CN110325716B - 用于压缩释放制动的偏心液压间隙调节器 - Google Patents

用于压缩释放制动的偏心液压间隙调节器 Download PDF

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Abstract

一种气阀机构组件(16)包括燃料喷射器(1)、进气摇杆组件(10)和排气摇杆组件(14)。所述进气摇杆组件(10)和排气摇杆组件可以包括位于相应摇杆组件(10)的鼻部(31)中的偏心液压间隙调节器(11)。所述摇杆组件(10)被配置成允许所述进气摇杆组件(10)的鼻部(31)与所述排气摇杆组件(14)的所述鼻部(31)之间有空隙区域。这样，所述燃料喷射器(1)可以定位在所述空隙区域中，同时仍允许所述偏心液压间隙调节器将负载施加到对应阀桥(2)上。例如，所述偏心液压间隙调节器(11)可以包括外壳体(20)和枢轴球(21)，其中所述枢轴球(21)定位在距所述外壳体(20)的横向中心线的偏移(23)处。

Description

用于压缩释放制动的偏心液压间隙调节器
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月28日提交的美国临时申请号62/400,722的优先权，该美国临时申请的全部公开内容通过引用明确并入本文。
技术领域
本公开总体涉及内燃发动机，并且更具体地涉及内燃发动机气阀机构组件。
背景技术
液压间隙调节器(HLA)在轻型发动机市场(例如乘用车和轻型卡车市场)中是常见的并且已经存在多年。使用该技术的主要好处是气阀机构产生的噪音更少，因为HLA在所有运行条件下都消除了气阀机构空隙(间隙)。例如，假设在气阀机构中存在间隙，当诸如排气阀之类的阀被致动(例如，打开)时，在摇杆压缩对应的气阀弹簧时，该间隙被占据。在这个开启事件中，摇杆由于间隙而撞击阀桥并产生噪音。对于HLA，存在最小间隙(例如，没有间隙)，因此摇杆不会撞击阀桥。随着现代柴油发动机继续降低其噪音、振动、粗糙度(NVH)特征，一旦被燃烧事件隐藏的气阀机构噪音现在变得更加明显。客户开始要求将来自轻型发动机领域的相同水平的NVH要求整合到中型和重型发动机市场(例如，商用车市场、大于6升的柴油发动机)中。HLA的另一个好处是它们消除了装配厂和服务二者中典型的阀调节过程，从而降低了制造商和客户的成本。但是，中型和重型市场的HLA规模远大于轻型市场。当将HLA放置在最接近阀(诸如排气阀或进气阀)的摇杆的“鼻部”中时，较大的HLA尺寸成为挑战，其中它与燃料喷射器的空间竞争。目前的HLA配置是轴对称的，并且以传统的方式安装的话，它们会干扰燃料喷射器。因此，有机会解决在气阀机构组件中放置HLA的问题。
发明内容
在一个示例中，一种气阀机构组件包括燃料喷射器、进气摇杆组件和排气摇杆组件。所述排气摇杆组件可以包括位于所述排气摇杆组件的鼻部中的偏心液压间隙调节器。所述偏心液压间隙调节器被配置成允许所述进气摇杆组件的鼻部和所述排气摇杆组件的所述鼻部之间有空隙区域。这样，所述燃料喷射器可以定位在所述空隙区域中，同时仍允许HLA将负载施加到阀桥上。
在一个示例中，所述气阀机构组件包括被配置成致动至少一个排气阀的排气阀桥。所述排气摇杆组件被配置成允许所述排气阀桥的横向中心线和所述偏心液压间隙调节器的平行中心线之间有偏移。例如，所述偏心液压间隙调节器可以包括外壳体和枢轴球，其中，所述枢轴球定位在距所述外壳体的横向中心线的偏移处。所述枢轴球的位置可以决定进气摇杆组件的鼻部和排气摇杆组件的鼻部之间的空隙面积的量。
在一个示例中，所述偏心液压间隙调节器包括定位销，所述定位销被配置成插入到位于诸如排气摇杆组件或进气摇杆组件之类的摇杆组件的所述鼻部中的孔中。所述定位销在插入到所述孔中时的位置决定了所述枢轴球的位置。
在一个示例中，气阀机构组件包括排气阀桥，所述排气阀桥被配置成致动至少一个排气阀。例如，所述排气阀桥可以被配置成致动两个排气阀。所述排气摇杆组件被配置成将气阀机构负载施加在所述排气阀桥上。所述气阀机构组件还包括进气阀桥，所述进气阀桥被配置成致动至少一个进气阀。所述进气摇杆组件被配置成将气阀机构负载施加在所述进气阀桥上。所述燃料喷射器定位在所述排气阀桥和所述进气阀桥之间。
在一个示例中，所述排气阀桥包括辅助枢轴元件，所述辅助枢轴元件能操作地围绕排气阀桥销旋转。所述气阀机构组件还包括排气制动摇杆组件，所述排气制动摇杆组件被配置成将气阀机构负载施加在所述排气阀桥的所述辅助枢轴元件上。在该配置中，当所述燃料喷射器定位在所述排气阀桥和所述进气阀桥之间时，所述排气制动摇杆组件可以沿着所述排气阀桥的横向中心线接合所述排气阀桥的所述辅助枢轴元件。
在一个示例中，进气摇杆组件和排气摇杆组件二者均包括位于相应摇杆组件的所述鼻部中的偏心液压间隙调节器。所述偏心液压间隙调节器中的每个均被配置成在所述进气摇杆组件的所述鼻部和所述排气摇杆组件的所述鼻部之间提供空隙区域。在另一个示例中，仅进气摇杆组件包括偏心液压间隙调节器。在又一个示例中，仅排气摇杆组件包括偏心液压间隙调节器。如本领域技术人员将认识到的，预期其他组合。
本公开的第一方面，提供了一种气阀机构组件，该气阀机构组件包括：燃料喷射器；以及第一摇杆组件，所述第一摇杆组件包括位于所述第一摇杆组件的鼻部中的偏心液压间隙调节器，其中，所述第一摇杆组件被配置成允许所述第一摇杆组件的所述鼻部和第二摇杆组件的鼻部之间有空隙区域，其中，所述燃料喷射器定位在所述空隙区域中。
在一个示例中，所述气阀机构组件包括被配置成致动至少一个阀的阀桥，其中，所述第一摇杆组件被配置成允许所述阀桥的横向中心线和所述偏心液压间隙调节器的平行中心线之间有偏移。
在另一个示例中，所述偏心液压间隙调节器具有外壳体和枢轴球，其中，所述枢轴球定位在距所述外壳体的横向中心线的偏移处。在又一个示例中，所述偏心液压间隙调节器包括定位销，所述定位销被配置成插入到位于所述第一摇杆组件的所述鼻部中的孔中，其中，所述定位销在插入到所述孔中时的位置决定了所述枢轴球的位置。在又一示例中，所述气阀机构组件进一步包括：排气阀桥，所述排气阀桥被配置成致动至少一个排气阀，其中，所述第一摇杆组件被配置成将气阀机构负载施加在所述排气阀桥上；以及进气阀桥，所述进气阀桥被配置成致动至少一个进气阀，其中，所述第二摇杆组件被配置成将气阀机构负载施加在所述进气阀桥上，其中，所述燃料喷射器定位在所述排气阀桥和所述进气阀桥之间。在还一示例中，所述气阀机构组件进一步包括排气制动摇杆组件，其中：所述排气阀桥具有辅助枢轴元件，所述辅助枢轴元件能操作地围绕排气阀桥销旋转；并且所述排气制动摇杆组件被配置成沿着所述排气阀桥的横向中心线将气阀机构负载施加在所述排气阀桥的所述辅助枢轴元件上。
本公开的第二方面，提供了一种偏心液压间隙调节器，该偏心液压间隙调节器包括：外壳体；以及枢轴球，其中，所述枢轴球定位在距所述外壳体的横向中心线的偏移处。在一个示例中，所述偏心液压间隙调节器进一步包括定位销，所述定位销被配置成保持所述偏心液压间隙调节器的正确对齐。在另一个示例中，所述偏心液压间隙调节器具有第一线和第二线，所述第一线限定穿过所述枢轴球的中心的第一平面，并且所述第二线平行于所述第一线且限定穿过所述外壳体的中心的第二平面。在又一个示例中，所述偏移是所述第一线和所述第二线之间的距离差。
本公开的第三方面，提供了一种气阀机构组件，该气阀机构组件包括：摇杆组件，所述摇杆组件可操作地连接到阀桥；以及偏心液压间隙调节器，所述偏心液压间隙调节器位于所述摇杆组件的鼻部中，其中，所述摇杆组件的所述阀桥与所述偏心液压间隙调节器彼此间隔开，以在所述阀桥和所述偏心液压间隙调节器之间产生偏移。在一个示例中，所述偏心液压间隙调节器具有第一线和第二线，所述第一线限定穿过所述摇杆组件的所述阀桥的中心的第一平面，并且所述第二线平行于所述第一线且限定穿过所述偏心液压间隙调节器的中心的第二平面。在一个变型中，所述偏移由所述第一线和所述第二线之间的空间限定。在另一个变型中，所述偏移产生围绕所述摇杆组件的所述鼻部的空隙，为燃料喷射器提供空间。
在另一个示例中，所述偏心液压间隙调节器包括外壳体和连接到所述外壳体的枢轴球。在一个变型中，所述偏移是所述枢轴球的中心纵向轴线和所述外壳体的中心纵向轴线之间的距离。
在又一个示例中，所述气阀机构组件进一步包括被配置成致动至少一个排气阀的排气制动摇杆组件。在一个变型中，所述至少一个排气阀由可操作地连接到所述摇杆组件的所述阀桥致动。在另一个变型中，所述至少一个排气阀由排气制动按钮致动，经由所述排气制动摇杆组件中的制动元件致动所述排气制动按钮。在又一个变型中，所述制动元件围绕连接到所述阀桥的销旋转，以便于致动所述偏心液压间隙调节器。
附图说明
当结合以下附图时，鉴于以下描述将更容易理解实施方式，并且其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是根据本公开中阐述的一个示例的燃料喷射器和气阀机构系统的等距视图；
图2是根据本公开中阐述的一个示例的图1的燃料喷射器和气阀机构系统的俯视图；
图3是根据本公开中阐述的一个示例的具有偏心液压间隙调节器的进气摇杆组件的剖视图；
图4是根据本公开中阐述的一个示例的具有偏心液压间隙调节器的排气制动摇杆组件的剖视图；以及
图5是根据本公开中阐述的一个示例的图4的燃料喷射器和气阀机构系统的另一等距视图。
具体实施方式
虽然本公开能修改成各种修改和替换形式，但是在附图中通过示例的方式示出了特定实施方式，并且在下面详细描述了特定实施方式。然而，本公开不限制所描述的特定实施方式。相反，本公开旨在覆盖落入所附权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。
参照图1，气阀机构组件16包含进气摇杆组件10、排气摇杆组件14和排气制动摇杆组件36。所述进气摇杆组件10、排气摇杆组件14和排气制动摇杆组件36经由凸轮轴滚轮12、15、37与凸轮轴(未示出)对接。凸轮轴导致摇杆组件10、14、36围绕被安装螺栓13约束的摇杆轴9枢转。位于进气摇杆组件10和排气摇杆组件14中的每者的鼻部中的偏心液压间隙调节器11分别将凸轮轴的运动转变为在进气阀桥2和排气阀桥33的中心施加气阀机构负载。进气阀桥2可以致动两个进气阀6，同时排气阀桥33可以致动排气阀5、38。在该示例中，排气阀桥33包括辅助枢轴元件35和销34。在另一个示例中，排气阀桥33可以是标准排气阀桥，诸如没有辅助枢轴元件35和销34的排气阀桥。
排气阀5、38被对应的排气阀弹簧4约束在气缸盖(未示出)中，而进气阀6被对应的进气阀弹簧7约束在气缸盖中。排气阀弹簧4和进气阀弹簧6中的每者均被对应的阀保持器3约束。燃料喷射器1位于气阀机构组件的中心。如图所示，燃料喷射器1位于进气摇杆组件10和排气摇杆组件14的相应鼻部之间。
排气阀38可以在被排气制动摇杆组件36接合时由排气阀桥33直接致动。经由排气制动摇杆组件36致动排气阀38被称为压缩释放制动事件。例如，该事件可以通过在经典的四冲程循环的传统压缩事件结束时致动排气阀38而由车辆操作者选择性地接合以使车辆减速。这允许发动机吸收动力而不是产生动力。
图2图示了图1的燃料喷射器和气阀机构系统的俯视图。示出了第一线30，第一线30限定穿过排气阀桥33的中心线的平面。还示出了第二线29，第二线29限定穿过偏心液压间隙调节器11的中心的平面并且平行于第一线30。第一线30和第二线29之间的间隔产生了偏移23。偏移23产生进气摇杆组件10和排气摇杆组件14的相应鼻部之间的空隙，为燃料喷射器1提供空间同时仍允许进气摇杆组件10和排气摇杆组件14经由偏心液压间隙调节器11在阀桥2、33的中心施加气阀机构负载。在没有偏移23的情况下，排气摇杆组件14的鼻部将与燃料喷射器1干涉。例如，在没有偏移23的情况下，与排气摇杆组件14关联的偏心液压间隙调节器11将不允许燃料喷射器1放置在排气摇杆组件14和进气摇杆组件10之间。
图3图示了位于图1的进气摇杆组件10的鼻部31中的偏心液压间隙调节器11。如图所示，还以进气摇杆组件10的外部立体图示出偏心液压间隙调节器11。偏心液压间隙调节器11包括以下部件：外壳体20、枢轴球21、内壳体17、柱塞18、油储存器28、阀球27、阀盖19、气阀弹簧24和复位弹簧26。示出了第二线29，第二线29限定穿过外壳体20的中心的平面。还示出了第一线30，第一线30限定穿过枢轴球21的中心的平面并且平行于第二线29。枢轴球21的线30和外壳体20的线29之间的距离差产生了偏移23。偏移23可以提供进气摇杆组件10和排气摇杆组件14的鼻部之间的空隙，如上文关于图2讨论的，从而为燃料喷射器1提供空间。象脚22用于保持与阀桥的平坦界面。在该示例中，偏心液压间隙调节器11包括定位销25，定位销25可以插入到摇杆组件10的鼻部31的对应定位的孔32中，以保持偏心液压间隙调节器11在摇杆组件10的鼻部31内的正确对齐。
图4图示了排气制动摇杆组件36和排气阀38的剖视图。排气阀38可以由排气阀桥33直接致动。另选地，排气阀38可以独立于排气阀桥33由排气制动按钮40致动。排气制动按钮40经由排气制动摇杆组件36中的液压制动元件39(当填充发动机油时膨胀)致动。液压制动元件39沿着由向下箭头41限定的负载路径接触辅助枢轴元件35，导致辅助枢轴元件35围绕销34旋转。作为响应，辅助枢轴元件35围绕销34的旋转会导致由向上箭头42限定的合成向上负载路径施加到偏心液压间隙调节器11。该向上负载防止液压间隙调节器11在压缩释放制动事件期间膨胀。例如，在没有辅助枢轴元件35和销34的情况下，阀桥33将在压缩释放制动事件期间倾斜，从而导致象脚22和排气阀桥33之间的间隙。偏心液压间隙调节器11然后将膨胀以消除间隙。一旦压缩释放制动事件被停用，在偏心液压间隙调节器11仍膨胀时排气制动摇杆组件36就将缩回，从而保持排气阀38打开。这可能导致发动机损坏。
为了进一步清楚，图5图示了图4的气阀机构组件的第二视图。如图所示，气阀机构组件包括排气制动摇杆组件36和燃料喷射器1，燃料喷射器1位于气阀机构组件的中心。排气阀5、38被对应的排气阀弹簧约束在气缸盖(未示出)中并且可以由阀桥33致动。排气阀桥33包括辅助枢轴元件35和销34。另选地，排气阀38可以独立于排气阀桥33由排气制动按钮40致动。
上面的详细描述和其中描述的示例仅出于说明和描述的目的而给出，而不是用于限制。例如，所描述的操作可以以任何合适的方式完成。该方法可以以任何合适的顺序执行，同时仍然提供所描述的操作和结果。因此，预期本实施方式涵盖落入上文公开并在此要求保护的基本原理的范围内的任何和所有修改、变化或等同物。此外，虽然以上描述描述了执行代码的处理器、状态机形式的硬件或能够产生相同效果的专用逻辑形式的硬件，但也可以预期其他结构。

Claims (10)

1.一种气阀机构组件(16)，该气阀机构组件包括：
燃料喷射器(1)；
第一摇杆组件(10)，所述第一摇杆组件(10)包括位于所述第一摇杆组件(10)的鼻部(31)中的偏心液压间隙调节器(11)，其中，所述第一摇杆组件(10)被配置成允许所述第一摇杆组件(10)的所述鼻部(31)与第二摇杆组件(14)的鼻部(31)之间有空隙区域，其中，所述燃料喷射器(1)定位在所述空隙区域中，其中，所述偏心液压间隙调节器(11)包括外壳体(20)和枢轴球(21)，并且其中，所述枢轴球(21)定位在距所述外壳体(20)的横向中心线的偏移(23)处；
排气阀桥(33)，所述排气阀桥(33)被配置成致动至少一个排气阀(5，38)，其中，所述第一摇杆组件(10)被配置成将气阀机构负载施加在所述排气阀桥(33)上；以及
排气制动摇杆组件(36)，其中：
所述排气阀桥(33)包括辅助枢轴元件(35)，所述辅助枢轴元件(35)能操作地围绕排气阀桥销(34)旋转；并且
所述排气制动摇杆组件(36)被配置成沿着所述排气阀桥(33)的横向中心线将气阀机构负载施加在所述排气阀桥(33)的所述辅助枢轴元件(35)上。
2.根据权利要求1所述的气阀机构组件，其中，所述第一摇杆组件(10)被配置成允许所述排气阀桥(33)的横向中心线与所述偏心液压间隙调节器(11)的平行中心线之间有所述偏移(23)。
3.根据权利要求1所述的气阀机构组件，其中，所述偏心液压间隙调节器(11)包括定位销(25)，所述定位销(25)被配置成插入到位于所述第一摇杆组件(10)的所述鼻部(31)中的孔(32)中，其中，所述定位销(34)在插入到所述孔中时的位置决定了所述枢轴球(21)的位置。
4.根据权利要求1所述的气阀机构组件，所述气阀机构组件包括：
进气阀桥(2)，所述进气阀桥(2)被配置成致动至少一个进气阀(6)，其中，所述第二摇杆组件(14)被配置成将气阀机构负载施加在所述进气阀桥(2)上，其中，所述燃料喷射器(1)定位在所述排气阀桥(33)和所述进气阀桥(2)之间。
5.一种气阀机构组件(16)，该气阀机构组件包括：
摇杆组件(10，14)，所述摇杆组件(10，14)以可操作的方式连接到阀桥(2，33)；
偏心液压间隙调节器(11)，所述偏心液压间隙调节器(11)位于所述摇杆组件(10，14)的鼻部(31)中，其中，所述摇杆组件(10，14)的所述阀桥(2，33)与所述偏心液压间隙调节器(11)彼此间隔开，以在所述阀桥(2，33)和所述偏心液压间隙调节器(11)之间产生偏移(23)，其中，所述偏心液压间隙调节器(11)包括外壳体(20)和连接到所述外壳体(20)的枢轴球(21)，并且所述偏移(23)是所述枢轴球(21)的中心纵向轴线与所述外壳体(20)的中心纵向轴线之间的距离；以及
排气制动摇杆组件(36)，所述排气制动摇杆组件(36)被配置成致动至少一个排气阀(5，38)，
其中，所述至少一个排气阀(5，38)由排气制动按钮(40)致动，经由所述排气制动摇杆组件(36)中的制动元件(39)致动所述排气制动按钮(40)。
6.根据权利要求5所述的气阀机构组件，其中，所述偏心液压间隙调节器(11)具有穿过所述摇杆组件(10)的所述阀桥(2，33)的中心和所述枢轴球(21)的中心纵向轴线的第一平面以及平行于所述第一平面且穿过所述外壳体(20)的中心纵向轴线的第二平面。
7.根据权利要求6所述的气阀机构组件，其中，所述偏移(23)由所述第一平面和所述第二平面之间的空间限定。
8.根据权利要求6所述的气阀机构组件，其中，所述偏移(23)产生围绕所述摇杆组件(10)的所述鼻部(31)的空隙，为燃料喷射器(1)提供空间。
9.根据权利要求5所述的气阀机构组件，其中，所述至少一个排气阀(5，38)由以操作的方式连接到所述摇杆组件(10)的所述阀桥(33)致动。
10.根据权利要求5所述的气阀机构组件，其中，所述制动元件(39)致使辅助枢轴元件(35)围绕连接到所述阀桥(33)的销(34)旋转，以便于致动所述偏心液压间隙调节器(11)。
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