一种发动机正时液压张紧器的制作方法

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种发动机正时液压张紧器。

背景技术：

张紧器作用在发动机的正时皮带或正时链条上，对其起导向和张紧的作用，使其始终处于最佳张紧状态。张紧器一般分为液压张紧器和机械张紧器两种，它们都可以自动对正时皮带和正时链条进行张紧度的调节。

在正时皮带或正时链条的传动下，凸轮轴驱动气门在正确的时间开闭，配合活塞完成进气、压缩、做功和排气四个过程。由于正时皮带和正时链条在中高速运转时会发生跳动，而且正时皮带在长期使用中会因为皮带的材质和受力，发生拉长、变形产生跳牙导致配气正时的不准确，从而引起车辆费油、无力、爆震等故障。当跳牙过多时因为气门过早打开或过晚关闭还会使气门和上行的活塞碰撞损坏发动机。

为了能让正时皮带和正时链条保持合适的张紧度，即不因过松而跳牙也不因过紧而发生损坏，有一个专门的张紧系统，由张紧器和张紧轮或导轨组成。张紧器提供指向正时皮带或正时链条的压力，张紧轮与正时皮带直接接触，而导轨直接与正时链条接触，它们在随皮带或链条运转的同时将张紧器提供的压力施加在其上，使它们保持合适的张紧度。

目前，液压张紧器普遍采用棘齿结构来防跳齿，此结构的柱塞轴向运动量较大，棘齿结构复杂，且成本较高，同时对棘齿内部清洁度要求较高，当产品的清洁度达不到要求时，会出现棘齿发软或卡滞现象，导致张紧器失效，严重时还会出现活塞撞气门，损坏发动机。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种发动机正时液压张紧器，以解决现有的液压张紧器普遍采用棘齿结构来防跳齿，此结构的柱塞轴向运动量较大，棘齿结构复杂，且成本较高，同时对棘齿内部清洁度要求较高，当产品的清洁度达不到要求时，会出现棘齿发软或卡滞现象，导致张紧器失效，严重时还会出现活塞撞气门，损坏发动机的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种发动机正时液压张紧器，包括张紧座及依次设于所述张紧座内腔的单向阀、柱体，所述单向阀外侧壁与所述张紧座内腔侧壁过渡配合；所述柱体外侧壁与所述张紧座内腔侧壁滑动配合且由插销阻挡在所述张紧座内腔内，所述插销与所述张紧座可拆卸连接，所述柱体内部中空、一端设有螺旋升角≥11.5°的内螺纹；所述柱体通过所述内螺纹螺纹连接有柱塞总成，所述柱塞总成一端抵触在所述柱体内侧端上、另一端伸出所述柱体外与所述单向阀抵触连接。

进一步地，所述柱塞总成包括从外到内依次设置的柱塞、张紧弹簧及导向钉，所述柱塞外圈设有与所述内螺纹螺纹配合的外螺纹，所述张紧弹簧套设在所述导向钉上，所述导向钉伸出所述柱塞的一端抵触在所述柱体内侧端上。

进一步地，所述外螺纹与所述内螺纹均为双头螺纹。

进一步地，所述外螺纹与所述内螺纹的螺距均为3.5mm。

进一步地，所述柱体与所述柱塞均采用硬钢类材料制作而成。

进一步地，所述张紧座内腔以所述单向阀为界分为低压腔和高压腔，所述低压腔与所述张紧座上设置的进油口连通，所述柱体位于高压腔内，所述高压腔与所述张紧座上设置的排气口连通，所述排气口螺纹且密封连接有螺钉。

进一步地，所述单向阀包括从外到内依次设置的阀芯、钢球及钢球罩，所述阀芯外侧壁与所述张紧座内腔侧壁过渡配合，所述钢球罩与所述阀芯内腔侧壁过渡配合。

进一步地，所述张紧座上开设有两个位于其内腔不同侧的连接孔，所述张紧座通过螺栓穿过所述连接孔后固定安装在发动机缸体上。

与现有技术相比，本实用新型提供的发动机正时液压张紧器具有以下有益效果：

1、由以上零部件组成的张紧器结构简单，成本低，便于安装，且通过螺旋升角≥11.5°的内螺纹与柱塞总成形成的螺旋副，柱塞能够自动弹出，对油品的清洁度要求相对较底，降低了对油品的清洁度要求依赖，避免了因油品的清洁度造成张紧器失效的问题；

2、通过张紧座上设置的排气口，能够在发动机初始起动时排出张紧座内腔的气体，使得张紧器快速进入工作状态，从而减少发动机皮带或者链条的振动，同时在运行一段时间后，清洁度降低的油品也可以通过排气口排出，即排气口具有排气和排油的双重功能。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的左视结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的零部件分解示意图；

图5为柱体与柱塞螺旋副运动的平面展开模型示意图。

附图标记说明如下：

10：张紧座11：进油口

12：排气口13：连接孔

20：单向阀21：阀芯

22：钢球23：钢球罩

30：柱体31：内螺纹

40：插销50：柱塞总成

51：柱塞52：张紧弹簧

53：导向钉60：螺钉。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1～图4所示，本实用新型提供了一种发动机正时液压张紧器，包括张紧座10及依次设于张紧座10内腔的单向阀20、柱体30，单向阀20外侧壁与张紧座10内腔侧壁过渡配合；柱体30外侧壁与张紧座10内腔侧壁滑动配合且由插销40阻挡在张紧座10内腔内，插销40与张紧座10可拆卸连接，柱体30内部中空、一端设有螺旋升角≥11.5°的内螺纹31；柱体30通过内螺纹31螺纹连接有柱塞总成50，柱塞总成50一端抵触在柱体30内侧端上、另一端伸出柱体30外与单向阀20抵触连接。由以上零部件组成的张紧器结构简单，成本低，便于安装，且通过螺旋升角≥11.5°的内螺纹与柱塞总成形成的螺旋副，柱塞能够自动弹出，对油品的清洁度要求相对较底，避免了因油品的清洁度造成张紧器失效的问题。

如图1和图4所示，柱塞总成50包括从外到内依次设置的柱塞51、张紧弹簧52及导向钉53，柱塞51外圈设有与内螺纹31螺纹配合的外螺纹，张紧弹簧52套设在导向钉53上，导向钉53伸出柱塞51的一端抵触在柱体30内侧端上。

在本实施例中，外螺纹与内螺纹31均为双头螺纹且螺距均为3.5mm；柱体30与柱塞51均采用硬钢类材料如20crmo制作而成。

为了更好地理解内螺纹31螺旋升角的设计结构，下面具体说明一下其角度的计算过程。

如图5所示，图中g为张紧弹簧52的复位力，n为正压力，f为推动力，f'为摩擦力，f为摩擦系数，α为内螺纹31的螺旋升角。由图中所示力学关系，可以得出：

n=g*cosα

f=g*sinα

f'=f*n

柱体30与柱塞51螺旋副转动的充要条件：

f＞f'

故有：

g*sinα＞f*g*cosα

换算：

tanα＞f

经过查阅相关资料，在无润滑状态下，硬钢之间的摩擦系数最大为0.2，因此要保证柱塞51的自动弹出，其螺旋升角：

α＞11.3°

所以，最终将内螺纹31的螺旋升角设计为≥11.5°，能够完全满足柱塞51自动弹出的要求，从而降低对油品的清洁度要求依赖，进而避免因油品的清洁度造成张紧器失效的问题。

如图1所示，张紧座10内腔以单向阀20为界分为低压腔和高压腔，低压腔与张紧座10上设置的进油口11连通，柱体30位于高压腔内，高压腔与张紧座10上设置的排气口12连通，排气口12螺纹且密封连接有螺钉60。在发动机初始起动时，拧下螺钉，通过排气口排出张紧座内腔的气体，能够使张紧器快速进入工作状态，从而减少发动机皮带或者链条的振动，同时在运行一段时间后，清洁度降低的油品也可以通过排气口排出，即排气口具有排气和排油的双重功能。

如图1和图4所示，单向阀20包括从外到内依次设置的阀芯21、钢球22及钢球罩23，阀芯21外侧壁与张紧座10内腔侧壁过渡配合，钢球罩23与阀芯21内腔侧壁过渡配合。

如图3所示，张紧座10上开设有两个位于其内腔不同侧的连接孔13，张紧座10通过螺栓穿过连接孔13后固定安装在发动机缸体（图中未示出）上。

本实用新型的工作原理是：

拔掉插销40，柱塞总成50在高压腔的弹簧力作用下，迅速弹出，同时单向阀20打开，低压腔的油液进入高压腔，使高压腔油液呈饱和状态，高压腔与低压腔油压相等；柱体30前端受到张紧轮或导轨（图中未示出）的反向力，使得柱塞总成50向内压缩，单向阀20关闭，高压腔的油液处压缩状态，油液只能通过柱塞51与壳体配合间隙泄漏到低压腔，进而回压过程中，阻尼较大，运行平稳，且无噪音；

工作过程中，当高、低压腔温度升高时，油液膨胀，使柱塞总成50（含油封）在高压腔内向外移动，高压腔起过压保护；当高、低压腔温度下降时，在张紧弹簧52作用下，柱塞总成50向低压腔移动，主要作用是对低压腔进行保压。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。