CN112065524A - 一种摇臂总成及发动机 - Google Patents

一种摇臂总成及发动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机领域，公开一种摇臂总成及发动机，摇臂总成包括摇臂、柱塞、单向阀、第一弹性件、第二弹性件、封堵件和泄压组件。利用第一弹性件推动柱塞向气门所在侧运动以消除气门间隙，摇臂通过单向阀向高压油腔内补油，第二弹性件和高压油腔内的工作油施加外力于封堵件使封堵件封堵泄压口，在气门开启时通过单向阀防止高压油腔内工作油回流至摇臂中，保证柱塞与摇臂之间相对位置的稳定性；在气门处于关闭状态时，泄压组件抵接于封堵件以打开泄压口，使高压油腔内的工作油通过泄压口快速泄出，以减小柱塞的伸长量，防止气门关闭不严；在气门周期性关闭的过程中，工作油不断的进入高压油腔内，之后被排出，能有效防止高压油腔内的温度过高。

Description

一种摇臂总成及发动机
技术领域
本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种摇臂总成及发动机。
背景技术
现有技术中的液压挺柱包括柱塞和与其插接并形成高压油腔的挺柱体，在凸轮轴上的凸轮处于基圆位置时，挺柱弹簧推动柱塞相对于挺柱体向气门运动，使象足与气门桥的上平面抵接，以消除气门间隙；同时，使高压油腔的体积增大，油压减小，摇臂中的机油将会通过单向阀进入高压油腔内，以使高压油腔与挺柱弹簧通过柱塞施加至象足上的作用力之和等于气门通过气门桥施加至象足上的外力，使柱塞与挺柱体的相对位置不变。
单向阀的设置使高压油腔内工作油不能倒流回摇臂中，从而使挺柱体和柱塞之间的相对位置稳定。当液压挺柱的长度需要减小时，需对高压油腔进行泄压，目前是利用气门上升推动挺柱体相对于柱塞运动，使高压油腔内的工作油通过挺柱体和柱塞之间的缝隙泄出。但为了防止液压挺柱正常工作过程中高压油腔内的工作油通过上述缝隙泄出，需要将上述缝隙做的特别小，但缝隙小会阻碍高压油腔内的工作油快速泄出。
综上，挺柱体和柱塞之间的配合间隙设计既要兼顾减小液压挺柱的长度时气门的快速响应，又要防止发动机正常工作时高压油腔内的工作油快速泄出。因此挺柱体和柱塞之间的配合间隙的选择是目前液压挺柱设计的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摇臂总成及发动机，能够在实现减小液压挺柱长度时气门快速响应的同时，防止发动机正常工作时高压油腔内的工作油快速泄出。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种摇臂总成，包括：
摇臂，所述摇臂转动连接于摇臂轴，所述摇臂上设有供油通道、高压油腔和泄压口；
柱塞，所述柱塞的一端插入所述高压油腔内且与所述摇臂的内壁滑动配合；
单向阀，用于使所述供油通道与所述高压油腔单向连通；
第一弹性件，用于提供使所述柱塞向气门所在侧移动的作用力；
第二弹性件和封堵件，均设于所述高压油腔内，所述第二弹性件的一端相对于所述摇臂固定，另一端连接于所述封堵件以在气门打开时使所述封堵件封堵所述泄压口；
泄压组件，正对所述泄压口设置且能够在气门关闭时抵接于所述封堵件以打开所述泄压口。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，还包括安装座，所述安装座与所述高压油腔的内壁过盈配合，所述第二弹性件远离所述封堵件的一端抵接或连接于所述安装座。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述高压油腔内设有限位面，所述安装座面朝所述第二弹性件的一侧抵接于所述限位面。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述封堵件为球状结构，所述泄压口的一端设有与所述球状结构配合的锥形开口；
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述封堵件的一端具有锥形外壁，所述泄压口的一端设有与所述锥形外壁配合的锥形开口。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述泄压组件包括安装支架和调节螺钉，所述调节螺钉的末端穿过所述安装支架且与所述安装支架螺纹连接，所述调节螺钉的末端伸出所述安装支架的长度能够调节。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述泄压组件还包括调节螺母，所述调节螺母设于所述安装支架与所述调节螺钉的头部之间。
作为上述摇臂总成的一种优选技术方案，所述柱塞伸出所述摇臂的一端外壁凸设有限位凸台，所述限位凸台能够抵接于所述摇臂外壁。
本发明还提供了一种发动机，包括上述的摇臂总成。
作为上述发动机的一种优选技术方案，还包括缸体和与其相连的缸盖，所述泄压组件固定在所述缸体或所述缸盖上。
本发明的有益效果：本发明提供的摇臂总成，可以利用第一弹性件推动柱塞向气门所在侧运动以消除气门间隙，同时摇臂通过单向阀向高压油腔内补油，保证柱塞与摇臂之间相对位置的稳定性，第二弹性件施加外力于封堵件使封堵件封堵泄压口，同时高压油腔内的工作油也会施加外力于封堵件，提高封堵件密封泄压口的密封效果；在气门开启时单向阀能够防止高压油腔内工作油回流至摇臂中，保证柱塞与摇臂之间相对位置的稳定性；在气门处于关闭状态时，泄压组件抵接于封堵件，以打开泄压口，使高压油腔内的工作油通过泄压口快速泄出，以减小柱塞的伸长量，防止气门关闭不严的现象发生；在气门周期性关闭的过程中，工作油不断的进入高压油腔内，之后又被排出，实现对高压油腔内的工作油的更换，能够有效防止高压油腔内的温度过高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的摇臂总成的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的气门处于关闭状态时摇臂总成的剖视图；
图3是本发明实施例提供的气门处于关闭状态时摇臂总成的局部剖视图；
图4是本发明实施例提供的气门处于打开状态时摇臂总成的剖视图。
图中：
11、摇臂；111、供油通道；12、柱塞；121、限位凸台；122、球头；13、高压油腔；14、单向阀；15、第一弹性件；16、第二弹性件；17、安装座；18、封堵件；191、安装支架；192、调节螺钉；193、锁紧螺母；
2、象足；3、气门桥；4、气门；5、摇臂轴；6、滚轮；7、凸轮；71、升程段；72、基圆段；81、偏压弹簧；82、第一安装板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1至图4所示，本实施例提供了一种摇臂总成，包括摇臂11、摇臂轴5、柱塞12、单向阀14、第一弹性件15、第二弹性件16、封堵件18和泄压组件，其中，摇臂11转动连接于摇臂轴5，摇臂11上设有供油通道111、高压油腔13和泄压口；柱塞12的一端插入高压油腔13内且摇臂11滑动配合；单向阀14用于使供油通道111与高压油腔13单向连通；第一弹性件15用于提供使柱塞12向气门4所在侧移动的作用力；第二弹性件16和封堵件18均设于高压油腔13内，第二弹性件16的一端相对于摇臂11固定，另一端连接于封堵件18以使封堵件18封堵泄压口；泄压组件正对泄压口设置且能够抵接于封堵件18以打开泄压口。优选地，上述第一弹性件15和第二弹性件16均为压缩弹簧。
柱塞12远离摇臂11的一端设有球头122，球头122连接有与其铰接的象足2，气门4连接于气门桥3，通过球头122和象足2的铰接，以实现气门4直线运动与摇臂11的摆动之间的相互转换。
在气门桥3和象足2之间存在气门间隙时，第一弹性件15将会推动柱塞12相对于摇臂11向气门4所在侧移动，象足2的下表面抵接于气门桥3的上表面，以消除气门间隙，同时摇臂11通过单向阀14向高压油腔13内补油，保证柱塞12与摇臂11之间相对位置的稳定性，第二弹性件16施加外力于封堵件18使封堵件18封堵泄压口，同时高压油腔13内的工作油也会施加外力于封堵件18，提高封堵件18密封泄压口的密封效果。同时由于柱塞12向气门4所在侧移动使高压油腔13内的油压减小，供油通道111内的工作油将会通过单向阀14流入高压油腔13内，使高压油腔13内的工作油通过柱塞12传递至象足2的外力与第一弹性件15通过柱塞12传递至象足2的外力之和等于气门4通过气门桥3施加至象足2上的外力，提高了柱塞12与摇臂11之间相对位置的稳定性。
上述高压油腔13设于摇臂11的一端，摇臂11的另一端通过滚轮轴连接有与摇臂11转动连接的滚轮6，摇臂11的中部与摇臂轴5转动连接，摇臂11靠近滚轮6的一端上部设有偏压弹簧81，偏压弹簧81的一端固定连接于第一安装板82上，第一安装板82连接于缸盖或缸体上，另一端抵接于摇臂11外壁，利用偏压弹簧81使滚轮6始终抵接于凸轮7外壁。
在气门4处于打开状态，即凸轮7的升程段71与滚轮6接触，在气门4开启时，通过单向阀14防止高压油腔13内工作油回流，保证柱塞12与摇臂11之间相对位置的稳定性。在气门4处于关闭状态时，凸轮7的基圆段72与滚轮6接触，泄压组件抵接于封堵件18，泄压口被打开，以将高压油腔13内的高压油排出，同时第二弹性件16将被压缩，实现对高压油腔13的快速泄压，以使柱塞12能够在气门4的推动作用下相对于摇臂11向摇臂11所在侧移动，防止关闭气门4时因柱塞12伸出过长导致气门4关闭不严的现象发生。
在气门4周期性关闭的过程中，工作油不断的进入高压油腔13内，之后又被排出，实现对高压油腔13内的工作油的更换，能够有效防止高压油腔13内的温度过高。
需要说明的是，本实施例中柱塞12与摇臂11之间的配合间隙只需保证柱塞12能够相对于摇臂11滑动时不会卡死即可，并不用于高压油腔13内工作油的泄出。在气门4打开的过程中，通过柱塞12与摇臂11之间的配合间隙泄出的工作油很小，有效防止了气门4打开的过程中柱塞12向摇臂11所在侧回缩，避免了气门4升程的降低。至于上述配合间隙的大小可以根据多次重复试验确定，在此不再赘叙。
本实施例中，柱塞12的一端滑动插入摇臂11内并与摇臂11围成高压油腔13，另一端伸出摇臂11并连接于球头122。于其他实施例中，还可以将柱塞12滑动套设于摇臂11外并与摇臂11围成高压油腔13。柱塞12伸出摇臂11的一端外壁凸设有限位凸台121，限位凸台121能够抵接于摇臂11外壁，在气门4关闭时，一旦限位凸台121抵接于摇臂11，则柱塞12将无法继续相对于摇臂11向摇臂11所在侧运动。
进一步地，上述摇臂总成还包括安装座17，安装座17与高压油腔13的内壁过盈配合，第二弹性件16远离封堵件18的一端抵接或连接于安装座17。本实施例中，第二弹性件16抵接于安装座17。为了便于泄压口被打开时，高压油腔13内的工作油能够及时泄出，安装座17上设有多个连通高压油腔13和泄压口的通孔。
进一步地，第二弹性件16的弹性系数小于第一弹性件15的弹性系数，高压油腔13内设有限位面，安装座17面朝第二弹性件16的一侧抵接于限位面。由于第二弹性件16的弹性系数小于第一弹性件15的弹性系数，安装时通过对第二弹性件16的最大变形量以及第一弹性件15的最大变形量进行把控，使第二弹性件16施加于安装座17上的作用力小于第一弹性件15施加于安装座17上的作用力，通过限位面对安装座17进行限位，防止第一弹性件15推动安装座17在高压油腔13内滑动，保证安装座17相对于摇臂11固定。
进一步地，为了提高封堵件18封堵泄压口时的密封性能，本实施例中，封堵件18为球状结构，泄压口的一端设有与球状结构配合的锥形开口。优选地，上述封堵件18由钢材料制成。于其他实施例中，封堵件18的一端具有锥形外壁，泄压口的一端设有与锥形外壁配合的锥形开口。
进一步地，泄压组件包括安装支架191和调节螺钉192，调节螺钉192的末端穿过安装支架191且与安装支架191螺纹连接，调节螺钉192的末端伸出安装支架191的长度能够调节。
在需要调节气门间隙时，可以通过旋拧调节螺钉192，改变调节螺钉192的末端伸出安装支架191的长度，以实现气门间隙的调节。为了提高调节螺钉192与安装支架191之间的稳定性，本实施例在调节螺钉192的头部与安装支架191之间设有锁紧螺母193，锁紧螺母193与调节螺钉192螺纹连接。
在组装上述摇臂总成时，偏压弹簧81安装后，盘车至凸轮7处于基圆状态，此时摇臂11处于抬起的最高位置；调整调节螺钉192，使调节螺钉192的末端刚好把封堵件18顶开，使泄压口被打开；之后拧紧锁紧螺母193，用于防止调节螺钉192松动。
进一步地，单向阀14设于供油通道111内。具体地，单向阀14包括钢球、安装块、第二安装板和复位弹簧，第二安装板连接于供油通道111内壁且相对于供油通道111固定，安装块连接于第二安装板且相对于第二安装板固定，安装块上设有弹簧腔，弹簧的一端安装于弹簧腔内且抵接于第二安装板，另一端连接或抵接于钢球，以使钢球封堵供油通道111。在高压油腔13内油压较小时，单向阀14上游的油压偏大，会推动钢球向弹簧腔移动，使供油通道111打开；高压油腔13内的油压偏大时，钢球将会在高压油腔13内的油压和复位弹簧的共同作用下封堵供油通道111，防止高压油腔13内的工作油回流。
本实施例还提供了一种发动机，包括上述的摇臂总成、缸体及与缸体相连的缸盖，泄压组件中的安装支架191固定在缸体或缸盖上。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种摇臂总成，其特征在于，包括：
摇臂(11)，所述摇臂(11)转动连接于摇臂轴(5)，所述摇臂(11)上设有供油通道(111)、高压油腔(13)和泄压口；
柱塞(12)，所述柱塞(12)的一端插入所述高压油腔(13)内且与所述高压油腔(13)的内壁滑动配合；
单向阀(14)，用于使所述供油通道(111)与所述高压油腔(13)单向连通；
第一弹性件(15)，用于提供使所述柱塞(12)向气门(4)所在侧移动的作用力；
第二弹性件(16)和封堵件(18)，均设于所述高压油腔(13)内，所述第二弹性件(16)的一端相对于所述摇臂(11)固定，另一端连接于所述封堵件(18)以在气门(4)打开时使所述封堵件(18)封堵所述泄压口；
泄压组件，正对所述泄压口设置且能够在气门(4)关闭时抵接于所述封堵件(18)以打开所述泄压口。
2.根据权利要求1所述的摇臂总成，其特征在于，还包括安装座(17)，所述安装座(17)与所述高压油腔(13)的内壁过盈配合，所述第二弹性件(16)远离所述封堵件(18)的一端抵接或连接于所述安装座(17)。
3.根据权利要求2所述的摇臂总成，其特征在于，所述高压油腔(13)内设有限位面，所述安装座(17)面朝所述第二弹性件(16)的一侧抵接于所述限位面。
4.根据权利要求1至3任一项所述的摇臂总成，其特征在于，所述封堵件(18)为球状结构，所述泄压口的一端设有与所述球状结构配合的锥形开口。
5.根据权利要求1至3任一项所述的摇臂总成，其特征在于，所述封堵件(18)的一端具有锥形外壁，所述泄压口的一端设有与所述锥形外壁配合的锥形开口。
6.根据权利要求1至3任一项所述的摇臂总成，其特征在于，所述泄压组件包括安装支架(191)和调节螺钉(192)，所述调节螺钉(192)的末端穿过所述安装支架(191)且与所述安装支架(191)螺纹连接，所述调节螺钉(192)的末端伸出所述安装支架(191)的长度能够调节。
7.根据权利要求6所述的摇臂总成，其特征在于，所述泄压组件还包括调节螺母，所述调节螺母设于所述安装支架(191)与所述调节螺钉(192)的头部之间。
8.根据权利要求1至3任一项所述的摇臂总成，其特征在于，所述柱塞(12)伸出所述摇臂(11)的一端外壁凸设有限位凸台(121)，所述限位凸台(121)能够抵接于所述摇臂(11)外壁。
9.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的摇臂总成。
10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，还包括缸体和与其相连的缸盖，所述泄压组件固定在所述缸体或所述缸盖上。
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