CN111655978B - 用于气门机构部件的机械保持构件 - Google Patents

Abstract

一种保持构件被配置成支撑在发动机的汽缸盖内并且包括主体部分和多个臂。该主体部分具有被配置成接收发动机的燃料喷射器的开口。另外，多个臂从主体部分延伸并且被配置成定位在发动机的十字头的一部分上方。在发动机的常规工作期间，多个臂与十字头间隔开。

Description

用于气门机构部件的机械保持构件

技术领域

本发明总体上涉及保持各种气门机构(valvetrain)部件的位置，并且更具体地涉及机械地保持被定位在发动机的汽缸盖内的气门机构部件。

背景技术

用于发动机的气门机构组件可以包括在气门与摇臂或凸轮从动件之间的小的空隙。它们之间的这种小的空隙允许一个或更多个部件进行热膨胀，而不会致使部件在发动机工作期间彼此干扰。然而，这种小的空隙也可能在发动机工作时由于部件相互接触而致使一些噪音和磨损。

为了在减小由于气门与其相关联的摇臂或凸轮从动件之间的小的空隙引起的噪声和磨损的同时允许气门机构部件的工作，可以使用液压间隙调节器。更具体地，可以提供液压间隙调节器以补偿这些部件之间的小空隙，从而允许气门机构组件在气门与其相关联的摇臂或凸轮从动件之间的最小或零空隙下工作。然而，如果液压间隙调节器发生故障或不正确地工作(例如，由液压油损失或在低温下间隙调节器响应缓慢而致使的间隙过大)，则气门机构组件的十字头(cross-head)可能从气门末端脱落，从而致使发动机的不点火和/或损坏。

然而，如果气门机构组件包括在间隙调节器的故障或不正确工作期间保持十字头的位置的机构，则不期望地向气门机构组件添加了附加的质量或重量，这可能影响发动机的工作速度。另选地，在间隙调节器的故障期间，可以使用软件来电子地或以其它方式控制十字头的位置，但是这增加了整个发动机系统的复杂性，并且如果该软件和/或电子器件不正确地工作，则可能将附加的故障机制引入发动机。

因此，需要一种单独的机构，该机构被配置成即使在间隙调节器的故障或不正确操作期间也将十字头保持在气门的末端上。另外，这种机构不应该干扰发动机的正常或常规工作，并且允许十字头的必要的移动以操作气门。

发明内容

在一个实施方式中，保持构件被配置成被支撑在发动机的汽缸盖内并且包括主体部分和多个臂。该主体部分具有被配置成接收发动机的燃料喷射器的开口。另外，多个臂从主体部分延伸并且被配置成定位在发动机的十字头的一部分之上。在发动机的常规工作期间，多个臂与十字头间隔开。

在另一实施方式中，保持构件被配置成以可操作的方式以可操作的方式联接到发动机的气门机构组件，并且包括主体部分，该主体部分被定位在气门机构组件的第一气门和第二气门中间。保持件还包括：第一多个臂，该第一多个臂被配置成相对于第一气门来定位；以及第二多个臂，该第二多个臂被配置成相对于第二气门来定位。主体部分、第一多个臂和第二多个臂相对于第一气门和第二气门的移动是静止的。

在进一步的实施方式中，发动机包括汽缸，该汽缸具有主体部分和被配置成与该主体部分联接的汽缸盖部分。该发动机还包括气门机构组件，该气门机构组件被支撑在汽缸的至少一部分上并且包括进气门、排气门、以可操作的方式以可操作的方式联接到进气门的第一十字头和以可操作的方式联接到排气门的第二十字头。发动机还包括被配置成维持十字头相对于进气门和排气门的位置的保持构件。该保持构件相对于十字头是可移除的。

通过考虑以下示例了当前所感知的执行本发明的最佳模式的例示性实施方式的详细描述，本发明的附加特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

本发明的前述方面和许多预期的优点将变得更加容易领会，因为当结合附图时，通过参照以下详细描述，本发明的前述方面和许多预期优点将变得更好理解。

图1A是发动机的包括定位在汽缸的汽缸盖部分内的气门机构组件的一部分的汽缸的立体图；

图1B是图1A的汽缸和气门机构组件的另一立体图；

图2是图1A的汽缸的俯视图；

图3是包括机械保持构件的图1A的气门机构组件的一部分的分解图；

图4是沿图2的线4-4截取的图2的汽缸的剖视图；

图5是沿图2的线5-5截取的图2的汽缸的剖视图；以及

图6是图3的机械保持构件的立体图。

贯穿几个视图，对应的附图标记指示对应的部分。尽管附图表示根据本公开的多个特征和部件的实施方式，但是附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被夸大以便更好地例示和解释本公开。本文阐述的示例例示了本发明的实施方式，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

出于促进对本发明原理的理解的目的，现在将参照在下面描述的附图中例示的实施方式。以下公开的实施方式并非旨在穷举或将本发明限制为以下详细描述中公开的精确形式。而是，选择并描述实施方式，使得本领域的其它技术人员可以利用他们的教导。应该理解的是，由此并不旨在限制本发明的范围。本发明包括对示例性装置和所描述的方法和本发明原理的进一步应用的任何改变和进一步修改，这通常会是本发明所涉及的领域的技术人员会想到的。

参照图1A至图5，示出了内燃发动机10的一部分。发动机10包括至少一个汽缸12，该汽缸12具有汽缸主体部分14和汽缸盖部分16。汽缸12支撑气门机构组件20的一部分和燃料喷射器18。如图3中最佳所示，燃料喷射器18被配置成利用夹具19支撑在汽缸12上，并且更具体地支撑在汽缸盖部分16上。气门机构组件20被配置成随着发动机10的曲轴(未示出)旋转而工作，以促进汽缸12的燃烧室内的燃烧。

例示性地，如图1A至图5所示，气门机构组件20包括进气门22和排气门24。进气门22以可操作的方式联接到进气摇臂26，该进气摇臂26被配置成响应于进气推杆28的往复运动而枢转或以其它方式移动。更具体地，进气十字头30被纵向地定位在进气门22的末端32和进气摇臂26的中间(例如，大体上在竖直方向上处于进气门22的末端32与进气摇臂26之间)。以这种方式，在进气推杆28沿大体向上的方向移动时，进气摇臂26沿在进气十字头30上向下推动的方向枢转，从而在燃烧循环的预定部分期间打开进气门22。这样，进气十字头30被配置成在发动机10的正常或常规工作期间进行预定范围的移动，使得在发动机10的常规工作期间，进气十字头30仅在需要时移动以打开和关闭进气门22，而没有超出预定的移动范围的极端或过度的移动。

类似地，并且仍然参考图1A至图5，排气门24以可操作的方式联接到排气摇臂34，该排气摇臂34被配置成响应于排气推杆36的往复运动而枢转或以其它方式移动。更具体地，排气十字头38被纵向地定位在排气门24的末端40与排气摇臂34的中间。以这种方式，在排气推杆36沿大体向上的方向移动时，排气摇臂34沿在排气十字头38上向下推动的方向枢转，从而在燃烧循环的预定部分期间打开排气门24。这样，排气十字头38被配置成在发动机10的正常或常规工作期间进行预定范围的移动，使得在发动机10的常规工作期间，排气十字头38仅在需要时移动以打开和关闭排气门24，而没有超出预定的移动范围的极端或过度的移动。

参照图3，摇臂26、34中的每个摇臂利用紧固件42联接到汽缸盖部分16。另外，每个摇臂26、34包括挺杆组件44，该挺杆组件44被配置成分别接触进气门22和排气门24的末端32、40。在工作中，挺杆组件44被配置成分别在打开进气门22和排气门24时接触十字头30、38。为了减小挺杆组件44与十字头30、38之间的任何空隙，并且还减小十字头30、38与进气门22和排气门24的末端32、40之间的任何空隙，气门机构组件20可以包括与各个气门22、24相关联的液压间隙调节器(未示出)。液压间隙调节器被配置成调整(accommodate)挺杆组件44与十字头30、38之间的任何空隙以及十字头30、38与气门22、24之间的任何空隙，以减小在气门机构组件20的工作期间在这些部件处的噪音和磨损。

然而，如果液压间隙调节器出现故障(例如，液压油和/或压力损失)或者不正确地工作(例如，在低温期间响应缓慢)，则液压间隙调节器可能导致十字头30、38的过度移动。更具体地，十字头30、38的这种过度移动被定义成在发动机10的正常或常规工作条件期间十字头30、38的超出预定的移动范围的任何移动。以这种方式，如果液压间隙调节器发生故障或不正确地工作，则发动机10不再根据正常或常规工作条件来工作，并且十字头30、38可能过度地移动并且移动超出预定的移动范围。在这种情形下，如果液压间隙调节器的故障或不正确工作导致十字头30、38的过度移动，则十字头30、38可能分别从气门末端32、40脱落，从而导致燃烧循环期间不点火并且可能损坏发动机10。

本公开通过提供如图1A至图6所示的保持构件50来解决这些问题。保持构件50可以由金属材料构成并且可以通过冲压处理形成。例如，保持构件50可以由钢材料构成，诸如，AISI 1010钢和/或ASTM A572 50级钢。

可以理解的是，保持构件50被设置成相对于气门机构组件20的单独的部件，使得保持构件50不被限定成气门机构组件20的一部分。更具体地，并且如图3中最佳所示，保持构件50通过紧固件52被可移除地联接到汽缸盖部分16的一部分。例示性地，紧固件52将保持构件50可移除地联接到燃料喷射器18的夹具19，并且通过保持构件50的孔54和夹具19的孔56被接收，并且联接到汽缸盖部分16的安装孔58。例示性地，紧固件52螺纹地联接到汽缸盖部分16，但是可以以其它方式可移除地联接到汽缸盖部分16。通过将保持构件50可移除地联接到发动机10的在发动机10的工作期间不移动的静态部件(诸如，夹具19和汽缸盖部分16)，保持构件50还被配置成在发动机10的工作期间维持静态或固定位置。如本文进一步公开的，保持构件50不被配置成接触发动机10的任何移动部分(包括气门机构组件20)，除非十字头30、38具有过度的移动或间隙，在这种情况下，保持构件50被配置成将十字头30、38分别维持在气门末端32、40上。

保持构件50包括主体部分60，该主体部分60具有用于紧固件52的孔54和从主体部分60延伸的多个臂62。例示性地，如在至少图5中所示，主体部分60被定位在气门22、24中间或它们之间。主体部分60包括孔61，该孔61被配置成通过该孔61接收燃料喷射器18的一部分。主体部分60还可以包括对准或引导凸片(未示出)，以促进保持构件50在汽缸盖部分16上的正确定位。例如，利用这种对准或引导凸片，如果保持构件50不正确地定位在汽缸盖部分16上，则对准或引导凸片将干扰摇臂26、34。这样，在将保持构件50组装在汽缸盖部分16上的期间，对准或引导凸片确保了保持构件50的正确定位，而不会干扰气门机构组件20的其它部件。

保持构件50的臂62可以与主体部分60一体地形成，或者可以使用传统的联接机构和方法联接到主体部分60。例示性地，保持构件50包括四个臂62，其中，两个臂与进气门22相关联并且两个臂与排气门24相关联。在一个实施方式中，臂62各自限定倒置的“U”形。更具体地，倒置的“U”形限定各个臂62的凹入部分64。如图1至图5所示，分别被直接定位在气门末端32、40之上或上方的十字头30、38的一部分被定位在各个臂62的凹入部分64内，使得臂62被直接定位在相应气门末端32、40上的十字头30、38的部分的上方或之上。臂62的倒置的“U”形允许臂62大体上围绕十字头30、38的一部分延伸，使得将防止在发动机10的正常或常规工作期间十字头30、38的超出预定的移动范围的竖直、横向和旋转移动。更具体地，如果在发动机10的故障或不正确操作期间十字头30、38分别从气门末端32、40移开，则十字头38将接触臂62，但是臂62的形状和位置保持十字头30、38分别在气门末端32、40上的位置，如本文进一步公开的。

参照图4和图5，尽管十字头30、38的一部分被定位在各个臂62的凹入部分64内，但是在发动机10的正常或常规工作期间，臂62不接触十字头30、38。更具体地，在臂62与十字头30、38的上表面之间限定有间隙66。间隙66允许十字头30、38在发动机10的正常或常规工作期间在预定的运动范围内移动，而在十字头30、38与臂62之间没有任何接触。在一个实施方式中，间隙66可以为大约0.01mm至5.0mm，且更尤其是大约0.1mm至3.0mm。例如，间隙66可以限定十字头30、38与臂62之间的最小可用空隙，该最小可用空隙允许在发动机10的正常或常规工作期间十字头30、38的预定的移动范围、制造公差和部件的预期热膨胀。另外，可以理解的是，包括主体部分60和臂62的保持构件50在十字头30、38的移动期间保持静止并且不随着十字头30、38移动。

如果液压间隙调节器发生故障或不正确的操作，则保持构件50被配置成机械地而非电子地或以其它方式将十字头30、38分别保持在气门末端32、40上，并防止十字头30、38从相应的气门末端32、40脱落。更具体地说，尽管臂62在发动机10的正常或常规工作期间由于间隙66而没有与十字头30、38接触，但是如果液压间隙调节器发生故障或不正确地工作而导致十字头30、38的过度运动，使得十字头30、38与臂62接触，则臂62与十字头30、38之间的接触就防止十字头30、38分别从气门末端32、40脱落。这样，大体上围绕十字头30、38的一部分延伸的臂62的倒置的“U”形防止了在间隙中十字头30、38相对于相应的气门末端32、40的旋转、横向和竖直移动。以这种方式，即使液压间隙调节器出现故障或不正确操作，也减小或防止了对发动机10的损坏。

可以理解的是，例示性保持构件50被配置成机械地防止气门机构组件20的一部分与气门22、24分离，但不是气门机构组件20的部件。以这种方式，保持构件50不会增加气门机构组件20的质量，这允许发动机10以预期的速度(即，rpm气门或范围)工作，而无需对发动机10进行任何附加的校准或调节以容纳保持构件50。

尽管已经将本发明描述成具有示例性设计，但是可以在本公开的精神和范围内进一步修改本发明。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本发明的任何变型、用途或改编。此外，本申请旨在涵盖如出自本发明所属领域的已知或惯常实践内的相对于本公开的偏离。

Claims (19)

1.一种保持构件，所述保持构件被配置成被支撑在发动机的汽缸盖内，所述保持构件包括：

主体部分，所述主体部分具有开口，所述开口被配置成接收所述发动机的燃料喷射器；以及

多个臂，所述多个臂从所述主体部分延伸并且被配置成被定位在所述发动机的进气十字头和排气十字头的一部分之上，在所述发动机的常规工作期间，所述多个臂与所述进气十字头和排气十字头间隔开。

2.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述主体部分包括孔，所述孔被配置成接收能够移除的机械紧固件，并且所述主体部分通过所述能够移除的机械紧固件以可移除的方式联接到所述汽缸盖。

3.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述主体部分与所述多个臂一体地形成。

4.根据权利要求3所述的保持构件，其中，所述主体部分和多个臂由金属冲压件构成。

5.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述多个臂中的每个臂限定倒置的U形，所述倒置的U形被配置成在呈所述U形的凹部内接收所述进气十字头和排气十字头的部分。

6.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述主体部分和所述多个臂相对于所述进气十字头和排气十字头的移动是静止的。

7.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述多个臂被配置成在与所述多个臂中的至少一个臂接触的所述进气十字头和排气十字头的移动期间保持所述进气十字头和排气十字头的位置。

8.根据权利要求1所述的保持构件，其中，所述主体部分联接到所述燃料喷射器的夹具。

9.一种保持构件，所述保持构件被配置成以可操作的方式联接到发动机的气门机构组件，所述保持构件包括：

主体部分，所述主体部分被定位在所述气门机构组件的第一气门和第二气门中间；

第一多个臂，所述第一多个臂被配置成相对于所述第一气门来定位；以及

第二多个臂，所述第二多个臂被配置成相对于所述第二气门来定位，并且所述主体部分、所述第一多个臂和所述第二多个臂相对于所述第一气门和所述第二气门的移动是静止的，

其中，所述第一多个臂和所述第二多个臂中的每个臂限定凹部，所述凹部被配置成接收所述气门机构组件的十字头的一部分。

10.根据权利要求9所述的保持构件，其中，所述主体部分以及所述第一多个臂和所述第二多个臂能够从所述气门机构组件移除。

11.根据权利要求9所述的保持构件，其中，所述第一多个臂和所述第二多个臂被配置成在与所述臂中的至少一个臂接触的所述十字头的移动期间保持所述十字头的位置。

12.根据权利要求9所述的保持构件，其中，在所述发动机的常规工作期间，所述第一多个臂和所述第二多个臂与所述十字头间隔开。

13.根据权利要求9所述的保持构件，其中，所述主体部分被配置成以可移除的方式联接到所述发动机的燃料喷射器。

14.一种发动机，所述发动机包括：

汽缸，所述汽缸具有主体部分和被配置成与所述主体部分联接的汽缸盖部分；

气门机构组件，所述气门机构组件支撑在所述汽缸的至少一部分上并且包括进气门、排气门、以可操作的方式联接到所述进气门的第一十字头和以可操作的方式联接到所述排气门的第二十字头；以及

保持构件，所述保持构件被配置成保持所述第一十字头和所述第二十字头相对于所述进气门和所述排气门的位置，并且所述保持构件相对于所述十字头是能够移除的。

15.根据权利要求14所述的发动机，所述发动机进一步包括燃料喷射器，并且所述保持构件以可移除的方式联接到所述燃料喷射器。

16.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述保持构件相对于所述十字头的移动是静止的。

17.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述保持构件被配置成在所述十字头中的与所述保持构件接触的至少一个十字头的移动期间保持所述十字头中的所述至少一个十字头的位置。

18.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述保持构件包括主体部分和多个臂，并且所述多个臂被定位在所述十字头之上并且通过间隙与所述十字头间隔开。

19.根据权利要求18所述的发动机，其中，所述多个臂中的每个臂包括凹部，所述凹部被配置成在所述凹部中接收所述十字头的一部分。

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