[发明专利]用于液压张紧器的可变流量止回阀

说明书

发明领域

本发明涉及一种止回阀装置及制造方法，并且更更具体地说是涉及一种对无限循环的、柔性的、动力传输构件施加适当张紧力的液压张紧器，该动力传输构件如用于机动车辆内燃发动机的环绕一个驱动链轮和至少一个从动链轮的正时皮带或正时链条。

背景

发动机中的链条张紧器被用于在链条围绕多个链轮行进时控制动力传输链条。链条的松弛度随着发动机中温度的升高并且随着链条的磨损而变化。当链条磨损时，链条伸长并且链条的松弛度增加。松弛度的增加可能造成链条与链轮齿之间的噪音、滑脱、或跳齿。如果不解决链条的松弛度的增加，以张紧器为例，在具有链条驱动凸轮轴的发动机中，该发动机可能损坏，因为凸轮轴的正时由于滑脱或跳齿而错开了几度。

液压张紧器的性能是以止回阀的两个主要功能为基础的。首先，在活塞伸出以使链条的松弛消除时，油必须流经一个止回阀并进入该张紧器的一个高压室中。如果该止回阀的流动约束太大的话，活塞将得不到足够的油体积来支撑其延伸的长度。其次，在链条开始推动活塞返回液压张紧器中时，希望从该止回阀出来的油流动返回。在这个时刻，止回阀球必须向后移动来密封该油通道。如果这个响应时间太慢的话，需要花更长的时间来建立所需的压力来支撑活塞，并且链条的控制成了一个问题。

先前已经在美国专利号7,404,776；美国专利号7,427,249；以及美国公开申请号2008/0261737中对液压张紧器止回阀进行了披露。当前的单一止回阀球技术在提供可变流量的能力上受到限制。这种技术具有两种增大流量的方法。第一选项是增大球的直径，这增大了在该座与球之间的锥形流动面积。增大球的直径的不利效果是也增大了球的质量。随着球的质量增大，使球换向来对入口孔进行密封的响应时间也会增加。增大流量的第二种方法是增加球的行程。允许球从该座移动更远将增大锥形流动面积，但这也意味着将增大响应时间。这两种方法都没有提供可变流量。

先前已经在美国专利号1,613,145；美国专利号2,308,876；美国专利号4,018,247；以及美国专利号4,253,524中对球式止回阀进行了披露。这些不相似的专利涉及一种油槽的外壳带、一种高速气体压缩机、以及多种高压往复油槽泵。尽管这些专利中最早的是在1927年发布，已知的液压张紧器没有包括用于正时链条或正时皮带组件的一个可变流量球式止回阀。可以确认的是，这种改编的缺乏是由于困难在于设计一种成本有效的封装来在小的、紧凑的、轻型构形中包含并控制多个球。

概述

当前的液压张紧器使用具有一个单一止回阀球的一个止回阀来对油进入张紧器的一个高压室中的单向流动进行控制。在某些张紧器应用中，改变活塞的刚度可以是有益的。根据本发明的用于液压张紧器的止回阀包括用来克服这些限制并允许可变流量的多个止回阀球，这将改善液压张紧器的性能。为克服当前技术的限制，本发明的多球式止回阀结合使用具有大小、可允许的球行程、以及偏置弹簧力的独特方式的多个止回阀球，以便在不同的入口流体压力下实现可变流量以作为一种改变活塞刚度的手段。使用多个较小的且较轻的止回阀球可以实现与一个大的止回阀球一样的或者更大的流量。此外，如果选定了适当数目的止回阀球，可以减小这些球的行程。由于每个球的质量以及行程距离大大减小，改善了用来密封该流体入口的响应时间。这种多球式止回阀提供一种成本有效的设计来在一个小的、紧凑的、轻型构形中包含并控制该多个球。

一种可变流量止回阀可以包括一个壳体，该壳体对与多个阀座相连通的一个入口通道、以及邻近每个阀座的一个球导向通道进行限定。多个球在数目上与该多个阀座相对应，一个球用于一个阀座。每个球可以被接纳在该壳体的一个相对应的球导向通道中以用于相对这个相对应的阀座的可逆运动。每个球可以正常地被偏置朝向这个相对应的阀座。该多个球中的至少两个球可以具有至少一种不同的流体流动特征，该至少一种不同的流体流动特征选自一个组，该组包括一个不同的球尺寸、一个不同的可允许的球行程距离、以及一个不同的球偏置力。