爪止回结构或者止锁环止回结构来强行限制柱塞的位移，达到启动瞬间过载保护的效果，但这些结构存在的问题是，棘爪与锁止环的行程固定，柱塞在前进和后退过程中步距即为一个棘齿的宽度(止回距离较短)，柱塞就相当于是在受到链条冲击时一个步距之间做简谐振动，无法最大限度的减小链条的振动，但是为了保证棘齿的耐久性，我们又没办法直接将棘齿的齿距过度增大或者减小，同时，棘齿、止锁环结构存在易磨损或者崩齿的风险，造成张紧器止回失效或者是可靠性变差，因此棘齿、止锁环此类止回结构存在一定局限性。

因此，以上问题是本领域技术人所亟需解决的。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种张紧器及发动机，改变张紧器的供油方式，避免受到机油压力的变化，导致链条受力变大，造成链***的磨损严重，提高使用寿命，或者导致张紧器高压油腔无法建立，引起张紧器失效，同时采用独立的泄油机构和滑槽式自动止回装置，满足张紧器的NVH，避免额外的啮合冲击，提高可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供一种张紧器，包括壳体，所述张紧器还包括：设置在所述壳体内的供油机构、复位件和柱塞；

所述供油机构包括齿条、齿轮、内转子和外转子，所述齿条与所述齿轮相互啮合，所述齿条用于带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述内转子固定连接，所述内转子与所述外转子相互啮合，所述内转子用于带动所述外转子转动；

所述复位件设置在所述柱塞内，所述复位件用于推动所述柱塞往复运动，所述柱塞与所述齿条的固定连接，所述柱塞用于带动所述齿条上下移动。

进一步地，所述张紧器还包括：单向阀，所述单向阀与所述供油机构的出油端连通，用于防止所述供油机构中高压油腔内的机油进行回流。

进一步地，所述齿轮轴心、所述内转子轴心和所述外转子轴心在同一直线上。

进一步地，所述复位件为弹簧。

进一步地，所述张紧器还包括泄油机构，所述泄油机构与所述张紧器的高压油腔连通，所述泄油机构用于泄出所述高压油腔内多余机油。

进一步地，所述张紧器还包括止回机构，所述止回机构包括锁止柱塞、复位弹簧和螺堵，所述锁止柱塞用于限制所述柱塞的移动，所述复位弹簧的一端与所述锁止柱塞连接，所述复位弹簧的另一端与所述螺堵连接，所述复位弹簧用于推动所述锁止柱塞往复运动。

进一步地，所述锁止柱塞通过卡住滑槽进行限制所述柱塞的移动，所述滑槽设置在所述柱塞上。

进一步地，所述滑槽的长度根据所述柱塞的长度设计。

进一步地，所述柱塞与所述齿条通过销钉固定连接。

本发明还保护了一种发动机，所述发动机包括任意一项所述的张紧器，所述发动机中驱动装置通过链条带动所述张紧器的所述柱塞运动。

由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1)本发明的一种张紧器及发动机，改变张紧器的供油方式，实现主动自给供油，避免受到机油压力过高，导致链条受力变大，造成链***的磨损严重，提高链条、导轨和张紧器的使用寿命；

2)本发明的一种张紧器及发动机，改变供张紧器的供油方式，实现主动自给供油，避免了主油道压力不足，导致张紧器高压油腔无法建立，引起张紧器失效；

3)本发明的一种张紧器及发动机，将泄油机构和高压油腔相互独立，不产生强干扰，保证张紧器柱塞反力不至于太大，避免泄油太多造成张紧器反力的瞬间变化，使张紧器柱塞跟随导轨，同时也满足张紧器的NVH和可靠性；

4)本发明的一种张紧器及发动机，采用滑槽式自动止回装置，依靠柱塞与滑槽之间的摩擦力及滑槽与柱塞的限制位置来形成止回功能，使柱塞运动过程更平稳，避免额外的啮合冲击，提高可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的张紧器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的张紧器的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的张紧器的止回机构结构示意图。

图中，1-壳体，2-供油机构，21-齿条，22-齿轮，23-内转子，24-外转子，3-复位件，4-柱塞，41-滑槽，5-单向阀，6-泄油机构，7-止回机构，71-锁止柱塞，72-复位弹簧，73-螺堵，8-销钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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”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”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一

本实施例一提供一种张紧器，如图1所示，所述张紧器包括壳体1，还包括：设置在所述壳体1内的供油机构2、复位件3和柱塞4；

所述供油机构2包括齿条21、齿轮22、内转子23和外转子24，所述齿条21与所述齿轮22相互啮合，所述齿条21用于带动所述齿轮22转动，所述齿轮22与所述内转子23固定连接，所述内转子23与所述外转子24相互啮合，所述内转子23用于带动所述外转子24转动；

所述复位件3设置在所述柱塞4内，所述复位件3用于推动所述柱塞4往复运动，所述柱塞4与所述齿条21的固定连接，所述柱塞4用于带动所述齿条21上下移动。

具体地，所述张紧器还包括：单向阀5，所述单向阀5与所述供油机构2的出油端连通，用于防止所述供油机构2中高压油腔内的机油进行回流。

进一步地，所述供油机构2的进油端和出油端相互独立且密闭。

进一步地，所述齿轮22轴心、所述内转子23轴心和所述外转子24轴心在同一直线上。

具体地，所述复位件3为弹簧。

具体地，所述柱塞4与所述齿条21通过销钉8固定连接，能够保证所述柱塞4与所述齿条21同步动作。

具体地，当所述柱塞4因受力回退时，所述柱塞4的带动使所述齿条21向下运动，在所述齿条21向下运动带动与所述齿条21啮合的所述齿轮22顺时针旋转，所述齿轮22带动所述内转子23顺时针旋转，通过所述内转子23与所述外转子24啮合的过程中，带动所述外转子24以较慢速度也顺时针旋转，当所述内转子23和所述外转子24之间相距较远时，所述内转子23和所述外转子24两者配合的间隙空间的压力相对于所述张紧器的油道压力较低，机油从所述张紧器的油道被压入所述间隙空间中，直至机油完全充满所述内转子23和所述外转子24两者配合空间，并且随着所述内转子23在所述齿轮22的继续转动下，所述内转子23和所述外转子24之间的空间逐渐减小，存于所述内转子23和所述外转子24之间的机油将会被挤压出去，进入所述单向阀5和所述供油机构2二者之间的存储空间，在所述存储空间中的机油在达到预设压力后，机油打开所述单向阀5，形成所述张紧器的高压油腔，但随着所述张紧器的高压腔内机油通过所述弹簧推动所述柱塞4向外伸出时，进而带动所述齿条21上行，所述齿条21带动所述齿轮22逆时针旋转，但是由于高压油腔内的机油不能通过所述单向阀5回流至所述供油机构2，将持续形成高压油腔，对链条形成阻尼***，限制链条的摆动，其中，高压油腔内的机油不能回流的原因是所述单向阀5的阀芯被所述高压油腔内的机油压紧在阀座上，阀芯无法移动，所述单向阀5不能被打开，高压腔内的机油便不能被反压回所述供油机构2内，将持续形成高压油腔，对链条形成阻尼***，限制链条的摆动。

如图2所示，所述张紧器还包括泄油机构6，所述泄油机构6与所述张紧器的高压油腔连通，所述泄油机构用于泄出所述高压油腔内多余机油。

优选地，所述泄油机构6为泄压阀，当所述张紧器的高压油腔内机油压力过大时，机油压力克服所述泄压阀的弹簧力，推动所述泄压阀的阀芯紧链器泄油油路与高压腔相通，高压腔内多余的机油将通过泄油油路泄至所述张紧器外部，形成过压保护，避免高压油腔内机油压力太大，造成发动机的链***异常磨损，降低零部件寿命，满足张紧器的NVH和可靠性。

进一步地，当所述张紧器的高压油腔内机油泄出后，所述张紧器的高压油腔内机油压力变小，所述泄压阀的阀芯在弹簧力作用下又被推动，回位到初始位置，泄油油路被截止，所述张紧器不再继续泄油，同时由于所述张紧器的高压油腔内的机油压力变小，所述弹簧施加在所述柱塞4的弹力变小，所述柱塞4回退，带动所述供油机构2运动，再次向所述张紧器的高压腔内供油，补偿泄油过程过多泄出的油，最终形成动态平衡，能够保证所述柱塞4的反作用力不至于过大，不会因为泄油太多造成张紧器反作用力的瞬间变化，避免引起张紧器柱塞与导轨的跟随性问题。

如图3所示，所述张紧器还包括止回机构7，所述止回机构7包括锁止柱塞71、复位弹簧72和螺堵73，所述锁止柱塞71用于限制所述柱塞4的移动，所述复位弹簧72与所述锁止柱塞71连接，所述复位弹簧72的另一端与所述螺堵73连接，所述复位弹簧72用于推动所述锁止柱塞71往复运动，能够在张紧器的柱塞与锁止柱塞存在磨损时，在复位弹簧力的作用下，磨损量将通过弹簧自动补偿，避免张紧器止回失效，拥有更可靠的止回效果；

具体地，所述锁止柱塞71通过卡住滑槽41进行限制所述柱塞4的移动，所述滑槽41设置在所述柱塞4上，能够使壳体上的张紧器的柱塞始终与滑槽接触，在张紧器的柱塞伸出和回退过程中都不会对柱塞运动造成影响，张紧器的柱塞在整个运动过程中比较平稳，相较于棘爪式或者锁止环式的止回结构，不再存在张紧器的柱塞运行过程中棘爪/锁止环与柱塞啮合、分离过程中的额外啮合冲击。

进一步地，所述滑槽41的长度根据所述柱塞4的长度设计。

本发明还保护了一种发动机，所述发动机包括任意一项所述的张紧器，所述发动机中驱动装置通过链条带动所述张紧器的所述柱塞4运动。

具体地，所述张紧器的供油机构2包含齿条21、齿轮22、内转子23和外转子24，在所述发动机在启动时，链条的摆动会较大，柱塞的位移也会较大使所述齿条21的行程较大，所述齿轮22旋转角度较大，相对进油量较大，能迅速形成油腔阻尼，对链条振动形成缓冲，减小链条振动噪音。

实施例一提供了一种张紧器及发动机，改变张紧器的供油方式，实现主动自给供油，避免受到机油压力过高，导致链条受力变大，造成链***的磨损严重，提高链条、导轨和张紧器的使用寿命；同时实现主动自给供油，避免了主油道压力不足，导致张紧器高压油腔无法建立，引起张紧器失效。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (9)

1.一种张紧器，包括壳体(1)，其特征在于，所述张紧器还包括：设置在所述壳体(1)内的供油机构(2)、复位件(3)、柱塞(4)和单向阀(5)；

所述供油机构(2)包括齿条(21)、齿轮(22)、内转子(23)和外转子(24)，所述齿条(21)与所述齿轮(22)相互啮合，所述齿条(21)用于带动所述齿轮(22)转动，所述齿轮(22)与所述内转子(23)固定连接，所述内转子(23)与所述外转子(24)相互啮合，所述内转子(23)用于带动所述外转子(24)转动；

所述复位件(3)设置在所述柱塞(4)内，所述复位件(3)用于推动所述柱塞(4)往复运动，所述柱塞(4)与所述齿条(21)的固定连接，所述柱塞(4)用于带动所述齿条(21)上下移动；

所述单向阀(5)与所述供油机构(2)的出油端连通，用于防止所述供油机构(2)中高压油腔内的机油进行回流；

当所述柱塞(4)因受力回退时，所述柱塞(4)通过所述齿条(21)带动所述齿轮(22)顺时针旋转，所述齿轮(22)带动所述内转子(23)顺时针旋转，使得所述内转子(23)和所述外转子(24)之间的空间逐渐减小，存于所述内转子(23)和所述外转子(24)之间的机油被挤压并进入所述单向阀(5)和所述供油机构(2)二者之间的存储空间，当所述存储空间中的机油达到预设压力后，所述单向阀(5)打开，形成高压油腔。

2.根据权利要求1所述的一种张紧器，其特征在于，所述齿轮(22)轴心、所述内转子(23)轴心和所述外转子(24)轴心在同一直线上。

3.根据权利要求1所述的一种张紧器，其特征在于，所述复位件(3)为弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种张紧器，其特征在于，所述张紧器还包括：泄油机构(6)，所述泄油机构(6)与所述张紧器的高压油腔连通，所述泄油机构(6)用于泄出所述高压油腔内多余机油。

5.根据权利要求1所述的一种张紧器，其特征在于，所述张紧器还包括止回机构(7)，所述止回机构(7)包括锁止柱塞(71)、复位弹簧(72)和螺堵(73)，所述锁止柱塞(71)用于限制所述柱塞(4)的移动，所述复位弹簧(72)与所述锁止柱塞(71)连接，所述复位弹簧(72)的另一端与所述螺堵(73)连接，所述复位弹簧(72)用于推动所述锁止柱塞(71)往复运动。

6.根据权利要求5所述的一种张紧器，其特征在于，所述锁止柱塞(71)通过卡住滑槽(41)进行限制所述柱塞(4)的移动，所述滑槽(41)设置在所述柱塞(4)上。

7.根据权利要求6所述的一种张紧器，其特征在于，所述滑槽(41)的长度根据所述柱塞(4)的长度设计。

8.根据权利要求1所述的一种张紧器，其特征在于，所述柱塞(4)与所述齿条(21)通过销钉(8)固定连接。

9.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括如权利要求1-8项中任意一项所述的张紧器，所述发动机中驱动装置通过链条带动所述张紧器的所述柱塞(4)运动。

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