CN110410251A - 凸轮从动件和导向组件 - Google Patents

Abstract

提供了一种凸轮从动件组件，其具有塑料导向体和具有两个相对的辊轴端部的凸轮从动件。单件式导向体包括带槽构件对。每个带槽构件包括限定具有凹入表面的长形导向槽的内表面。长形导向槽彼此面向并对准。凸轮从动件设置在带槽构件对之间，使得辊轴端部中的一个容纳在一个导向槽中，而相对的辊轴端部容纳在另一个导向槽中。辊轴端部可在长形导向槽内沿往复轴向滑动并保持在凹入表面之间。塑料导向体可由具有玻璃纤维的尼龙材料注射模制形成。

Description

凸轮从动件和导向组件

引言

本公开涉及一种升降器组件，更具体地涉及一种用于启动燃料泵的升降器组件。

现代内燃发动机使用能够将高压燃料如汽油、柴油和乙醇85(E85) 直接输送到发动机燃烧室中的燃料泵组件。燃料泵组件通常包括机械泵，其由骑跨在凸轮凸角上的挺杆(也称为凸轮从动件)启动。凸轮凸角安装在凸轮轴上，凸轮轴由发动机的曲轴驱动并与曲轴同步旋转。凸轮凸角的轮廓和转速确定了输送到发动机的燃料的量和频率。

凸轮从动件将凸轮凸角的旋转运动转化成轴向往复运动。凸轮从动件紧靠柱塞轴的第一端部。与柱塞轴第一端部相对的第二端部连接到柱塞，柱塞配置成在柱塞每次轴向往复运动时输送预定量的高压燃料。柱塞轴被弹簧偏压向凸轮从动件，以推动柱塞的第一端部与凸轮从动件连续接触，且凸轮从动件与凸轮凸角连续接触。凸轮凸角的每次旋转引起柱塞的轴向往复运动，从而随着柱塞的每次冲程将燃料输送到发动机。

凸轮从动件设置在限定在燃料泵组件安装件内的钻孔内。凸轮从动件通常包括支撑辊的壳体和从壳体的一侧延伸的导向杆，辊配置成骑跨在凸轮凸角的表面上。杆容纳在钻孔壁中的相应通道内。杆与通道配合以防止凸轮从动件在钻孔内旋转。包括延伸杆的凸轮从动件的壳体通常由钢形成，并且用于燃料泵组件的安装件通常由铸造铁合金或铸造铝合金形成。在正常操作条件下，凸轮从动件的往复运动质量、凸轮壳体和钻孔壁之间的直接金属与金属以及骑跨在通道内的杆的捆扎可能引起不期望的发动机噪音、振动和声振粗糙度。

因此，虽然当前的凸轮从动件实现了它们的预期目的，但是需要一种新的、改善的凸轮从动件，其往复运动质量更少、操作更安静、制造成本更低。

发明内容

根据多个方面，公开了一种凸轮从动件组件。凸轮从动件组件包括具有带槽构件对的导向体。每个带槽构件包括限定具有凹入表面的长形导向槽的内表面。带槽构件中的一个的长形导向槽面向另外的带槽构件的长形导向槽并与另外的带槽构件的长形导向槽对准。凸轮从动件组件还包括凸轮从动件，该凸轮从动件具有辊，该辊具有设置在带槽构件对之间的两个相对的辊轴端部。一个辊轴端部容纳在一个导向槽中，另一个辊轴端部容纳在另外的导向槽中，使得辊轴端部可在长形导向槽内沿往复轴方向滑动并保持在凹入表面之间。

在本公开的另一方面中，这些至少一个长形导向槽包括第一限位挡件、与第一限位挡件相对的第二限位挡件以及在第一限位挡件与第二限位挡件之间延伸到长形导向槽中的限制突起。

在本公开的另一方面中，限制突起与第一限位挡件充分地间隔开以便限定长形导向槽的保持部。

在本公开的另一方面中，限制突起与第二限位挡件充分地间隔开以便限定长形导向槽的操作部。

在本公开的另一方面中，第一限位挡件和第二限位挡件中的至少一个包括与辊轴端部的形状互补的形状。

在本公开的另一方面中，导向体包括中空圆柱形部分，并且带槽构件对从圆柱形部分的一端延伸。

在本公开的另一方面中，中空圆柱形部分包括在带槽构件对之间延伸的边缘表面，并且边缘表面包括柱。

在本公开的另一方面中，中空圆柱体包括端部，其具有环形凸缘和外圆柱形表面，环形凸缘限定了径向延伸的槽口，外圆柱形表面限定了与槽口对准的轴向延伸的肋。

在本公开的另一方面中，凸轮从动件包括具有两个相对面向的平行侧面的从动件壳体。当辊的端部轴容纳在相应的长形导向槽内时，相对面向的平行侧面可抵靠带槽构件的相应内表面滑动。

在本公开的另一方面中，导向体由具有增强纤维的塑料材料形成并且凸轮从动件由金属材料形成。

根据多个方面，公开了一种具有塑料导向体和凸轮从动件的凸轮从动件组件。塑料导向体包括环形凸缘、从环形凸缘过渡到中空圆柱形部分的倒角台肩以及从中空圆柱形部分延伸的带槽构件对。每个带槽构件包括限定具有凹入表面的导向槽的内平面表面，其中一个导向槽面向另外的导向槽并与另外的导向槽对准。凸轮从动件设置在带槽构件对之间。凸轮从动件包括从动件壳体，从动件壳体具有两个相对面向的平面侧面和开口面，其中每个平面侧面限定辊轴开口。辊通过开口表面部分地设置在从动件壳体内并容纳在凹入表面之间的相应导向槽中，其中辊包括具有通过轴开口延伸出从动件壳体的两个相对端部的辊轴。

在本公开的另一方面中，每一个带槽构件包括具有与中空圆柱形部分相同曲率的外表面。

在本公开的另一方面中，环形凸缘限定了径向延伸的槽口和多个间隔开的突起。中空圆柱形部分包括限定与径向延伸槽口对准的轴向延伸肋的外圆柱形表面。

在本公开的另一方面中，中空圆柱形部分包括从带槽构件对之间的边缘表面延伸的柱。

在本公开的另一方面中，至少一个长形凹槽包括由限制突起分开的保持部和操作部。

在本公开的另一方面中，可以通过施加在凸轮从动件上的预定轴向力而将容纳在长形凹槽中的辊轴端部从保持部推动至操作部或从操作部推动至容纳部。

根据多个方面，公开了一种凸轮从动件组件，其具有塑料导向体和金属凸轮从动件。塑料导向体包括从中空圆柱形部分延伸的带槽构件对。每个带槽构件包括限定导向槽的内平面表面。金属凸轮从动件包括两个相对的平面表面和两个相对的辊轴，平面表面可滑动地插入内平面表面之间，辊轴延伸穿过平面表面并可滑动地容纳在塑料导向体的相应导向槽中。

在本公开的另一方面中，塑料导向体进一步包括使带槽构件互连的边缘表面，其中边缘表面包括延伸的柱。金属凸轮从动件包括容纳柱的孔，以使得金属凸轮从动件限制在塑料导向体上。

在本公开的另一方面中，导向槽包括第一限位挡件、与第一限位挡件相对的第二限位挡件以及在第一限位挡件与第二限位挡件之间延伸到长形导向槽中的限制突起。

在本公开的另一方面，塑料导向体由尼龙材料和玻璃纤维增强件形成。

从动件组件的优点包括由于往复运动质量较小和金属与金属的接触减少而使噪声、振动和声振粗糙度降低。根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应理解的是，说明书和具体示例仅用于说明的目的，而非旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于说明的目的，而非旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施例的设置在用于泵组件的安装件的钻孔内的凸轮从动件和导向组件的透视图；

图2是根据示例性实施例的图1的凸轮从动件和导向组件的透视分解图；

图3是根据示例性实施例的用于泵组件的安装件的顶视图，示出了设置在钻孔内的没有导向件的凸轮从动件；

图4A是根据示例性实施例的凸轮从动件和导向组件的透视图，示出了处于第一操作状态的凸轮从动件；

图4B是根据示例性实施例的凸轮从动件和导向组件的透视图，示出了处于第二操作状态的凸轮从动件；

图5A是根据示例性实施例的凸轮从动件和导向组件的透视图，示出了处于运输目的的凸轮从动件；以及

图5B是根据示例性实施例的凸轮从动件和导向组件的透视图，示出了处于使用目的的凸轮从动件。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或使用。参考附图公开了所示的实施例，其中在若干附图中相同的数字表示相应的部分。附图无需按比例绘制并可以放大或最小化一些特征以显示特定特征的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。

图1示出了总体上由附图标记100表示的凸轮从动件和导向组件，设置在燃料泵组件安装件104的钻孔102内。凸轮从动件和导向组件，本文称为从动件组件100，其包括可滑动地保持在单件塑料导向体108内的金属凸轮从动件106。当燃料泵组件安装件104组装到内燃发动机(未示出) 上时，凸轮从动件106骑跨在凸轮凸角110的外周表面109上。当发动机处于操作模式时，凸轮凸角110绕A轴旋转。由导向体108和钻孔102导向的凸轮从动件106将凸轮凸角110的旋转运动转换成沿Z轴的往复轴向运动。往复轴向运动传递到燃料泵组件的柱塞以将燃料输送到发动机。导向体108是单个整体塑料结构，其可以通过对包含大约32重量％的玻璃纤维增强件的尼龙材料注射模制而形成。凸轮从动件106可以由金属材料例如钢板冲压或制造而成。

图2示出了沿Z轴延伸的从动件组件100的分解视图。从动件组件100 包括塑料导向体108和金属凸轮从动件106。凸轮从动件106包括具有辊 114的从动件壳体112，辊114的一部分延伸穿过从动件壳体112的敞开面116。辊114绕X轴旋转，X轴平行于凸轮凸角110的旋转A轴。辊114 通过辊轴117连接到从动件壳体112，辊轴117具有延伸穿过从动件壳体112的相对辊轴端部118、118'。辊轴端部118、118'容纳在限定在导向体 108中的相应导向槽120、120'中，使得辊轴端部118、118'可在相应导向槽120、120'内滑动并保持在凹入表面121、121'之间。

导向体108包括邻近导向体108的第一端部124的环形凸缘122，从环形凸缘122延伸的中空圆柱形部分126，以及从圆柱形部分朝向与第一端部124相对的第二端部130延伸的带槽构件对128、128'。环形凸缘122 包括垂直于Z轴的环形表面132和平行于Z轴从环形表面132延伸的凸缘侧表面134。凸缘侧表面134逐渐变细成圆柱形部分126的外圆柱形表面136，从而限定从凸缘侧表面134过渡到外圆柱形表面136的倒角台肩138。凸缘侧表面134和外圆柱形表面136的曲率与钻孔102的内表面的曲率互补，使得当导向体108插入并定位在钻孔102内时，导向体108抵靠钻孔 102的内表面。倒角台肩138与限定在钻孔102中的相应突出配合以限制导向体108可插入钻孔102中的深度。

环形表面132限定了从Z轴径向延伸的槽口140。外圆柱形表面136 限定细长肋142，细长肋142从槽口140垂直延伸并平行于Z轴朝向导向体108的第二端部130延伸。细长肋142配置成可接纳在沿安装件104的钻孔102的长度限定的相应肋容纳部中。肋容纳部不必延伸穿过钻孔的整个长度，而仅延伸到容纳细长肋142的所需程度。在这种配置中，在从动件组件100正常操作期间，凸轮从动件106不与肋容纳部接触。细长肋142 与肋容纳部配合，以将从动件组件100正确地定位在钻孔102内的预定位置处，并防止从动件组件100在钻孔102内绕Z轴旋转，从而确保辊旋转的X轴保持与凸轮凸角110旋转的A轴平行。槽口140用作可视指示器，以在从动件组件100插入泵组件安装件104的钻孔102之前和期间使从动件组件100与泵组件安装件104正确对准。最佳如图5B所示，环形表面还包括多个等间距的可变形突起145。

从圆柱形部分126朝向导向体108的第二端部130平行地整体延伸的是带槽构件对128、128'。每个带槽构件128、128'包括具有与钻孔102曲率互补的曲率的外表面144、144'，使得一旦导向体108定位在钻孔102 内，带槽构件128、128'的外表面144、144'就位于钻孔102的相应表面附近。柱146在带槽构件对128、128'之间从圆柱形部分126的边缘表面148轴向延伸。柱146配置成可插入凸轮从动件106中的相应特征件中，以在组装之前，通过防止凸轮壳体绕X轴旋转将凸轮从动件保持在期望方位。圆柱形部分126还可以包括相对于Z轴与柱146成180度定位的第二柱146'。

第一带槽构件128包括内部第一平面表面150，内部第一平面表面限定了平行于Z轴轴向延伸的第一长形导向槽120。第一长形导向槽120包括靠近圆柱形部分126的第一限位挡件154和靠近导向体108的第二端部的与第一限位挡件154相对的第二限位挡件156。第一和第二限位挡件154、 156中的每一个都包括配置成支撑辊轴117的端部的半圆形轮廓。第一平面表面150还限定了延伸到第一长形导向槽中的限制突起158，从而将长形导向槽120分成保持部160和操作部162。第二带槽构件128'包括与第一带槽构件128的第一平面表面150平行并面向第一平面表面150的第二平面表面150'。类似于第一平面表面150，第二平面表面150'限定了第二长形导向槽120'，其具有第一限位挡件154'、第二限位挡件156'和将导向槽120'分成保持部160'和操作部162'的限制突起158'。第二带槽构件128' 的第一限位挡件154'、第二限位挡件156'和限制突起158'的形状，尺寸和位置分别基本上与第一带槽构件128的第一限位挡件154、第二限位挡件 156和限制突起158镜像对称。

参见图2、图3和图5B，从动件壳体112包括相对面向的弯曲表面对 164，164'。曲面164、164'绕Z轴弯曲，并通过平行壁对166、166'相互连接。每个平行壁166、166'包括外平面表面168、168'。每个平行壁166、 166'限定开口170、170'，开口170、170'配置成容纳和保持辊轴端部118、 118'中的一个。当导向构件处于松弛状态时，相对面向的外平面表面168、168'之间的距离稍大于带槽构件128、128'的内平面表面150、150'之间的距离。一旦从动件壳体112插入带槽构件128、128'之间，带槽构件128、 128'被向外推动，使得从动件壳体112的平面表面168、168'与带槽构件128、 128'的平面表面150、150'牢固滑动接触。

从动件壳体112还包括垂直于Z轴的顶部平面接触表面172，用于接合燃料泵组件的柱塞的端部。接触表面172经由圆形边缘表面174过渡到曲面164、164'中的至少一个。当凸轮从动件106插入带槽构件128、128' 之间时，在圆形边缘表面174中限定的是与延伸柱146对准的孔175。柱 146、146'可以插入相应的孔175、175'中，以防止凸轮从动件在安装之前绕X轴旋转。将柱146、146'中的至少一个的尺寸设置成提供与相应孔175、 175'的过盈配合。

最佳如图3所示，为了展示和描述的清楚起见，凸轮从动件106示出为布置在钻孔102内而没有导向体108。从动件壳体112的弯曲表面164、 164'与钻孔102的相应内表面互补并可滑动地接触。从动件壳体112的相对平面表面168、168'与钻孔102的内表面间隔开，并且与带槽构件128、 128'的内平面表面150、150'可滑动地接触。从动件外壳112的相对平面表面168、168'与带槽构件128、128'的内表面150、150'配合，以防止凸轮从动件106绕Z轴和Y轴旋转。凸轮从动件106和钻孔102的表面之间的最小接触减小了由间隙和金属与金属接触引起的操作噪音。与导向体108的金属与塑料接触抑制了振动，该振动是由于金属与金属接触量的减少而由往复运动和碰撞引起的。此外，凸轮从动件106的总体尺寸减小，允许往复运动质量减少。通过不使肋容纳部或通道在钻孔的整个长度上延伸，从动件壳体112的弯曲表面164、164'将不需要抵靠限定肋容纳部或通道的边缘滑动，因此预期弯曲表面164，164'的磨损会减小。

再度参照图2，辊轴117包括外表面176，辊114经由多个辊轴承180 可旋转地安装在外表面176上。辊114的长度小于平行壁对166、166'的内表面之间的距离。辊114配置成当从动件组件100安装到发动机上时接合旋转的凸轮凸角110。相对的辊轴端部118、118'之间的距离大于平行壁166、 166'的外表面168、168'之间的距离，使得当凸轮从动件106组装到导向体 108上时，辊轴端部118、118'的端部延伸穿过轴开口170、170'，并可滑动地支撑在导向槽120、120'内。辊轴端部118、118'可以相对于从动件壳体112自由浮动或者模锻到从动件壳体112。

参见图4A，凸轮从动件106示为骑跨在凸轮的基部182上，该基部将辊轴端部118、118'定位成接近导向槽120、120'的第二限位挡件156、156'，而不接触第二限位挡件156、156'。参见图4B，凸轮从动件106示为骑跨在凸轮的顶点部分184上，该顶点部分184将辊轴117的辊轴端部118、118'定位成靠近导向槽120、120'的限制突起158、158'，而不接触限制突起158、158'。因此，在正常操作条件下，凸轮从动件106由导向槽120、 120'的操作部162、162'以往复轴向运动来导向，其中辊轴端部118、118' 的行程限制不延伸到与第二限位挡件156、156'或限制突起158、158'接触。

参见图5A，凸轮从动件106示为处于运输位置。为了运输目的，凸轮从动件106的辊轴端部118、118'可以通过沿朝向导向体108的第一端部 124的方向施加到凸轮从动件106的预定轴向力，通过限制突起158、158' 从导向槽120、120'的操作部162、162'推入保持部160、160'。第一限位挡件154和限制突起158之间的距离近似为辊轴端部118的直径，使得辊轴端部118保持在第一限位挡件154和限制突起158之间的固定位置。在组装期间，凸轮从动件106的轴端部118、118'可通过沿朝向第二端部130的方向施加到凸轮从动件106的预定轴向力而被推动通过限制突起158、158' 进入导向槽120、120'的操作部162、162'。参见图5B，所示凸轮从动件 106处于使用位置。当从动件组件100从泵组件的安装件104移除时，凸轮从动件106朝向导向体108的第二端部130下降，使得辊轴端部118、 118'搁置在带槽构件128、128'的相应第二限位挡件156、156'上，并由带槽构件128、128'的相应第二限位挡件156、156'支撑，以防止凸轮从动件 106与导向体108分离。

从动件组件100的优点在于，在运输过程中以及在安装到泵组件安装件104中之前，凸轮从动件106可以保持在导向体108内的预定位置中。另一优点在于，导向体108在正常操作期间将凸轮从动件106的轴向往复运动限制到Z轴，并防止凸轮从动件106绕Z轴和Y轴旋转。又一优点在于，导向体108包括将从动件组件100适当放置并定位在安装件104内以及适当放置并定位到泵组件的特征。从动件组件100的再一优点是，由塑料导向体108和较低质量凸轮从动件106能实现较低质量的往复运动体。从动件组件100的再一优点是，凸轮从动件106不与限定在钻孔内的通道接触，因此凸轮从动件106的磨损减小。从动件组件100的再一优点是，由于往复运动质量较小以及金属与金属的接触减少而降低了噪声、振动和声振粗糙度。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。不应将这些变型视为脱离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种凸轮从动件组件，包括：

导向体，所述导向体包括带槽构件对，

其中所述带槽构件的每一个包括限定具有凹入表面的长形导向槽的内表面，并且

其中一个带槽构件的所述长形导向槽面向另外的带槽构件的所述长形导向槽并与其对准；以及

凸轮从动件，所述凸轮从动件包括具有两个相对的辊轴端部的辊，

其中所述凸轮从动件设置在所述带槽构件对之间，并且

其中所述辊轴端部中的一个容纳在一个导向槽中，所述辊轴端部中另一个容纳在另外的导向槽中，使得所述辊轴端部能够在所述长形导向槽内沿往复轴向方向滑动并保持在所述凹入表面之间。

2.根据权利要求1所述的凸轮从动件组件，其中，至少一个所述长形导向槽包括第一限位挡件、与所述第一限位挡件相对的第二限位挡件以及在所述第一限位挡件与第二限位挡件之间延伸到所述长形导向槽中的限制突起。

3.根据权利要求2所述的凸轮从动件组件，其中，所述限制突起与所述第一限位挡件充分地间隔开，以限定所述长形导向槽的保持部。

4.根据权利要求3所述的凸轮从动件组件，其中，所述限制突起与所述第二限位挡件充分地间隔开，以限定所述长形导向槽的操作部。

5.根据权利要求4所述的凸轮从动件组件，其中，所述第一限位挡件和第二限位挡件中的至少一个包括与所述辊轴端部的形状互补的形状。

6.根据权利要求2所述的凸轮从动件组件，其中，所述导向体包括中空圆柱形部分，并且其中所述带槽构件对从所述圆柱形部分的端部延伸。

7.根据权利要求6所述的凸轮从动件组件，其中，所述中空圆柱形部分包括在所述带槽构件对之间延伸的边缘表面，其中所述边缘表面包括柱。

8.根据权利要求6所述的凸轮从动件组件，其中，中空圆柱体包括：

端部，所述端部具有限定径向延伸槽口的环形凸缘，以及

外圆柱形表面，所述外圆柱形表面限定与所述槽口对准的轴向延伸的肋。

9.根据权利要求2所述的凸轮从动件组件，其中，所述凸轮从动件包括从动件壳体，所述从动件壳体具有两个相对面向的平行侧面，并且其中，当所述辊轴端部容纳在相应的长形导向槽内时，所述相对面向的平行侧面能够抵靠所述带槽构件的相应内表面滑动。

10.根据权利要求1所述的凸轮从动件组件，其中，所述导向体由具有增强纤维的塑料材料形成，并且所述凸轮从动件由金属材料形成。