液压挺柱和气门正时系统的制作方法

本发明涉及车辆的配气系统，具体涉及液压挺柱和包括该液压挺柱的气门正时系统。

背景技术：

图1示意性地示出了一种现有设计的气门正时系统的部分组件。在发动机正常工作时，液压挺柱10的高压腔11和存储室12中总是充有液压油。在发动机长时间(例如，大于24小时)停机后，在发动机启动时，会产生噪音。这是因为，在发动机长时间停机后液压挺柱10的高压腔11内没有高压油，发动机在该情况下启动时，气门20会异常开启，导致气门打开和落座噪音(例如，气门20与气门座30之间会产生撞击噪音)。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的目的在于提供一种液压挺柱和包括该液压挺柱的气门正时系统，该液压挺柱可以防止或减轻发动机长时间停机后启动时气门机构产生噪音。

提供一种液压挺柱，其包括：

壳体；

部分伸入到所述壳体中的柱塞，在所述壳体的轴向下部和所述柱塞的轴向下部之间限定出高压腔，在所述壳体和所述柱塞中分别设置有用于向所述高压腔填充液压油的第一孔道和第二孔道；以及

设置在所述柱塞和所述壳体之间的单向离合装置，所述单向离合装置被构造成能够在锁定状态和解除锁定状态之间切换，在所述锁定状态下，所述单向离合装置允许所述柱塞从所述壳体进一步向外伸出而抑制所述柱塞进一步向内伸入到所述壳体中；在所述解除锁定状态，所述单向离合装置允许所述柱塞进一步向内伸入到所述壳体中和从所述壳体进一步向外伸出。

在至少一个实施方式中，在所述单向离合装置未被致动时，所述单向离合装置保持在所述锁定状态。

在至少一个实施方式中，所述单向离合装置设置在所述柱塞的外周面和所述壳体的内周面之间。

在至少一个实施方式中，所述液压挺柱包括设置在所述壳体的内周面处的单向离合装置安装部。

在至少一个实施方式中，所述单向离合装置包括设置在所述单向离合装置安装部中的锁定件和锁定驱动件，所述锁定驱动件将所述锁定件保持在锁定位置或姿势。

在至少一个实施方式中，所述液压挺柱中设置有通向所述单向离合装置安装部的第三孔道，来自所述第三孔道液压油作用于所述锁定件而驱动所述锁定件离开所述锁定位置或姿势，使得所述单向离合装置从所述锁定状态切换到所述解除锁定状态。

在至少一个实施方式中，在所述液压挺柱的轴向上，所述锁定驱动件设置在所述锁定件的上侧，所述锁定件为球，所述锁定驱动件为压缩弹簧。

在至少一个实施方式中，在所述液压挺柱的穿过所述单向离合装置的至少一个轴向截面中，所述单向离合装置安装部的内壁包括：沿着所述液压挺柱的轴向延伸的轴向延伸段；以及位于所述轴向延伸段的轴向下侧的相对于所述轴向倾斜延伸的倾斜延伸段，在所述轴向延伸段对应的部分，所述单向离合装置安装部的径向尺寸等于或略大于所述锁定件的径向尺寸，从而允许所述锁定件上下移动，在所述倾斜延伸段对应的部分，所述单向离合装置安装部的径向尺寸朝向轴向下侧逐渐变小，从而抑制所述锁定件向轴向下侧移动。

在至少一个实施方式中，所述液压挺柱包括绕着其周向分布的多个所述单向离合装置。

本发明还提供一种气门正时系统，其包括根据本发明的液压挺柱。

在根据本发明的液压挺柱和包括该液压挺柱的气门正时系统中，当发动机在长时间停机后启动时，单向离合装置保持在锁定状态，液压挺柱不会被摇臂突然压缩，可以防止或减轻气门机构产生噪音。而当发动机正常工作时，单向离合装置被致动到解除锁定状态，液压挺柱的正常功能不受影响。

附图说明

图1示意性地示出了一种现有设计的气门正时系统的部分组件。

图2a示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的液压挺柱的轴向截面图。

图2b是图2a的部分c的局部放大图。

图3示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的液压挺柱在发动机正常工作时的状态。

图4a和图4b示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的液压挺柱在发动机长时间停机后启动时的状态。

附图标记说明

10液压挺柱；11高压腔；12存储室；20气门；30气门座；40气门弹簧；

100液压挺柱；110壳体；111壳体的轴向下部；112第一孔道；113壳体的轴向上部；114单向离合装置安装部；115第三孔道；117轴向延伸段；118倾斜延伸段；119转折部；120柱塞；121柱塞的轴向下部；122柱塞的内腔；123柱塞的通路；124第二孔道；130复位弹簧；140单向阀；150高压腔；

200单向离合装置；201压缩弹簧；202锁定件；

300凸轮轴；400摇臂；410凸轮滚子；

a轴向，r径向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

参照图2a和图2b，本发明的一个实施方式提供一种液压挺柱100，其包括壳体110、柱塞120、复位弹簧130、单向阀140。壳体110为有底的大致筒状，柱塞120的轴向下部121从壳体110的开口插入到壳体110中，从而在柱塞120的轴向下部121与壳体110的轴向下部(包括底部)111之间限定出高压腔150。柱塞120为空心结构，从而在其内腔122中限定用于储存液压油的存储室。在柱塞120的轴向下部121设置有与其内腔122连通的通路123。单向阀140设置于该通路123附近，使得液压油可以经由该通路123从柱塞120的内腔122流入高压腔150，而不能经由该通路123从高压腔150流到内腔122。复位弹簧130设置在柱塞120的轴向下部121与壳体110的轴向下部111之间。复位弹簧130为压缩弹簧，趋于使液压挺柱100伸长。

在壳体110的侧壁中设置有与液压油道(未示出)连通的第一孔道112，在柱塞120的侧壁中设置有第二孔道124，第二孔道124连通到第一孔道112和柱塞120的内腔122。

应当理解，液压挺柱100的上述结构可以采用现有技术中的各种结构，而且本领域技术人员可以对液压挺柱100的上述结构进行适当的设计和改变。

在本实施方式中，在壳体110和柱塞120之间设置了单向离合装置200。在该单向离合装置200未被致动的情况下(即，单向离合装置200处于锁定状态)，该单向离合装置200允许柱塞120在复位弹簧130的作用下从壳体110中向外伸出(即，允许液压挺柱100伸长)，而抑制柱塞120朝向壳体110的轴向下部111向内压入(即，抑制液压挺柱100缩短)。

在图示的示例中，该单向离合装置200可以以与单向轴承类似的工作原理工作。

更具体地，在壳体110的轴向上部113的侧壁中设置有单向离合装置安装部114和与该单向离合装置安装部114的底部连通的第三孔道115。单向离合装置200包括设置在单向离合装置安装部114中的锁定件202和压缩弹簧201，压缩弹簧201作为用于将锁定件202保持在锁定位置或姿势的锁定驱动件的示例。压缩弹簧201设置在单向离合装置安装部114的顶部和锁定件202之间，锁定件202设置在压缩弹簧201和第三孔道115的通向单向离合装置安装部114的开口之间。

示例性地，可以绕着液压挺柱100的轴向a(沿着周向)设置多个单向离合装置100。

在一个具体的但非限制性的示例中，锁定件202为球，在液压挺柱100的径向r上，单向离合装置安装部114的轴向上侧的尺寸大于轴向下侧的尺寸。

参照图2b，在液压挺柱100的穿过单向离合装置200的至少一个轴向截面中，壳体110的轴向上部113的限定单向离合装置安装部114的内壁包括：位于轴向上侧的轴向延伸段117；以及位于轴向下侧的相对于轴向a倾斜延伸的倾斜延伸段118，在轴向延伸段117和倾斜延伸段118之间形成转折部119。在轴向延伸段117对应的部分，单向离合装置安装部114的径向尺寸等于或略大于锁定件202的径向尺寸，从而允许锁定件202自由地上下移动。在倾斜延伸段118对应的部分，单向离合装置安装部114的径向尺寸朝向轴向下侧逐渐变小，从而抑制锁定件202向轴向下侧移动。在压缩弹簧201的作用下，锁定件202定位于转折部119处。此时，该单向离合装置200允许柱塞120向轴向上侧移动，而抑制柱塞120向轴向下侧移动。

在图2a和图2b所示的状态(锁定状态)，在液压油未作用于锁定件202时，当柱塞120在复位弹簧130的作用下向轴向上侧伸出时，柱塞120的侧面可以带动锁定件202向轴向上侧移动(例如，滚动)而压缩压缩弹簧201。在柱塞120受力而试图向轴向下侧移动时，柱塞110与锁定件202之间以及锁定件202与壳体120之间摩擦卡死，锁定件202抑制柱塞120向轴向下侧移动。

参照图2a至图3，在发动机正常工作时，液压油从液压油道、第一孔道112和第三孔道115而流向单向离合装置安装部114内的锁定件202，在油压作用下，锁定件202压缩压缩弹簧201而向轴向上侧移动，单向离合装置200解除锁定，柱塞120可以自由地相对于壳体110沿轴向a上下移动。此时，液压挺柱100像现有技术的液压挺柱一样地工作，由油压保持柱塞120。图3中的箭头分别示出了流向单向离合装置200的液压油的流向和流向单向阀140的液压油的流向。

当发动机长时间停机时，液压挺柱100中的液压油很可能泄露出去，单向离合装置200保持在锁定状态，此时，柱塞120不能向轴向下侧移动(能够向轴向上侧移动)。

参照图4a和图4b，本发明还提供一种气门正时系统，当发动机在长时间停机后启动时，将由单向离合装置200保持柱塞120，无轮凸轮轴300的位置如何(即无论是气门开启还是气门关闭)，液压挺柱100的长度都保持基本不变，直到油压建立解除单向离合装置200的锁定(参照图3)。

参照图3至图4b，根据本发明的气门正时系统包括凸轮轴300、摇臂400和根据本发明的液压挺柱100。其中，凸轮轴300压抵摇臂400的凸轮滚子410，摇臂400的一端压抵液压挺柱100的柱塞120，摇臂400的另一端压抵气门20的气门杆。气门20经由气门弹簧40安装于气门座30。凸轮轴300和摇臂400均可以采用各种现有技术，在此不对它们进行详细的说明。

在本发明的气门正时系统中，当发动机在长时间停机后启动时，单向离合装置200保持在锁定状态，液压挺柱100不会被突然压缩，可以防止或减轻气门机构产生噪音。更详细地，当发动机在长时间停机后启动时，虽然高压腔150可能没有油了，但是液压挺柱100未被完全压缩，仍可以支持摇臂400从而防止噪音产生。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

(1)单向离合装置200不限于设置于壳体110的轴向上部113，例如，单向离合装置200还可以设置在壳体110的轴向中部。

(2)单向离合装置200不限于由压缩弹簧201和锁定件202构成。例如，单向离合装置200可以不包括压缩弹簧201，而通过单向离合装置安装部114的轮廓与锁定件202的形状配合实现单向离合功能。因而，锁定件202不限于球。单向离合装置安装部114的轮廓也不限于图示的情况。

(3)用于致动单向离合装置200的液压油的第三孔道115不限于与第一孔道112连通，该第三孔道115可以与第一孔道112分开。

另外，致动单向离合装置200的介质或手段也不限于液压油。例如，可以采用压缩气体来致动单向离合装置200，使其从锁定状态移动到解除锁定状态。

(4)可以理解，单向离合装置安装部114的例如轴向上部可以设置有出油孔使得，在发动机正常工作时，锁定件202两侧总有油压差，从而使单向离合装置200保持在解除锁定状态。