CN106687668A - 再制造摇臂的方法和再制造摇臂 - Google Patents

Abstract

公开了一种再制造摇臂的方法，该摇臂具有限定了槽座部分的主体。该方法包括机加工槽座部分以移除磨损表面并形成构造成在其中容纳插入构件的底座。该方法还包括将插入构件设置在底座内并将插入构件联接至底座。

Description

再制造摇臂的方法和再制造摇臂

技术领域

本发明涉及一种摇臂，更具体地涉及一种再制造摇臂的方法。

背景技术

发动机通常包括多个摇臂，用于致动各种气阀机构部件，例如进气阀和排气阀，以及燃料喷射器。在发动机的正常运行期间，摇臂由凸轮轴控制以致动相应的进气阀、排气阀和燃料喷射器。这种摇臂还可以执行发动机制动功能。发动机制动系统可以致动对应于排气阀的摇臂以打开排气阀，以便实现发动机制动。此外，发动机制动系统还可以使用对应于燃料喷射器的摇臂来建立致动发动机制动系统所需的压力。通常，发动机制动系统的制动构件与摇臂接合，用于将油压建立到期望的水平。这可能导致摇臂的磨损。这种磨损可能对发动机制动性能具有不利影响。因此，摇臂可能需要进行更换。

美国专利No.2,425,394公开了一种发动机摇臂。发动机摇臂包括臂构件。臂构件包括多个片状金属层，在该多个片状金属层的一端设置有相对延伸的凸耳。轮毂位于端部之间。杯形构件设置有耳部，杯形构件刚性地固定到凸耳。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种再制造摇臂的方法，该摇臂具有限定了槽座部分的主体。该方法包括机加工槽座部分以移除磨损的表面，并且形成底座，该底座配置成在其中容纳插入构件。该方法还包括将插入构件设置在底座内并将插入构件联接至底座。

在本发明的另一方面，提供了摇臂。摇臂包括限定了槽座部分的主体。槽座部分被配置成在其中容纳制动构件。底座在其一端处限定在槽座部分内。摇臂还包括插入构件，该插入构件设置在槽座部分的底座内并且联接到槽座部分。插入构件包括配置成与制动构件接合的内表面。

在本发明的又一方面，提供了一种发动机。发动机包括发动机主体和设置在发动机主体中的发动机制动系统。发动机制动系统包括制动构件。摇臂枢转地设置在发动机主体中。摇臂包括限定了槽座部分的主体。槽座部分被配置成在其中容纳制动构件。底座在其一端处限定在槽座部分内。摇臂还包括插入构件，该插入构件设置在槽座部分的底座内并且联接到槽座部分。插入构件包括内表面，该内表面配置成与制动构件接合。

通过以下的说明和附图，本发明的其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是具有发动机制动系统的示例性发动机的示意性局部截面图；

图2是与发动机制动系统相关联的摇臂的透视图；

图3是沿图2的线A-A’截取的摇臂的局部剖视图，示出了具有磨损表面的槽座部分；

图4是根据本发明的实施例的摇臂的截面图，示出了配置成容纳插入构件的机加工的槽座部分；

图5是根据本发明的实施例的插入构件的透视图；

图6是根据本发明的实施例的摇臂的截面图，示出了其中设置有插入构件的槽座部分；以及

图7是根据本发明的实施例的再制造摇臂的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，这些具体实施例或特征的实例示出在附图中。在可能的情况下，在整个附图中将使用对应或相似的附图标记来指代相同或相应的部分。

图1示出了示例性的发动机100的局部截面图。在图1的实施例中，发动机100可以是配置成燃烧空气和燃料的混合物的压燃式发动机。燃料可以是液体燃料，例如柴油或汽油和/或气体燃料，例如压缩天然气(CNG)。在可选的实施例中，发动机100可以是火花点火发动机或本领域已知的任何多汽缸往复式内燃机。发动机100可以包括发动机主体102，其具有汽缸盖104和具有上表面(未示出)的汽缸体106。汽缸盖104可以安装在汽缸体106的上表面上。

汽缸体106可以包括一个或多个汽缸108。汽缸108可以包括可滑动地设置在汽缸108内的活塞(未示出)。在所示的实施例中，为了说明本发明，示出了处于直列式配置中一个汽缸108。然而，在各种其他实施例中，汽缸108可以布置成各种其他配置，例如V形配置。发动机100可以配置成用于应用，例如机动车辆、作业机器、机车或船舶应用。

汽缸108可设置有一个或多个进气阀(未示出)，其配置成选择性地供应空气，用于与汽缸108中的燃料一起燃烧。进气阀可以设置在汽缸盖104中。进气阀可以将形成在汽缸盖104中的进气口(未示出)与汽缸108流体连通，以便供应空气。在一个实例中，汽缸108可以设置有一对进气阀。每个阀可以联接到进气桥(未示出)。进气桥可以可操作地连接到进气摇臂(未示出)的第一端。此外，进气摇臂的第二端可配置成与设置在发动机100的凸轮轴120上的进气凸角(未示出)接合。进一步，进气摇臂可枢转地设置在轴118上，以基于凸轮轴120的旋转来致动进气桥。轴118可以固定地安装在汽缸盖104中以枢转地接收进气摇臂。在发动机100的正常运行期间，进气摇臂的第二端可以与凸轮轴120的进气凸角接合以致动进气阀。由此，空气可以通过进气口被接收至汽缸108内。

在图1的实施例中，凸轮轴120可以可旋转地设置在汽缸盖104中。然而，可以设想，凸轮轴120可以可旋转地设置在发动机100的任何位置处，例如在汽缸体106中。凸轮轴120可以经由传动(例如齿轮传动)与发动机100的曲轴(未示出)可操作地联接。

汽缸108还可以设置有一个或多个排气阀110。排气阀110可配置成在燃烧过程之后选择性地从汽缸108排出废气。排气口(未示出)可以形成在汽缸盖104中，以允许废气从汽缸108排出。在一个实例中，汽缸108可以设置有一对排气阀110。进一步，每个排气阀110可以联接到排气桥112。排气桥112可配置成联接到排气摇臂(未示出)的第一端。排气摇臂的第二端可进一步配置成与设置在凸轮轴120上的排气凸角(未示出)接合。此外，排气摇臂可枢转地设置在轴118上，以基于凸轮轴120的旋转来致动排气桥。在发动机100的正常运行期间，排气摇臂的第二端可以与凸轮轴120的排气凸角接合以致动排气阀110。由此，废气可以通过排气口排出汽缸108。

发动机100还可包括燃料供应系统124，以便将燃料供应到汽缸108用于燃烧。燃料供应系统124可以包括配置成容纳燃料的燃料储存器(未示出)。燃料供应系统124还可包括对应于每个汽缸108的至少一个燃料喷射器126。燃料喷射器126可以设置在汽缸盖104中并且配置成选择性地向汽缸108供应燃料。燃料喷射器126可以与燃料储存器流体连通，用于从燃料储存器接收燃料。

在所示的实施例中，可以为每个汽缸108设置一个燃料喷射器126。在其他实施例中，可以为每个汽缸108设置多个燃料喷射器126。燃料喷射器126可以连接到电连接器128。电连接器128可以进一步与控制器129通信。控制器129可以向电连接器128提供电信号以致动燃料喷射器126，从而选择性地向汽缸108供应燃料。

燃料喷射器126可包括喷射器尖端130和柱塞132，前者配置成将燃料喷射到汽缸108中，后者可滑动地设置在燃料喷射器126的壳体134内。柱塞132可以由弹簧135偏压并且配置成在壳体134内往复运动，以对容纳在其中的燃料加压。柱塞132还可以经由连接构件137可操作地联接到摇臂140的第一端136。摇臂140的第二端142可以配置成与凸轮轴120的凸角144接合。进一步，摇臂140可枢转地设置在轴118上，以基于凸轮轴120的旋转来致动燃料喷射器126的柱塞132。

发动机100可以包括示例性的发动机制动系统150。发动机制动系统150可以与每个汽缸108相关联，以根据需要选择性地在一个或多个汽缸108中施加制动。发动机制动系统150可包括设置在汽缸盖104上的制动器壳体152。发动机制动系统150可以经由电连接器154与控制器129通信。控制器129可以选择性地向一个或多个汽缸108提供电信号以引起发动机制动。制动器壳体152还可以经由流体管线158与发动机储油器156流体连通，用于接收油。从发动机储油器156接收油的压力可以小于通过发动机制动系统150引起制动所需的压力。增压机构160可以设置在制动器壳体152中，以增加容纳在制动器壳体152内的油的压力。增压机构160可包括限定在制动壳体152中的制动缸162。制动活塞164可以可滑动地设置在制动缸162内并且通过弹簧165偏压到缩回位置。进一步，制动活塞164可联接到制动构件168的第一端166。制动构件168的第二端170可以与限定在摇臂140中的槽座部分174的内表面172接触。槽座部分174可邻近摇臂140的第二端142设置。由于从发动机储油器156接收在制动缸162中的油，制动活塞164可以克服弹簧165的偏压从缩回位置被致动。可以设想，槽座部分174可以设置在与增压机构160相关联的摇臂140的第一端136和第二端142之间的任何位置。发动机制动系统150还可包括设置在制动器壳体152内的蓄能器176。蓄能器176可以配置成在引起发动机制动所需的压力下存储油。

在发动机100的正常运行期间，与凸轮轴120接合的摇臂140可以基于凸轮轴120的旋转而枢转地移动，以便将燃料喷射至汽缸108。另外，与槽座部分174接合的制动构件168还可相对于制动缸162往复运动，以对从发动机储油器156接收在制动壳体152中的油进行加压。然后，加压油可以存储在蓄能器176中，以在发动机制动系统150的运行期间供应。

发动机制动系统150还可包括可滑动地设置在制动器壳体152内的排气制动构件(未示出)。排气制动构件还可配置成与排气摇臂的表面接合。排气制动构件可以与蓄能器176流体连通。在发动机制动系统150的运行期间，排气制动构件可致动排气摇臂以从常闭位置打开排气阀110。排气阀110的打开可以从汽缸108排出压缩空气，从而引起发动机制动。

如上所述，发动机制动系统150仅仅是示例性的，并且发动机制动系统150可以在本发明的范围内以各种替代配置实施。例如，发动机制动系统150还可以包括各种其他部件，包括但不限于一个或多个阀和一个或多个压力调节器。这些部件可以液压地和/或电气地致动，用于调节和控制制动器壳体152内的油的流动。

图2示出了与发动机制动系统150相关联的摇臂140的透视图；摇臂140可包括限定了中心孔163的主体161。主体161可以在摇臂140的第一端136和第二端142之间延伸。在一个实施例中，摇臂140的主体161可以由具有至少洛氏15N 85的硬度的材料制成。然而，可以预期的是，摇臂140的材料的硬度可以基于设计要求从期望的硬度范围中选择。主体161可以包括顶表面167、一对侧表面169和底表面171。中心孔163可以沿着枢转轴线173在侧表面169之间延伸。进一步，中心孔163可配置成容纳设置在汽缸盖104中的轴118(图1所示)。在一个实施例中，轴承构件可以设置在中心孔163中，以将摇臂140可旋转地设置在轴118上。因此，摇臂140可配置成绕枢转轴线173枢转地运动。

摇臂140的主体161还可包括从中心孔163延伸的第一臂175。更具体地，第一臂175可以在枢转轴线173和第一端136之间延伸。孔177可以沿着轴线178邻近第一端136形成。进一步，孔177可以在摇臂140的顶表面167和底表面171之间延伸，以容纳连接构件137(如图1所示)。主体161还可包括第二臂180，其从中心孔163沿与第一臂175相反的方向延伸。更具体地，第二臂180可以在枢转轴线173和第二端142之间延伸。第二臂180可包括一对延伸部182。该对延伸部182中的每一个可以包括沿着轴线186的孔184。

参考图1和图2，滚子188可以容纳在孔184中并且可旋转地设置在该对延伸部182之间。滚子188可配置成与凸轮轴120的凸角144接合。基于凸轮轴120的旋转，凸角144可配置成绕枢转轴线173枢转地移动摇臂140。柱塞132因此可以往复运动，并且对容纳在燃料喷射器126中的燃料加压。加压燃料被供给到汽缸108。此外，槽座部分174邻近第二端142形成在摇臂140的顶表面167中。槽座部分174可包括内表面172，其被配置成容纳制动构件168的第二端170。内表面172可以包括从顶表面167朝向底表面171延伸的第一内表面190，以及与制动构件168的第二端170的表面191互补的第二内表面192。槽座部分174，如图2所示，可以包括磨损表面194。磨损表面194和槽座部分174的构造将在下文中参考图3进行详细描述。

图3示出了沿图2的线A-A’截取的摇臂140的局部剖视图。如图3所示，第二内表面192以虚线示出，用于参照第二内表面192示出磨损表面194。第一内表面190可以具有与顶表面167相邻的第一宽度‘D1’。第一内表面190的宽度从顶表面167开始减小。进一步，第一内表面190的宽度可以减小到第二宽度‘D2’。在一个实例中，第一内表面190可以具有围绕轴线195的基本为截顶的截头圆锥体形状。轴线195可以相对于顶表面167以角度‘β’倾斜，以与制动构件168成角度地对准。进一步，第二内表面192可以从第一内表面190朝向底表面171延伸。第二内表面192可配置成与制动构件168的相应表面191接合。在所示的实施例中，第二内表面192可以由槽座部分174的底部处的半球形凹陷限定。半球形凹陷可以被配置成与制动构件168的第二端170处的相应半球形部分的表面191接合。可以设想，内表面172的形状可以是与制动构件168的第二端170的形状互补的任何形状。此外，槽座部分174的第二内表面192可以关于轴线195对称。

在发动机100的正常运行期间，容纳在制动缸162中的油可以克服弹簧165的偏压而对制动活塞164施加力。另外，摇臂140可以对制动构件168施加力以对制动缸162中的油加压。制动构件168和摇臂140之间的接合可导致第二内表面192的磨损。随着制动构件168沿着轴线195的运动，第二内表面192可以沿着轴线195向下磨损。示出在距离第二内表面192为距离‘T’处的磨损表面194在本质上是示例性的，用于示出第二内表面192的磨损。距离‘T’在下文中可以被称为第二内表面192的磨损程度‘T’。第二内表面192的磨损‘T’的程度可以基于发动机制动系统150的操作周期、摇臂140和制动构件168的材料性质、由制动构件168施加的力的大小等变化。如果磨损程度‘T’超过可接受的限度，则可能影响发动机制动系统150的制动性能。摇臂140可能需要被重新制造以便与发动机制动系统150一起重复使用。下面详细描述摇臂140的再制造。

图4示出了根据本发明的实施例的摇臂140的截面图，该摇臂具有通过一个或多个机加工过程机加工的槽座部分174。磨损表面194(示出在图3中)可以被机加工以形成底座196。底座196可包括圆柱形底座部分197和与圆柱形底座部分197相邻的截头圆锥形底座部分198。圆柱形底座部分197和截头圆锥形底座部分198可被限定在底座196的高度‘H’内。圆柱形底座部分197可以从第一内表面190延伸并且可以沿着轴线195具有长度‘C1’。进一步，圆筒形底座部分197可以包括内周向表面193。截头圆锥形底座部分198可以从圆柱形底座部分197延伸并且可以沿着轴线195具有长度‘C2’。进一步，截头圆锥形底座部分198可以包括内周向表面189。加工过程可以包括磨削、钻孔、镗削、铰孔、铣削或其组合。由圆柱形底座部分197和截头圆锥形底座部分198限定的几何形状可被配置成容纳插入构件202，该插入构件202参考图5被详细描述。

图5示出了根据本发明的实施例的插入构件202的透视图。插入构件202可包括具有顶表面206的圆柱形部分204和邻近圆柱形部分204设置并具有底表面210的截头圆锥部分208。凹陷212可以形成在插入构件202的顶表面206中。由凹陷212限定的内表面214可以基本上类似于在初始的槽座部分174中限定的第二内表面192。另外，插入构件202的内表面214可进一步配置成与设置在制动构件168的第二端170处的表面191接合。在所示的实施例中，插入构件202的材料的硬度可以大于摇臂140的材料的硬度。在另一实施例中，插入构件202可由具有至少洛氏30N 77的硬度的材料制成。

参考图4和图5，圆柱形部分204可以包括基本上相当于长度‘C1’的长度‘M1’，以及被配置成与圆柱形底座部分197的内周向表面193接合的外表面218。类似地，截头圆锥部分208可以包括基本上相当于长度‘C2’的长度‘M2’，以及被配置成与截头圆锥形底座部分198的内周向表面189接合的外表面220。截头圆锥部分208的底表面210可以被配置成与截头圆锥形底座部分198的端部222处的表面199接合。因此，插入构件202的外部几何形状可被配置成与底座196的内部几何形状接合。

图6是根据本发明的实施例的摇臂140的截面图，示出了其中设置有插入构件202的槽座部分174。插入构件202可以与底座196对准并且联接到底座196。在本发明的实施例中，插入构件202可以通过压入配合联接到底座196。圆柱形部分204的外表面218可以与圆柱形底座部分197的内周向表面193接合。类似地，截头圆锥部分208的外表面218可以与截头圆锥形底座部分198的内周向表面189接合。在本发明的另一个实施例中，插入构件202可以通过焊接联接到底座196。

工业实用性

发动机通常包括用于致动排气阀和燃料喷射器的多个摇臂。摇臂还可以可操作地连接到发动机制动系统。对应于燃料喷射器的摇臂可以用于将油的压力增加到发动机制动系统的操作所需的期望水平。发动机制动系统的制动构件可以与摇臂接合以对油加压。这可能导致摇臂的磨损，从而影响发动机制动性能。因此，摇臂可能必须被再制造，以便与发动机制动系统一起重复使用。

本发明涉及再制造摇臂140的方法700。在步骤702，方法700包括机加工槽座部分174，以移除磨损表面194并形成底座196。底座196被配置成在其中容纳插入构件202。机加工槽座部分174可以包括机加工圆柱形底座部分197和机加工截头圆锥形底座部分198。在示例性机加工过程中，摇臂140可以被安装在与机床相关联的夹具上。机床可以是钻床、镗床、铣床、车床等中的一种。摇臂140可以通过例如螺栓连接、夹持和本领域已知的任何其他方法中的任何一种或组合固定到夹具。夹具可以位于机床的工作表面上。摇臂140可以以这样的方式安装在夹具上，使得槽座部分174的轴线195可垂直于工作表面对准。机器可以包括工具架，以保持切削工具。切削工具的中心轴线可以与槽座部分174的轴线195同轴地对准。然后，切削工具可用于在一个或多个加工阶段中形成圆柱形底座部分197和截头圆锥形底座部分198。还可预期的是，圆柱形底座部分197和截头圆锥形底座部分198可使用单独的机床进行加工。也可以进行另外的精加工工艺，例如珩磨。

在步骤704，方法700包括将插入构件202设置在底座196内。可以手动地操作插入构件202，或将其固定在电子控制工具中。插入构件202可以被引导位于槽座部分174上方。进一步，插入构件202可与底座196对准。然后，插入构件202可以设置在底座196内。

在步骤706，方法700包括将插入构件202联接到底座196。在本发明的另一个实施例中，插入构件202可以通过压入配合联接到底座196。在一个实例中，可以通过机器(例如，液压机)朝向槽座部分174的端部222驱动插入构件202，以在槽座部分174的端部222处抵靠表面199地将插入构件202的底表面210与表面199邻接。此外，可以在圆柱形部分204的外表面218与圆柱形底座部197的内周向表面193之间设置压入配合。类似地，可以在截头圆锥部分208的外表面220和截头圆锥形底座部分198的内周向表表面189之间提供压入配合。在本发明的另一个实施例中，插入构件202可以通过焊接联接到底座196。圆柱形部分204和截头圆锥部分208的外表面218、220可分别与圆柱形底座部分197和截头圆锥形底座部分198的内周向表面193、189对准并接合。此外，插入构件202的底表面210可以与端部222的表面199接合。在插入构件202与底座196接合之后，插入构件202可以通过焊接机器被焊接到槽座部分174。插入构件202可以通过任何已知的焊接方法，例如，电弧焊接，气体焊接等被焊接到底座196上。

在一个实施例中，插入构件202的材料的硬度可以高于摇臂140的材料的硬度。因此，插入构件202可以承受减少的磨损，并且导致再制造的摇臂的更长的操作寿命。此外，插入构件202的内表面214可以具有基本上类似于最初的第二内表面192的形状。而且，内表面214相对于槽座部分174的位置也可以类似于第二内表面192的位置。因此，内表面214与制动构件168的接合可保持不变。因此，方法700可以使具有磨损的现有摇臂能够被再制造，从而可在发动机中重复使用。例如，再制造的摇臂可以在发动机100中重复使用。与用新的摇臂更换现有的摇臂相比，这将是成本有效的。

虽然已经参照上述实施例具体示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员将理解，可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想多种其他的实施例，而不脱离所公开的精神和范围。这样的实施例应当被理解为落入根据权利要求及其任何等同物确定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种再制造摇臂的方法，所述摇臂具有限定了槽座部分的主体，所述槽座部分具有磨损表面，所述方法包括：

机加工所述槽座部分以移除所述磨损表面并形成底座，所述底座配置成在其中容纳插入构件；

将所述插入构件设置在所述底座内；并且

将所述插入构件联接至所述底座。

2.根据权利要求1所述的方法，其中机加工所述槽座部分包括：

机加工圆柱形底座部分，该圆柱形底座部分被配置成容纳所述插入构件的圆柱形部分；并且

机加工邻近所述圆柱形底座部分的截头圆锥形底座部分，所述截头圆锥形座部分被配置成容纳所述插入构件的截头圆锥部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述插入构件联接到所述底座包括将所述插入构件压入配合到所述底座。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述插入构件联接到所述底座包括将所述插入构件焊接到所述底座。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述底座被限定为邻近所述槽座部分的端部。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述插入构件的硬度大于所述摇臂的材料的硬度。

7.一种摇臂，包括：

限定了槽座部分的本体，所述槽座部分被配置成在其中容纳制动构件；

在其一端处限定在所述槽座部分内的底座；以及

插入构件，其设置在所述槽座部分的所述底座部内，并且联接到所述槽座部分，所述插入构件具有配置成与所述制动构件接合的内表面。

8.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述插入构件包括：

圆柱形部分；和

邻近所述圆柱形部分设置的截头圆锥部分。

9.根据权利要求8所述的摇臂，其中，所述底座包括：

圆柱形底座部分，该圆柱形底座部分被配置成容纳所述插入构件的所述圆柱形部分；和

邻近所述圆柱形底座部分的截头圆锥形底座部分，所述截头圆锥形座部分被配置成容纳所述插入构件的所述截头圆锥部分。

10.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述插入构件压入配合到所述底座。

11.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述插入构件被焊接到所述底座。

12.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述槽座部分从所述主体的顶表面延伸。

13.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述插入构件的硬度大于所述摇臂的材料的硬度。

14.根据权利要求13所述的摇臂，其中所述摇臂的材料具有洛氏15N85的硬度。

15.根据权利要求13所述的摇臂，其中所述插入构件的材料具有至少洛氏30N 77的硬度。