CN107787394A - 用于具有简易闩锁控制的内部废气再循环的切换摇臂 - Google Patents

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CN107787394A CN201680037136.7A CN201680037136A CN107787394A CN 107787394 A CN107787394 A CN 107787394A CN 201680037136 A CN201680037136 A CN 201680037136A CN 107787394 A CN107787394 A CN 107787394A
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马修·文斯
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Abstract

根据本公开的一个示例构造的切换摇臂包括外臂，内臂，闩锁，滚子，第一空动弹簧和第二空动弹簧。外臂具有第一外侧臂，第二外侧臂，外臂第一端和外臂第二端。第一外侧臂具有第一腿部保持突出部。第二外侧臂具有第二腿部保持突出部。内臂枢转地固定到外臂并且具有闩锁孔，第一内侧臂，第二内侧臂，内臂第一端和内臂第二端。内臂第一端具有第一指状件，第二细化物，第一毂和第二毂。

Description

用于具有简易闩锁控制的内部废气再循环的切换摇臂
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月29日提交的印度临时申请第1943/DEL/20 15号的优先权，其全部内容通过引用并入，如同在本文中阐述。
技术领域
本公开总体上涉及内燃式发动机中的切换滚指从动件或摇臂。
背景技术
可变气门致动(VVA)技术已被引入和记录。一种VVA装置可以是可变气门升程(VVL)系统，例如在通过引用完整并入本文的名称为“单凸角暂停摇臂(Single LobDeactivating Rocker Arm)”的美国专利8,215,275中所述的气缸暂停(CDA)系统，或其它阀致动系统。开发了这样的机构来改善性能，燃油经济性，和/或减少发动机的排放。VVA摇臂组件的几种类型包括外摇臂中的内摇臂，其用扭簧一起偏压。
切换摇臂允许通过在闩锁和未闩锁状态之间交替来控制阀致动。当处于闩锁位置时，闩锁使内和外摇臂两者作为单个单元移动。当未闩锁时，允许摇臂彼此独立地移动。在一些情况下，这些臂可以接合不同的凸轮凸角，如低升程凸角、高升程凸角和无升程凸角。需要机构以便以适合于内燃式发动机操作的方式切换摇臂模式。
本文提供的背景描述是为了大体上呈现本公开的背景的目的。当前具名的发明人的工作，在该背景部分中描述的范围以及在提交时可能不另外作为现有技术的描述的方面，既不被明确地也不隐含地承认为本公开的现有技术。
发明内容
根据本公开的一个示例构造的切换摇臂包括外臂，内臂，闩锁，滚子，第一空动弹簧和第二空动弹簧。所述外臂具有第一外侧臂，第二外侧臂，外臂第一端部和外臂第二端部。所述第一外侧臂具有第一腿部保持突出部。所述第二外侧臂具有第二腿部保持突出部。所述内臂枢转地固定到所述外臂并且具有闩锁孔，第一内侧臂，第二内侧臂，内臂第一端部和内臂第二端部。所述内臂第一端部具有第一指状件，第二指状件，第一毂和第二毂。所述闩锁在所述闩锁孔处可滑动地连接到所述内臂，并且配置成选择性地延伸以接合所述外臂。所述滚子和轴承配置在所述内臂上。所述第一空动弹簧和所述第二空动弹簧安装在相应的第一毂和第二毂上并且配置成偏压所述内臂。所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧均具有第一腿部和第二腿部。所述第一空动弹簧的所述第一腿部接合所述第二腿部保持突出部。所述第一空动弹簧的所述第二腿部接合所述第二指状件。所述第二空动弹簧的所述第一腿部接合所述第一腿部保持突出部。所述第二空动扭簧的所述第二腿部接合所述第一指状件。所述内臂的所述第一指状件和所述第二指状件以及所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部全部位于(i)所述第一毂和所述第二毂和(ii)所述轴承之间。
根据附加特征，所述切换摇臂还包括配置在所述外臂上的滑垫。所述滚子和所述轴承配合以适应主升程，并且所述滑垫配置成适应副升程。所述闩锁以及所述第一扭簧和所述第二扭簧位于所述内臂第一端部处。所述内臂还包括布置在所述内臂第一端部处的承窝和位于所述内臂第二端部处的阀垫。枢轴可旋转地联接所述内臂和所述外臂。所述外臂第二端部大致在所述枢轴上方在与所述阀垫大致相反的方向上延伸。所述承窝配置成接收双进给液压余隙调节器的球状柱塞端部。
根据其它特征，所述内臂还包括配置成选择性地接合所述外臂的后止动器。所述第一空动弹簧和所述第二空动弹簧两者的第一端部和第二端部不与所述外臂第一端部接合。所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧具有安装在相应的第一毂和第二毂上的相应的线圈部分。所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部均大致呈具有相应延伸部的钩的形状。所述第一空动弹簧的所述第一腿部位于所述第一外侧臂和所述第一腿部保持突出部的延伸部之间。所述第二空动弹簧的所述第二腿部位于所述第二外侧臂和所述第二腿部保持突出部的延伸部之间。
根据本公开的另一示例构造的切换摇臂包括外臂，内臂，闩锁，滚子和轴承，第一空动扭簧和第二空动扭簧，以及枢轴。所述内臂枢转地固定到所述外臂并且具有闩锁孔。所述内臂具有第一内侧臂，第二内侧臂，具有承窝的内臂第一端部和具有阀垫的内臂第二端部，所述内臂第一端部具有第一指状件，第二指状件，第一毂和第二毂。所述闩锁在所述闩锁孔处可滑动地连接到所述内臂，并且配置成选择性地延伸以接合所述外臂。所述滚子和轴承配置在所述内臂上。所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧安装在相应的第一毂和第二毂上并且配置成偏压所述内臂。所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧均可以具有第一腿部和第二腿部。所述第一空动弹簧的所述第一腿部接合所述第二腿部保持突出部。所述第一空动弹簧的所述第二腿部接合所述第二指状件。所述第二空动弹簧的所述第一腿部接合所述第一腿部保持突出部。所述第二空动扭簧的所述第二腿部接合所述第一指状件。所述枢轴可旋转地联接所述内臂和所述外臂。所述外臂第二端部大致在所述枢轴上方在与所述阀垫大致相反的方向上延伸。
根据其它特征，所述内臂的所述第一指状件和所述第二指状件以及所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部全部位于(i)所述第一毂和所述第二毂和(ii)所述轴承之间。滑垫配置在所述外臂上。所述滚子和所述轴承配合以适应主升程。所述滑垫配置成适应副升程。所述闩锁以及所述第一扭簧和所述第二扭簧位于所述内臂第一端部处。所述承窝配置成接收双进给液压余隙调节器的球状柱塞端部。所述内臂还包括配置成选择性地接合所述外臂的后止动器。所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧两者的第一端部和第二端部不与所述外臂第一端部接合。
根据另外的其它特征，所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧具有安装在相应的第一毂和第二毂上的相应的线圈部分。所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部均大致呈具有相应延伸部的钩的形状。所述空动弹簧的所述第一腿部位于所述第一外侧臂和所述第一腿部保持突出部的延伸部之间。所述第二空动弹簧的所述第二腿部位于所述第二外侧臂和所述第二腿部保持突出部的延伸部之间。
附图说明
从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的一个示例构造的示例性切换摇臂的俯视透视图；
图2是图1的切换摇臂的仰视透视图；
图3是图1的切换摇臂的分解图；
图4是图1的切换摇臂的侧视图；
图5是图1的切换摇臂的俯视图；
图6是图1的切换摇臂的第一端视图；
图7是图1的切换摇臂的第二端视图；
图8是沿着图5的线8-8截取的截面图；以及
图9是沿着图5的线9-9截取的截面图。
具体实施方式
参考图1-9，根据本公开的一个示例构造的示例性切换摇臂组件被示出并且大体上以附图标记10标识。切换摇臂组件10可以是紧凑凸轮驱动的单凸角气缸暂停(CDA-1L)切换摇臂，其安装在活塞驱动的内燃式发动机上，并且用双进给液压余隙调节器(DFHLA)12(图8)和油控制阀(OCV)的组合致动。切换摇臂组件10可以由单凸角凸轮接合。切换摇臂组件10可以包括内臂22和外臂24。内臂22大体上包括第一内侧臂22a，第二内侧臂22b，内臂第一端部22c和内臂第二端部22d。外臂24大体上包括第一外侧臂24a，第二外侧臂24b，外臂第一端部24c和外臂第二端部24d。外臂24还限定了闩锁孔25(图8)。
从以下讨论将领会，内臂22和外臂24可以锁定在一起，使发动机阀打开并允许气缸像在标准气阀机构中那样操作。如图8中进一步所示，内臂22可以具有布置在内臂第二端部22d处并配置成接合阀27的阀垫26。内臂22还可以包括布置在内臂第一端部24c处并配置成接收DFHLA 12的球状柱塞端部29的承窝28。承窝28和球状柱塞端部29可以允许在所有方向上的运动的旋转自由度。这可以在某些操作模式下允许球状柱塞端部的侧向和可能不对称的加载。
DFHLA 12具有两个油口。下油口提供余隙补偿，并且类似于标准HLA进给发动机油。称为切换压力口的上油口提供来自OCV的控制油压与闩锁组件32之间的管路。闩锁组件32包括闩锁销34和偏压构件36。当闩锁销34被接合(沿着闩锁孔25向外延伸)时，内臂22和外臂24像标准摇臂一样一起操作以打开发动机阀。内臂22包括大致布置在内臂第一端部22c处的后止动器38，其配置成接合外臂24。在无升程(未闩锁)位置，内臂22和外臂24可以独立地移动以使气缸能够暂停。在共同拥有的美国专利第8,915,225号中可以找到DFHLA12的操作的附加描述，其内容明确地通过引用并入本文。
第一和第二空动扭簧40和42被包含以偏压内臂22的位置，使得其始终保持与凸轮轴凸角的连续接触。特别参考图3，第一扭簧40具有第一腿部40a，第二腿部40b和线圈部分40c。第二扭簧42具有第一腿部42a，第二腿部42b和线圈部分42c。外臂24具有第一腿部保持突出部44a和第二腿部保持突出部44b。第一和第二腿部保持突出部44a、44b均大致呈具有相应的延伸部44c和44d的钩的形状。内臂22具有第一指状件46a和第二指状件46b。第一扭簧40的第一腿部40a接合第二腿部保持突出部44b，而第一扭簧的第二腿部40b接合第二指状件46b。第二扭簧42的第一腿部42a接合第一腿部保持突出部44a，而第二扭簧的第二腿部42b接合第一指状件46a。具体地，第一腿部40a位于第一外侧臂24a和延伸部44c之间，而第二腿部40b位于第二外侧臂24b和延伸部44d之间。内臂第一端部22c包括接收相应的线圈部分42c和40c的毂48a和48b。
内臂22和外臂24两者都安装到枢轴50。枢轴50可以邻近摇臂组件10的第一端部52定位，其将内臂22固定到外臂24，同时当摇臂组件10处于暂停状态时也允许围绕枢轴50枢转的旋转自由度。选择性地联接内和外臂22和24的闩锁组件32布置在摇臂组件10的相对的第二端部54上。除了将独立的枢轴50安装到外臂24和内臂22的所示示例之外，枢轴50还可以与外臂24或内臂22成一体。摇臂组件10可以包括具有滚子62的轴承60，所述滚子在第一和第二内侧臂22a和22b之间安装在轴承轴64上，在摇臂组件10的正常操作期间，所述轴承轴用于将能量从旋转凸轮传递到摇臂组件10。
切换摇臂组件10的配置提供了紧凑的设计。在这方面，内臂22的第一和第二指状件46a和46b以及第一和第二腿部保持突出部44a和44b位于毂48a、48b和轴承60之间(如图5中最佳地所示)。而且，闩锁组件32以及第一和第二扭簧40、42都位于内摇臂22的相同端部(内臂第一端部22c)处。另外，外臂第二端部24d大致在枢轴50上方在与阀垫大致相反的方向上而不是在内臂第二端部22d的前方延伸，提供进一步的封装优点。
切换摇臂组件10通过在将副升程曲线传递到阀时引起一个升程曲线的空动而实现阀升程的可变性，反之亦然。通常，闩锁销或连接机构被严格控制以最小化间隙对阀升程的影响。然而，取决于副阀升程的应用和目的，并不是所有的设计都需要严格控制。在一个这样的应用中，与接口臂的闩锁间隙对阀没有较宽的显著影响。可以实现该配置的设计在制造过程中具有最佳的要求。在紧凑性、成本和更好的运动性能方面也有好处，进一步优化摇臂参数设计。
由于应用工作循环，摇臂组件10实现了滚子60中的主阀升程和滑垫80a和80b中的副阀升程。当发动机工作循环需要时，采用正常非闩锁设计来选择性地使用副阀升程。内臂22容纳轴承60和滚子62，而外臂24在凸轮接口区域中包围滑垫80a和80b。枢轴50连接内臂22和外臂24两者，并且放置在发动机阀的顶部上。内臂22安装在液压余隙调节器12上方，并且以切向接触与余隙调节器12的球窝区域接口(图8)。
闩锁销组件32位于摇臂组件10的第二端部54处，在内臂第一端部22c处向外、远离摇臂组件10延伸以用于闩锁。在这方面，闩锁销组件32与弹簧40和42布置在相同侧。与现有技术配置相比，该配置提供了改进的封装布局。摇臂组件10包括用于改善运动学的紧凑设计。摇臂组件10在阀上提供减小的质量以改善动力。主要摇杆事件是用于优化摩擦的滚子设计。整体摇臂封装专门针对给定的发动机进行优化。
为了说明和描述的目的提供了示例的前述描述。这并不旨在穷举或限制本公开。特定示例的单独的元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下是可互换的，并且可以在选定的示例中使用，即使没有具体示出或描述。其也可以以许多方式变化。这样的变化不应当被视为脱离本公开，并且所有这样的修改旨在包括在本公开的范围内。

Claims (21)

1.一种切换摇臂，其包括：
外臂，所述外臂具有第一外侧臂，第二外侧臂，外臂第一端部和外臂第二端部，所述第一外侧臂具有第一腿部保持突出部，所述第二外侧臂具有第二腿部保持突出部；
内臂，所述内臂枢转地固定到所述外臂并且具有闩锁孔，所述内臂具有第一内侧臂，第二内侧臂，内臂第一端部和内臂第二端部，所述内臂第一端部具有第一指状件，第二指状件，第一毂和第二毂；
闩锁，所述闩锁在所述闩锁孔处可滑动地连接到所述内臂，并且配置成选择性地延伸以接合所述外臂；
配置在所述内臂上的滚子和轴承；
第一空动扭簧和第二空动扭簧，所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧安装在相应的第一毂和第二毂上并且配置成偏压所述内臂，所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧均具有第一腿部和第二腿部，其中(i)所述第一空动弹簧的所述第一腿部接合所述第二腿部保持突出部，并且所述第一空动弹簧的所述第二腿部接合所述第二指状件，并且(ii)所述第二空动弹簧的所述第一腿部接合所述第一腿部保持突出部，并且所述第二空动扭簧的所述第二腿部接合所述第一指状件；并且
其中所述内臂的所述第一指状件和所述第二指状件以及所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部全部位于(i)所述第一毂和所述第二毂和(ii)所述轴承之间。
2.根据权利要求1所述的切换摇臂，其还包括配置在所述外臂上的滑垫，其中所述滚子和所述轴承配合以适应主升程，并且所述滑垫配置成适应副升程。
3.根据权利要求1所述的切换摇臂，其中所述闩锁以及所述第一扭簧和所述第二扭簧位于所述内臂第一端部处。
4.根据权利要求3所述的切换摇臂，其中所述内臂还包括布置在所述内臂第一端部处的承窝和位于所述内臂第二端部处的阀垫。
5.根据权利要求4所述的切换摇臂，其还包括可旋转地联接所述内臂和所述外臂的枢轴，其中所述外臂第二端部大致在所述枢轴上方在与所述阀垫大致相反的方向上延伸。
6.根据权利要求5所述的切换摇臂，其中所述承窝配置成接收双进给液压余隙调节器的球状柱塞端部。
7.根据权利要求1所述的切换摇臂，其中所述内臂还包括配置成选择性地接合所述外臂的后止动器。
8.根据权利要求1所述的切换摇臂，其中所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧两者的第一端部和第二端部不与所述外臂第一端部接合。
9.根据权利要求1所述的转换摇臂，其中所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧具有安装在相应的第一毂和第二毂上的相应的线圈部分。
10.根据权利要求1所述的切换摇臂，其中所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部均大致呈具有相应延伸部的钩的形状。
11.根据权利要求10所述的切换摇臂，其中所述第一空动弹簧的所述第一腿部位于所述第一外侧臂和所述第一腿部保持突出部的延伸部之间，而所述第二空动弹簧的所述第二腿部位于所述第二外侧臂和所述第二腿部保持突出部的延伸部之间。
12.一种切换摇臂，其包括：
外臂，所述外臂具有第一外侧臂，第二外侧臂，外臂第一端部和外臂第二端部，所述第一外侧臂具有第一腿部保持突出部，所述第二外侧臂具有第二腿部保持突出部；
内臂，所述内臂枢转地固定到所述外臂并且具有闩锁孔，所述内臂具有第一内侧臂，第二内侧臂，具有承窝的内臂第一端部和具有阀垫的内臂第二端部，所述内臂第一端部具有第一指状件，第二指状件，第一毂和第二毂；
闩锁，所述闩锁在所述闩锁孔处可滑动地连接到所述内臂，并且配置成选择性地延伸以接合所述外臂；
配置在所述内臂上的滚子和轴承；
第一空动扭簧和第二空动扭簧，所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧安装在相应的第一毂和第二毂上并且配置成偏压所述内臂，所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧均具有第一腿部和第二腿部，其中(i)所述第一空动弹簧的所述第一腿部接合所述第二腿部保持突出部，并且所述第一空动弹簧的所述第二腿部接合所述第二指状件，并且(ii)所述第二空动弹簧的所述第一腿部接合所述第一腿部保持突出部，并且所述第二空动扭簧的所述第二腿部接合所述第一指状件；以及
枢轴，所述枢轴可旋转地联接所述内臂和所述外臂，其中所述外臂第二端部大致在所述枢轴上方在与所述阀垫大致相反的方向上延伸。
13.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述内臂的所述第一指状件和所述第二指状件以及所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部全部位于(i)所述第一毂和所述第二毂和(ii)所述轴承之间。
14.根据权利要求12所述的切换摇臂，其还包括配置在所述外臂上的滑垫，其中所述滚子和所述轴承配合以适应主升程，并且所述滑垫配置成适应副升程。
15.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述闩锁以及所述第一扭簧和所述第二扭簧位于所述内臂第一端部处。
16.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述承窝配置成接收双进给液压余隙调节器的球状柱塞端部。
17.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述内臂还包括配置成选择性地接合所述外臂的后止动器。
18.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧两者的第一端部和第二端部不与所述外臂第一端部接合。
19.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述第一空动扭簧和所述第二空动扭簧具有安装在相应的第一毂和第二毂上的相应的线圈部分。
20.根据权利要求12所述的切换摇臂，其中所述第一腿部保持突出部和所述第二腿部保持突出部均大致呈具有相应延伸部的钩的形状。
21.根据权利要求20所述的切换摇臂，其中所述第一空动弹簧的所述第一腿部位于所述第一外侧臂和所述第一腿部保持突出部的延伸部之间，而所述第二空动弹簧的所述第二腿部位于所述第二外侧臂和所述第二腿部保持突出部的延伸部之间。
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