CN107100693B - 气门桥组件和配气机构总成 - Google Patents

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Abstract

一种用于配气机构总成(1)的气门桥组件，所述气门桥组件包括：气门桥(27)；靠近所述气门桥(27)的第一端部形成的第一空腔(45)；安置在该第一空腔(45)内以接合第一气门杆(29a)的液压间隙调节器(HLA)(47)，其中所述液压间隙调节器(47)包括用于接合所述第一气门杆(29a)的第一接触面(47a)，其中所述第一接触面(47a)是弯曲的。

Description

气门桥组件和配气机构总成
技术领域
本申请是国际申请日为2013年7月1日、发明名称为“气门桥”、国家申请号为201380034885.0的专利申请的分案申请。
本发明涉及用在配气机构总成中的气门桥。尤其是但非唯一地，本发明涉及用在配气机构总成中的、提供压缩发动机制动功能的气门桥。
背景技术
除轮制动装置外，压缩发动机制动装置一般还作为辅助制动装置被用在由重型或中型的柴油发动机提供动力的较大型的运输工具如卡车上。压缩发动机制动系统被布置成在被启动的情况下当缸内活塞靠近其压缩行程的上死点中心位置时产生发动机气缸排气门的额外开启，从而经排气门释放压缩空气。这造成发动机起到减缓运输工具速度的耗功空压机的作用。
在与压缩发动机制动系统连用的典型的配气机构总成中，排气门被摇臂驱动，该摇臂通过气门桥接合排气门。摇臂响应于在转动的凸轮轴上的凸轮摇摆并下压气门桥，气门桥本身下压排气门以打开排气门。液压间隙调节器也可以设置在该配气机构总成内用于消除在配气机构总成内的组成部件之间出现的任何间隙(即空隙)。
因此，需要改进的气门桥，尤其是但非唯一地需要一种能与压缩发动机制动系统连用的气门桥。
发明内容
根据本发明，提供一种气门桥。
在靠近气门桥一端形成的空腔内设置带有液压间隙调节器的气门桥保证了特别紧凑且节省空间的布局，其能够针对配气机构内的间隙做出调节。
根据本发明，还提供一种配气机构总成。
附图说明
图1是配气机构总成的平面示意图。
图2是配气机构总成的一部分的横剖侧视示意图。
图3是表示气门桥的横剖侧视示意图。
图4a是气门桥的组成部件的透视图。
图4b是所述组成部件的横剖视图。
图5是夹箍件的透视图。
图6是排气制动摇臂和气门桥的横剖侧视示意图。
图7是排气制动摇臂和气门桥的侧视示意图，以横剖视图示出了致动器的一部分。
图8示出了致动器的组成部件。
图9a示出了在第一形态中的致动器和发动机制动腔体。
图9b示出了在第二形态中的致动器和发动机制动腔体。
图10示出了气门升程与曲轴转动关系的曲线图。
图11示出了替代的配气机构总成的一部分的横剖侧视示意图。
具体实施方式
图1和图2示意性示出了配气机构总成1，其包括进气摇臂3、排气摇臂5和发动机制动摇臂7，它们全都平行安装以便在同一个摇臂轴9上枢转运动。本领域技术人员将认识到，配气机构总成1是所谓的‘偏置气门’总成。每个所述摇臂3、5、7在一端包括各自可转动安装的滚子11、13和15。进气摇臂的滚子11用于接合进气凸轮(在附图中看不到)，排气摇臂的滚子13用于接合排气凸轮(在附图中看不到)，而发动机制动摇臂的滚子15用于接合发动机制动凸轮(在附图中看不到)，这些凸轮安装在同一个凸轮轴20上。
如图2所示，排气摇臂5在其另一端配设有插接头21，该插接头位于排气摇臂象脚25的互补成形的窝座23内。排气摇臂象脚25接合操作发动机气缸33的一对排气门29、31的排气摇臂气门桥27。
相似地，进气摇臂3在其另一端配设有插接头(未示出)，该插接头位于进气摇臂象脚(在附图中看不到)的互补成形的窝座(在附图中看不到)内。该进气摇臂象脚接合操作发动机气缸33的一对进气门39、41的进气摇臂气门桥37。
在正常的动力发动机操作中(即当发动机正产生动力冲程时)，进气凸轮的凸角(未示出)使进气摇臂3绕摇臂轴9枢转以向下推动进气门桥37和进而推动进气门39、41，以便针对发动机周期的进气部分来打开它们。同样，在发动机周期的后面一段时间内，排气凸轮的凸角(未示出)使排气摇臂5绕摇臂轴9枢转以向下推动气门桥27和进而排气门29、31，以便针对发动机周期的排气部分来打开它们。与过去一样，所有气门29、31、39、41配设有气门回位弹簧(未示出)，所述气门回位弹簧被偏置以便当相关的凸轮凸角脱离与其相应的滚子11、13的接合时使气门29、31、39、41回到其关闭位置。
如图2和图3所示，排气门桥27在第一端包括空腔45，该空腔内设置有液压间隙调节器(HLA)47。如图2所示，在一端7a，排气摇臂7配设有接触液压间隙调节器47的发动机制动控制腔体112。如以下将更详细解释地，控制腔体112能可选择地配置在发动机制动‘开通’形态或者发动机制动‘关闭’形态中。在发动机制动‘开通’形态中，发动机制动摇臂7响应于转动的发动机制动凸轮(未示出)的枢转下压HLA，该HLA又下压排气门29，其每个发动机周期有一次地造成排气门29的附加气门升程，从而产生发动机制动动作。相比之下，在发动机制动‘关闭’形态中，发动机制动摇臂7的枢转被发动机制动控制腔体112的“空动行程”所吸收，因而禁止排气门29的附加气门升程。
液压间隙调节器47包括具有闭合端51和敞开端53的外主体49并且在闭合端51和敞开端53之间限定出纵向孔55。闭合端51用于接合气门29的气门杆29a。柱塞机构57能来回滑动地安装在孔55内且其上端在孔55的上方延伸。
柱塞机构57和外主体49在它们之间限定出靠近孔55底部(即靠近HLA47底部)的第一油压腔60。在柱塞机构57底部处的开孔62容许油从柱塞机构57内的第二油压腔64或者储油腔流入到第一油压腔60。保持油从发动机供油装置(未示出)通过一连串相连的供油管路50被供给第二油压腔64，所述供油管路穿过摇臂轴9、排气摇臂5、象脚25和排气门桥27形成。
在开孔62的下方设有球阀，该球阀包括被壳体70限制并被弹簧72偏压到关闭该开孔62的位置的止回球68。柱塞机构57被保持在第一油压腔60内的弹簧74偏压伸出该外主体49。
在使用中，弹簧74通过将柱塞机构57推压出外主体49而伸展液压间隙调节器47的整个长度，以收紧已形成在配气机构总成1内的任何间隙。在此运动过程中，油从第二油压腔64经开孔62流入到第一油压腔60中。当压力被施加到HLA47的上端时，柱塞机构57的内缩运动被第一油压腔60内的高油压所禁止。第一油压腔60内的油因所述球68而无法流回到第二油压腔64。就像标准做法，油能通过在孔55的表面和柱塞机构57的外表面之间的泄漏而逸出第一油压腔60，但这只能很缓慢地发生(尤其如果油是冷的)，因为孔55和柱塞机构57是按照紧公差制造的以限制油流动。
HLA47通过伸展来补偿气门间隙，以消除两个气门前端上的所有间隙。为此，HLA47将伸展，直到排气门桥27的上表面接触到象脚25的下表面并与该象脚下表面对齐，而HLA47的下表面没有任何间隙地落座在气门29前端上，支承件80的另一接触面没有任何间隙地落座在气门30前端上。
在已经移动而消除所有间隙之后，排气门桥27将不一定是水平的，因此缘故，在此例子中，HLA47的下表面47a以球面的一部分或较大曲率半径形式形成，另外，排气门桥27能绕容置在排气门桥27的一端的开孔中的支承件80枢转运动地安装。下表面47a的曲率半径有助于保证在下表面47a和气门29前端之间保持良好接触，尤其当气门桥27并非水平时，并且该接触远离气门29前端的边缘。
如图4a和图4b所示，支承件80包括大致呈管状的管状体84，该管状体具有一对突耳84a，其从管状体84的每一端伸出一个。该管状体还配设有穿过在使用中大体向下(就附图而言)的部分表面形成的盲孔86。横截面大致呈圆形的孔86容纳气门31的气门前端31a。孔86的直径仅略大于该气门前端的直径，从而该气门前端在孔86内与限定出落座在气门30前端上的另一接触面的孔86的盲端紧密配合。
在此例子中，排气门桥27绕支承件80的枢转有助于保证在气门桥27并非水平时在支承件80和气门30前端之间保持良好接触。在替代实施例(未示出)中，气门桥27不包括支承件80，相反，为了保持与气门30前端的良好接触，气门桥27配设有固定的气门前端接触面(即气门桥27无法绕之枢转的表面)，类似于HLA47的下表面47a的该气门前端接触面以球面部段或者较大曲率半径形式形成。
排气门桥27还配设有如图5具体所示的夹箍90，夹箍帮助将气门桥27保持就位在气门29、30的前端上。夹箍90包括底部段92、第一侧部段94和第二侧部段96，第一和第二侧部段在底部段92的任一侧配置一个并且从底部段92大体垂直突出。底部段92的一端从第一侧部段94和第二侧部段96延伸出并且分成第一部分97a和第二部分97b，这两个部分通过大致呈C形的横连件98一体相连。在其另一端，第一侧部段94和第二侧部段96悬伸到底部段92外，第一侧部段94和第二侧部段96均配设有一对同心开口100中的各自一个。如图7最清楚所示，夹箍90夹紧到排气门桥27上，管状体84的每个突耳84a容纳在各自一个所述开孔100内，在排气门桥27的第一端上的凸起102接触C形横连件98的底面。
现在参见图6和图7，发动机制动摇臂7在一端7a包括装有发动机制动控制腔体112的空腔110。相似的腔体在我们的申请WO2011/015603中有描述。发动机制动控制腔体112可通过致动器120被配置在发动机制动‘开通’形态或者发动机制动‘关闭’形态中。在发动机制动‘开通’形态中，发动机制动摇臂7的响应于转动的发动机制动凸轮(未示出)的枢转在每个发动机周期有一次地造成排气门29的附加气门升程，以产生发动机制动动作。相比之下，在发动机制动‘关闭’形态中，发动机制动摇臂7的枢转通过发动机制动控制腔体112的“空动行程”被吸收，因而排气门29的附加气门升程被禁止。
发动机制动控制腔体112包括第一空心件122、第二空心件124、推压件126和弹簧128。致动器120使第二空心件124转动以将发动机制动控制腔体112配置在发动机制动‘开通’形态或者发动机制动‘关闭’形态中。第一空心件122配设有阻止第一空心件122转动的限位销123。第一空心件122的敞开端面向第二空心件124的敞开端，从而第一空心件122和第二空心件124限定出弹簧128所处的内腔130。推压件126沿制动腔体112的纵轴线穿过腔室130设置并包括上端和下端，该上端穿过在第一空心件122的闭合端内形成的孔，该下端穿过在第二空心件124的闭合端内形成的孔。第一和第二空心件的敞开端为绕其周向的细圆齿状，每一个均包括一连串交替的凸部和凹部。
致动器120包括缸140，该缸设于摇臂7的一侧并容纳有活塞142，该活塞在发动机制动关闭位置和发动机制动开通位置之间能往复运动地安装在缸内，在发动机制动关闭位置上该活塞完全收缩，在发动机制动开通位置上该活塞完全伸展。致动器120还包括回位弹簧144，其安置在缸140内并被布置成将活塞142偏压向发动机制动开通位置。活塞142包括伸出缸140外且例如用铆钉被固定至平面环件146上的一端。如图8最清楚所示，平面环件146包括中心六角形孔148，第二空心件124穿过该中心六角形孔。环件146还包括围绕其周向间隔开的三个弧形槽150，各有一个导销152穿过每一个弧形槽。每个导销152被固定在摇臂7中并从摇臂7向下延伸。环件146还包括孔156，环件可借助所述孔例如通过铆钉被固定至活塞142。
在如图9a所示的无效发动机制动‘开通’形态中，第一空心件122的敞开端的每个凸部122a面向第二空心件124的敞开端的凸部124a，每个导销152处于其槽150的第一端(图9a所示的右端)。
在发动机制动处于开通时的发动机工作过程中，凸轮轴每转动一圈有一次地，该发动机制动凸轮的凸角(未示出)使排气制动摇臂7绕摇臂轴9枢转，从而第一空心件122下压第二空心件124，第二空心件又使推压件126下压HLA47(即腔体动作像一个整体)。于是，HLA47下压排气门29，排气门29打开而产生与活塞压缩冲程时间吻合的发动机制动动作。当排气凸轮凸角脱离与相关滚子的接合时，气门回位弹簧(未示出)使排气门29返回其关闭位置。
如图2所示，偏置机构48如片簧被布置成当发动机制动摇臂7在发动机制动动作过程中向下作用于HLA47时向上偏压气门桥27，以保持气门桥27和象脚25之间的接触，从而在供油路径75中不存在中断(中断将会允许空气进入供油路径)。在此例子中，偏置机构48落座在气门弹簧挡座48a上。
为了停动发动机制动系统，发动机控制系统(未示出)通过在发动机制动摇臂7内形成的供流路径141(如图2最佳所示)供应液压流体(如油)至缸140，该缸使活塞142从其收缩位置移动至其伸展位置。活塞142使环件146和进而第二空心件124移动至如图9b所示的形态，其中每个导销152处于其各自槽150的第二端(如图9b所示的最前方销的左端)并且第一空心件122的敞开端的每个凸部122a面向第二空心件124的敞开端的凹部且第一空心件122的敞开端的每个凹部面向第二空心件124的敞开端的凸部124a，因此在这两个空心件122和124之间有空隙。
在发动机制动处于关闭时的发动机工作过程中，当发动机制动凸轮的凸角(未示出)使排气制动摇臂7绕摇臂轴9枢转时，第一空心件122和环件146相对于保持固定不动的第二空心件124运动。第一空心件122和第二空心件124在此运动过程中保持不接触，即使在排气摇臂行程末段，因此没有力施加在推压件126上，进而排气门29不打开。当排气制动摇臂7返回其初始位置时，第一空心件122和环件146回到其初始位置，第一空心件122在回位弹簧130的作用下。应该认识到，图9b示出了在排气摇臂7空动行程末段(即当第一空心件122相对于第二空心件124完全缩回时)的发动机制动控制腔体112。
致动器102配设有安全止回阀143，安全止回阀143被偏置到关闭位置，但在缸140内的、当活塞142有时被撞回到缸140中时所造成的增强流体压力下打开。安全止回阀在这样的情况下释放增强的流体压力，由此避免液压锁死。
图10示出了气门升程与曲轴转动之间的关系，排气制动升程标为300。排气门的由排气摇臂5造成的标准排气升程标为301，而进气门39、41的由进气摇臂3造成的标准进气升程标为302。
图11示出了一个替代实施例，在这里没有单独的排气制动摇臂，相反，发动机制动腔体112容置在排气摇臂5的一端内。在此实施例中，推压件126被连接至落座在排气门桥27上的象脚25。滚子13接触包括单凸轮轮廓200的排气凸轮，该单凸轮轮廓包含主排气门升程和较小的排气制动升程。在工作中，当发动机制动腔体122处于发动机制动‘开通’形态时，凸轮轴每转一圈有一次地，单凸轮轮廓200使排气制动摇臂5绕摇臂轴9枢转，从而发动机制动腔体通过象脚25下压气门桥27以打开排气门29和30，从而产生与活塞压缩冲程时间吻合的发动机制动动作。当排气凸轮凸角脱离与滚子的接触时，排气门29、30在气门回位弹簧(未示出)的作用下关闭。于是，在凸轮轴转动中的随后阶段，单凸轮轮廓200使排气制动摇臂5绕摇臂轴9枢转，从而在发动机周期的排气部分中有排气门29、30的主升程。
在发动机制动处于关闭时的发动机工作过程中，当单凸轮轮廓200接触滚子而在将会在发动机制动‘开通’形态中产生发动机制动动作的周期部分中造成排气摇臂5绕摇臂轴9枢转时，就像利用上述实施例那样，第一空心件122和环件146相对于在摇臂5的整个运动过程中保持固定不动的第二空心件124自由运动，因而没有力传递至排气门29和30，排气门保持关闭。接着，在凸轮轴转动的随后阶段，当单凸轮轮廓又使排气制动摇臂5绕摇臂轴9枢转时，第一空心件122进一步运动且被置入与第二空心件124的啮合接触中。结果，第一空心件122和第二空心件124于是作为一整体动作，并且当摇臂5继续其向下行程时，力被传递给排气门29和30，其打开并产生主排气门动作。
以上实施例应被理解为只是本发明的示范例。可以想到本发明的其它实施例。例如，虽然已经就被用在提供发动机制动功能的配气机构中的气门桥而言描述了这些实施例，但这不一定如此。实现本发明的气门桥可被用于实现除上述那些动作之外的气门升程动作。另外，也可以在不超出如所附权利要求书限定的本发明范围的情况下实施以上未描述的等同和修改。

Claims (6)

1.一种用于配气机构总成(1)的气门桥组件，所述气门桥组件包括：
气门桥(27)；
靠近所述气门桥(27)的第一端部形成的第一空腔(45)；
安置在该第一空腔(45)内以接合第一气门杆(29a)的液压间隙调节器 (47)，其中所述液压间隙调节器(47)包括用于接合所述第一气门杆(29a)的第一接触面(47a)，其中所述第一接触面(47a)是弯曲的并且设置在第一空腔(45)中，
第二接触面，其固定地形成在所述气门桥(27)的第二端部处以接合第二气门杆，其中所述第二接触面是弯曲的，其中所述液压间隙调节器(47)构造成消除与弯曲的所述第一和第二接触面接触的气门前端上的所有间隙。
2.根据权利要求1所述的气门桥组件，其中，弯曲的所述第二接触面基本上是部分球形的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的气门桥组件，其中，弯曲的所述第一接触面基本上是部分球形的。
4.一种配气机构总成，包括权利要求1至3中任一项所述的气门桥组件。
5.根据权利要求4所述的配气机构总成，还包括枢转安装的第一摇臂，所述第一摇臂用于接合所述气门桥并响应于转动的第一凸轮而枢转以在一发动机周期中造成第一气门升程动作。
6.根据权利要求5所述的配气机构总成，其中，所述第一气门升程动作是发动机制动气门动作。
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