液压间隙调节器及气门机构

技术领域

本发明涉及发动机配件技术领域，尤其涉及一种液压间隙调节器及气门机构。

背景技术

在机动车辆的内燃机中，通常设置有通过推动阀杆来控制气门开闭的摇臂。摇臂的滚轮在凸轮的驱动下，以液压间隙调节器为支撑点进行往复摆动，液压间隙调节器为通过其柱塞在壳体10中的伸缩运动来自动调整凸轮与摇臂、摇臂与气门之间的间隙的结构元件。

典型的液压间隙调节器100构造(如图1所示)，包括壳体10、柱塞20、止回阀30以及复位弹簧40。在此类典型构造中，在柱塞20内腔中形成贮存油液的低压室A，在柱塞20底部与壳体10底部之间形成贮存油液的高压室B，低压室A与高压室B之间通过止回阀30连通，止回阀30允许油液从低压室A流入高压室B。

在壳体10和柱塞20的侧壁上都形成有供油孔11，发动机汽缸盖环境中的液压油可以通过供油孔11向柱塞20的低压室供油。在气门机构工作时，摇臂200在凸轮的作用下挤压柱塞20，由于高压室B与供油孔11存在压力差，致使高压室B内的部分油液会通过壳体10和柱塞20之间的间隙泄露。在凸轮基圆相位期间，柱塞20顶部压力小于高压室的液压力以及复位弹簧力，高压室B膨胀，止回阀30打开，泄露的油液由低压室A补充至高压室B中。

然而，这种结构存在高压室B的油液泄露较多，需要不断从低压室A补充油液的问题，如此低压室A需要不断地从汽缸盖环境中补充油液，且保持足够的储油空间，为此，则需要在汽缸盖中设置单独的油泵以及额外的供油通道，如此导致成本高且结构复杂。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种液压间隙调节器及气门机构。

根据本公开实施例的第一方面，本公开提供一种液压间隙调节器，包括：壳体，沿轴向包括开口端和补液端；柱塞，所述柱塞的内腔形成低压室，所述柱塞从所述壳体的所述开口端内套于所述壳体，并与所述壳体的所述补液端形成高压室，所述柱塞可沿轴向相对于所述壳体往复运动；其中，所述壳体的外壁沿所述轴向间隔设有：第一凸环，所述第一凸环设置有沿轴向贯通的第一通道；第二凸环，所述第二凸环设置有沿轴向贯通的第二通道；以及第一储液腔，所述第一凸环、所述第二凸环与所述壳体的外壁形成环形的所述第一储液腔，所述第一储液腔通过所述第一通道与外环境连通，所述第一储液腔通过所述第二通道与所述高压室连通。

在一些实施例中，所述壳体的侧壁设置有径向贯通的第一通孔，所述第一通孔位于所述第一储液腔。

在一些实施例中，所述柱塞设有轴向贯通的第二通孔，所述第二通孔使所述低压室与外环境连通；所述柱塞的侧壁设置有径向贯通的第三通孔，所述第三通孔与所述第一通孔连通，以使所述低压室内形成由所述第二通孔延伸至所述第三通孔处的第二储液腔。

在一些实施例中，所述液压间隙调节器，还包括：止回阀，包括止回球和阀座，所述壳体的所述补液端设有轴向贯通的补液孔，所述止回球抵接在所述补液孔，所述阀座朝向所述柱塞包裹所述止回球，且沿径向延伸有阀翼，所述阀翼与所述壳体的所述补液端贴合；复位弹簧，所述复位弹簧的一端抵接在所述阀座的阀翼，另一端抵接在所述柱塞，用于支撑所述阀翼和所述止回球以打开或关闭所述补液孔。

在一些实施例中，所述柱塞设置有轴向贯通的连通孔；所述液压间隙调节器还包括挡盖，所述挡盖位于所述高压室，所述复位弹簧的另一端抵接在所述挡盖使所述挡盖与所述柱塞保持抵接并覆盖所述连通孔，其中，所述挡盖设有轴向贯通的排气孔，所述排气孔与所述连通孔在所述径向上不重叠。

在一些实施例中，所述挡盖对应所述连通孔的位置设置有拱门结构，所述拱门结构朝所述高压室的一侧凸出并形成弧形壁，所述拱门结构朝所述连通孔的一侧凹陷形成弧形槽。

在一些实施例中，所述排气孔设置有多个，且沿周向均匀布置。

在一些实施例中，所述第一凸环设置于所述壳体的所述开口端；和/或所述第二凸环设置于所述壳体的所述补液端。

在一些实施例中，所述第一通道设置有多个，且沿周向等间隔布置；和/或所述第二通道设置有多个，并沿周向等间隔布置。

根据本公开实施例的第二方面，本公开提供一种气门机构，包括：如第一方面所述的液压间隙调节器；摇臂，所述摇臂包括支撑端，所述支撑端与所述柱塞抵接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：壳体外壁第一凸环的第一通道、第二凸环的第二通道以及第一储液腔，便于收集汽缸盖的环境中的油液，在无需额外的油泵和油道的情况下，增大储油空间，保证可及时向高压室提供充足的油液，可避免高压室油液吸入空气，造成高压室内油液刚性的降低，结构简单且成本低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是相关技术中液压间隙调节器的轴向剖视图；

图2是相关技术中液压间隙调节器的储油空间的体积示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的液压间隙调节器在汽缸盖内的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的壳体的结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的第一储液腔的体积示意图；

图6是根据一示例性实施例实处的柱塞的结构示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的第二储液腔的体积示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的其余储油腔的体积示意图；

图9是图3中的局部放大图；

图10是挡盖的立体结构示意图；

图11是出厂时向高压室注入油液的方式示意图；

图12是根据一示例性实施例示出的液压间隙调节器与摇臂的组合示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为避免油液的泄露以及避免因需要持续供油而导致的成本高以及结构复杂，在其中一个相关技术中，取消了壳体10和柱塞20的供油孔11设置，在出厂时就将低压室A和高压室B内充满油液，并在壳体10与柱塞20的上端之间的缝隙设置密封圈50，以避免油液的泄露。

然而，由于柱塞20在壳体10内需进行往复运动，密封圈50往往会对柱塞20的运动产生较大的阻力，因此，当发动机速度过快以及密封圈50阻力过大时，高压室B的液压力以及复位弹簧力无法支撑柱塞20及时复位，不仅无法及时补偿气门机构的结构之间的间隙，导致液压间隙调节器100失效，而且低压室A的油液无法及时补充至高压室B，则可能导致高压室B的油液极易从周围环境中吸入空气，吸入空气的油液经长时间工作后易呈海绵体状，容易被压缩且刚性减小，不利于液压间隙调节器100的工作。

另外，由于壳体10的供油孔11的存在，如图2所示，相关技术中液压间隙调节器100的储油空间无法充满整个柱塞20的内腔，导致储油空间浪费，易储油量不足。

在另一个相关技术中，为了增加储油空间的体积，在壳体10的外侧套设有油液收集壳体，然而套设油液收集壳体后致使整个液压间隙调节器100的径向尺寸大于现有的径向尺寸，不利于目前混合动力发动机对紧凑型结构的追求。

为解决上述所提及的技术问题，本公开提供一种液压间隙调节器100，如图3所示，液压间隙调节器100包括：壳体10、柱塞20、止回阀30以及复位弹簧40。

其中，在本公开中，除非另有说明，否则轴向Y、径向X和周向W分别是指液压间隙调节器100的轴向Y、径向X和周向W；轴向Y是指图1、图3、图11及图12中表示的竖直方向，径向X是指图1、图3、图11及图12中表示的横向方向；周向W是指图4和图10的圆周方向。

具体地，壳体10呈圆柱形套筒状，并沿轴向Y包括开口端12和补液端13，补液端13设置有轴向Y贯通的补液孔131，即壳体10的两端均具有轴向Y贯通的开口。

柱塞20沿轴向Y包括第一端21和第二端22，柱塞20的第二端22从壳体10的开口端12内套于壳体10的内部，柱塞20的内腔形成低压室A，柱塞20的第二端22与壳体10的封闭端形成高压室B，高压室B与补液孔131连通，因此，高压室B通过补液孔131与壳体10的外壁的空间连通。

止回阀30和复位弹簧40设置于高压室B内，止回阀30包括止回球31和阀座32，止回球31抵接在补液孔131，阀座32朝向柱塞20包裹止回球31，且沿径向X延伸有阀翼321，阀翼321与壳体10的补液端13贴合。复位弹簧40的一端抵接在阀座32的阀翼321，另一端抵接在柱塞20，用于支撑阀翼321和止回球31以打开或关闭补液孔131，以允许壳体10外壁的油液流入高压室B。

同时，柱塞20也在复位弹簧40的作用下，柱塞20能够在壳体10内部沿轴向Y相对于壳体10进行往复运动，以补偿整个气门机构的公差间隙。

进一步地，如图4所示，壳体10的外壁沿轴向Y间隔设有第一凸环14和第二凸环15，第一凸环14、第二凸环15与壳体10的外壁形成环形的第一储液腔16。

其中，第一凸环14和第二凸环15均凸出于壳体10的外壁，且第一凸环14和第二凸环15在径向X上凸出于壳体10外壁的高度相同，在第一凸环14与第二凸环15均与汽缸盖300的内壁抵接时，汽缸盖300的内壁封闭第一凸环14、第二凸环15和壳体10的外壁形成的第一储液腔16，使第一储液腔16呈圆环柱状(如图5所示)，且可以储存油液。

在本公开实施例中，第一凸环14设置有一个且设置于壳体10的开口端12；和/或第二凸环15设置有一个且设置于壳体10的补液端13。

进一步地，第一凸环14设置有沿轴向Y贯通的第一通道141，第二凸环15设置有沿轴向Y贯通的第二通道151；第一储液腔16通过第一通道141与汽缸盖300的外环境连通，第一储液腔16通过第二通道151与高压室B连通。

如此，汽缸盖300周围环境的油液通过第一通道141汇集流入第一储液腔16内，第一储液腔16内油液充满后，又可以通过第二通道151向高压室B内补充，工作状态下，高压室B内的油液被挤压泄露后，在无需额外的油泵和在汽缸盖300开设油道的情况下，第一储液腔16可以增大储油空间，不仅保证高压室B能够及时地补充油液，可避免高压室B油液吸入空气，同时还可以促进高压室B内油液的循环，使高压室B内始终有新鲜无气泡油液进入，从而避免高压室B油液的老化，避免造成高压室B内油液刚性的降低，致使液压间隙调节器100失效。

其中，第一通道141设置有多个，且沿第一凸环14的周向W等间隔布置；和/或第二通道151设置有多个，且沿第二凸环15周向W等间隔布置。在其他实施例中，第一通道141和第二通道151也可以分别设置为一个，或多个第一通道141和第二通道151沿周向W非等间隔布置，均落入本公开的保护范围内。

另外，第一通道141和第二通道151可以是轴向Y的圆柱孔，也可以是分别位于第一凸环14外壁和第二凸环15外壁的孔(如图4所示)，此外，第一通道141和第二通道151的数量可以相同，也可以不同，第一通道141和第二通道151可以轴向Y位置对应，也可以轴向Y上错开，在此不一一具体限定。

需要说明的是，在其他一些实施例中，第一凸环14可以设置一个或多个，第二凸环15也可以设置一个或多个，即第一凸环14和第二凸环15之间可以形成多个环状的第一储液腔16。多个第一凸环14和多个第二凸环15之间可以等间隔设置，也可以非等间隔设置。

在其他一些实施例中，第一凸环14可以是与轴向Y垂直，也可以是与轴向Y倾斜或呈螺旋状，在此也不作具体限定。

在一些实施例中，壳体10的侧壁设置有径向X贯通的第一通孔17，第一通孔17位于第一储液腔16。

具体地，凸轮在基圆相位期间，气门关闭，在汽缸盖300周围环境的油压下止回阀30会打开，复位弹簧40压缩，第一储液腔16内的油液会充填充到高压室B中。

当气门开启时，来自凸轮的压力将柱塞20压进壳体10中，复位弹簧40压缩，止回阀30关闭并且高压室B中的压力上升，高压室B的油液从壳体10和活塞之间的泄漏间隙挤压泄露，泄露的油液一部分通过第一通孔17回流至第一储液腔16内，少量部分油液泄露至壳体10外。

在气门升程结束时，柱塞20第一端21的被施加的轴向Y压力变得小于作用在柱塞20上的液压力和复位弹簧40力。因此，高压室B膨胀，止回阀30开启并且高压室B泄漏的油液被第一储液腔16通过第二通道151和补液孔131重新充填。

如此，第一通孔17不仅可以降低泄露间隙中油液的油压，还可以及时回收泄露的油液，避免高压室B内的油液的过渡泄露，减慢高压室B油液的减少速度。

进一步地，如图6所示，柱塞20的第一端21设有轴向Y贯通的第二通孔211，第二通孔211使所述低压室A与汽缸盖300的外环境连通；柱塞20的侧壁设置有径向X贯通的第三通孔，第三通孔与第一通孔17连通，以使低压室A内形成由第二通孔211延伸至第三通孔处的第二储液腔(如图7所示)。

具体地，汽缸盖300周围的外环境的油液通过第二通孔211进入柱塞20的低压室A内，待低压室A内充满油液后，低压室A内的油液通过柱塞20壁的第三通孔23、壳体10的第一通孔17流入第一储液腔16内。

由此可知，壳体10外壁的第一储液腔16通过第一凸环14的第一通道141与汽缸盖300的外环境连通，同时第一储液腔16通过壳体10的第一通孔17、柱塞20的第三通孔23和第二通孔211，也与在汽缸盖300的外环境连通，因此，可在低压室A内形成由第二通孔211延伸至第三通孔23处的第二储液腔24。

第二储液腔24与第一储液腔16均可以收集汽缸盖300的外环境的无空气油液并储存油液，相较于相关技术中的储油空间的体积(如图2所示)，本公开的储油空间明显增大。同时，在外环境油压的作用下，第一储液腔16和第二储液腔24均可以向高压室B内补充油液，保证第一储液腔16油液的充足，以及高压室B内油液的补充及时，避免高压室B内吸入空气，而导致高压室B内油液的刚性降低。

另外，如图8所示显示了其余储油腔的体积，分别包括第一通孔17与第三通孔23之间的储液腔，第二通道151的储液腔，壳体10的补液端13与汽缸盖300之间形成的储液器以及补液孔131与汽缸盖300之间形成的储液腔。

综上，壳体10的第一凸环14、第二凸环15和壳体10外壁及汽缸盖300的内壁形成的第一储液腔1616、柱塞20的内腔形成的第二储液腔24以及其他储液腔，共同增大了整个液压间隙调节器100的储油空间，且第一凸环14的第一通道141和柱塞20的第二通孔211作为补液通道，以上结构相结合共同保证向高压室B内补充油液时的油液量充足。

在一些实施例中，如图9所示，柱塞20的第二端22设置有轴向Y贯通的连通孔221，连通孔221可以允许低压室A与高压室B的连通。液压间隙调节器100还包括挡盖50，挡盖50位于高压室B，复位弹簧40的另一端抵接在挡盖50使挡盖50与柱塞20的第二端22保持抵接并覆盖连通孔221。

挡盖50在复位弹簧40的作用下可以轴向Y移动，从而打开或关闭连通孔221，以使高压室B与低压室A通过连通孔221实现可选择的连通或阻断。

其中，如图10所示，挡盖50设有轴向Y贯通的排气孔51，排气孔51与连通孔221在径向X上不重叠，径向X上不重叠的排气孔51和连通孔221，在高压室B内的油液维持高压不变的情况下(即液压间隙调节器100的刚性不变)，还能排出高压室B内中油液的空气气泡，避免油液呈棉絮状，而导致油液的刚性下降。

在一些实施例中，排气孔51设置有多个，且沿轴向W均匀布置。均匀排布的多个排气孔51可以使高压室B内的空气更加均匀地扩散至低压室A内。当然，排气孔51的数量及排列方式可以根据实际需求进行设计，在此不详细列举。

在一些实施例中，挡盖50对应所述连通孔221的位置设置有拱门结构52，拱门结构52朝高压室B的一侧凸出并形成弧形壁521，拱门结构52朝连通孔221的一侧凹陷形成弧形槽522。

其中，排气孔51位于拱门结构52的边缘处，且朝向高压室B的一侧凸出的弧形壁521，可以避免高压室B内空气气泡聚集，引导空气气泡朝向排气孔51的方向移动，以便于更好的排出空气气泡。

进一步地，在出厂时往往需要向高压室B内预灌注油液，如图11所示，将一根注油管道60通过柱塞20的第二通孔211插入低压室A内，并穿过连通孔221抵接在挡盖50的弧形槽522处，轴向Y挤压挡盖50使复位弹簧40压缩，使挡盖50打开连通孔221，将油液注入到高压室B内，完成了高压室B油液的预灌注。

此时，挡盖50可以由图11所示的方向向高压室B内预灌注油液，无需通过补液孔131向高压室B内预灌注油液，从而无需增加倒置液压间隙调节器100的工艺流程及装置，适应当前的生产工艺装备，节约了成本且预灌注油液过程简单、方便、易操作。

弧形槽522起到定位和导向的作用，可以使注油管道60快速抵接在挡盖50上且不易脱离，便于油液的灌注。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种气门机构，如图12所示，显示了气门机构的部分结构(气门杆、弹簧及气门结构等未显示)，气门机构可以包括液压间隙调节器100和摇臂200。

相关技术中心，发动机具有汽缸盖300和汽缸(图中未显示)，汽缸盖300用于密封汽缸，汽缸盖300内设置有贯通的挺柱孔，挺柱孔内设置有推杆(也可以称为气门杆)，发动机还设置有凸轮轴(图中未显示)，凸轮轴具有凸轮，在凸轮轴带动凸轮旋转，凸轮通过驱动摇臂200的滚轮70，以驱动推杆在挺柱孔内进行往复直线运动，从而定时开闭发动机的进气门和排气门，以向汽缸供给可燃混合气并及时排出废气，从而满足发动机的进气和排气需求。

液压间隙调节器100，就是在气门机构工作时，复位弹簧40、第一储液腔16、低压室A的第二储液腔24及高压室B中的液压推动柱塞20抵靠摇臂200的支撑端以消除气门机构部件之间的间隙，从而保证凸轮可以始终与滚轮70抵接，实现气门的开启和关闭，避免失效。

进一步地，如图12所示，摇臂200包括支撑端80，支撑端80设置有集油孔81，其中，集油孔81的位置与柱塞20的第一端21处的第二通孔211对应，集油孔81通过第二通孔211与低压室A连通，使得低压室A与汽缸盖300的外部环境连通，可以收集汽缸盖300周围环境的油液，新鲜油液的补充，以及油液的循环还可以避免油液老化，及时排除油液中的空气，从而增加高压室B油液的刚性。

关于上述实施例中的气门机构中液压间隙调节器100实现的功能的具体方式已经在有关该液压间隙调节器100的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种结构，但这些结构不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的结构彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一结构也可以被称为第二结构，类似地，第二结构也可以被称为第一结构。

进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。