CN101845974A - 摇臂保持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摇臂保持装置。特别地，本发明提供一种用于气门机构组件(20)的往复杆(30，130)，其包括接纳部(52)和至少一个保持件(74，174)。该接纳部(52)选择性地接纳被该往复杆(30，130)致动的构件(36)。还包括由致动轴线(A，A-A’)限定的致动方向(D)，在该方向中往复杆(30，130)选择性地致动该构件(36)。至少一个保持件(74，174)位于往复杆(30，130)的接纳部(52)上。所述至少一个保持件(74，174)配置成选择性地与构件(36)接合并且限制该构件(36)沿着该致动轴线(A，A-A’)相对于该往复杆(30，130)的相对运动。

Description

摇臂保持装置
技术领域
本发明涉及用于气门机构组件的往复杆，尤其是涉及包括至少一个保持件的往复杆。
背景技术
顶置凸轮的气门机构系统可以包括凸轮、气门、液压间隙调节器和摇臂。摇臂也被称作滚轮指形随动器，其可包括接触该凸轮的轴承或滑动垫。摇臂还可以包括与气门接触的表面，以及与液压间隙调节器的球头柱塞接触的表面。当凸轮旋转时，摇臂可以将来自凸轮的圆周运动转化为直线运动，其中直线运动可被传递到液压间隙调节器和气门。气门以直线运动的方式被作动以试图允许空气进出汽缸。将压缩弹簧加到气门上，以保持摇臂与气门、凸轮以及液压间隙调节器持续地接触。
一些类型的气门机构系统可用在大功率多汽缸内燃机中。大功率发动机可以用于需要快速加速或巨大牵引力的场合。然而，如果大功率发动机用于需要小功率的场合，来自于发动机的额外输出被浪费了。为了改进效率和减少浪费，这些大功率发动机可以设计成包括停缸技术。在至少一些低功率的运行状况下不是全部的汽缸工作。在停缸过程中，燃油和空气不被传输到一些汽缸。在一种方法中，可以通过关闭对应于不工作的汽缸的气门来抑制空气使其不到不工作的汽缸。这可以通过包括与该不工作的汽缸相关的、可部分伸缩的液压间隙调节器来实现，其中，可伸缩液压间隙调节器可以吸收摇臂的线性运动。也即是，在停缸过程中，可伸缩液压间隙调节器可以吸收摇臂的线性运动，且从而气门将保持闭合。
在一些情况下，摇臂在停缸过程中与液压间隙调节器的球头柱塞脱开，这可能导致损坏气门机构系统。有几种方法用于限制液压间隙调节器的球头柱塞与摇臂之间的分离。在一种方法中，可以将夹紧件附加液压间隙调节器上。夹紧件可以与液压间隙调节器的球头柱塞接合。因为夹紧件是单独部件，这导致了与将该夹紧件加到现存的摇臂上相关的额外成本。在另一方法中，摇臂和液压间隙调节器用销固定在一起。该销插穿过液压间隙调节器的球头柱塞和摇臂这两者。就像用夹紧件的方法，因为销是单独部件，这导致了与将销增加到现存的液压间隙调节器和摇臂组件上的相关额外成本。此外，还会引起维修、装配或设计的耐用性方面的问题，这使得使用销的方法较不理想。
因此，存在一种提供耐用且成本低的在液压间隙调节器与摇臂之间以将球头柱塞保持在摇臂中的保持装置。
发明内容
本发明提供一种用于气门机构组件的往复杆，包括：接纳部，其选择性地接纳被该往复杆致动的构件；由致动轴线限定的致动方向，该致动方向限定出往复杆选择性地致动该构件的方向；和位于往复杆的接纳部上的至少一个保持件，所述至少一个保持件配置成选择性地与该构件接合并且限制该构件沿着该致动轴线相对于该往复杆的相对运动。
根据本发明一实施例，本发明提供一种保持组件，包括：第一构件，其包括台肩；摇臂，其包括由致动轴线)限定出的致动方向，该致动方向限定出摇臂致动该第一构件的方向；和位于摇臂上的至少一个保持件，该至少一个保持件选择性地接合第一构件的台肩。其中，所述至少一个保持件选择性地限制第一构件与摇臂之间沿着致动轴线的相对运动；该相对运动是当所述第一构件在向下方向上被致动离开所述摇臂时衡量的。
本发明还提供一种用于气门机构系统的保持组件，包括：液压间隙调节器，其包括台肩；摇臂，该摇臂包括致动方向，该致动方向基本上是纵向的并由致动轴线限定出，该致动方向限定摇臂致动液压间隙调节器的方向；和至少一个保持件，其包括保持面，所述至少一个保持件位在摇臂上并且在保持面上与液压间隙调节器的台肩接合。其中，至少一个保持面选择性地限制液压间隙调节器的台肩与摇臂之间沿着致动轴线的相对运动；该相对运动是当所述液压间隙调节器在第一方向上被选择性地致动时衡量的。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中
图1是包括凸轮、摇臂和液压间隙调节器的气门机构的部分剖视图；
图2是图1中液压间隙调节器的放大视图，其包括带有切除部的球头柱塞以形成台肩；
图3是与摇臂接合的液压间隙调节器的立体图；
图4是摇臂组件的下侧的立体图，其包括位于凹口的相对侧上的两个凸起；
图5是摇臂组件的下侧的立体图，其中液压间隙调节器的球头柱塞被装配到摇臂上；和
图6是图4中摇臂的替代设计的视图。
具体实施方式
现参考下文的描述以及附图说明，详细示出了本发明系统和方法的示例性方案。尽管附图描绘了一些可能的方案，但是附图不必按比例绘制且某些特征可被夸大、移除、或部分地剖切以更好地示出和解释本发明。此外，这里所进行的描述并不打算穷尽或以其他方式将权利要求限定或局限于附图中所示以及下文的详细描述中所公开的具体形式和构造。
此外，一些常量将会被引入到下文的描述中。在一些情况下，提供了示例性的常量值。在其它情况下，没有给出具体值。这些常量值将取决于相关零部件的特性和这些特性的相互关系、以及环境状况和与本发明系统相关的运行状况。
图1示出了示例性的气门机构系统20。尽管图1示出了在发动机的顶置凸轮构造中的气门机构20，但应理解气门机构系统可以被包括在任何类型的发动机构造中，例如被包括在具有位于发动机机体中的凸轮轴的发动机中。气门机构20可以包括摇臂30，该摇臂30可以是将来自气门致动凸轮32的径向运动转化为大致的线性运动。特别是，摇臂30可以与致动件36接合并将线性运动传递到该致动件36。在一个示例中，致动件36可以是不作动的液压间隙调节器，其包括球头柱塞56。
摇臂30可以包括示出为凸起的至少一个保持件74，其用于选择性地限制摇臂30与致动件36之间的分离或相对运动。更具体地，保持件74可以选择性地与致动件36的球头柱塞56的台肩70接合，从而将致动件36保持在摇臂30中。该气门机构系统20可以与至少一些其它类型的气门机构系统不同，因为可以在摇臂30的保持件74与致动件36的台肩70之间形成保持装配。所述保持装配可以选择性地限制摇臂30与致动件36之间在向下方向离开摇臂30的相对运动。
在图1中的气门机构系统20包括摇臂30、气门致动凸轮32、气门34、和致动件36。凸轮32可以在径向上在摇臂30的滚柱轴承44处与摇臂30的外表面相接。凸轮32可以绕着凸轮轴38旋转，其中凸轮32将径向运动传递到摇臂30。摇臂30可以是任何用于将凸轮32的径向运动转化为大致的线性运动的往复杆。然后摇臂30可以将大致的线性运动传递到致动件36和气门34这两者。图1是用在顶置的气门机构构造中的气门机构系统20的示例性例子，其中，凸轮32可以是在气门34与致动件36上方运转的顶置凸轮。
当凸轮32绕着凸轮轴38旋转时，摇臂30可以选择性地绕着枢轴线P-P旋转，其中枢轴线P-P可以位于摇臂30的滚子轴承44上。特别地，摇臂30可以沿着作用线42被凸轮致动。当凸轮32旋转时，摇臂30选择性地施加力F在致动件36上，使得致动件36沿着致动方向运动，该致动方向可以大体上是纵向的并由致动轴线A-A限定。
气门机构系统20可以是具有停缸结构的发动机的一部分，在至少一些运行环境欲改进燃油经济性时，非全体汽缸工作。也就是说，摇臂30可以选择性地在作动模式和不作动模式下操作，在作动模式下，可操作摇臂30以选择性地致动致动件36和气门34，在不作动模式下，从凸轮32到气门34的运动被致动件36抑制。当摇臂30处于不作动模式下时，来自凸轮32的旋转运动不会被转移到气门34。更具体地，沿着致动轴线A-A从摇臂30施加到致动件36上的力F被抑制了，其中，位于致动件36中的两个锁销77可以限制沿着致动轴线A-A的运动。应注意的是摇臂30和致动件36也可以用于无停缸结构的发动机。
在一个示意性实例中，摇臂30可以是滚轮指形随动器类型的摇臂，且包括轴46和滚柱轴承44。在滚轮指形随动器的中心是轴46。轴46可以是具有光滑的外部精加工的柱体以作为摇臂30的中心或旋转点，且可以包括枢轴线P-P。滚子轴承44可以绕着轴46布置，且包括一组滚针或滚珠48。人们可以理解尽管图1示出了滚轮指形随动器作为摇臂30，但也可以使用其他类型的摇臂，例如轴安装式摇臂，或包括用滑动垫取代滚柱轴承的摇臂。
摇臂30包括内部50。内部50包括接纳部52，其中摇臂30的接纳部52选择性地与致动件36接合。图1示出了呈凹口54的接纳部52，凹口54接纳致动件36的球头柱塞56。特别地，凹口54可以包括大致的球面，其基本上与球头柱塞56的外表面58一致。尽管图1示出带有球形外表面58的致动件36，但是人们将理解外表面58也可以具有其他构造。例如，球头柱塞56的外表面58可以是抛物线形的，且凹口54基本上与抛物线形外表面58一致。
在一个示例性实施例中，致动件36可以是包括球头柱塞56的液压间隙调节器，但是人们可以理解致动件36也可以是被摇臂30选择性地致动的任何部件。例如，在一个实例中，致动件36可以是顶杆。在另一实例中，液压间隙调节器可以是可伸缩型的。致动器36的球头柱塞56还可以包括台肩70。转到图2，台肩70可以是沿着外表面58布置的切除部。在一个例子中，台肩70可以是围绕整个外表面58的大致上为环形的切除部。或者，台肩70可以仅围绕外表面58的一部分延伸。台肩70包括接触面72，其接触摇臂30上的保持件。
图3是装配到致动件36上的摇臂30的立体图。摇臂30包括位于接纳部52处的至少一个保持件74，其中保持件可以是径向朝内地朝致动轴线A-A突出的至少一个凸起。保持件74与球头柱塞56的台肩70的接触面72接触，并且选择性地限制摇臂30与致动件36之间沿着致动轴线A-A的相对运动。特别地，保持件74可以选择性地限制摇臂30与致动件36之间向下方向D的相对运动。
图4显示了摇臂30的内部分50，示出了保持件74沿着凹口54的定位。特别地，摇臂30包括两个保持件74，其位于凹口54的大致相对侧上。在一个示例性的方案中，保持件74可以作为冲压工艺的一部分与摇臂30一体制成。但是，保持件74例如也可以作为单独部件，并随后通过连接工艺(例如焊接)附加到摇臂30上。
保持件74可以以一角度斜向定位，以在气门机构系统20运行过程中保持球头柱塞56(如图1-3所示)与摇臂30之间大致不变的余隙。更具体地，摇臂30的对称轴线可以被限定为对称轴线S-S。还可以包括线P，其中线P大致垂直于对称轴线S-S。保持件74可以相对于线P成一角度A地布置。也即是，保持件74可以不与线P对齐，且可以不大致垂直于摇臂30的对称轴线S-S。但是，在另一示例性实例中，取而代之的是，保持件74可以与线P对齐。保持件74围绕着凹口54布置方式还应减小摇臂30装配到致动件36的过程中的干涉量。换句话说，保持件74绕着凹口54成角度A地布置，从而在装配过程中使得保持件74具有与球头柱塞56的最少的接触(见图5)。
图4示出了彼此间隔基本等距的两个凸起。将两个凸起放置成彼此基本等距可以允许从球头柱塞56的台肩70施加到保持件74上的基本均匀的压力分布(见图3)。但是，人们可以理解这两个凸起可以放置在其他想要的位置。尽管仅示出了两个保持件74，人们可以理解可以包括一个、两个或更多个保持件。此外，尽管图3示出了保持件74为凸起，但也可以使用其它类型的保持件从而选择性地限制致动件36与摇臂30之间的相对运动。在一个示例性实例中，保持件74可以是凸缘，其中，凸缘围绕凹口54的至少一部分周向界定。也即是说，保持件74可以是单个的、一体的凸起，其形成为凸缘。
回到图1，保持件74可以包括与球头柱塞56的台肩70尤其是台肩70的接触面72相接触的表面76。表面76可以大致垂直于致动轴线A-A定向。但是表面76也可以相对于致动轴线A-A以其它角度定位。因为保持件74与球头柱塞56的接触面72相接触，摇臂30与致动件36之间的向下方向D离开摇臂30的相对运动可被选择性地限制。因此，球头柱塞56可以定位在接纳部52的凹口54与保持件74之间，从而在摇臂30与致动件36之间形成保持装配。
此外，因为保持件74放置成彼此等距，台肩70施加在表面76上的压力可以是基本均匀的。在一个实例中，保持件74的表面76也可以基本上平行于球头柱塞56的台肩，以将压力沿着保持件74均匀地分配。但是，表面76或台肩70也可成角度，只要在气门机构组件20运行过程中表面76与台肩70之间有接触即可。特别地，保持件74的表面应至少部分地限制摇臂30与致动件36之间的相对运动。
在摇臂30中包括保持件74是有利的，尤其是在停缸型的气门机构系统中。这是因为在停缸型气门机构中摇臂30应该能够传递足够的力以抑制凸轮32的径向运动转移到气门34。换句话说，致动件36应该能够抑制沿着致动轴线A-A的运动，从而气门34在停缸过程中不会被驱动。在这种情况下，摇臂30可能传递的力通常大于非停缸型气门机构中通常所受到的力。从而，保持件74设计成能经受停缸型气门机构系统上所受到的增大的力。相比之下，现有可用于保持摇臂30到致动件36上的至少一些其他的保持装置不能够承受停缸型气门机构中通常所受到的力。
在摇臂30中包括保持件74的另一优点如图3所示。图3示出了摇臂30和球头柱塞56，其中球头柱塞56在摇臂30的接纳部件52内可绕着致动轴线52自由转动。也就是说，球头柱塞56可以在接纳部52内自由转动而同时仍旧能装在摇臂30上。更特别地，球头柱塞可以绕着致动轴线A-A逆时针旋转R以及顺时针旋转R’。相比之下，在现有的至少一些其他保持装置限制了绕致动轴线A-A的旋转运动，并因此降低了凹口54的大致的球面与球头柱塞56的外表面58之间的相对运动的程度(见图1)。摇臂30也可以包括沿着摇臂30的侧部82布置的切除部80。特别地，切除部80可以绕着接纳部52的至少一部分布置，其中切除部80可有利于致动件36装配到接纳部52内。切除部80沿着摇臂30的前端84布置，其中切除部80可以包括总体上弧曲的轮廓。
转到图5，摇臂30的内部50被示出且在装配过程中致动件36选择性地与摇臂30的凹口54接合。当致动件36被装配到摇臂30上时，球头柱塞56可以定位于角度A方向上，从而球头柱塞56的外表面58在由摇臂30的保持件74所构造的空间中滑动，球头柱塞56进入凹口54之前，该空间的尺寸被构造成避免球头柱塞56的台肩70与摇臂30之间不希望的干涉。在图5的实例中，在装配过程中，球头柱塞56以角度A进入凹口54中，且然后在凹口54中转动从而与致动轴线A-A对齐(如图1-3所示)。
图6示出了类似于图4中所示的另一种摇臂130。摇臂130可以包括两个定位成靠凹口154后侧190的侧保持件174。相比之下，图4的摇臂30示出了定位成在凹口54的大体上相对侧上的保持件74。回到图6，摇臂130可以不需要包括沿着凹口154的侧部上的切除部(类似于图3-5中示出的切除部80)。这是因为将保持件174沿着后侧190布置允许凹口154内有足够的余隙用于在装配过程中将球头柱塞56(如图1-3所示)装到摇臂130上，并因此不需要切除部来方便装配。但是，比起如图4所示的保持件74，保持件174可在凹口154中延伸得更远。也就是说，如图6所示的保持件174可以朝着驱动轴线A-A延伸得比如图4所示的保持件74更远。从而，与图1-3所示的球头柱塞56相比，装配到图6中摇臂的球头柱塞需要包括切入到外表面中更深的台肩。沿着球头柱塞56的台肩70具有更深的切除部会减小球头柱塞56的刚度。因此，摇臂130不能用于球头柱塞56需要高刚度的至少一些场合。
本发明已参考前述的实例进行了具体的示出和描述，这仅仅是实施本发明的最佳模式的示意。本领域技术人员将理解可以对本文所描述的本发明的实例进行多种变型来实施本发明而不背离由后附的权利要求书限定的本发明的精神和范围。后附的权利要求书将限定本发明的范围，并因而打算覆盖本发明的范围中的方法和装置及其等同。本发明的这些描述应理解为包括本文描述要素的所有新颖的和非显而易见的组合，且本申请以及后续申请的权利要求书保护这些要素的任何新颖且非显而易见的组合。此外，以上的描述是示例性的，没有单个的特征或要素在该申请或后续申请的所要求的全部可能组合中是必不可少的。

Claims (20)

1.一种用于气门机构组件(20)的往复杆(30，130)，包括：
接纳部(52)，其选择性地接纳被该往复杆(30，130)致动的构件(36)；
由致动轴线(A-A，A-A’)限定的致动方向(D)，该致动方向(D)限定出往复杆(30，130)选择性地致动该构件(36)的方向；和
位于往复杆(30，130)的接纳部(52)上的至少一个保持件(74，174)，所述至少一个保持件(74，174)配置成选择性地与该构件(36)接合并且限制该构件(36)沿着该致动轴线(A-A，A-A’)相对于该往复杆(30，130)的相对运动。
2.根据权利要求1所述的往复杆(30，130)，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)径向朝内地朝该致动轴线(A-A，A-A’)突出。
3.根据权利要求1所述的往复杆(30，130)，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)包括位于所述接纳部(52)的相对侧上的两个凸起(74，174)。
4.根据权利要求3所述的往复杆(30，130)，其特征在于，所述两个凸起(74，174)包括基本上垂直于该致动轴线(A-A，A-A’)的接合面(76)。
5.根据权利要求1所述的往复杆(30，130)，其特征在于，还包括位于该接纳部(52)中的凹口(54，154)以用于接纳被该往复杆(30，130)致动的所述构件(36)。
6.根据权利要求1所述的往复杆(30，130)，其特征在于，所述往复杆(30，130)还包括绕着该接纳部(52)的至少一部分布置的切除部(80)，该切除部(80)方便所述构件(36)在接纳部(52)中的装配。
7.一种保持组件，包括：
第一构件(36)，其包括台肩(70)；
摇臂(30，130)，其包括由致动轴线(A-A，A-A’)限定出的致动方向(D)，该致动方向(D)限定出摇臂(30，130)致动该第一构件(36)的方向；和
位于摇臂(30，130)上的至少一个保持件(74，174)，该至少一个保持件(74，174)选择性地接合第一构件(36)的台肩(70)；
其中，所述至少一个保持件(74，174)选择性地限制第一构件(36)与摇臂(30，130)之间沿着致动轴线(A-A，A-A’)的相对运动；
其中，该相对运动是当所述第一构件(36)在向下方向(D)上被致动离开所述摇臂时衡量的。
8.根据权利要求7所述的保持组件，其特征在于，所述第一构件(36)是液压间隙调节器(58)。
9.根据权利要求8所述的保持组件，其特征在于，所述液压间隙调节器(58)包括球头柱塞(56)，且球头柱塞(56)包括所述台肩(70)。
10.根据权利要求7所述的保持组件，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)径向朝内地朝所述致动轴线(A-A，A-A’)突出。
11.根据权利要求7所述的保持组件，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)包括位于接纳部(52)的相对侧上的两个凸起(74，174)。
12.根据权利要求11所述的保持组件，其特征在于，所述两个凸起(74，174)包括基本上垂直于该致动轴线(A-A，A-A’)的接合面(76)。
13.根据权利要求7所述的保持组件，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)包括位于接纳部(52)的后侧上的两个凸起(74，174)。
14.根据权利要求7所述的保持组件，其特征在于，还包括沿着摇臂(30，130)的表面布置的凹口(54，154)以用于接纳所述第一构件(36)。
15.根据权利要求14所述的保持组件，其特征在于，所述摇臂(30，130)还包括绕着所述凹口(54，154)的至少一部分布置的切除部(80)，该切除部(80)方便所述第一构件(36)在所述凹口(54，154)中的装配。
16.一种用于气门机构系统(20)的保持组件，包括：
液压间隙调节器(58)，其包括台肩(70)；
摇臂(30，130)，该摇臂(30，130)包括致动方向(D)，该致动方向基本上是纵向的并由致动轴线(A-A，A-A’)限定出，该致动方向(D)限定摇臂(30，130)致动液压间隙调节器(58)的方向；和
至少一个保持件(74，174)，其包括保持面(76)，所述至少一个保持件(74，174)位在摇臂(30，130)上并且在保持面(76)上与液压间隙调节器(58)的台肩(70)接合；
其中，至少一个保持面(76)选择性地限制液压间隙调节器(58)的台肩(70)与摇臂(30，130)之间沿着致动轴线(A-A，A-A’)的相对运动；
该相对运动是当所述液压间隙调节器(58)在第一方向(D)上被选择性地致动时衡量的。
17.根据权利要求16所述的保持组件，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)径向朝内地朝该致动轴线(A-A，A-A’)突出。
18.根据权利要求16所述的保持组件，其特征在于，所述至少一个保持件(74，174)包括位于接纳部(52)的相对侧上的两个凸起(74，174)。
19.根据权利要求18所述的保持组件，其特征在于，所述两个凸起(74，174)包括基本上垂直于该致动轴线(A-A)的接合面(76)。
20.根据权利要求16所述的保持组件，其特征在于，还包括沿着摇臂(30，130)的表面布置的凹口(54，154)以用于接纳所述液压间隙调节器(58)。
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