CN105317490A - 发动机摇臂和辊子组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机摇臂和辊子组件，其可包括具有第一端和第二端的摇臂，摇臂适于绕其中的枢转孔口枢转。发动机摇臂和辊子组件还可包括安装在所述第二端中的轴杆，所述轴杆由青铜制成并且具有阶梯状剖面。所述辊子可旋转地安装于所述轴杆。

Description

发动机摇臂和辊子组件

技术领域

本发明总体涉及发动机，更为具体地，涉及用于发动机的摇臂和辊子组件。

背景技术

在发动机例如柴油发动机和奥托循环(Ottocycle)内燃机的制造和运行中，广泛已知的是使用凸轮轴来协调气门的开启和关闭正时和喷射燃料。例如，对于柴油发动机，设置有发动机缸体，其中具有多个气缸。多个活塞可往复运动地安装于各气缸内，所述气缸具有与每一气缸相关以允许空气流入和流出的多个气门。为协调上述气门的开启正时，每一气门典型地与摇臂或凸轮随动件的一端强制接触。这典型地使用推杆或包括气门机构的其它部件完成。摇臂本身相对于发动机缸体铰接安装。摇臂的一端设置有具有称为辊子的转动元件，所述转动元件和安装于凸轮轴上的凸轮接合。每一凸轮偏心地形成以使得凸轮轴的转动引起每一凸轮的较大直径部分和较小直径部分转动并且进而引起摇臂枢转，从而适当地开启和关闭气门和/或接合燃料喷射器柱塞。

尽管是能工作的，但为了该种结构有效且连贯地工作，所述辊子必须能够始终自由转动。对该转动的任何阻止或阻碍不利地影响发动机的运行。例如，如果辊子在摇臂上卡住，则发动机的运行可能会受到更大的影响，并且因而导致严重故障。

对于某些摇臂，辊子使用由多个构件构成的复杂组件安装在摇臂上。更为具体地，内部销或轴杆在摇臂的第一侧面和第二侧面之间延伸，所述摇臂具有转动地安装至所述销的内部座圈。然后围绕所述内部座圈设置有衬套，所述辊子本身然后安装在所述衬套上。考虑到所述构件的相对较小的尺寸，该装置的组装和制造较为复杂。另外，考虑到所述构件之间的严密公差，衬套和内部座圈必须压配合安装在一起，这也增加了与该摇臂组件相关的难度和制造费用。另外，该组件典型地采用铅锡覆盖层，这也增加了组件的复杂性和花费。

从前述可以看出需要一种改进的摇臂和辊子组件。

发明内容

根据本发明的一个方面，因而公开了一种发动机摇臂和辊子组件，组件包括：摇臂，它具有第一端和第二端，所述摇臂适于围绕其中的枢转孔口枢转；轴杆，它安装在所述第二端中，所述轴杆具有阶梯状(侧)剖面；和辊子，它可转动地直接安装于所述轴杆。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于发动机的摇臂和辊子组件中的轴杆，轴杆可包括第一圆柱部分，它具有第一直径；第二圆柱部分，它与第一圆柱部分相邻并结合(成一体)，所述第二圆柱部分具有小于第一圆柱部分的直径；和第三圆柱部分，它与第二圆柱部分相邻并结合，所述第三圆柱部分具有小于第二圆柱部分的直径。

根据本发明的另一方面，公开了一种发动机，所述发动机可包括：具有多个气缸的发动机缸体；可往复运动地安装于多个气缸内的多个活塞；与所述多个气缸操作性地相关联的多个气门；相对于发动机缸体转动并且包括多个凸轮的凸轮轴；多个摇臂，每个摇臂与所述多个凸轮中的一个和所述多个气门中的一个操作性地相关联；压配合安装在每个摇臂中的轴杆；及直接安装于每一轴杆的辊子，每一轴杆都具有阶梯状剖面并且使用青铜制造。

当联合附图阅读下面的详细描述后，本发明的这些和其它方面及特征会变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的教导所构造的发动机的透视图；

图2是根据本发明的教导所构造的摇臂辊子组件的侧视图；

图3是图2的摇臂辊子组件的端视图；

图4是根据本发明的教导所构造的轴杆的透视图；

图5是根据本发明的教导所构造的轴杆的替代实施例的透视图；

图6是图5的轴杆的剖视图。

本发明可有替代结构上的各种变型，而下面详细示出和描述其特定示例性实施例。但是，可以理解的是本发明不局限于公开的特定实施例，而包括所有的修改、替代结构及其等同方案。

具体实施方式

下面参照附图，具体参照图1，标号20总体是指代根据本发明的教导所构造的发动机。尽管下面的详细描述将参照为柴油发动机的发动机20而做出，但可以理解的是本发明的教导可用于其它类型的发动机并具有等同功效，所述其它类型发动机包括但并不局限于奥托循环内燃机。

尽管并没有专门描述，但本领域普通技术人员会认识到图1中的发动机20包括其中具有多个气缸的发动机缸体和可往复运动地安装在所述气缸内的多个活塞。其还设置有多个气门28，每一气门与上述气缸和活塞组中的一组操作性地关联。为了在发动机循环中的合适时间开启和关闭气门28，每一气门28通过气门桥30连接至摇臂32。摇臂32包括第一端34和相反的第二端36。另外，摇臂32适于绕枢转轴线38枢转。

通过摇臂32的第二端36和凸轮轴40的接合而使得摇臂32枢转。如在图1中指明的，凸轮轴40包括柱状轴42，多个偏心地形成的凸轮44附接至柱状轴42。当轴42转动时，凸轮44也转动，并且取决于凸轮44的外周上的特定点，凸轮44的直径改变。因此进而使得摇臂32远离或靠近凸轮轴42枢转。这导致气门桥30向下或向上移动，因而打开或关闭气门28。随着凸轮轴40继续转动，凸轮44移动至其外周的较小直径部分，由此允许摇臂32相对于凸轮轴40沿相反方向枢转，从而提升或降低气门桥30，并从而关闭或开启气门28。

现在参照图2，摇臂32被更详细地示出。如上所指出的，摇臂32包括前述的第一端34和相反的第二端36，第一端34和第二端36都在枢转轴线38的侧面。对于在图3的端视图中更详细示出的第二端36，它包括之间形成缺口50的第一侧部或凸耳46和第二侧部或凸耳48。另外，侧部46包括第一孔口52，而第二侧部48包括第二孔口54。第一孔口52和第二孔口54为同心的，但如在图3中示出的，其包括不同的直径。更为具体地，第一孔口52具有大于第二孔口54的直径。

轴杆56横跨在第一侧部46和第二侧部48之间。轴杆56的尺寸使得其压配合安装在摇臂32中并且更为具体地，压配合安装在第一孔口52和第二孔口54中。现在转至图4，更加详细示出的轴杆56包括以阶梯形式连接的三个不同的圆柱部分：第一圆柱部分58，第二圆柱部分60，和第三圆柱部分62。如要指出的，第二圆柱部分60和第一圆柱部分58相邻并结合；并且类似地，第三圆柱部分62和第二圆柱部分60相邻并结合。换言之，轴杆56由一整件材料形成。该材料的具体类型是重要的并且将在这里更详细地讨论。

第一圆柱部分58、第二圆柱部分60和第三圆柱部分62的直径也是重要的。更为具体地，第一圆柱部分58包括比第一孔口52的直径略小的直径以使得第一圆柱部分58压配合安装在其中并通过摩擦保持在摇臂内。类似地，第三圆柱部分62的直径略小于第二孔口54的直径以使得第三圆柱部分62压配合安装并且摩擦地保持在第二孔口54内。

一旦压配合安装在摇臂32的第二端36中，第二圆柱部分60就跨在第一侧部46和第二侧部48之间以形成供辊子64绕其旋转的枢转轴线63。辊子64直接接合如上所述的凸轮轴40的凸轮44。辊子64本身包括用于直接接合凸轮轴40的外周面66和用于和轴杆56直接接合的内周面68。特别地，通过制造具有该阶梯构型而非直圆柱的轴杆56，提供了较大的承载表面，同时减小了在一个摇臂凸耳上的应力。

在这种情况下，可以看出本发明与采用复杂结构的现有技术相比有了很大的改进，所述复杂结构使用内部销、内部座圈、外部衬套和辊子。由于每一个前述现有技术的构件都需要按照要求严格的尺寸进行压配合和制造，故它们相对难于制造并且因而也花费高。另外，考虑到各构件之间极小的公差，在使用时各构件可能会卡住，因而不利地或严重地影响发动机的运行。另一方面，根据本发明，使用更少的零件提高了构造的精简性、维护性和操作性。另外，本发明通过有限度的改造调整可用于现有的摇臂。

再参照图4，可以看出轴杆56包括润滑通道。润滑通道72从第三圆柱部分62延伸至第二圆柱部分60。润滑通道72通过平面结构76供给润滑油至辊子64和凸轮44，平面结构76用作从发动机20分配润滑油的歧管。润滑通道72当然进而连接至润滑源(未示出)以保持轴杆56和辊子64始终被充分润滑并因而可动。

如上提到的，轴杆56由特定材料制造以考虑到转动的容易、可制造性和持久性。尽管很多不同材料可用于制造轴杆56，发明人已发现青铜可形成用于该运行的合适表面。另外，整个轴杆56都可以由青铜制造。通过由单一材料制造整个轴杆56，可免除对与现有技术的轴杆相关的覆盖层例如铅锡覆盖层的需要。这进而便利了组件的可制造性。轴杆56可由青铜制成，而辊子64可由钢制成以承受其重复的载荷加载。

现在转至图5和6，示出了替代实施例的轴杆56’。图5示出了轴杆56’的透视图，而图6示出了轴杆56’的纵向剖视图。如将要指出的是，轴杆56’仍然制造为具有第一圆柱部分58’，第二圆柱部分60’和第三圆柱部分62’的阶梯状剖面。但是，与第一实施例中整个杆轴56都由青铜制造不同，在替代实施例中，轴杆56’由浇筑有青铜层82的钢基底80制成。

工业实用性

在操作中，可以看出本发明公开了用于柴油发动机或其它发动机的摇臂和辊子组件，其极大地改善了轴杆与辊子的运行和可制造性。与采用由全都必须压配合安装在一起的由特定材料制成并具有要求严格的尺寸的销、外部座圈、衬套和辊子构成的复杂组件的现有技术装置相比，本发明提供了导致更少花费、更易于制造和更好持久性的极为简化的方法。其通过制造包括具有第一侧部和第二侧部的辊子端的摇臂来做到这一点，所述第一和第二侧部都包括孔口但孔口的直径不同。另外，所述组件采用阶梯式轴，其适于直接压配合安装在这些孔口中。通过制造具有不同直径部分的轴杆，轴杆可以直接压配合安装到辊子端中并且形成用于辊子的旋转枢轴而不需要任何内部座圈或者衬套。另外，通过由青铜制造所述轴杆并由钢制造所述辊子，保证了组件的始终一致的可转动性。

Claims (20)

1.一种发动机摇臂和辊子组件，包括：

具有第一端和第二端的摇臂，所述摇臂适于围绕其中的枢转孔口枢转；

安装在所述第二端中的轴杆，所述轴杆具有阶梯状剖面；和

可转动地直接安装于所述轴杆的辊子。

2.根据权利要求1所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，轴杆具有第一部分、第二部分和第三部分，各部分具有不同的直径。

3.根据权利要求2所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，摇臂的第二端包括同心的第一孔口和第二孔口，第一孔口大于第二孔口。

4.根据权利要求3所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，轴杆的第一部分直接压配合安装在摇臂的第二端的所述第一孔口中。

5.根据权利要求4所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，轴杆的第三部分直接压配合安装在摇臂的第二端的所述第二孔口中。

6.根据权利要求1所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，所述轴杆完全由青铜制成。

7.根据权利要求6所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，所述轴杆包括至少一个润滑通道。

8.根据权利要求1所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，辊子适于抵靠着凸轮轴转动。

9.根据权利要求1所述的发动机摇臂和辊子组件，其中，摇臂的第一端适于开启和关闭发动机气门。

10.一种用于发动机摇臂和辊子组件中的轴杆，所述轴杆包括：

具有第一直径的第一圆柱部分；

与第一圆柱部分相邻并结合的第二圆柱部分，所述第二圆柱部分具有小于第一圆柱部分的直径；和

与第二圆柱部分相邻并结合的第三圆柱部分，所述第三圆柱部分具有小于第二圆柱部分的直径。

11.根据权利要求10所述的轴杆，其中，第一圆柱部分、第二圆柱部分和第三圆柱部分都由青铜制成。

12.根据权利要求10所述的轴杆，其中，第一圆柱部分、第二圆柱部分和第三圆柱部分都由浇筑有青铜层的钢基底制成。

13.根据权利要求12所述的轴杆，还包括润滑通道和润滑用平面结构。

14.一种发动机，包括：

具有多个气缸的发动机缸体；

可往复运动地安装于所述多个气缸内的多个活塞；

与所述多个气缸操作性地相关联的多个气门；

相对于发动机缸体可转动并且包括多个凸轮的凸轮轴；

多个摇臂，每一摇臂与所述多个凸轮中的一个和所述多个气门中的一个操作性地相关联；

压配合安装在每一摇臂中的轴杆；和

直接安装于每一轴杆的辊子，每一轴杆都使用青铜制造并具有阶梯状剖面。

15.根据权利要求14所述的发动机，其中，每一轴杆完全由青铜制成。

16.根据权利要求14所述的发动机，其中，每一轴杆由浇筑有青铜层的钢基底制成。

17.根据权利要求16所述的发动机，其中，每一阶梯状圆柱包括第一部分、第二部分和第三部分，各部分具有不同的直径。

18.根据权利要求12所述的发动机，其中，摇臂包括第一端和第二端，第二端包括同心且隔开的第一孔口和第二孔口。

19.根据权利要求18所述的发动机，其中，轴杆的第一部分具有最大的直径并且直接压配合安装至摇臂的第一孔口中。

20.根据权利要求19所述的发动机，其中，轴杆的第三部分具有最小的直径并且直接压配合安装至摇臂的第二孔口中。