用於內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置的製作方法

2023-09-19 03:19:00

專利名稱：用於內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置的製作方法
技術領域：
用於內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置
技術領域：
本實用新型涉及用於在例如用於內燃發動機的凸輪軸驅動的系統中柔性不可拉 伸驅動元件內維持所需緊度的張緊裝置。
背景技術：
集成有柔性不可拉伸驅動元件(例如纖維增強帶或金屬鏈條)的裝置通常採用張 緊裝置。為了產生效果，這種裝置必須抑制鏈條或皮帶的過度移動而不在驅動部件(例如 發動機曲軸)或其它從動部件(例如張緊輪或凸輪軸)上施加過高的軸負載。不幸的是， 如果張力不足，鏈條或皮帶會跳過卡齒導致不可接受的發動機運轉，或在極端的情況下會 導致發動機損壞。在另一方面，如果皮帶或鏈條內的張力過大，發動機軸承(例如曲軸主軸 承或凸輪軸軸承)內會產生過度磨損。已知構造以由被發動機潤滑油加壓的活塞提供的張緊力用於驅動內燃發動機凸 輪軸的鏈條張緊裝置。這種裝置通常採用受控洩漏係數在趨向於適當地拉緊鏈條的方向上 對張緊塊施加大小合適的力，同時消除鏈條的過度振動。這種張緊裝置通常還包括當油壓 下降時(例如當關閉發動機時)防止張緊塊從鏈條脫離超過預定量的棘輪裝置。不幸的是， 這種已知的裝置在低環境溫度起動運轉期間易於使棘輪張緊裝置過度拉伸，其可導致上述 的問題以及鏈條中的過度張力。需要提供一種張緊裝置，不僅在關閉發動機時防止鏈條張力過度下降，還在發動 機運轉期間防止鏈條或皮帶的過度拉緊或過度張緊。

實用新型內容根據本實用新型的一個方面，一種用於具有柔性不可拉伸驅動元件的驅動系統的 液壓張緊裝置包括與驅動元件接觸的張緊塊、用於加載張緊塊以便在驅動元件中維持所需 張力的液壓偏置張緊缸、以及與張緊缸和張緊塊運轉地關聯的雙向移動限制器，其不僅用 於限制張緊缸相對於張緊塊在趨向於拉緊驅動元件的方向上的加載，還阻止了張緊塊在趨 向於允許驅動元件鬆弛的方向上的移動。根據本實用新型的另一個方面，一種雙向移動限制器包括平行於張緊缸的移動的 軸線延伸的可鎖定柱塞，而雙向移動限制器具有凸輪機構用於鎖定可鎖定柱塞。根據本實 用新型的一個方面，凸輪機構包括具有用於定位凸輪以便防止可鎖定柱塞在趨向於允許驅 動元件鬆弛的方向上移動的彈性偏置元件以及用於定位凸輪以便鎖定可鎖定柱塞的液壓 驅動偏置元件的樞軸凸輪，從而防止張緊缸在趨向於拉緊驅動元件的方向上移動超過預定 距離。根據本實用新型的另一個方面，提供一種用於具有柔性不可拉伸的驅動元件的內 燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置。所述液壓張緊裝置包含與所述驅動元件接觸的張 緊塊；用於加載所述張緊塊以便在所述驅動元件中維持所需張力的液壓偏置拉緊缸；以及 包含與所述張緊缸和所述張緊塊運轉地關聯的可鎖定柱塞的雙向移動限制器，不僅用於選擇性地限制張緊缸相對於所述張緊塊在趨向於拉緊所述驅動元件的方向上的加載，還用於 阻止所述張緊塊在趨向於允許所述驅動元件中鬆弛的方向上的移動。根據本實用新型的再一個方面，張緊缸和液壓驅動偏置元件通過來自液壓源(例 如發動機潤滑系統中的油泵)的加壓油驅動。根據本實用新型的又一個方面，液壓驅動偏置元件包括可滑動地安裝在與液壓源 相連接的孔內的活塞，該活塞具有用於與樞軸凸輪接觸的端部以便將樞軸凸輪旋轉至防止 張緊缸在趨向於拉緊驅動元件(其可為金屬鏈條或複合彈性帶)的方向上移動超過預定距 離的位置。根據本實用新型的又一個方面，液壓驅動偏置元件包括可滑動地安裝在與加壓油 源相連接的孔內的活塞，該加壓油源在冷的時候粘度較高而在熱的時候粘度較低的。這樣， 當液壓張緊裝置的運轉參數超過預定值時雙向移動限制器將限制張緊缸相對於張緊塊在 趨向於拉緊驅動元件的方向上的加載。根據本實用新型的帶有過度移動限制器的液壓張緊裝置的優點在於將防止驅動 鏈條不合適地張緊，驅動鏈條不合適地張緊會在潤滑油過粘時(如在冷天氣起動)發生。根據本實用新型的液壓張緊裝置的另一個優點在於由於防止了在曲軸與凸輪軸 之間延伸的柔性不可拉伸驅動元件的過度張緊，將防止對發動機曲軸和凸輪軸及其它輔助 設備(特別是軸承)的損害。本實用新型的其它優點和特徵對於本說明書的讀者將變得顯而易見。
圖1為根據本實用新型一個方面的發動機曲軸、凸輪軸和驅動系統的示意圖。圖2為圖1中所示液壓張緊裝置的一部分的部分放大示意圖。圖3類似於圖2，但顯示了冷起動運轉期間的新型張緊裝置。圖4顯示了根據本實用新型一個方面的替代實施例，其中直接作用液壓驅動止動 爪防止了驅動元件不希望的張緊。
具體實施方式如圖1中所示，驅動系統的液壓張緊裝置10與柔性不可拉伸驅動元件(例如鏈條 或皮帶)14共同使用。在圖1所顯示的設置中，曲軸26驅動兩個凸輪軸18、22。在連接至 曲軸26和凸輪軸18、22的鏈輪或帶輪上帶動鏈條或皮帶14。通過不可調節的導塊30以 及張緊塊34維持柔性不可拉伸驅動元件14內的張力。張緊塊34通過樞軸36可樞軸地連 接至發動機。張緊裝置10將張緊塊34推入驅動元件14以便在驅動元件14內維持所需張 力。向張緊裝置10提供來自泵42(其在優選實施例中為發動機潤滑油泵)的加壓發動機 機油。然而，本領域技術人員閱讀本說明書將了解，出於向液壓張緊裝置10提供加壓液壓 油的目的也可使用其它類型的油泵。現在參考圖2至圖3，張緊裝置10顯示為包括配置為往復運動地容納在孔48內部 的活塞52的液壓偏置張緊缸，並在孔的入口處具有止回球56以防止孔48內的油不需要地 回流，且還具有彈簧50用於將活塞52在趨向於拉緊驅動元件14的方向上偏置張緊塊。除活塞52之外，雙向移動限制器也在張緊塊34上施加多個力。雙向移動限制器包括其上形成有多個齒66的可鎖定柱塞64。可鎖定柱塞64具有選擇性地接合活塞52且 還接合張緊塊34的頭部65。當液壓張緊裝置10的其它部分使得可鎖定柱塞64不可移動 時(下文將結合圖3對其進行解釋)，可鎖定柱塞64將不僅防止張緊塊34在趨向於允許驅 動元件14內更加鬆弛的方向上向後移動，還將防止活塞52從孔48向外移動，並從而防止 其通過張緊塊34在驅動元件14上施加的力對驅動元件14應用過高張力。除液壓偏置張緊缸44之外，張緊裝置殼體38包括暴露至來自油泵42的油壓的額 外的孔84。活塞80容納在孔84中，且發動機油壓趨向於從孔84推動活塞80使得活塞80 的端部88撞擊可樞軸凸輪68 (圖3)。當活塞80 (更為具體地為活塞80的端部88)撞擊 可樞軸凸輪68時，凸輪68將繞凸輪樞軸72樞軸旋轉，且凸輪68的齒70將接合設在可鎖 定柱塞64上的齒66。這種活塞80與可樞軸凸輪68的接合可在具有本系統的發動機在低 環境溫度下初始起動運轉時發生，因為這種運轉通常表現為非常高的發動機油壓。結果，機 油的粘度很強且非常高的潤滑油壓力很常見。如果沒有本實用新型的機構提供的幹涉或作 用，這些壓力可導致活塞52在張緊塊34和驅動元件14上施加過高壓力。在任何情況下， 當發動機暖機時，也容納在孔84內部的復位彈簧92將活塞80從其與可樞軸凸輪68的接 合拉回，並從而解鎖可鎖定柱塞64 (圖2)。這將允許可鎖定柱塞64向前移動並開始與張緊 塊34接觸。同時，將允許活塞52向前移動，並通過彈性偏置元件76和可樞軸凸輪68防止 可移動柱塞64向後移動，其防止可鎖定柱塞64在趨向於導致鏈條或皮帶14更為鬆弛的方 向上的移動，同時允許可鎖定柱塞64向外移動，以便在發動機已經關閉時在驅動元件14內 維持所需張力。圖4圖示了根據本實用新型一個方面的可替代實施例，其中只要孔96內部潤滑油 的壓力超過彈簧104提供的復位力，可滑動地安裝在成型在殼體38中的孔96內部的直接 作用液壓驅動爪100通過固定可鎖定柱塞64防止了不希望的驅動元件張緊。已經根據相關法律規定描述了上述實用新型，因此該描述實際上為示例性的而非 限定。對公開實施例的變形和修改對本領域技術人員可變得顯而易見並落入本實用新型的 範圍。因此，本實用新型的法律保護範圍僅通過研究權利要求得以確定。
權利要求一種用於內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置，內燃發動機輔助驅動系統具有柔性不可拉伸的驅動元件，，所述液壓張緊裝置包含與所述驅動元件接觸的張緊塊；用於加載所述張緊塊以便在所述驅動元件中維持所需張力的液壓偏置拉緊缸；以及與所述張緊缸和所述張緊塊運轉地關聯的雙向移動限制器，不僅用於限制張緊缸相對於張緊塊在趨向於拉緊驅動元件的方向上的加載，還用於阻止所述張緊塊在趨向於允許所述驅動元件中鬆弛的方向上的移動。
2.根據權利要求1所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述雙向移動限制器包含與所 述張緊缸的移動軸線平行延伸的可鎖定柱塞。
3.根據權利要求2所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述雙向移動限制器包含用於 鎖定所述可鎖定柱塞的凸輪機構。
4.根據權利要求3所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述凸輪機構包含具有用於定 位所述凸輪以便防止所述可鎖定柱塞在趨向於允許所述驅動元件中鬆弛的方向上移動的 彈性偏置元件以及用於定位所述凸輪以便鎖定所述可鎖定柱塞的液壓驅動偏置元件的樞 軸凸輪，從而防止所述張緊缸在趨向於拉緊所述驅動元件的方向上移動超過預定距離。
5.根據權利要求4所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述張緊缸和所述液壓驅動偏 置元件通過來自液壓源的加壓油驅動。
6.根據權利要求4所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述液壓源包含發動機潤滑系統。
7.根據權利要求4所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述液壓驅動偏置元件包含可 滑動地安裝在與液壓源連接的孔內的活塞，所述活塞具有用於接觸所述樞軸凸輪的端部， 以便將所述樞軸凸輪旋轉至所述可鎖定柱塞防止所述張緊缸在趨向於拉緊所述驅動元件 的方向上移動超過預定距離的位置。
8.根據權利要求4所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述液壓驅動偏置元件包含可 滑動地安裝在與加壓油源連接的孔內的活塞，所述加壓油源在冷的時候具有較高粘度並在 熱的時候具有較低粘度。
9.根據權利要求4所述的液壓張緊裝置，其特徵在於，所述液壓驅動偏置元件包含可 滑動地安裝在與液壓源連接的孔內的活塞，所述活塞具有用於接觸所述樞軸凸輪的端部， 且彈性元件趨向於在遠離所述凸輪的方向上移動所述活塞。
10.一種用於具有柔性不可拉伸的驅動元件的內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝 置，所述張緊裝置包含與所述驅動元件接觸的張緊塊；用於加載所述張緊塊以便在所述驅動元件中維持所需張力的液壓偏置拉緊缸；以及包含與所述張緊缸和所述張緊塊運轉地關聯的可鎖定柱塞的雙向移動限制器，不僅用 於選擇性地限制張緊缸相對於所述張緊塊在趨向於拉緊所述驅動元件的方向上的加載，還 用於阻止所述張緊塊在趨向於允許所述驅動元件中鬆弛的方向上的移動。
專利摘要本實用新型公開了具有柔性不可拉伸的驅動元件的內燃發動機輔助驅動系統的液壓張緊裝置，其具有與液壓偏置張緊缸相關聯的雙向移動限制器。該移動限制器為雙向的，因為其不僅限制了張緊缸相對於張緊塊在趨向於拉緊驅動元件的方向上的加載，還阻止了張緊塊在趨向於允許驅動元件中鬆弛的方向上的移動。
文檔編號F02B67/08GK201679604SQ20102000240
公開日2010年12月22日 申請日期2010年1月6日 優先權日2009年1月6日
發明者T·蘇切奇 申請人:福特環球技術公司