专利名称：用于内燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装置的制作方法
技术领域：
用于内燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装置
技术领域：
本实用新型涉及用于在例如用于内燃发动机的凸轮轴驱动的系统中柔性不可拉 伸驱动元件内维持所需紧度的张紧装置。
背景技术：
集成有柔性不可拉伸驱动元件(例如纤维增强带或金属链条)的装置通常采用张 紧装置。为了产生效果，这种装置必须抑制链条或皮带的过度移动而不在驱动部件(例如 发动机曲轴)或其它从动部件(例如张紧轮或凸轮轴)上施加过高的轴负载。不幸的是， 如果张力不足，链条或皮带会跳过卡齿导致不可接受的发动机运转，或在极端的情况下会 导致发动机损坏。在另一方面，如果皮带或链条内的张力过大，发动机轴承(例如曲轴主轴 承或凸轮轴轴承)内会产生过度磨损。已知构造以由被发动机润滑油加压的活塞提供的张紧力用于驱动内燃发动机凸 轮轴的链条张紧装置。这种装置通常采用受控泄漏系数在趋向于适当地拉紧链条的方向上 对张紧块施加大小合适的力，同时消除链条的过度振动。这种张紧装置通常还包括当油压 下降时(例如当关闭发动机时)防止张紧块从链条脱离超过预定量的棘轮装置。不幸的是， 这种已知的装置在低环境温度起动运转期间易于使棘轮张紧装置过度拉伸，其可导致上述 的问题以及链条中的过度张力。需要提供一种张紧装置，不仅在关闭发动机时防止链条张力过度下降，还在发动 机运转期间防止链条或皮带的过度拉紧或过度张紧。
实用新型内容根据本实用新型的一个方面，一种用于具有柔性不可拉伸驱动元件的驱动系统的 液压张紧装置包括与驱动元件接触的张紧块、用于加载张紧块以便在驱动元件中维持所需 张力的液压偏置张紧缸、以及与张紧缸和张紧块运转地关联的双向移动限制器，其不仅用 于限制张紧缸相对于张紧块在趋向于拉紧驱动元件的方向上的加载，还阻止了张紧块在趋 向于允许驱动元件松弛的方向上的移动。根据本实用新型的另一个方面，一种双向移动限制器包括平行于张紧缸的移动的 轴线延伸的可锁定柱塞，而双向移动限制器具有凸轮机构用于锁定可锁定柱塞。根据本实 用新型的一个方面，凸轮机构包括具有用于定位凸轮以便防止可锁定柱塞在趋向于允许驱 动元件松弛的方向上移动的弹性偏置元件以及用于定位凸轮以便锁定可锁定柱塞的液压 驱动偏置元件的枢轴凸轮，从而防止张紧缸在趋向于拉紧驱动元件的方向上移动超过预定 距离。根据本实用新型的另一个方面，提供一种用于具有柔性不可拉伸的驱动元件的内 燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装置。所述液压张紧装置包含与所述驱动元件接触的张 紧块；用于加载所述张紧块以便在所述驱动元件中维持所需张力的液压偏置拉紧缸；以及 包含与所述张紧缸和所述张紧块运转地关联的可锁定柱塞的双向移动限制器，不仅用于选择性地限制张紧缸相对于所述张紧块在趋向于拉紧所述驱动元件的方向上的加载，还用于 阻止所述张紧块在趋向于允许所述驱动元件中松弛的方向上的移动。根据本实用新型的再一个方面，张紧缸和液压驱动偏置元件通过来自液压源(例 如发动机润滑系统中的油泵)的加压油驱动。根据本实用新型的又一个方面，液压驱动偏置元件包括可滑动地安装在与液压源 相连接的孔内的活塞，该活塞具有用于与枢轴凸轮接触的端部以便将枢轴凸轮旋转至防止 张紧缸在趋向于拉紧驱动元件(其可为金属链条或复合弹性带)的方向上移动超过预定距 离的位置。根据本实用新型的又一个方面，液压驱动偏置元件包括可滑动地安装在与加压油 源相连接的孔内的活塞，该加压油源在冷的时候粘度较高而在热的时候粘度较低的。这样， 当液压张紧装置的运转参数超过预定值时双向移动限制器将限制张紧缸相对于张紧块在 趋向于拉紧驱动元件的方向上的加载。根据本实用新型的带有过度移动限制器的液压张紧装置的优点在于将防止驱动 链条不合适地张紧，驱动链条不合适地张紧会在润滑油过粘时(如在冷天气起动)发生。根据本实用新型的液压张紧装置的另一个优点在于由于防止了在曲轴与凸轮轴 之间延伸的柔性不可拉伸驱动元件的过度张紧，将防止对发动机曲轴和凸轮轴及其它辅助 设备(特别是轴承)的损害。本实用新型的其它优点和特征对于本说明书的读者将变得显而易见。
图1为根据本实用新型一个方面的发动机曲轴、凸轮轴和驱动系统的示意图。图2为图1中所示液压张紧装置的一部分的部分放大示意图。图3类似于图2，但显示了冷起动运转期间的新型张紧装置。图4显示了根据本实用新型一个方面的替代实施例，其中直接作用液压驱动止动 爪防止了驱动元件不希望的张紧。
具体实施方式如图1中所示，驱动系统的液压张紧装置10与柔性不可拉伸驱动元件(例如链条 或皮带)14共同使用。在图1所显示的设置中，曲轴26驱动两个凸轮轴18、22。在连接至 曲轴26和凸轮轴18、22的链轮或带轮上带动链条或皮带14。通过不可调节的导块30以 及张紧块34维持柔性不可拉伸驱动元件14内的张力。张紧块34通过枢轴36可枢轴地连 接至发动机。张紧装置10将张紧块34推入驱动元件14以便在驱动元件14内维持所需张 力。向张紧装置10提供来自泵42(其在优选实施例中为发动机润滑油泵)的加压发动机 机油。然而，本领域技术人员阅读本说明书将了解，出于向液压张紧装置10提供加压液压 油的目的也可使用其它类型的油泵。现在参考图2至图3，张紧装置10显示为包括配置为往复运动地容纳在孔48内部 的活塞52的液压偏置张紧缸，并在孔的入口处具有止回球56以防止孔48内的油不需要地 回流，且还具有弹簧50用于将活塞52在趋向于拉紧驱动元件14的方向上偏置张紧块。除活塞52之外，双向移动限制器也在张紧块34上施加多个力。双向移动限制器包括其上形成有多个齿66的可锁定柱塞64。可锁定柱塞64具有选择性地接合活塞52且 还接合张紧块34的头部65。当液压张紧装置10的其它部分使得可锁定柱塞64不可移动 时(下文将结合图3对其进行解释)，可锁定柱塞64将不仅防止张紧块34在趋向于允许驱 动元件14内更加松弛的方向上向后移动，还将防止活塞52从孔48向外移动，并从而防止 其通过张紧块34在驱动元件14上施加的力对驱动元件14应用过高张力。除液压偏置张紧缸44之外，张紧装置壳体38包括暴露至来自油泵42的油压的额 外的孔84。活塞80容纳在孔84中，且发动机油压趋向于从孔84推动活塞80使得活塞80 的端部88撞击可枢轴凸轮68 (图3)。当活塞80 (更为具体地为活塞80的端部88)撞击 可枢轴凸轮68时，凸轮68将绕凸轮枢轴72枢轴旋转，且凸轮68的齿70将接合设在可锁 定柱塞64上的齿66。这种活塞80与可枢轴凸轮68的接合可在具有本系统的发动机在低 环境温度下初始起动运转时发生，因为这种运转通常表现为非常高的发动机油压。结果，机 油的粘度很强且非常高的润滑油压力很常见。如果没有本实用新型的机构提供的干涉或作 用，这些压力可导致活塞52在张紧块34和驱动元件14上施加过高压力。在任何情况下， 当发动机暖机时，也容纳在孔84内部的复位弹簧92将活塞80从其与可枢轴凸轮68的接 合拉回，并从而解锁可锁定柱塞64 (图2)。这将允许可锁定柱塞64向前移动并开始与张紧 块34接触。同时，将允许活塞52向前移动，并通过弹性偏置元件76和可枢轴凸轮68防止 可移动柱塞64向后移动，其防止可锁定柱塞64在趋向于导致链条或皮带14更为松弛的方 向上的移动，同时允许可锁定柱塞64向外移动，以便在发动机已经关闭时在驱动元件14内 维持所需张力。图4图示了根据本实用新型一个方面的可替代实施例，其中只要孔96内部润滑油 的压力超过弹簧104提供的复位力，可滑动地安装在成型在壳体38中的孔96内部的直接 作用液压驱动爪100通过固定可锁定柱塞64防止了不希望的驱动元件张紧。已经根据相关法律规定描述了上述实用新型，因此该描述实际上为示例性的而非 限定。对公开实施例的变形和修改对本领域技术人员可变得显而易见并落入本实用新型的 范围。因此，本实用新型的法律保护范围仅通过研究权利要求得以确定。
权利要求一种用于内燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装置，内燃发动机辅助驱动系统具有柔性不可拉伸的驱动元件，，所述液压张紧装置包含与所述驱动元件接触的张紧块；用于加载所述张紧块以便在所述驱动元件中维持所需张力的液压偏置拉紧缸；以及与所述张紧缸和所述张紧块运转地关联的双向移动限制器，不仅用于限制张紧缸相对于张紧块在趋向于拉紧驱动元件的方向上的加载，还用于阻止所述张紧块在趋向于允许所述驱动元件中松弛的方向上的移动。
2.根据权利要求1所述的液压张紧装置，其特征在于，所述双向移动限制器包含与所 述张紧缸的移动轴线平行延伸的可锁定柱塞。
3.根据权利要求2所述的液压张紧装置，其特征在于，所述双向移动限制器包含用于 锁定所述可锁定柱塞的凸轮机构。
4.根据权利要求3所述的液压张紧装置，其特征在于，所述凸轮机构包含具有用于定 位所述凸轮以便防止所述可锁定柱塞在趋向于允许所述驱动元件中松弛的方向上移动的 弹性偏置元件以及用于定位所述凸轮以便锁定所述可锁定柱塞的液压驱动偏置元件的枢 轴凸轮，从而防止所述张紧缸在趋向于拉紧所述驱动元件的方向上移动超过预定距离。
5.根据权利要求4所述的液压张紧装置，其特征在于，所述张紧缸和所述液压驱动偏 置元件通过来自液压源的加压油驱动。
6.根据权利要求4所述的液压张紧装置，其特征在于，所述液压源包含发动机润滑系统。
7.根据权利要求4所述的液压张紧装置，其特征在于，所述液压驱动偏置元件包含可 滑动地安装在与液压源连接的孔内的活塞，所述活塞具有用于接触所述枢轴凸轮的端部， 以便将所述枢轴凸轮旋转至所述可锁定柱塞防止所述张紧缸在趋向于拉紧所述驱动元件 的方向上移动超过预定距离的位置。
8.根据权利要求4所述的液压张紧装置，其特征在于，所述液压驱动偏置元件包含可 滑动地安装在与加压油源连接的孔内的活塞，所述加压油源在冷的时候具有较高粘度并在 热的时候具有较低粘度。
9.根据权利要求4所述的液压张紧装置，其特征在于，所述液压驱动偏置元件包含可 滑动地安装在与液压源连接的孔内的活塞，所述活塞具有用于接触所述枢轴凸轮的端部， 且弹性元件趋向于在远离所述凸轮的方向上移动所述活塞。
10.一种用于具有柔性不可拉伸的驱动元件的内燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装 置，所述张紧装置包含与所述驱动元件接触的张紧块；用于加载所述张紧块以便在所述驱动元件中维持所需张力的液压偏置拉紧缸；以及包含与所述张紧缸和所述张紧块运转地关联的可锁定柱塞的双向移动限制器，不仅用 于选择性地限制张紧缸相对于所述张紧块在趋向于拉紧所述驱动元件的方向上的加载，还 用于阻止所述张紧块在趋向于允许所述驱动元件中松弛的方向上的移动。
专利摘要本实用新型公开了具有柔性不可拉伸的驱动元件的内燃发动机辅助驱动系统的液压张紧装置，其具有与液压偏置张紧缸相关联的双向移动限制器。该移动限制器为双向的，因为其不仅限制了张紧缸相对于张紧块在趋向于拉紧驱动元件的方向上的加载，还阻止了张紧块在趋向于允许驱动元件中松弛的方向上的移动。
文档编号F02B67/08GK201679604SQ20102000240
公开日2010年12月22日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者T·苏切奇 申请人:福特环球技术公司