CN109219689B - 具有滑动内杯的从动件 - Google Patents
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Abstract
一种用于内燃发动机的孔中的从动机构，包括：外套筒，其具有内表面和外表面、以及形成在侧壁的内表面中并平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；内杯，其包括限定一对轴孔口的侧壁，内杯可滑动地设置在外套筒中；轴，其具有第一端和第二端，第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；和辊子从动件，其可旋转地接收在轴上，使得辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯。
Description
技术领域
本发明整体上涉及一种从动机构。更具体地，本发明涉及从动机构及其相关联的对准装置的设计和组装方法。
背景技术
参照图4，从动机构20通常用在内燃发动机的阀门组(valve trains)中，以将来自发动机的凸轮轴24的运动传递到一个或多个进气阀或排气阀。当凸轮轴24旋转时，从动机构20从凸轮轴上的对应凸角22接收侧向力和向下的力，但仅将向下的力传递到阀以打开和/或关闭阀。因此，从动机构20减少了弯曲或以其他方式损坏阀的阀杆的可能性。同样，从动机构20通常用在凸轮轴驱动的高压燃料泵10中，其用于汽油直接喷射系统。当这样使用时，从动机构将凸轮轴的对应凸角22的力传递到燃料泵的泵杆12。
现有的铲斗式(bucket-type)从动机构通常包括冲压或冷成型的铲斗。辊子从动件通常支撑在轴上，该轴直接固定到铲斗上，例如通过铆接、型锻等。因此，铲斗是承载构件，因此需要热处理和诸如磨削的操作。同样，从动机构通常具有某种形式的对准装置，该对准装置承载在由铲斗限定的孔径中，从而防止从动机构在发动机壳体16的与其对应的孔14内的旋转。因此，通常必须将凹槽加工到孔14中以便可滑动地接收对准装置，这既昂贵又耗时。已知对准装置的一个示例包括蘑菇形销，其固定在从动机构的铲斗的孔口中。由于这些销的形状复杂，因此难以制造。同样，铲斗所需的热处理会导致接收对准装置的孔口的变形，从而使组装复杂化。这种对准装置通常通过过盈配合固定在它们对应的孔中。此外，由于许多发动机壳体由铝构成，通常由钢构成的从动机构在其中往复运动的孔通常需要专门的涂层以防止对孔的磨损。
本发明认识到并针对现有技术结构和方法的考虑。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于内燃发动的孔中的从动机构，包括：外套筒，其具有限定基本上圆柱形的侧壁的内表面和外表面、设置在侧壁的第一端处的环形唇部、以及形成在内表面中并且平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；内杯，其包括限定一对轴孔口的侧壁，所述内杯可滑动地设置在外套筒中；轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及辊子从动件，其可旋转地接收在轴上，使得辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的环形唇部。
本发明的另一个实施例提供了一种用于内燃发动机的孔中的从动机构，包括：外套筒，其具有限定侧壁的内表面和外表面、以及形成在侧壁的内表面中并平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；内杯，其包括限定一对轴孔口的侧壁，所述内杯可滑动地设置在外套筒中；轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及辊子从动件，其可旋转地接收在轴上。
本公开的另一实施例提供了一种从动机构组件，包括：内燃发动机，该内燃发动机限定在其中的孔和包括凸角的凸轮轴；外套筒，其具有限定基本上圆柱形的侧壁的内表面和外表面，以及形成在内表面中并且平行于从动机构的纵向中心轴线轴向延伸的一对轴向延伸的轴槽；内杯，其包括限定一对轴孔口的侧壁，所述内杯可滑动地设置在外套筒中；轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应的轴孔口并且可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及辊子从动件，其可旋转地接收在轴上，其中辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯并接触凸轮轴的凸角。
包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
参考附图，在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可实现的公开，包括其最佳实施例，在附图中：
图1A和1B是根据本发明的从动机构的实施例的透视图；
图2A、2B和2C是图1A和1B中所示的从动机构的俯视图、仰视图和局部视图；
图3A和3B分别是图1A和1B中所示的从动机构沿图2A中的线3A-3A和3B-3B截取的剖视图；和
图4是包括现有技术的从动机构的高压燃料泵的局部剖视图。
在本说明书和附图中，参考标记的重复使用用于表示根据本公开的本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的当前优选实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过对本发明的解释而非限制来提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以在本发明中进行修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用在另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
现在参照附图，如图1A至3B所示，根据本发明的从动机构100的实施例包括基本上圆柱形的外套筒110、可滑动地接收在该外套筒中的内杯120、以及由内杯120支撑的辊子从动件131。另外参考图4，从动机构100优选地用在内燃发动机的高压燃料泵10应用中，但是从动机构100的其他用途也是可行的。当发动机的凸轮轴24旋转时，凸轮轴的凸角22或连接到凸轮轴的摇臂(未示出)接合从动机构100的辊子从动件131，以将凸轮轴24的旋转运动转换成从动机构100的内杯120在外套筒110内的线性运动，外套筒110固定在对应的汽缸盖16的孔14中。泵10的泵杆12定位在从动机构100内并连接到从动机构100，使得当随动机构100在孔14内沿直线方向移动时，泵杆12通过弹簧向下地并且通过从动机构100向上地交替地移动。因此，来自凸轮轴24的力通过从动机构100传递到泵10，使得仅在与泵杆12的运动基本相同的方向上的力作用在泵10上。另外，从动机构100用作凸轮轴24和泵10之间的扭转振动隔离装置，以阻止旋转力被传递，如下面更详细地讨论的。
具体参照图3A和3B，本实施例的外套筒110包括圆柱形外表面114，与其基本同心的圆柱形内表面112，在内表面112上限定的一对轴向延伸的轴槽116，和限定在底端外套筒110处的用于将内杯120保持在其中的一对保持特征部118。如图所示，保持特征部118是突出部，其径向向内地进入外套筒的内部并且彼此间隔180°。类似地，轴槽116彼此间隔180°并且平行于外套筒110的纵向中心轴线。如图2C中最佳所示，每个轴槽116构造成在其中接收轴132的对应端部138，如下面更详细地讨论的。每个轴槽116与保持特征部118间隔开90°，反之亦然。如上所述，外套筒110以压配合的方式接收在对应的汽缸盖16的孔14中。由于外杯110的内表面112用作内杯120的往复运动的引导表面，因此不需要高质量的表面处理和用于改善孔14的磨损的特殊涂层。同样，发动机的制造商不需要在孔14内加工凹槽，因为外杯110的轴槽保持从动组件的对准，如下所述。
外套筒110优选地由低、中或高碳素钢或合金钢的金属板坯通过冲压工艺或使用多工位转移的深拉工艺(deep drawing process)或连续施压(progressive press)形成，在这种情况下，保持特征部118例如通过半穿孔或以其他方式切入外套筒110中而形成。另外，外套筒110在其顶端包括环形唇缘111。如图所示，环形唇缘111的宽度与外套筒的侧壁的宽度相同，但在替代实施例中，环形唇缘111在径向方向上可以比外套筒110的其余侧壁更薄，从而与其形成环形凸缘。在其初始状态下，在完全组装从动机构100之前，环形唇缘111平行于外套筒110的纵向中心轴线轴向向外延伸。替代地，取决于内杯和辊子从动件的部件从外套筒110的哪个端部放置到外套筒110中，环形唇缘111可以最初径向向内地形成。在备选情况下，在内杯120和辊子从动件131从底端放置在外套筒110中之后形成保持特征部118。
如图3A和3B中最佳所示，内杯120优选地包括：侧壁，其包括两个相对的弯曲部分126，两个平行的侧部124在这两个相对的弯曲部分126之间延伸；底壁123，其限定一对润滑孔口122；以及一对轴孔口128，其限定在侧部124中。当完全插入外套筒110中时，内杯120通过侧壁的每个弯曲部分126的上表面127与外套筒110的顶端处的环形唇缘111的邻接以及底壁与外套筒110的底端处的保持特征部的邻接而可滑动地保持在外套筒110中。另外参考图2B和2C，当将内杯120插入外套筒110中时，轴132的每个端138可滑动地接收在对应的轴槽116中。这样，内杯120不可旋转地固定在外套筒110内。
一旦完全插入外套筒110并通过轴端138被接收在轴槽116中而旋转定位，通过向内折叠环形唇缘111(例如通过压接、旋转卷曲、冲压成形等)将内杯120保持在其中。注意，由于外套筒110不直接支撑辊子从动件131的轴132，因此根据其形成的材料不需要热处理工艺。然而，在出于磨损目的需要外套筒110的热处理的那些应用中，热处理工艺可以在形成保持特征部118之后发生。在将环形唇缘111向内折叠、卷边等之前，环形唇缘111然后将被回火以便于操作并有助于防止开裂。
优选地，内杯120由金属板坯通过冲压工艺或拉拔工艺形成，并且在其直接支撑滚子从动件131的轴122并且支撑由泵杆190在内杯120的底壁123上施加的循环力(图4)时经受热处理工艺。在热处理过程之前，轴孔口128被刺入内杯120的侧壁124中。类似地，在任何热处理工艺之前，润滑孔口122也在内杯120的底壁123中被刺入。
如图3B中最佳所示，辊子从动件131包括轴132、外座圈134和设置在其间的多个辊子136，使得座圈134可绕轴132自由旋转。轴132延伸穿过轴孔口128，使得轴132的相对端138接收在外套筒110的轴槽116中，从而通过内杯将辊子从动件131安装到从动机构100的外套筒110上。优选地，轴的每个端138是半球形的并且具有曲率半径(R)，该曲率半径(R)与在平行于从动机构的纵向中心轴线的平面中截取的每个轴槽116的曲率半径基本相同。这样，当内杯120在外套筒110内轴向移动时，轴端138可自由地在轴槽116内旋转并沿轴槽116轴向滑动。当组装时，辊子从动件131轴向向外延伸超过外套筒110的顶部边缘，使得座圈134的外表面与凸轮轴24的对应凸角22接合，如图4所示。优选地，轴孔口128的直径略大于轴132的直径，使得轴132在操作期间在轴孔口128内自由旋转。替代地，轴132的相对端可以被铆接、锻造等等到内杯120，从而防止相对于内杯120的旋转。优选地，环形斜边135设置在外座圈134的相对端上，以允许外座圈134的整体尺寸最大化，但不与内杯120的内表面接触。
虽然以上描述了本发明的一个或多个优选实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围和精神内的这些修改和变化。
Claims (17)
1.一种用在内燃发动机的孔中的从动机构，所述从动机构包括：
外套筒，其具有限定基本上圆柱形侧壁的内表面和外表面、设置在侧壁的第一端处的环形唇部、和形成于内表面中并平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；
内杯，其包括限定一对轴孔口的第一侧壁，所述内杯可滑动地设置在所述外套筒中；
轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应的轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及
辊子从动件，其可旋转地接收在轴上，使得辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的环形唇部。
2.根据权利要求1所述的从动机构，其中，所述轴的第一和第二端是圆顶形的，每个轴槽的横截面形状与所述轴的第一和第二端的横截面形状相同。
3.根据权利要求1所述的从动机构，其中，所述轴的第一端和第二端是半球形的并且具有与轴槽的曲率半径相同的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的从动机构，其中，所述外套筒处于所述内燃发动机孔内的固定位置。
5.根据权利要求1所述的从动机构，其中，内杯还包括第二侧壁和横向于所述从动机构的纵向中心轴线的底壁，所述第二侧壁包括两个相对的弯曲部分，一对在所述两个相对的弯曲部分之间延伸的平行侧部分。
6.一种用在内燃发动机的孔中的从动机构，所述从动机构包括：
外套筒，其具有限定侧壁的内表面和外表面，和形成于侧壁的内表面中并平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；
内杯，其包括限定一对轴孔口的第一侧壁，所述内杯可滑动地设置在所述外套筒中；
轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应的轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及
辊子从动件，其可旋转地接收在所述轴上。
7.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述轴的第一和第二端是圆顶形的，每个轴槽的横截面形状与所述轴的第一和第二端的横截面形状相同。
8.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述轴的第一端和第二端是半球形的并且具有与轴槽的曲率半径相同的曲率半径。
9.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述外套筒处于所述内燃发动机孔内的固定位置。
10.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述内杯还包括第二侧壁和横向于所述从动机构的纵向中心轴线的底壁，该第二侧壁包括两个相对的弯曲部分，一对在所述两个相对的弯曲部分之间延伸的平行侧部分。
11.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述外套筒还包括设置在侧壁的第一端处的环形唇部。
12.根据权利要求6所述的从动机构，其中，所述辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过所述外套筒的环形唇部。
13.一种从动机构组件，包括：
内燃发动机，其限定在其中的孔和包括凸角的凸轮轴；
外套筒，其具有限定基本上圆柱形的侧壁的内表面和外表面，和形成于内表面中并平行于从动机构的纵向中心轴线的一对轴向延伸的轴槽；
内杯，其包括限定一对轴孔口的第一侧壁，所述内杯可滑动地设置在外套筒中；
轴，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端中的每一个延伸穿过内杯的对应的轴孔口并可滑动地设置在对应的一个轴槽中；以及
辊子从动件，其可旋转地接收在所述轴上，
其中，所述辊子从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯并接触所述凸轮轴的凸角。
14.根据权利要求13所述的从动机构组件，其中，所述轴的第一和第二端是圆顶形的，每个轴槽的横截面形状与所述轴的第一和第二端的横截面形状相同。
15.根据权利要求13所述的从动机构组件，其中，所述轴的第一端和第二端是半球形的并且具有与轴槽的曲率半径相同的曲率半径。
16.根据权利要求13所述的从动机构组件，其中，所述外套筒处于所述内燃发动机孔内的固定位置。
17.根据权利要求13所述的从动机构组件，其中，所述内杯还包括第二侧壁和横向于所述从动机构组件的纵向中心轴线的底壁，该第二侧壁包括两个相对的弯曲部分，一对在所述两个相对的弯曲部分之间延伸的平行侧部分。
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