CN109312637B - 使用沟插入件作为用于从动件的防旋转特征的发动机缸体 - Google Patents

Abstract

发动机包含凸轮轨道上的多个旋转偏心凸轮、阀系机构和相应的从动件，其中所述相应的从动件中的至少一个具有与相应的旋转偏心凸轮接触的相应的第一端和与所述阀系机构接触的相应的第二端、在所述第一端和所述第二端之间延伸的主体以及从动件流体端口。所述发动机另外包含平行于所述凸轮轨道的油沟孔，其中所述油沟孔被配置成通过所述相应的从动件的流体端口将油供应到所述相应的从动件。所述发动机另外包含放置在所述油沟孔中并且被配置成邻接所述相应的从动件以防止相对于所述凸轮轨道的轴向旋转的沟插入件。所述发动机另外包含邻接从动件的平坦表面以防止轴向旋转的沟插入件。

Description

使用沟插入件作为用于从动件的防旋转特征的发动机缸体

技术领域

本申请涉及用于发动机凸轮从动件的防旋转特征，所述防旋转特征通过使用放置在油沟通道内的邻接从动件主体以防止轴向旋转的沟插入件来实现。

背景技术

内燃机可具有从动件，也称为凸轮从动件、提升器或挺杆，以消除在热膨胀期间发动机阀系中所需的机械空隙。从动件放置在凸轮轨道附近，以跟随凸轮凸角的轮廓来提升一个或多个发动机阀门。液压从动件除了减少阀系噪音外，还通过使阀系维护的定期调节和维修降至最低来提供对固体机械从动件的多项改进。

从动件可集成液压间隙调节器和其它阀门间隙调节器。从动件可具有平底设计，称为平挺杆，并且从动件可具有辊挺杆设计，称为辊提升器。然而，从动件不可在它们的孔中旋转。从动件故障对发动机操作为灾难性的。

发明内容

本文公开的本发明克服上述缺点，并且通过用于从动件的防旋转特征改进现有技术，所述从动件包含放置在从动件油沟中的沟插入件。

发动机包含：包含旋转偏心凸轮的凸轮轨道、被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径的阀系机构、从动件，以及平行于凸轮轨道被配置成通过从动件流体端口将流体供应到从动件的油沟孔。从动件另外包含与旋转偏心凸轮接触的第一端、与阀系机构的一部分接触的第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的主体，以及流体端口。发动机另外包含在油沟孔中的沟插入件，其中沟插入件被配置成邻接从动件主体以防止从动件相对于凸轮轨道的旋转。

发动机包含多个旋转偏心凸轮、被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径的阀系机构，和相应的从动件。从动件具有与旋转偏心凸轮中的相应一个接触的相应的第一端、与相应的阀系机构接触的相应的第二端，相应的从动件中的每个具有在第一端和第二端之间延伸的主体，并且相应的从动件中的每个包含相应的从动件流体端口。发动机另外包含平行于凸轮轨道的油沟孔，其中油沟孔被配置成将流体供应到相应的从动件流体端口。发动机另外包含在油沟孔中的沟插入件，其中沟插入件被配置成邻接相应的从动件以防止相应的从动件相对于凸轮轨道的旋转。发动机另外包含具有平挺杆设计或辊挺杆设计的液压从动件。

发动机包含放置在油沟孔内的沟插入件，沟插入件包含穿孔结构。沟插入件可包含矩形结构、C形结构或三角形结构中的一种，每种具有被配置成滑过油沟孔的轴向尺寸。沟插入件可包含通孔以维持油流入从动件中。油沟孔可另外包含定向键孔。键控帽可与沟插入件和定向键孔对接以固定沟插入件相对于油沟孔的定向。

发动机可包含在油沟内的沟插入件。沟插入件邻接从动件主体的平坦表面，以防止从动件相对于凸轮轨道的轴向旋转。

额外的目的和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可通过本公开的实践来知晓。借助于所附权利要求中具体指出的元件和组合，也将实现和获得目的和优点。

应该理解，前面的一般性描述和下面的详细描述两者都只是示例性和解释性的，而不是对所要求保护的发明的限制。

附图说明

包含在本说明书中并且构成其一部分的附图示出本文公开的方法和装置的若干解释。

图1示出从动件的实例。

图2A-2C示出发动机缸体相对于油沟、沟插入件和凸轮从动件的部分。

图3为发动机润滑系统的示意性实例，示出供给到凸轮轨道和凸轮从动件的油沟。

图4A-4C提供在替代油沟中的替代沟插入件的实例。

图5A-5C提供穿孔沟插入件的实例。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中示出的实例。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的零件。如“左”和“右”的方向参考是为了便于参考附图。本公开主要集中于V型燃机，但是本公开的原理可适用于其中发动机部件需要与流体管道非旋转对准的其它发动机布局。这些原理适用于由生物燃料和其它石油产品(如汽油、柴油)供应燃料并且包括混合动力车辆的发动机系统。重型、轻型和中型车辆可受益于本文公开的技术。

所公开的装置和系统对发动机中的各种阀系布置中的许多类型和配置的从动件具有广泛的适用性。从动件也可称为阀门间隙调节器、凸轮从动件、提升器和挺杆。

图2A示出内燃机的整体凸轮式布置的实例。在此布置中，发动机使用包含凸轮凸角3的旋转偏心凸轮、从动件10、推杆4和摇臂2的组合来操作阀门1。阀门可为进气阀或排气阀。替代的阀系布置可包括具有阀系元件的大小、放置和致动的差异的各种配置。举例来说，从动件10可被配置成直接推动摇臂2并且省略推杆4。从动件10示出为与凸轮轨道5上的凸轮凸角3接合并且响应于凸轮轨道5的旋转而在孔110中往复运动。反过来，从动件10的往复移动通过推杆4和摇臂2传递，所述摇臂2经由枢转点6枢转以操作阀门1。以这种方式，阀门1可打开和闭合发动机缸体100中的燃烧气缸59的流体路径50。发动机缸体100包含燃料喷射器7、往复活塞58、活塞杆57和具有配重56的旋转曲轴55。

图1为包含辊挺杆设计的液压从动件的实例。平挺杆设计也考虑用于本公开，并且可通过省略辊44和安装臂42来实现。壳体或主体13包含内部轴向凹穴，用于循环液压流体并且用于容纳正常偏置的闭合止回球组件18、第一流体室21和具有柱塞弹簧19的柱塞17。主体13与凸轮凸角3一起移动，而柱塞17和第一流体室21与安置在柱塞帽15中的推杆4一起移动。柱塞帽15可包含从动件10的第二端，用于接触阀系机构。止回球组件18骑跨在柱塞17和第二流体室23之间。止回元件可为密封件，例如板或止回球49。止回球49被固持在保持器45(也称为保持架)中并且通过球压缩弹簧47压靠在柱塞17的肩部177上。在此正常偏置的闭合状态下，当设备处于空档状态时，流体不可在第一流体室21和第二流体室23之间通过，但是在操作中，流体压力可帮助止回球49克服压缩弹簧47的弹簧力，使得止回球49靠在内座表面41上。在后一种状态下，流体可在第一流体室21和第二流体室23之间通过。

可使用其它从动件，并且本公开与其它液压设备兼容。举例来说，本文可使用闭合偏置的从动件、打开偏置从动件、“自由球”型从动件和双进料口从动件。

液压从动件10可由通过油沟602供给的油加压，以便以已知的方式移除阀系中存在的任何空隙。将油供给到主体13上的从动件流体端口28。加压流体可通过由缺口形成的柱塞流体端口29进入第一流体室21。可包括额外的泄漏路径、钻孔或凹口。凸轮凸角3可推动主体13以打开阀门1。止回球49可以已知的方式从肩部177上脱离。这种脱离打开第一流体室21和第二流体室23之间的流体连通。止回球49的就位和脱离以及柱塞17和主体13的运动可以已知的方式在系统中占据间隙。

基于发动机操作状态或行程，柱塞17可处于向上或向下位置，使得体液端口28与柱塞流体端口29对准或不对准，并且柱塞弹簧19向上推动柱塞17，或者柱塞弹簧19由附属凸轮凸角3和/或摇臂2操作压缩。

柱塞17可具有圆周沟槽以允许柱塞流体端口29维持与体液端口28的流体连通，或者主体13的内径可具有圆周沟槽以维持体液端口28与柱塞流体端口29之间的流体连通，而不管柱塞17是处于其顶部偏置位置还是处于向下压紧位置。

辊44可包含从动件10的第一端，用于接触凸轮凸角3并且抵靠所述凸轮凸角3旋转，从而使凸轮凸角3和从动件10之间的摩擦降至最小。必须控制从动件10的定向以防止从动件10相对于凸轮凸角3旋转。

图3示出发动机润滑系统的一个实例。油盘606中的发动机油经由机动泵605通过发动机的各种金属对金属表面分布。任选的过滤器607将油输送到油路603。然后将油分成各种沟或管道。可将油供给到曲轴55和凸轮轨道5以使其润滑。也可将油供给到油沟602，所述油沟602将油供给到从动件10。在实例的V型发动机中，油沟602和从动件10在发动机缸体100的每一侧上重复。在示出五个从动件10的情况下，可理解，10个气缸附属于此发动机，但是本发明并不局限于此，并且本公开的各方面可与需要液压供给零件的防旋转益处的任何数量的气缸一起使用。可根据需要包括和控制阀门和其它控制机构。

图2A-2C描绘发动机缸体100的横截面，示出辊从动件10，其主体13的一侧与从动件油沟602相邻地对准。偏心凸轮凸角3围绕凸轮轨道5旋转，以将辊44推到从动件主体13的底端上。当凸轮凸角3旋转时，从动件主体13上下移动，将往复运动传递给推杆4和阀系机构的其余部分。阀系机构可包含打开和闭合燃烧气缸59的发动机阀门1所必需的那些机构，并且可包含至少推杆4或至少摇臂2。通过从动件主体13的流体端口28允许油从油沟602输送到柱塞流体端口29并且进入柱塞17。

为实现从动件10的液压致动，辊44通过凸轮凸角3与凸轮轨道5接触。或者，平底挺杆通过凸轮凸角3与凸轮轨道5接触。从动件10的中心线可沿从动件轴线R，其必须沿凸轮轨道轴线Q垂直地与凸轮轨道中心线延伸而不旋转。否则，如果从动件10旋转，则其将干扰凸轮轨道的旋转。

通过使用沿油沟轴线P的沟插入件，可以维持从动件10沿垂直于凸轮轨道轴线Q的从动件轴线R。第一沟插入件506可具有从邻接相应的从动件10的油沟延伸出以防止从动件相对于凸轮轨道的旋转的第一端5061。沟插入件506的表面可邻接油沟孔6021的内表面。以这种方式，沟插入件506邻接从动件主体13，以防止所述从动件主体13相对于凸轮轨道轴线Q绕所述从动件主体13的从动件轴线R旋转。

在图2B中，第一沟插入件506包含“C”形状。第一端5061和第二端5062邻接从动件10中的平坦表面502。当从动件10上升和下降时，平坦表面502沿油沟插入件506滑动。从动件10的外部504骑跨抵靠发动机缸体100中的孔110。少量流体可经由孔110和从动件10之间的有目的泄漏来润滑运动。密封件或其它结构可任选地放置在孔110的顶部或底部以包含流体或包含从动件运动。平坦表面502可由形成在从动件主体13的外部的第一密封区5021和第二密封区5022界定。密封区5021、5022可例如通过将平坦表面502加工到主体13中而形成。或者，密封件可安置在压盖中以形成密封区5021、5022。密封区限制从孔110泄漏。

现在转向图4A-5C，提供各种油沟配置和油沟插入件配置作为可能的替代方案。在图2B中，油沟孔6021的内表面也为“C”形的，并且与第一沟插入件506的形状互补。第一沟插入件506可为形成或翘曲以与油沟孔6021的内表面一致的片状材料。油沟孔6021的内表面为光滑的并且通过铸造或钻孔操作形成。在图4A中，“C”形沟插入件506A相对于图2B的“C”形插入件为截头的。油沟孔6021包含C形凹槽。沟插入件506A具有从油沟孔突出以接触从动件10的第一端5061A。油沟孔另外包含“C”形定位凹口6022，以定位沟插入件506A的第二端5062A。穿孔505在图5A中示出，用于准许油沟流体穿过沟插入件506A。此实例中的穿孔可限于第一端5061A。穿孔505的图案指示它们以对应于发动机缸体100中的从动件位置的间隔放置。

图4B和5B描绘具有矩形片状结构的沟插入件506B。这里，穿孔505均匀分布。第一端5064可邻接从动件10以防止其旋转。油沟孔6021的内表面包含矩形定位凹口6023，用于容纳键结构509B，如突片，或用于容纳矩形片状结构的第二端5063。定位凹口6023可跨越油沟孔6021的长度。或者，定位凹口6023可存在于油沟孔6021的单个端部处，用于与沟插入件506B的键控关系。互补键509B可包括在沟插入件506B上以与定位凹口6023配合。

另外，沟插入件506B可包含在一端处呈突起5091B形式的键控结构。可以将沟插入件506B定位在油沟孔6021中，然后放置帽以密封油沟602。帽可为键控的或非键控的，以与突起5091B或键结构509B配合。突起5091B和键结构509B可包括在沟插入件的其它实例中。

图4C和5C示出油沟孔6021，其具有带有三角形管结构的沟插入件506C。三角形的尖端被截成方形以类似于拐角，并且由此形成三个平坦边缘。再次包括穿孔505。沟插入件506C的第一端5061C包含邻接相应的从动件10以防止旋转的表面。三角形沟插入件506C的其它尖端的剩余第二和第三边缘可对应于邻接油沟孔6021的内表面的第二端5062C。

穿孔505可为除圆形之外的其它大小和其它形状，如正方形或其它多边形形状。穿孔可包含凹口或狭缝。第一端5061、5061A、5061C、5064仅可包含穿孔，或者穿孔可根据流动分布模式分布。

组装沟插入件506、506A、506B、506C可包含将从动件10插入发动机缸体100中的它们相应的孔110中。如上所述，沟插入件可插入油沟孔6021中以邻接其内表面。在插入沟插入件时可需要另外对准从动件10。沟插入件可与从动件的平坦表面502对准，并且可另外与键特征，如凹口6022和6023、键509B或突起5091B对准。组装方法另外可包含将配合盖放置在油沟孔6021的端部上。

通过首先插入沟插入件，并且然后使其在插入位置和防旋转位置之间旋转，可以将沟插入件组装在油沟孔6021内。与油沟对准的所有从动件10可同时防止相对于闸板轨道的旋转。

观察沿图2C中的从动件轴线R的替代剖视图，可看到额外的优点。平坦表面502从从动件10移除材料，这使得从动件10变亮。但是也发生，并且比较图2B和2C，从动件10侵入油沟602的空间中。孔110接触油沟孔6021，并且在平行于从动件轴线R的轴线上与油沟孔6021重叠。可减小油沟孔6021的大小。因此，从动件可更靠近油沟602放置。这总体上准许更紧凑的发动机设计，从而节省材料并且改进设备的整体重量特性。降低车辆重量改进车辆燃料经济性。

考虑到本文公开的实例的说明书和实践，其它实现方式对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (17)

1.一种发动机缸体，其包含：

沿凸轮轨道轴线Q延伸的凸轮轨道，其包含旋转偏心凸轮；

多个从动件，所述多个从动件中的每个从动件都包含：

与所述旋转偏心凸轮接触的第一端；

被配置成与阀系机构的一部分接触的第二端，所述阀系机构被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径；

在所述第一端和所述第二端之间沿从动件轴线R延伸的主体，所述从动件轴线R垂直于所述凸轮轨道轴线Q，所述主体包括由第一密封区和第二密封区界定的平坦表面；和

流体端口；

沿着油沟轴线P平行于所述凸轮轨道的油沟孔，所述油沟孔包含内表面，所述油沟孔被配置成将流体供应到所述多个从动件的每个从动件流体端口；和

在所述油沟孔中的沟插入件，所述沟插入件呈片状或管状，被配置成邻接所述多个从动件中的每个从动件的从动件主体以防止每个所述从动件相对于所述凸轮轨道的旋转，所述沟插入件平行于所述油沟轴线P沿所述油沟孔延伸，所述沟插入件包括：

从所述油沟孔延伸出来以邻接所述多个从动件中的每个从动件的所述平坦表面的第一端；和

从所述油沟孔延伸出来以邻接所述多个从动件中的每个从动件的所述平坦表面的第二端，或者邻接所述油沟孔的所述内表面的第二端。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体，其包含与所述油沟孔接触的多个从动件孔，其中所述多个从动件中的每个从动件安置在所述多个从动件孔中的相应从动件孔中，并且所述多个从动件中的每个从动件包含：

主体，其包含被配置成在所述从动件孔中滑动的外部；

内部轴向凹穴，其包含偏置柱塞、止回球机构和流体贮存器；和

流体端口，其从所述外部到所述内部穿过所述主体，所述流体端口被配置成与所述油沟孔对准。

3.权利要求2所述的发动机缸体，其中所述多个从动件中的每个从动件另外包含可旋转地安装在所述第一端上的辊，所述辊被配置成与所述旋转偏心凸轮滚动接触。

4.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件为C形结构。

5.根据权利要求4所述的发动机缸体，其中所述油沟孔的所述内表面包含C形凹槽，用于容纳所述C形结构的外周表面区域。

6.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件为包含第一边缘、第二边缘和第三边缘的三角形管结构，其中所述第一边缘邻接所述多个从动件中的每个从动件以防止旋转，并且其中所述第二边缘和所述第三边缘邻接所述油沟孔的所述内表面。

7.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件为矩形片状结构。

8.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件为被配置成滑过所述油沟孔的穿孔结构。

9.根据权利要求8所述的发动机缸体，其中所述穿孔结构包含在所述多个从动件的每个从动件流体端口处间隔开的穿孔，并且所述穿孔定向和定大小以管理供给到所述流体端口的油。

10.根据权利要求1所述的发动机缸体，其另外包含键控帽，其中所述油沟孔包含定向键孔，并且其中所述键控帽与所述沟插入件和所述定向键孔对接以固定所述沟插入件相对于所述油沟孔的所述定向。

11.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件包含在一端处的键控结构，其中所述油沟孔包含键控凹口，并且其中所述键控结构安置在所述键控凹口中以定向所述沟插入件。

12.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述沟插入件在插入位置和防旋转位置之间在所述油沟孔内可旋转。

13.根据权利要求1所述的发动机缸体，其中所述多个从动件的每个从动件主体包含与所述油沟孔相邻的平坦表面。

14.一种发动机缸体，其包含：

凸轮轨道，其包含旋转偏心凸轮；

从动件，其包含：

与所述旋转偏心凸轮接触的第一端；

被配置成与阀系机构的一部分接触的第二端，所述阀系机构被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径；

在所述第一端和所述第二端之间延伸的主体；和

流体端口；

平行于所述凸轮轨道的油沟孔，所述油沟孔被配置成将流体供应到所述从动件流体端口；和

平行于所述凸轮轨道沿着所述油沟孔的沟插入件，所述沟插入件被配置成邻接所述从动件主体以防止所述从动件相对于所述凸轮轨道的旋转,其中所述沟插入件在插入位置和防旋转位置之间在所述油沟孔内可旋转，所述插入位置允许所述从动件的旋转，而所述防旋转位置被配置成防止所述从动件的旋转。

15.一种发动机缸体，其包含：

凸轮轨道，其包含旋转偏心凸轮；

从动件，其包含：

与所述旋转偏心凸轮接触的第一端；

被配置成与阀系机构的一部分接触的第二端，所述阀系机构被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径；

在所述第一端和所述第二端之间延伸的主体；和

流体端口；

平行于所述凸轮轨道的油沟孔，所述油沟孔被配置成将流体供应到所述从动件流体端口；和

在所述油沟孔中延伸的穿孔的沟插入件，所述穿孔的沟插入件被配置成邻接所述从动件主体以防止所述从动件相对于所述凸轮轨道的旋转。

16.根据权利要求15所述的发动机缸体，其中所述沟插入件是平行于所述凸轮轨道沿着所述油沟孔的。

17.一种发动机缸体，其包含：

凸轮轨道，其包含旋转偏心凸轮；

从动件，其包含：

与所述旋转偏心凸轮接触的第一端；

被配置成与阀系机构的一部分接触的第二端，所述阀系机构被配置成打开和闭合燃烧气缸的流体路径；

在所述第一端和所述第二端之间延伸的主体；和

流体端口；

平行于所述凸轮轨道的油沟孔，所述油沟孔被配置成将流体供应到所述从动件流体端口；和

在所述油沟孔中的沟插入件，所述沟插入件被配置成邻接所述从动件主体以防止所述从动件相对于所述凸轮轨道的旋转，

其中所述沟插入件包含在一端处的键控结构，其中所述油沟孔包含键控凹口，并且其中所述键控结构安置在所述键控凹口中以定向所述沟插入件。

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