本發(fā)明總體涉及用于內(nèi)燃機(jī)中的閥門機(jī)構(gòu)的液壓間隙調(diào)節(jié)器，更具體地涉及用于冷卻液壓間隙調(diào)節(jié)器的滲漏機(jī)油的部分再循環(huán)特征。

背景技術(shù)：

液壓間隙調(diào)節(jié)器是公知的用于閥門機(jī)構(gòu)的設(shè)備，以維持內(nèi)燃機(jī)內(nèi)接近零的閥門余隙。液壓間隙調(diào)節(jié)器通常位于凸輪軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣體交換閥之間。間隙調(diào)節(jié)器包括可包裹內(nèi)部活塞的中空鋼質(zhì)圓柱體。該活塞向其外部界限偏置，以通過彈簧延長液壓間隙調(diào)節(jié)器。圓柱體和活塞一起限定了填充有機(jī)油的流體腔。在氣體交換閥關(guān)閉時(shí)，流體腔可自由地再次填充機(jī)油。當(dāng)凸輪軸凸部進(jìn)入其行程的升程相位時(shí)，壓縮液壓間隙調(diào)節(jié)器并關(guān)閉一個(gè)機(jī)油入口閥。由于機(jī)油幾乎不可壓縮，因此壓縮間隙調(diào)節(jié)器使得其在升程相位期間十分牢固。然而，由于活塞和液壓間隙調(diào)節(jié)器的圓柱體之間必須維持一定余隙，所以在每個(gè)行程期間會有一些機(jī)油順著環(huán)形余隙滲漏出去。隨著凸輪軸凸部通過其峰值點(diǎn)，施加在升降活塞上的載荷隨之減小，且內(nèi)彈簧將該活塞復(fù)位至中性狀態(tài)，從而流體腔可以再次填充機(jī)油。

美國專利號4,184,464示出了一種在活塞外表面限定了捕獲槽的液壓間隙調(diào)節(jié)器，從而在壓縮相位期間滲漏的液壓流體可以被捕獲并重新在液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)部流通。先于專利'464的液壓間隙調(diào)節(jié)器通常不具有再捕獲或再循環(huán)凹槽，從而所有滲漏的機(jī)油都從該液壓間隙調(diào)節(jié)器溢出且回流至油底槽。在某些較近的應(yīng)用中，全部再循環(huán)或者零再循環(huán)液壓間隙調(diào)節(jié)器都沒有解決這些發(fā)動(dòng)機(jī)中新的潛在問題。

本發(fā)明旨在克服上述問題中的一個(gè)或多個(gè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

液壓間隙調(diào)節(jié)器包括本體，該本體具有限定軸向孔的內(nèi)表面。中空活塞能夠伸縮地容納在軸向孔中，同時(shí)具有外表面。本體和中空活塞通過閥座限定低壓室從高壓室分離。閥構(gòu)件位于高壓室內(nèi)，且能夠在與所述閥座接觸的關(guān)閉位置和不與所述閥座接觸的打開位置之間移動(dòng)。介于本體內(nèi)表面和中空活塞外表面之間的環(huán)形余隙區(qū)域限定了一個(gè)漏油通道。該漏油通道包括多個(gè)滲漏溢出路徑和多個(gè)滲漏再循環(huán)路徑。每個(gè)滲漏溢出路徑都延長了高壓室到一個(gè)環(huán)形余隙出口的長度，且具有與環(huán)形余隙的第一角度段相對應(yīng)的寬度。每個(gè)滲漏再循環(huán)路徑都從高壓室延伸至一個(gè)由中空活塞外表面限定的凹槽。該凹槽貫穿了環(huán)形余隙的第二角度段。第一角度段的角度和與第二角度段的角度和處于相同的量級。第一角度段的角度和加上第二角度段的角度和等于360度。中空活塞限定了多個(gè)再循環(huán)端口，每個(gè)再循環(huán)端口在多個(gè)凹槽中的一個(gè)和低壓室之間延伸。

另一方面，閥門機(jī)構(gòu)包括具有進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪的凸輪軸。進(jìn)氣閥操作性地與第一閥橋聯(lián)接連接，排氣閥操作性地與第二閥橋聯(lián)接連接。第一推桿在進(jìn)氣凸輪和第一閥橋之間延伸，第二推桿在排氣凸輪和第二閥橋之間延伸。第一推桿和第二推桿中的每一個(gè)都具有根據(jù)本發(fā)明的液壓間隙調(diào)節(jié)器。

再一方面，操作閥門機(jī)構(gòu)的方法包括打開氣體交換閥以對凸輪軸的旋轉(zhuǎn)做出響應(yīng)。該氣體交換閥處于關(guān)閉狀態(tài)以對凸輪軸的旋轉(zhuǎn)做出響應(yīng)。該打開步驟包括使用液壓間隙調(diào)節(jié)器將閥桿聯(lián)接連接至凸輪軸。對液壓間隙調(diào)節(jié)器的長度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過對從高壓室滲漏的機(jī)油的第一部分進(jìn)行再循環(huán)從而冷卻該液壓間隙調(diào)節(jié)器，而溢出從高壓室滲漏的機(jī)油的其余部分以對打開步驟做出響應(yīng)。冷卻步驟包括使新鮮的機(jī)油流動(dòng)到液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)，以對關(guān)閉氣體交換閥的步驟做出響應(yīng)。滲漏的機(jī)油的第一部分和其余部分處于相同的量級。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的閥門機(jī)構(gòu)的透視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的液壓間隙調(diào)節(jié)器的正剖面圖；

圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的另一方面的液壓間隙調(diào)節(jié)器的中空活塞的俯視剖面圖；

圖4是用于圖2中的液壓間隙調(diào)節(jié)器的中空活塞的俯視剖面圖；

圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的另一方面的液壓間隙調(diào)節(jié)器的中空活塞的俯視剖面圖；

圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的又一方面的液壓間隙調(diào)節(jié)器的中空活塞的俯視剖面圖；以及

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的滲漏溢出路徑和滲漏再循環(huán)路徑的來自圖2中液壓間隙調(diào)節(jié)器的中空活塞的主視圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1，示出了用于單一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的閥門機(jī)構(gòu)10及其相關(guān)聯(lián)的氣體交換閥26從發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋分離，該閥門機(jī)構(gòu)10安裝在缸蓋內(nèi)部。閥門機(jī)構(gòu)10包括帶有進(jìn)氣凸輪12和排氣凸輪13的旋轉(zhuǎn)凸輪軸11。按照常規(guī)方式，進(jìn)氣閥14操作性地與第一閥橋15聯(lián)接連接，排氣閥16操作性地與第二閥橋17聯(lián)接連接。第一推桿18在進(jìn)氣凸輪11和第一閥橋15之間延伸。第二推桿19在排氣凸輪13和第二閥橋17之間延伸。第一復(fù)位彈簧20將進(jìn)氣閥14朝閉合位置偏置，第二復(fù)位彈簧21將排氣閥16朝閉合位置偏置。推桿18和19中的每一個(gè)分別具有旋轉(zhuǎn)凸輪從動(dòng)件22和23，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)運(yùn)行時(shí)，該旋轉(zhuǎn)凸輪從動(dòng)件22和23在相對應(yīng)的凸輪12和13的外表面滾動(dòng)。推桿18和19中的每一個(gè)都包括液壓間隙調(diào)節(jié)器30，該液壓間隙調(diào)節(jié)器30可允許推桿18和19的長度28輕微調(diào)整以消除旋轉(zhuǎn)凸輪12及13和各自的氣體交換閥26之間的聯(lián)接間隙。實(shí)施例示出了兩個(gè)進(jìn)氣閥14和兩個(gè)排氣閥16。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明還可應(yīng)用到具有頂置式凸輪的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中除去了推桿18和19，但仍然具有液壓間隙調(diào)節(jié)器，這并不脫離本發(fā)明的預(yù)期范圍。

現(xiàn)在另外參照圖2，液壓間隙調(diào)節(jié)器30包括主體31，其是推桿18(或19)的一部分，具有限定軸向孔33的內(nèi)表面。中空活塞40能夠伸縮地容納于軸向孔33內(nèi)。中空活塞40可通過包括具有安設(shè)在其中的扣環(huán)35的凹槽的主體30限制在軸向孔33內(nèi)。除了中空活塞40外，閥體50、閥箱55、閥構(gòu)件57以及彈簧58全部設(shè)置在軸向孔33內(nèi)。取決于設(shè)計(jì)考慮，如圖所示，閥體50可以制造為中空活塞40的一部分，或可能顯示為附連到其上的單獨(dú)部件。主體30和中空活塞40通過閥座51限定低壓室46從高壓室60流體分離。閥構(gòu)件57可以是球狀物，設(shè)置在高壓室60內(nèi)，并且在與閥座51相接觸的關(guān)閉位置和不與閥座51接觸的打開位置之間移動(dòng)。滲漏通道70由位于主體31的內(nèi)表面32與中空活塞40的外表面41之間的環(huán)形余隙區(qū)域71限定。滲漏通道70通過由中空活塞40的外表面41限定的多個(gè)凹槽42流體地連接至低壓室46。由中空活塞40限定的多個(gè)再循環(huán)端口43在凹槽42與低壓室46之間延伸。在具體實(shí)施例中，中空活塞40限定了正好四個(gè)再循環(huán)端口43分別開口穿過正好四個(gè)凹槽42。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了屬于本發(fā)明的范疇，不必設(shè)置相等數(shù)量的再循環(huán)端口和凹槽。此外，多于或少于四個(gè)凹槽和再循環(huán)端口也可以屬于本發(fā)明的預(yù)期范疇。中空活塞40可包括凹陷接觸面，在此推桿18接觸閥橋15，但是其他表面結(jié)構(gòu)也可以屬于本發(fā)明的預(yù)期范疇。供油孔45由中空活塞限定，并且延伸貫穿凹面接觸面44至低壓室46。供油孔45在正常的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，作為用于供應(yīng)新鮮潤滑油至液壓間隙調(diào)節(jié)器30的通道。相對強(qiáng)力彈簧58操作性地設(shè)置在高壓室60內(nèi)，以常規(guī)方式偏置中空活塞40，使其遠(yuǎn)離主體30。

本發(fā)明教導(dǎo)了一種本領(lǐng)域中先前一直沒有認(rèn)識到的問題的解決方案。具體地，過去的許多液壓間隙調(diào)節(jié)器包括在中空活塞外表面上的環(huán)形凹槽以及一個(gè)或多個(gè)再循環(huán)端口(見背景參考資料美國專利No.4,184,464)，以捕獲和幾乎再循環(huán)所有從高壓室向上沿著滲漏路徑通道移動(dòng)的機(jī)油以及再循環(huán)基本上所有的滲漏的機(jī)油回低壓室。在這些條件下，由于液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)少量機(jī)油進(jìn)行的工作量，液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)的溫度可以變得很高。當(dāng)這些溫度變得足夠高時(shí)，可能出現(xiàn)機(jī)油上漆的問題，這會導(dǎo)致液壓間隙調(diào)節(jié)器活塞粘著，這反過來又可以潛在地導(dǎo)致?lián)Q氣閥和閥座的故障。本發(fā)明通過再循環(huán)滲漏通道70中的部分滲漏機(jī)油，并允許滲漏通道70內(nèi)的剩余部分的滲漏機(jī)油從環(huán)形余隙區(qū)域71的出口81排出，以最終返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼再循環(huán)解決了這個(gè)問題。這種排出的較高溫度的機(jī)油由通過供油孔45，供給至低壓室46的新鮮冷卻油組成。在本發(fā)明的所有情況下，再循環(huán)至低壓室46的滲漏機(jī)油與允許排出的滲漏機(jī)油是相同量級的。如在本發(fā)明中使用的，相同量級意味著滲漏排出量和滲漏再循環(huán)量兩者都不是彼此的十倍以上。換而言之，再循環(huán)滲漏機(jī)油少于排出滲漏機(jī)油的十倍，反之亦然。

現(xiàn)在另外參照圖4和圖7，本發(fā)明的部分滲漏再循環(huán)策略由將中空活塞的外表面41的圓周分割成用于滲漏排出通道72或者用于再循環(huán)通道73的不同的角度段而實(shí)現(xiàn)。滲漏通道70由在主體30的內(nèi)表面32和中空活塞40的外表面41之間的環(huán)形余隙區(qū)域71限定，包括多個(gè)滲漏排出通道72和多個(gè)滲漏再循環(huán)通道73。每個(gè)滲漏排出通道72延伸長度80為從高壓室60至環(huán)形余隙區(qū)域71的出口81，寬度82對應(yīng)于環(huán)形余隙區(qū)域71的第一角度段83。每個(gè)滲漏再循環(huán)通道73從高壓室60延伸至由中空活塞40的外表面41限定的多個(gè)凹槽中的一個(gè)凹槽42。每個(gè)凹槽42延伸至環(huán)形余隙區(qū)域71的第二角度段88。滲漏再循環(huán)機(jī)油與滲漏排出機(jī)油的相對比例由分別組成各滲漏排出通道72與滲漏再循環(huán)通道73的角度段83與88的量級限定。第一角度段83的角度和與第二角度段88的角度和處于相同的量級。換言之，沒有角度和超過其他角度和的十倍。本質(zhì)上，第一角度段83的角度和加上第二角度段88的總和等于環(huán)形余隙區(qū)域71的一個(gè)完整的360度圓周。在本發(fā)明的圖2、圖4和圖7所示的示例性實(shí)施例中，對應(yīng)于滲漏排出通道72的第一角度段83的角度和大約為對應(yīng)于滲漏再循環(huán)通道73的第二角度段88的角度段和的兩倍。如本發(fā)明所使用的，術(shù)語“大約兩倍”是指四舍五入到單個(gè)有效數(shù)字的兩個(gè)數(shù)字的比率是二。220度的角度和大約為140度的角度和的兩倍。然而，200度的角度和不是160度角度和的兩倍。

圖3和圖6示出了本發(fā)明的極端版本。具體是，圖3示出了穿過中空活塞140的截面圖，其中對應(yīng)于滲漏排出通道的第一角度段183的尺寸是對應(yīng)于滲漏再循環(huán)通道的第二角度段的十倍。圖6示出了反向極端，其中中空活塞340包括四個(gè)滲漏排出通道，每個(gè)都具有尺寸是相對于滲漏再循環(huán)通道73的第二角度段388的十分之一的第一角度段383。圖5示出了圖4的反面。具體是，中空活塞240包括第二角度段288，其對應(yīng)于對應(yīng)于滲漏排出通道的第一角度段283的兩倍的滲漏再循環(huán)通道。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，滲漏再循環(huán)通道73與滲漏排出通道72的相對尺寸針對發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用可以不同或相同。另一方面，制造一系列不同發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造商可能會選擇滲漏再循環(huán)與滲漏排出的比率，以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)受最高液壓間隙調(diào)節(jié)器溫度，之后使得其他發(fā)動(dòng)機(jī)的中空活塞相同，從而減少部分計(jì)數(shù)。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明可以潛在運(yùn)用于任何使用閥門機(jī)構(gòu)液壓間隙調(diào)節(jié)器的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明尤其適用于液壓間隙調(diào)節(jié)器發(fā)動(dòng)機(jī)，其中液壓間隙調(diào)節(jié)器經(jīng)受十分劇烈的上升溫度，機(jī)油因高溫而發(fā)生變化，從而導(dǎo)致中空活塞粘著，而不是在推桿體內(nèi)發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。之后液壓間隙調(diào)節(jié)器粘著導(dǎo)致?lián)Q氣閥故障以及加速相應(yīng)閥座的磨損。

再次參照圖1、圖2、圖4和圖7，用于操作閥門機(jī)構(gòu)10的方法包括旋轉(zhuǎn)凸輪軸11。響應(yīng)于凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)氣體交換閥26以本領(lǐng)域公知的方式打開和關(guān)閉。以典型的方式，通過利用液壓間隙調(diào)節(jié)器30將閥桿27聯(lián)接到凸輪軸11來打開氣體交換閥26。實(shí)質(zhì)上，調(diào)節(jié)液壓間隙調(diào)節(jié)器30的長度28以適應(yīng)閥門機(jī)構(gòu)10的幾何形狀中的變體以及液壓間隙調(diào)節(jié)器30的長度28隨著閥門機(jī)構(gòu)10的幾何形狀而變化。當(dāng)凸輪凸角轉(zhuǎn)過且高壓室60中的壓力最高時(shí)，響應(yīng)于打開氣體交換閥26，通過再循環(huán)從高壓室60中滲漏的第一部分機(jī)油，以及逸出從高壓室中滲漏的剩余部分的機(jī)油來冷卻液壓間隙調(diào)節(jié)器30。在關(guān)閉氣體交換閥26的過程中，在凸輪凸角移過后，冷卻液壓間隙調(diào)節(jié)器包括將新機(jī)油通過供油端口移入低壓室46。逸出的滲漏機(jī)油返回到油底殼。再循環(huán)的滲漏機(jī)油和逸出的滲漏機(jī)油具有相同的數(shù)量級，這由先前所述的中空活塞40的外部幾何形狀所限定。盡管可能更難于制造，但可將本發(fā)明的溝槽42重新放置到主體31的內(nèi)表面32，而不會偏離本發(fā)明的預(yù)定范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所示實(shí)施例中，將再循環(huán)滲漏機(jī)油移入由中空活塞40的外表面41限定的凹槽42。逸出的滲漏機(jī)油在主體30和中空活塞40之間的余隙中的凹槽之間移動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在已移動(dòng)凸輪凸角來關(guān)閉氣體交換閥26后，當(dāng)兩個(gè)室中的壓力相等時(shí)，利用凸輪軸31的每個(gè)旋轉(zhuǎn)循環(huán)和液壓間隙調(diào)節(jié)器的每個(gè)相應(yīng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，將機(jī)油從低壓室46移入高壓室60。通過打開響應(yīng)于彈簧58的油閥52發(fā)生將機(jī)油從低壓室46移入高壓室60的這個(gè)步驟，所述彈簧58偏置中空活塞40使其遠(yuǎn)離主體30，以占據(jù)各氣體交換閥26的凸輪軸31和閥座之間的連接件中的間隙。在以傳統(tǒng)方式打開氣體交換閥26期間，響應(yīng)于液壓間隙調(diào)節(jié)器30的壓縮，關(guān)閉油閥52。

在給定的應(yīng)用中，除了到達(dá)充分冷卻液壓間隙調(diào)節(jié)器34的滲漏逸出部，還需要考慮再循環(huán)盡可能多的機(jī)油以更少地需要發(fā)動(dòng)機(jī)的整體潤滑回路。另外，如果由于某種原因，發(fā)動(dòng)機(jī)的油泵發(fā)生故障或無論出于什么原因機(jī)油流動(dòng)到液壓間隙調(diào)節(jié)器不知何故受到了限制或阻塞，那么再循環(huán)更多機(jī)油允許液壓間隙調(diào)節(jié)器操作更長時(shí)間。因此，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可需要這些考慮的不同加權(quán)以為不同的特定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用允許滲漏的再循環(huán)機(jī)油與滲漏的逸出機(jī)油的不同比例范圍。

本說明書僅用于示例性目的，且不應(yīng)以任何方式解釋為縮小本發(fā)明的廣度。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可對文中公開的實(shí)施例進(jìn)行各種修改而不會偏離本發(fā)明的全部和合理范圍和精神。在研究了附圖和所附權(quán)利要求書后，其他方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將會顯而易見。