专利名称：用于vvt发动机正时配气系统的液压张紧器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及张紧器领域，具体是指一种用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器。
背景技术：
张紧器作用在发动机的正时皮带上，对其起导向和涨紧的作用，使其始终处于最佳涨紧状态，它们都可以自动的对正时皮带进行涨紧度的调节。在正时皮带的传动下，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。为了能让正时皮带保持合适的涨紧度，即不因过松而跳牙也不因过紧而发生损坏，有一个专门的涨紧系统，由张紧器和涨紧轮组成。张紧器提供指向皮带的压力，涨紧轮与正时皮带直接接触，它们在随皮带运转的同时将张紧器提供的压力施加在其上，使它们保持合适的涨紧程度。传统液压张紧器结构如图I所示，其主要结构形式是张紧器油缸本体依靠发动机外部供油工作，在发动机上需要布置油道，弹簧力为停机状态预张紧皮带的最小张紧力，工作中起主要作用的是来自发动机供油系统的油压力。由于VVT系统等利用油压工作的装置越来越多，发动机的润滑油消耗量不断增大。要给发动机供给充足的润滑油，需要增大油泵尺寸。这样会导致发动机尺寸增加、负荷增大，从而导致燃效降低，因此，在结构、性能、经济性等方面，传统液压张紧器存在着以下明显的不足之处I、组件较多，系统复杂，占据了相当尺寸的发动机空间，不便于发动机的小型化；2、采用外部供油，增加了系统密封点数量，由于橡胶等密封件材质和寿命的因素，使得可靠性降低；3、传统液压张紧器价格偏高，不利于促进VVT发动机向小型化、高性能、低成本的方向发展；4、弹簧张紧器的阻尼元件是回型弹簧，发动机正时系统的复杂工况以及弹簧材质决定了在使用不长的时间后，弹簧会发生扭力衰退，导致皮带得不到应有的张紧力，出现打滑、颤动，从而产生发动机异响，甚至影响发动机正常工作；5、弹簧张紧器噪音大、可靠性差，难以满足VVT发动机的高要求。虽然结构简单，成本较低，由于产品推出多年，附加值低，也很难产生良好的经济效益；6、外接供油式张紧器由于有外部油道，导致系统复杂，占据空间较大，给保养维护带来不便；7、外接供油式张紧器因为需要输入和占用一部分发动机机油，在某些恶劣工况下，会影响发动机的润滑效果，产生故障隐患；[0013]8、外接供油式张紧器结构复杂，对维修人员提出了较高的要求；9、外接供油式张紧器价格偏高，对广泛应用带来了阻碍。由于汽配行业的规模效应，使得总体经济效益受到影响；10、弹簧张紧器和外接供油式张紧器中的主要元件多采用普通加工处理工艺，整体防腐耐磨性能有限。上世纪90年代后期，轿车发动机普遍采用了弹簧张紧器和外接供油式张紧器，随着VVTi和涡轮增压等等先进发动机需求发展和整体技术进步，机油的排量进一步加大、泵压也得到提升(泵压高达0. 3 0. 5Mpa)，弹簧张紧器和外接供油式张紧器的工作寿命很短(一般在2万公里)，换件频繁、停机时间较多、劳动强度大、效率低、维护成本高，已不能适应行业发展的需要。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于VVT发动机正时配气系统的液 压张紧器，在结构上自成一体，占用空间小；油液内部循环，阻尼较大，运行平稳；系统简洁，便于安装与维护。本实用新型的目的通过下述技术方案实现用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，为了使该张紧器能够利用自身内部结构进行工作，其构造包括呈柱状空心结构并且两端密封的壳体，在壳体一端设置有推杆并在壳体内设置有能使推杆向壳体外伸缩移动的助力机构，张紧器利用推杆对外界正时皮带进行作用。进一步的，壳体的一端为由堵头及盖组成的密封盖，另一端则由上油封总成及下油封总成包裹于推杆外壁上并将壳体的开口密封，在壳体内形成被分隔为低压腔、高压腔及油囊区的密闭空间。低压腔、高压腔及油囊区通过以下方式分隔在低压腔与高压腔之间设有固定座，高压腔与油囊区之间设有将油从油囊区输送至高压腔的单向阀，油囊区与低压区连通；推杆贯穿于高压腔、低压腔及壳体外，并卡接于固定座上。为了更好的实现本实用新型，所述的单向阀包括与油囊区连通的单向阀座以及位于高压腔内的单向阀盖，在单向阀座与单向阀盖之间设有能开关低压区与油囊区连通口的钢球。在所述的单向阀与壳体之间还设有包裹于推杆侧壁的柱体，柱体对推杆起导向作用，使其在一条直线上做往返运动。进一步为了便于推杆的灵活移动，在所述的柱体外侧还套装有推动固定座移动的柱体弹簧；在所述的推杆上还设有与固定座卡接的推杆卡簧，推杆卡簧位于低压腔一侧。为了加强壳体的密封效果，在所述的上油封总成与下油封总成内侧还设有壳体卡簧。油囊区的具体结构为所述的油囊区内设置有油囊，油囊与单向阀之间为与低压腔连通的油囊储油区，而在油囊的另一侧则设置有弹簧座及油囊弹簧，油囊弹簧的顶端与壳体底部接触。最后，在所述推杆位于壳体外侧的部分上还设置有控制推杆开始工作的插销。本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果[0028](I)传统张紧器采用弹簧结构，弹簧容易疲劳，需要定期手工调节弹簧力，调节力无定值，凭操作人员的经验操作；本实用新型张紧器采用液压原理，随发动机的正时皮带的松紧而自动调节，实用性很强。(2)本实用新型耐寒、耐热及耐震动等性能均达到动态响应频率，并达到在各种环境下连续运行1000小时(50万公里以上)的要求，证实本项目产品能够有效地保证汽车发动机的使用效率处于理想状态，增加汽车发动机在各种环境中的适应性，从而达到节约能源、增加效率、减少污染物排放、延长发动机使用寿命、降低维修成本的作用。(3)本实用新型在结构上自成一体，占用空间小；油液内部循环，阻尼较大，运行平稳；系统简洁，便于安装与维护；在性能上，油液封闭于内腔，工作噪音小，避免采用外部油道，减少密封点，增强了密封性能，适用于发动机的多种恶劣工况；在经济上，本项目元件数量相对于传统张紧器减少了一半以上，有效降低了成本，利于广泛应用。
图I为现有技术张紧器的结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。其中，图中附图标记对应的零部件名称为I 一插销,2 —壳体,3 一推杆，4 一上油封总成，5 一下油封总成，6 —壳体卡簧，7 一推杆卡簧，8 —固定座，9 一柱体,10 一柱体弹簧，11 一单向阀盖，12 —钢球,13 一单向阀座，
14一弹簧座，15 一油囊，16 一油囊弹簧，17 一盖,18 一堵头。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例如图I所示为现有技术中张紧器的结构示意图，该结构一方面采用弹簧结构，弹簧容易疲劳，需要定期手工调节弹簧力，调节力无定值，凭操作人员的经验操作；另一方面需要在张紧器上设置外部油道，由发动机供油，导致系统复杂，占据空间较大，给保养维护带来不便。图2所示为本实用新型的结构示意图，主要由内部具有空腔的密闭壳体2组成，壳体2 —端由堵头18及盖17组成的密封盖密封，另一端则由上油封总成4及下油封总成5包裹于推杆3外壁上并将壳体2的开口密封,在上油封总成4与下油封总成5内侧设有壳体卡簧6，对壳体2进一步起密封作用。壳体2内被分隔为低压腔、高压腔及油囊区，低压腔与高压腔之间由固定座8分隔，高压腔与油囊区之间设有将油从油囊区输送至高压腔的单向阀，低压区与油囊区连通；推杆3贯穿于高压腔、低压腔及壳体2外，并卡接于固定座8上。单向阀的具体结构包括与油囊区连通的单向阀座13以及位于高压腔内的单向阀盖11，在单向阀座13与单向阀盖11之间设有能开关油囊区连通口的钢球12。在单向阀与壳体2之间还设有包裹于推杆3侧壁的柱体9，柱体9对推杆3的移动起导向作用；同时在柱体9外侧还套装有柱体弹簧10，柱体弹簧10推动固定座8往返移动。为了控制推杆3向内移动的距离，在所述的推杆3上还设有与固定座8卡接的推杆卡簧7，推杆卡簧7位于低压腔一侧，当固定座8与柱体9顶端接触时,为推杆3内缩的最大距离。油囊区的具体结构如下油囊区内设置有油囊15，油囊15与单向阀之间为与低压腔连通的油囊储油区，而在油囊15的另一侧则设置有弹簧座14及油囊弹簧16，油囊弹簧16的顶端与壳体2底部接触。本实用新型的工作原理为拔掉插销1，插销I设置在推杆3位于壳体2外侧的部分，低压腔的推杆卡簧7推动弹簧座14带动推杆3迅速弹出，同时单向阀打开，低压腔和油囊储油区的油液吸入高压腔，使高压腔油液呈饱和状态，高压腔与低压腔油压相等，此时的初始张紧力为弹簧力；当推杆3压缩时，单向阀关闭，高压腔的油液处于压缩状态，油液只能通过推杆3与柱体9配合间隙(均匀且缓慢的)泄漏到低压腔，进而在回压过程中，因硅油阻尼较大，使运行平稳，且无噪音；由于低压腔与油囊储油区是连通的，推杆3压缩时，由高压腔泄露至低压腔的油液又回归至油囊储油区。 工作过程中，当高、低压腔温度升高，油液膨胀，使油囊15 (和油囊弹簧16)向壳体2底部移动，油囊储油区起过压保护；当高低压腔温度下降时，在油囊弹簧16作用下，油囊
15向低压腔方向移动，主要作用是对低压腔进行保压。本实用新型的工作过程如下第一步张紧器安装在发动机正时系统。拔掉插销1，推杆3在低压腔推杆卡簧7的作用下，向外移动，同时，单向阀打开，低压腔的油液进入高压腔，始终保持高压腔的油液达到饱和状态。高压腔的容积变大，低压腔的容积变小，总成内部油液总容积无损耗。此时，推杆3顶住张紧力臂，使正时系统有一个初始预张紧力，张紧力等于推杆弹簧力。第二步启动发动机，正时系统松边张紧力度变小，或者正时传动系统在拉力、高温与磨损作用下伸长，推杆3为弥补这种负差，继续向孔外伸出，使正时系统始终保持一个相对稳定的张紧力，预防出现打滑，跳齿等现象，同时减小正时系统的冲击振动及传动件的振幅。推杆3在向外移动的同时，低压腔的油液通过单向阀进入高压腔，油囊15在油囊弹簧16作用下向内移动，使低压腔的油液保持压力，实现高速内循环，和高响应频率；第三步当发动机转速降低，皮带振幅变大，传动皮带松边张紧力度变大，使推杆总成压缩，此时，柱体9内的单向阀机构关闭，在高压腔内形成非常大的阻尼，以减缓皮带的摆动来降低冲击振动、减小皮带的冲击磨损，高压腔内的油液通过推杆3与柱体9的间隙泄漏到低压腔内。本实用新型张紧器完全不需要在发动机布置油道，无需发动机供油，壳体2封闭内腔自身油液形成的高压腔与低压腔之间的液力流动，推动柱塞工作，节能环保。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，包括呈柱状空心结构并且两端密封的壳体(2),在壳体(2) —端设置有推杆(3)并在壳体(2)内设置有能使推杆(3)向壳体(2)外伸缩移动的助力机构，其特征在于壳体(2)的一端为由堵头(18)及盖(17)组成的密封盖，另一端则由上油封总成(4)及下油封总成(5)包裹于推杆(3)外壁上并将壳体(2)的开口密封，在壳体(2)内形成被分隔为低压腔、高压腔及油囊区的密闭空间。
2.根据权利要求I所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述的低压腔与高压腔之间设有固定座(8)，高压腔与油囊区之间设有将油从油囊区输送至高压腔的单向阀，油囊区与低压区连通；推杆(3)贯穿于高压腔、低压腔及壳体(2)外，并卡接于固定座(8)上。
3.根据权利要求2所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于所述的单向阀包括与油囊区连通的单向阀座(13)以及位于高压腔内的单向阀盖(11)，在单向阀座(13)与单向阀盖(11)之间设有能开关油囊区与低压区连通口的钢球(12)。
4.根据权利要求3所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述的单向阀与壳体(2)之间还设有包裹于推杆(3)侧壁的柱体(9)。
5.根据权利要求4所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述的柱体(9 )外侧还套装有推动固定座(8 )移动的柱体弹簧(10 )。
6.根据权利要求5所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述的推杆(3)上还设有与固定座(8)卡接的推杆卡簧(7),推杆卡簧(7)位于低压腔一侧。
7.根据权利要求6所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述的上油封总成(4)与下油封总成(5)内侧还设有壳体卡簧(6)。
8.根据权利要求7所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于所述的油囊区内设置有油囊(15)，油囊(15)与单向阀之间为与低压腔连通的油囊储油区，而在油囊(15)的另一侧则设置有弹簧座(14)及油囊弹簧(16)，油囊弹簧(16)的顶端与壳体(2)底部接触。
9.根据权利要求广8任一项所述的用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，其特征在于在所述推杆(3)位于壳体(2)外侧的部分上还设置有控制推杆(3)开始工作的插销(I)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于VVT发动机正时配气系统的液压张紧器，包括呈柱状空心结构并且两端密封的壳体(2)，在壳体(2)一端设置有推杆(3)并在壳体(2)内设置有能使推杆(3)向壳体(2)外伸缩移动的助力机构；壳体(2)的一端为由堵头(18)及盖(17)组成的密封盖，另一端则由上油封总成(4)及下油封总成(5)包裹于推杆(3)外壁上并将壳体(2)的开口密封，在壳体(2)内形成被分隔为低压腔、高压腔及油囊区的密闭空间。本实用新型张紧器完全不需要在发动机布置油道，无需发动机供油，壳体2封闭内腔自身油液形成的高压腔与低压腔之间的液力流动，推动柱塞工作，节能环保。
文档编号F16H7/08GK202560959SQ20122041523
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者王运生 申请人:绵阳市万欣测控技术有限公司