CN1140792A - 阀控制设备的调整机构 - Google Patents

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Abstract

一种阀控制设备的调整机构包括与一个菌形阀相啮合的第一摇臂，安装得可以相对第一摇臂作枢转运动并且与一个凸轮凸起部相啮合的第二摇臂，有选择地将上述摇臂互连的装置，使第一摇臂偏置而与阀相啮合并且使第二摇臂偏置而与凸轮凸起部相啮合的装置。其中，调整机构限制上述摇臂之间的相对枢转运动的程度。在一个较佳实施例中，该偏置装置是一个作用在第一和第二摇臂之间的压缩弹簧，而该调整机构包括与弹簧同轴并且作用在摇臂上的一个螺纹件。

Description

阀控制设备的调整机构
本发明涉及在内燃机不同工作模式期间改变内燃机进气阀或者排气阀的工作特性的设备，特别是涉及这种设备的调整机构。
其中进气阀和/或排气阀或者可以有选择地致动和退动或者按照选择的升程曲线致动的用于多阀发动机的各种阀控制设备在本领域是众所周知的。
一种已知的设备公开在美国专利4151817中，它包括一个与第一凸轮型面相啮合的第一摇臂件和一个与第二凸轮型面相啮合的第二摇臂件以及将该第一和第二摇臂件互连或者栓锁起来的装置。
在1995年3月28日申请的序列号为412474的美国专利申请(通过引用并入本发明中)公开了上述这种类型的设备，它特别可以用来有选择地致动或者退动发动机阀，它包括：一个可以栓锁的摇臂总成，该摇臂总成包括一个有与凸轮接触的滚轮的内摇臂，一个与阀啮合的外摇臂，内摇臂和外摇臂彼此套合并且与在发动机缸盖上的一个支点枢转接触，该支点可以是一个固定游隙调节器的引伸圆柱；和一个可以在一个活动位置和一个静止位置之间移动的滑动栓锁件，其中在该活动位置时，内臂和外臂可靠地栓锁在一起并且可以操动来致动阀，而在静止位置时，内臂和外臂可以彼此自由地相对移动并且阀不被致动。该总成还包括一个作用在内臂和外臂之间使内臂偏置而与凸轮啮合和使外臂偏置而与阀啮合的偏置弹簧，内臂和外臂之间的关系可以有效地对抗圆柱弹簧和游隙调节器的液压力，以确保当摇臂处于它们的脱栓锁位置时游隙调节器不泵送。
在上述设备中，在栓锁件与内和外摇臂相啮合处的游隙是通过严格控制内和外摇臂以及滑动栓锁件的尺寸与公差来保持的。在低致动力的情况下，一定量的游隙是必要的，以便提供顺利的啮合和脱开。虽然可以通过仔细地定尺寸和提出严格的公差要求来设定最佳的初始游隙，但是所要求的制造精度可能是价格过高的。
本发明提供一种可以在组装时调整上述结构的内和外摇臂的相对角位置的装置，使得不依赖精确地定尺寸和极严格的加工公差便可以调定总成的啮合界面处的最佳游隙。根据本发明，调整是通过一个螺纹连接件来实现的，它可以限制内和外摇臂在偏置弹簧与内和外摇臂啮合处的最大间隙。
当结合附图考虑本发明时，则本发明的其它目的和优点从下面的描述将可一目了然，其中：
图1是本发明的局部平面图；
图2是沿着图1的2-2线所取的剖视图；
图3是本发明的第一摇臂的平面图；
图4是沿着图3的4-4线所取的剖视图；
图5是本发明的第二摇臂的平面图；
图6是沿着图5的6-6线所取的剖视图；
图7是本发明另外一个实施例的剖视图。
现在请主要参阅图2，它示出了合并有本发明的阀控制系统12的顶置式凸轮内燃机的缸盖10的一部分。如这里所示出的，控制系统12特别适于有选择地致动或者退动发动机阀并且包括一个摇臂总成14和一个致动总成16，其中摇臂总成14可以在经操作使阀打开的活动模式和阀不打开的静止模式之间变换，而致动总成16可以经操作来使摇臂总成在活动模式和静止模式之间变换。
摇臂总成14包括一个可以与发动机的阀致动凸轮20相啮合的内臂总成18，一个可以与通常由弹簧25保持关闭的菌形阀24相啮合的外臂22，一个作用于内臂和外臂之间使内臂偏置而与凸轮20相啮合并且使外臂偏置而与固定游隙调节器32的圆柱30相啮合的偏置弹簧26，和一个可以滑动地容纳在外臂上并且可以有效地将内臂和外臂栓锁在一起而形成控制系统的活动模式或者使它们脱锁而形成静止模式的栓锁件28。在本发明的一个较佳实施例中，外臂22可以枢转地安装在圆柱30上而内臂18可以枢转地安装在外臂22上。游隙调节器32的结构和功能是众所周知的，在这里不再详细描述。很明显，摇臂总成也可以安装在一个固定的支点上或者游隙调节装置上而不是液压游隙调节器上。
为了更好地理解内摇臂和外摇臂之间的关系，请详细参阅图3-6中的这些零件。
请参阅图3和4，内臂18最好是在平面内大致呈U形的冲压结构，有隔开的壁部分34和36，一个在U形底部的接触件38和一个中央脊柱部分40。脊柱部分40形成与外臂接触的承窝42形式的摇臂支点(在下面将详述)和一个弹簧接纳部分44。对正的孔46形成在壁34和36上用以接纳滚针总成48的轴(见图2)。孔50形成在弹簧接纳件44上用以接纳调整总成，其细节如下所述。如在下面将详细描述的，接触部分38形成一个栓锁表面，该栓锁表面将与外臂22和栓锁件28相互作用。
现在请参阅图5和6，从平面视图看，外臂22是一个大致矩形件，它有隔开的侧壁52和54，汇合的端部56和58，，端部56形成弹簧接纳部分，而端部58形成一个阀接触凸缘62。腹板部分64形成在壁52后54之间并且形成一个承窝部分66，当摇臂组装时，该承窝部分66容纳在内臂的承窝部分42和游隙调整件圆柱30之间。壁52和54在68和70处有切槽用以接纳栓锁件28。孔51形成在端部56用以接纳调整总成，下面对此将予以详述。
请再参阅图2，在组装时，内臂和外臂套合在一起，同时内臂18的脊柱部分40容纳在外臂22的腹板部分64上。滚针总成48容纳在内臂的壁34和36之间，同时该滚针总成轴与孔46滑配合。在内臂容纳在外臂的壁52和54之间的情况下，在工作期间，轴76总是与该壁接触，使得不需要诸如柱子之类的确实的保持装置来保持滚针总成。
当组合的摇臂安装在发动机时，外臂22的承窝部分66置于游隙调节件32的圆柱30上，这使内臂18的滚针总成48与凸轮20相接触和使外臂22的接触凸缘62与阀24相接触。当弹簧26置于内臂和外臂的部分44和56上并于内臂和外臂之间时，则内臂18被偏置得与凸轮20相接触(通过滚针总成48)，而外臂22被偏置得与阀24和圆柱30相接触，摇臂总成14相对于游隙调节件的纵向轴线的角位置由陷于外臂22的汇合端部58的壁之间的阀24杆端部来保持。
控制系统12借助栓锁件28在其活动模式和静止模式之间变换。在所示的实施例中，栓锁件28是安装在外臂22上的板的形式并且可以与内臂的接触部分38相啮合。栓锁件28包括一个可以沿着外臂的顶表面滑动并且有可以与内臂的接触部分38相啮合的中央部分80的平板件78，和一对跨在内臂上并且容纳在外臂的切槽68和70中的轴向延伸的指状部分82和84。栓锁件被偏置在其栓锁位置并且利用局部包围着外臂的端部58的突耳86和88来保持在外臂的位置上。如图1和2所示，所示的栓锁件处于与由内臂啮合的中央区域80的其活动位置或啮合位置。在该位置，当凸轮20转动通过图2所示的虚线时，凸轮20作用在滚针总成48上的作用力通过栓锁件28传递到外臂22上以及阀24上，从而使阀至其打开位置。
当使总成从其活动模式变换成其静止模式时，栓锁件28则由致动总成16移至图2所示的右方，使栓锁件滑动脱离与内臂的啮合。在栓锁件脱离啮合的情况下，凸轮靠在内臂上的作用力传递到弹簧26上而不是传递到外臂上，因而阀保持其关闭位置。
在所示的实施例中，所示的致动总成是示意性的，因为可以采用各种线性致动装置来变换栓锁件28，并且实际所用的装置将取决于与安装本系统的具体发动机相关的空间和安装限制条件。如这里所示，致动总成包括一个适当地连于发动机的支架90，连于支架的电磁线圈92，可以枢转地安装在支架的96处并且可以滑动地容纳在栓锁件28中以及与电磁线圈的输出件98相啮合的致动杆94，和一个作用在电磁线圈92和致动杆94之间以便使栓锁件偏置在通常的啮合位置的压缩弹簧99。为适应阀的运动，致动杆94穿过形成在栓锁件上的一个球形支座被接纳，从而容许栓锁件沿着致动杆在实线所示的阀关闭位置和虚线所示的阀开启位置之间移动而不会在制动器和栓锁件之间有不适当的游隙。
参阅图2，根据本发明，标号101的调整总成可以容许在将系统安装在发动机之前在内臂18的接触部分38和栓锁件28的中央区域80之间最大间隙的精确设定，因此可以避免对这些构件的尺寸及公差的极精确设定的要求。
调整总成包括一个穿过内摇臂18的和外摇臂22的弹簧接纳部分44和56的螺栓102和一个螺接在该螺栓上并且靠在外臂上的的螺母104，螺栓102还对弹簧26起定心的作用。该螺栓可以固定在内臂18上。组装时，螺母104在螺栓102上的位置可以调整，使得内臂和外臂彼此相对枢转并且改变部分38和板78之间的间隙直至获得最佳间隙。在较佳的实施例中，容许栓锁件28自由运动及容许系统内磨损的最小间隙被认为是最佳间隙。在系统的非栓锁模式中，调整总成起着限制游隙调节器32的由偏置弹簧26作用于圆柱30的负荷引起的泄漏的确实制动件的作用。
图7示出了本发明的另外一个实施例。该实施例包括一个内臂总成18’和一个外臂22’，而内臂总成18’包括与图1-6所示相似的滚针总成48’和接触部分38’，而外臂22’包括一个如第一实施例的弹簧接纳部分56’，但是它还包括一个伸在内臂的弹簧接纳部分44’之下在与制动/调整螺钉108接触位置的板件106。螺钉108螺接入弹簧接纳件44’中并且包括一个与板件106上形成的相应承窝相啮合的球端110。为了保持其位置，该螺钉可以是自锁式的，或者增加一个锁母。
螺钉108可以通过在内臂上形成的孔112来接近，并且在将系统组装在发动机上之前用来设定在接触部分38’和栓锁件28’的平板部分78’的界面处的初始游隙。内臂的板件106与螺钉108的啮合也起着如上述实施例的确实制动件的作用。

Claims (17)

1.一种内燃机的阀控制设备(12，12’)，它包括缸盖10，菌形阀(24)，其上形成有凸轮凸起部(20)的凸轮轴；该控制设备包括：与该菌形阀相啮合的第一摇臂(22，22’)；与该凸轮凸起部相啮合的第二摇臂(18，18’)，该第一和第二摇臂安装在该缸盖上，以便相对于该缸盖和彼此相对地产生枢转运动；使该第一摇臂偏置而与该菌形阀相啮合和使该第二摇臂偏置而与该凸轮凸起部相啮合的装置(26)；有选择地将第一和第二摇臂互连以便根据该凸轮凸起部作用于该第二摇臂的作用力使其一齐旋转的装置(16，28，28’)；其特征在于，调整限制该第一和第二摇臂之间相对枢转运动程度的装置(101，101’)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，使该第一摇臂偏置而与该菌形阀相啮合的和使该第二摇臂偏置而与该凸轮凸起部相啮合的该装置包括作用在该第一和第二摇臂之间的弹簧(26)。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，该第一摇臂包括其上具有一个阀接触部分(62)和形成在其上并且轴向地与该阀接触部分隔开的一个第一弹簧接纳表面(56，56’)的第一长臂件；该第二摇臂包括其上具有凸轮接触件(48)和形成在其上与该凸轮接触件轴向隔开的一个第二弹簧接纳表面(44，44’)的一个第二长臂件；将该第一臂件相对于该第二臂件绕着在阀接触部分和该第一臂件的第一弹簧接纳表面之间的和在凸轮接触件和该第二臂件的第二弹簧接纳表面之间的轴线枢转安装的装置(42)，该弹簧(26)包括接纳在该第一和第二弹簧接纳表面之间的一个压缩弹簧。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，可以调整地限制该第一和第二摇臂之间的相对枢转运动程度的装置(101，101’)包括控制该第一弹簧接纳表面和该第二弹簧接纳表面之间间隙的装置。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，控制该第一和第二弹簧接纳表面之间的间隙的装置包括与该压缩弹簧同轴地作用在该第一和第二臂件上的螺纹件(102)。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，该螺纹件包括穿过该第一和第二臂件同时其头部与该臂件之一相啮合的螺栓(102)和螺接在该螺栓上并且与另外一个臂件相啮合的螺母(104)。
7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，该第一和第二臂件彼此可以枢转地安装而形成一个剪刀式总成，同时该第一臂件的包括该阀接触部分(62)的部分和该第二臂件的包括该凸轮接触件(48)的部分形成该剪刀式总成的第一对相邻腿部，而该第一臂件的包括该第一弹簧接纳表面(56，56’)的部分和该第二臂件的包括该第二弹簧接纳表面(44，44’)的部分形成该剪刀式总成的第二对相邻腿部。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该第二对相邻腿部形成得使得该第一臂件的一部分形成有伸在该第二臂件之外并且与该第二弹簧接纳表面(44’)相对置的一个突出板件(106)，控制该第一和第二弹簧接纳表面之间的间隙的该装置包括作用在该第二臂件和该突出板件〔106〕之间的装置(101’)。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，作用在该第二臂件和该突出板件之间的装置包括一个螺接入该第二臂件并且靠在该突出板件上的螺纹件(108)。
10.如权利要求1-9中任何一项所述的设备，其特征在于，它包括安装在该缸盖上的一个游隙调整总成(32)，该第一和第二摇臂安装得可以绕着该游隙调整总成的可动引出件(30)作枢转运动。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该可动引出件由安装在缸盖上的液压游隙调节器的引出件确定。
12.一种摇臂总成(14)，它包括：第一臂件(22)，安装得可以相对于该第一臂件作枢转运动的第二臂件(18)，作用在该第一和第二臂件之间可以使该第一臂件相对该第二臂件在第一角方向上运动的偏置装置(26)，安装在该第一或者第二臂件之一上并且可以在一个第一位置和一个第二位置之间活动的装置(28)，其中，在该第一位置时，它与该第一或者第二臂件的另外一个相啮合，以限制该第一臂件相对于该第二臂件在与该第一角方向相对的第二角方向上的运动，而在第二位置时，它不与该第一或者第二臂件的另外一个相啮合，其特征在于，可以调整地限制该第一和第二臂件之间在该第一角方向上相对枢转运动程度的装置(101，101’)。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，作用在该第一和第二臂件之间偏置装置(26)包括一个压缩弹簧。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，该第一和第二臂件彼此可以枢转地安装而形成一个剪刀式总成，该压缩弹簧容纳在该剪刀式总成的相邻腿部之间。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，借助调整可以限制该第一和第二臂件之间的相对枢转运动程度的装置包括控制该相邻腿部之间间隙的装置。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，控制该第一和第二相邻腿部之间间隙的该装置包括与该压缩弹簧同轴地作用在该第一和第二相邻腿部上的一个螺纹件(102，108)。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，该螺纹件包括穿过该第一和第二相邻腿部并且其头部与该腿部之一相啮合的螺栓(102)和螺接在该螺栓上并且与该腿部的另外一个相啮合的一个螺母(104)。
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