CN114846223A - 闩锁组件和紧凑型摇臂组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种闩锁组件，该闩锁组件包括被构造成在闩锁孔中往复运动的闩锁销。该闩锁销包括主体，该主体包括第一插塞端、第二插塞端以及位于该第一插塞端与该第二插塞端之间的余隙。该闩锁销被构造成选择性地在该闩锁孔中移动。摇臂组件可以包括该闩锁组件。外臂可以被构造成围绕摇臂轴旋转并且包括该闩锁孔。内臂可以至少部分地设置在该外臂内并且被构造成旋转。当该闩锁销处于启用位置时，该内臂被构造成通过该闩锁销将力传递到该外臂。当该闩锁销处于停用位置时，该内臂被构造成在余隙中并且在空动间隙中移动。

Description

闩锁组件和紧凑型摇臂组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月16日提交的印度临时申请202011002040的权益，其内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及用于气门机构组件的摇臂组件，并且更具体地，涉及一种用于提供辅助气门升程(诸如发动机制动)的III型气门机构停缸(CDA)系统。还提供了一种闩锁组件。

背景技术

一些内燃机可以利用摇臂将凸轮的旋转运动转换成适于打开和关闭发动机气门的线性运动。停用摇臂结合允许选择性启用和停用摇臂的机构。在停用状态下，摇臂可表现出空动移动。然而，常规的气门机构承载组件通常可能涉及接触应力问题、高刚度问题、高循环疲劳要求和紧凑的封装要求。因此，虽然常规的带有停用摇臂的气门机构承载组件可以很好地实现其预期目的，但仍需要相关技术中的改进。

本文所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。当前指定的发明人的工作，在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述，既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于布置成与气缸盖配合的III型气门机构的摇臂组件。该摇臂组件包括摇臂，该摇臂具有被构造成围绕摇臂轴旋转的外臂、至少部分地设置在该外臂内并且被构造成围绕摇臂轴旋转的内臂，以及能够在启用位置和停用位置之间移动的闩锁销。在该启用位置，该内臂围绕摇臂轴的旋转通过该闩锁销传递到该外臂。在该停用位置，该内臂围绕摇臂轴的旋转不传递到该外臂。

提供了一种用于可切换摇臂的闩锁组件，该闩锁组件包括闩锁孔，该闩锁孔包括第一孔端、第二孔端和空动间隙。闩锁销被构造成在该闩锁孔中往复运动。该闩锁销包括主体，该主体包括位于第一孔端中的第一插塞端、位于第二孔端中的第二插塞端，以及位于该第一插塞端与该第二插塞端之间的余隙。该闩锁销被构造成选择性地在该闩锁孔中在启用位置与停用位置之间移动。

摇臂组件可以包括该闩锁组件。外臂可以被构造成围绕摇臂轴旋转并且可以包括该闩锁孔。内臂可以至少部分地设置在该外臂内并且被构造成旋转。当该闩锁销处于该启用位置时，该内臂被构造成通过该闩锁销将力传递到该外臂。当该闩锁销处于该停用位置时，该内臂被构造成在余隙中并且在空动间隙中移动。

附图说明

根据具体实施方式和附图，将更全面地理解本公开，其中：

图1示出了根据本公开的示例性III型摇臂组件的透视图；

图2示出了图1的示例性III型摇臂的横截面视图；

图3A和图3B示出了闩锁组件相对于可移动内臂的另选闩锁销位置；

图4示出了内臂的透视图；

图5示出了外臂的透视图；

图6A和图6B示出了闩锁组件的各方面的视图；并且

图7示出了闩锁组件相对于内臂、外臂和摇臂轴的横截面视图。

具体实施方式

本文所述的作为摇臂组件的操作示例是带有停缸技术(CDA)的重型III型摇臂组件，该组件具有高刚度和低质量惯性矩。在此类气门机构中，CDA通过两个摇臂主体之间的圆形闩锁销接合来实现，以在空动时传递负载并脱离接合。内臂、外臂和闩锁销被设计成减少应力、减少变形并产生高疲劳寿命。内臂和外臂被设计成抵抗弯曲剪切和拉伸应力，而闩锁销被设计和布置成使得接触不产生尖锐的或异常的接触/赫兹应力，这些接触/应力可能导致磨损，并且阻止传递全升程或无升程的预期功能。在另一方面，公开了一种用于此和其他摇臂组件的闩锁组件。该闩锁组件特别适合于“剪刀”III型摇臂组件和其他可切换摇臂组件，诸如用于II型气门机构的切换滚轮指状从动件。

首先参考图1，III型气门机构布置10被构造成定位在发动机的气缸体(未示出)上。示意性地示出旋转凸轮90，并且旋转凸轮90可以向摇臂组件施加气门升程廓线。应当理解，虽然以III型布置示出，但将本文描述的各种特征部用于其他布置也在本公开的范围内。就这一点而言，本文所述的与气门机构布置10相关联的特征部可适用于多种应用。在示例性实施方案中，气门机构布置10被支撑在承载体(未示出)中，并且每个气缸可包括进气门摇臂组件和排气门摇臂组件18。进气门摇杆臂组件被构造成控制相关联发动机(未示出)的进气门的运动。

在示例性实施方案中，该摇臂组件18通常包括摇臂20，该摇臂被构造成围绕摇臂轴22旋转。摇臂20通常包括内臂24(图4)、外臂26(图5)和闩锁销28(图6A和图6B)。滚轮30通过枢轴销32可旋转地联接到内臂24。如本文将更详细地描述的，内臂24基于凸轮轴(未示出)的凸轮90与滚轮30接触的升程廓线，围绕摇臂轴22旋转。

在示例性实施方案中，闩锁销28被构造成由致动器移动。致动器的一个示例在图7中示出。另选的致动器可以包括例如用于实现闩锁销28在启用位置(图3A)与停用位置图3B)之间的液压式、气动式、电动式、机械式等移动的装置。在启用位置，内臂24围绕摇臂轴22的旋转运动通过闩锁销28传递到外臂26，从而引起外臂26围绕摇臂轴22的旋转运动。通过这种方式，外臂26被构造成将运动传递到另一部件，诸如气门桥和/或发动机气门。在停用位置，内臂24围绕摇臂轴22的旋转不接触闩锁销28。因此，内臂24的旋转运动不被传递到外臂26。

另外参考图4，将更详细描述内臂24。在示例性实施方案中，内臂24包括主体40，该主体具有第一孔42、第二孔44和接触臂46。第一孔42被构造成容纳摇臂轴22，并且第二孔44被构造成容纳枢轴销32。接触臂46被构造成通过包括接触表面461来接合闩锁销28。

另外参考图5，将更详细描述外臂26。在示例性实施方案中，外臂26包括主体50，该主体具有相对的凸缘52、闩锁孔54和孔56。相对的凸缘52彼此间隔开，以提供用于将内臂24容纳在其间的余隙。相对的凸缘52各自限定被构造成容纳摇臂轴22的孔58。闩锁孔54被构造成容纳闩锁销28。囊孔62被构造成容纳气门致动囊或气门致动部件，诸如例如可切换囊60、液压式间隙调节器、机械式间隙调节器或龙头等，其被构造成接合e形脚、气门杆、气门桥等。

另外参考图3A、图3B、图6A和图6B，将更详细地描述闩锁销28。在示例性实施方案中，闩锁销28包括具有第一端部72和第二端部74的大体圆柱形主体70。闩锁销28以平行于或大体上平行于摇臂轴22并且横向于或大体上横向于内臂24和外臂26的主(纵向)轴线的方向容纳在闩锁孔54内。每个端部72、74包括键槽，诸如通孔、凹部或狭槽76，其被构造成容纳键78(例如，参见图3A、图6B)。主体70限定用于内臂24的空动的余隙80，此类余隙包括例如凹部、凹槽或凹口。

在停用位置(图3B)，闩锁销28移动到接触臂46被容纳于其内的位置，并且可以另选地穿过余隙80。在该构型中，内臂24不通过闩锁销28向外臂26传递运动。接触臂46在余隙80内的运动程度取决于从凸轮90传递的升程廓线。

在启用位置(图3A)，闩锁销28移动到接触臂46在围绕摇臂轴22旋转时将接触主体70的位置，从而通过闩锁销28将旋转运动传递到外臂26。

闩锁组件280、282可以被构造成在可切换摇臂中使用。闩锁组件280可以包括键781和对闩锁销28进行偏置的回位弹簧783，而闩锁组件282可以包括键781和第二键782，其中闩锁销28通过回位弹簧781、782偏置。

闩锁组件280、282可以包括形成在材料主体中的闩锁孔54，在该示例中，形成在外臂26的主体50的一部分中。闩锁孔54包括第一孔端541、第二孔端542和空动间隙501。空动间隙501可以形成在从外臂26的主体50延伸的肩部523、524之间。肩部523、524可以安置偏置机构91、92。在其他摇臂变型中，空动间隙501可以由凹口、凹槽、凹穴或其他凹部形成，这些凹部使得内臂24能够在空动时移动。

闩锁销28被构造成在闩锁孔54中往复运动。闩锁销28包括主体70，该主体可以是圆柱形的。闩锁销28包括第一孔端541中的第一插塞端72、第二孔端542中的第二插塞端74，以及位于第一插塞端72与第二插塞端74之间的余隙80。闩锁销被构造成选择性地在闩锁孔54中在启用位置与停用位置之间移动。当闩锁销28处于启用位置时，第一插塞端72和第二插塞端74中的一者位于空动间隙501中。内臂24，在该示例中，接触臂46和接触表面461，在空动时无法移动。内臂24将升程廓线从凸轮90传递到外臂26的气门端。但是，当闩锁销28处于停用位置时，余隙80位于空动间隙501中。从而，内臂可以在空动时移动。来自凸轮90的升程廓线将不传递到外臂26的气门端，因为内臂在由余隙80和空动间隙501所提供的空间中移动。通过如此设计凸轮凸角廓线，可使内臂24完全移动穿过闩锁销28，使其从闩锁销28上方移动到下方。

闩锁组件280可以包括位于闩锁孔54中的键781。键781可被构造成引导闩锁销28进入闩锁孔54中。键781可以包括柱785、铆头、销或其他引导件。闩锁销28可包括狭槽76或其他键控或定时特征，诸如突片、d形、齿形等。键781可以构造有柱785，以通过狭槽76引导闩锁销28。在另选方案中，闩锁孔54可以构造有配对的定时或键控特征，并且键可以用插塞、帽盖、盲孔或其他闩锁孔密封部件代替。如图所示，键781包括可用于按压到闩锁孔54的盖件787。柱785从盖件787延伸出。并且，回位弹簧783盘绕在柱78周围并且抵靠盖件787和第一插塞端72被偏置以使闩锁销28偏置在闩锁孔54中。回位弹簧783可以推动插塞主体721，使其阻止内臂24在空动间隙501中移动。如果将盲孔放置在第二孔端542处，则可以控制液压供给压力以对抗回位弹簧783的力，以将余隙80推动到与空动间隙501对准。液压供给压力可以通过摇臂轴22中的供给端口221来供给。第二供给端口222可以用作另一压力控制管道，包括返回路径。

在另选方案中，控制液压供给压力可以供给到闩锁孔的两端541、542。代替前述示例中的一个液压端口521，两个液压端口521、522可以在主体50中的凸缘52中延伸在摇臂轴22和闩锁孔54之间，使得油压控制可以将闩锁销28引导到停用位置和启用位置之间。可以通过控制摇臂轴22中的供给端口221、222的位置来供给液压供给压力。可以说，闩锁孔54被构造成通过第一孔端541和第二孔端542中的一者或两者中的一个或多个液压端口521、522接收液压控制，以移动闩锁销28。具有适形于插塞主体721、722的插塞允许对闩锁销28施加压力以进行油压控制。但通过修改闩锁销28和闩锁孔，可以实现其他往复运动控制技术。

闩锁组件282可以包括抵靠第二插塞端74被偏置的第二回位弹簧784。边缘、唇缘、柱、铆头或其他弹簧引导件可任选地包括在闩锁孔54中。另外，并且作为在第二孔端542处具有盲孔的另选方案，可在第二孔端542处使用通孔。然后，可以将第二键782按压到通孔以将闩锁销28固定在闩锁孔54中。第二键782及其另选方案可以包括键781可包括盖件788和柱786的另选方案中的任一另选方案。第二回位弹簧784可以抵靠第二插塞端74和第二键782的盖件788被偏置。

摇臂组件18可以包括外臂26，该外臂被构造成围绕摇臂轴22旋转。外臂26可以包括限定相对凸缘52的主体50，每个凸缘限定用于容纳摇臂轴22的孔(摇臂孔)58。外臂26可以包括闩锁孔54。闩锁孔54可以位于摇臂轴22与气门端之间。气门端可以包括夹具、e形脚或联接到气门或气门桥的其他结构，或者气门端可以包括囊60，诸如空动囊、发动机制动囊，等等。

内臂24可以至少部分地设置在外臂26内，并且可以被构造成选择性地在外臂26内移动。虽然内臂24被示出为围绕摇臂轴22旋转，如通过用第一孔(摇臂孔)42包围摇臂轴22，但也可以存在其他枢轴位置，如通过包括枢轴销以将内臂24连接到外臂26。内臂24可以通过这些另选的枢轴布置相对于摇臂轴22旋转。

闩锁组件280、282可以被定位成在启用位置和停用位置之间移动，如通过在闩锁孔54中往复运动。当闩锁销28处于启用位置(图2和图3A)时，内臂24被构造成通过闩锁销28将力传递到外臂26。当闩锁销28处于停用位置时，内臂24被构造成在余隙80中并且在空动间隙501中移动。

内臂可以包括主体40，该主体限定用于容纳摇臂轴22的第一孔(摇臂孔)42。第二孔或一对孔口44可以跨叉状滚轮端241形成，并且可以被构造成可旋转地支撑滚轮30。滚轮30可以通过枢轴销32安置。或者，滚轮30可以用推杆代替。推杆或滚轮可以被构造成从凸轮90接收升程廓线。内臂24还可以包括接触臂46，该接触臂被构造成当闩锁销处于启用位置时选择性地接触闩锁销28。接触臂46可以包括起伏状接触表面461以在闩锁销28上分配压力。

一个或多个偏置机构91、92(例如，弹簧)可以设置在内臂24与外臂26之间，以将内臂和外臂相对于彼此偏置到期望位置。

本文描述了带有停缸技术(CDA)的重型III型摇臂组件。该摇臂组件包括被设计用于高刚度和低质量惯性矩的内臂、外臂和闩锁销。由于闩锁销与摇臂孔保持相切/完全的接触，因此该设计被构造成在闩锁销/摇臂孔ID的边缘处不存在接触应力奇点问题。此外，内臂、外臂和闩锁销被设计成减少拉伸应力以提供改进的疲劳寿命。附加的修改可以提供对组装刚度的进一步改进。

已出于说明和描述的目的提供了这些示例的上述描述。这并非旨在是详尽性的。包括内臂和外臂布置的另选的摇臂组件可与本文所公开的闩锁组件一起使用。

Claims (15)

1.一种用于可切换摇臂的闩锁组件，所述闩锁组件包括：

闩锁孔，所述闩锁孔包括第一孔端、第二孔端和空动间隙；

闩锁销，所述闩锁销被构造成在所述闩锁孔中往复运动，所述闩锁销包括主体，所述主体包括所述第一孔端中的第一插塞端、所述第二孔端中的第二插塞端以及位于所述第一插塞端与所述第二插塞端之间的余隙，其中所述闩锁销被构造成选择性地在所述闩锁孔中在启用位置与停用位置之间移动，其中当所述闩锁销处于所述启用位置时，所述第一插塞端和所述第二插塞端中的一者定位在所述空动间隙中，并且其中当所述闩锁销处于所述停用位置时，所述余隙位于所述空动间隙中。

2.根据权利要求1所述的闩锁组件，还包括位于所述闩锁孔中的键，所述键被构造成引导所述闩锁销进入所述闩锁孔中。

3.根据权利要求2所述的闩锁组件，其中所述键包括柱，其中所述闩锁销包括狭槽，并且其中所述键通过所述狭槽引导所述闩锁销。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的闩锁组件，还包括回位弹簧，所述回位弹簧被构造成使所述闩锁销偏置在所述闩锁孔中。

5.根据权利要求3所述的闩锁组件，其中所述闩锁孔被构造成接收所述第一孔端和所述第二孔端中的一者或两者中的液压控制，以移动所述闩锁销。

6.根据权利要求5所述的闩锁组件，还包括第二回位弹簧，其中所述回位弹簧抵靠所述第一插塞端被偏置，并且其中所述第二回位弹簧抵靠所述第二插塞端被偏置。

7.一种摇臂组件，所述摇臂组件包括：

外臂，所述外臂被构造成围绕摇臂轴旋转，所述外臂包括所述闩锁孔；

内臂，所述内臂至少部分地设置在所述外臂内并且被构造成选择性地在所述外臂内移动；和

根据权利要求1所述的闩锁组件，所述闩锁组件包括能够在所述启用位置和所述停用位置之间移动的所述闩锁销，

其中，当所述闩锁销处于所述启用位置时，所述内臂被构造成通过所述闩锁销将力传递到所述外臂，并且其中当所述闩锁销处于所述停用位置时，所述内臂被构造成在所述余隙中和所述空动间隙中移动。

8.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述内臂包括主体，所述主体限定：

第一孔，所述第一孔用于容纳所述摇臂轴；

第二孔，所述第二孔被构造成能够旋转地支撑滚轮；和

接触臂，所述接触臂被构造成当所述闩锁销处于所述启用位置时选择性地接触所述闩锁销。

9.根据权利要求8所述的摇臂，其中所述滚轮被构造成从凸轮接收升程廓线。

10.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述外臂包括主体，所述主体限定：

相对凸缘，每个凸缘各自限定用于容纳所述摇臂轴的孔；

所述闩锁孔，所述闩锁孔被构造成容纳所述闩锁销；和

囊孔，所述囊孔被构造成容纳气门致动囊。

11.根据权利要求10所述的摇臂，还包括位于所述相对凸缘中的至少一个凸缘中的液压端口，所述液压端口被构造成将致动流体从所述摇臂轴供给到所述闩锁孔。

12.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述第一孔端包括通孔，其中所述第二孔端包括盲孔，并且其中所述闩锁组件还包括装配到所述通孔以使所述闩锁销保持在所述闩锁孔中的键。

13.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述第一孔端包括通孔，其中所述第二孔端包括第二通孔，并且其中所述闩锁组件还包括：

键，所述键装配到所述通孔以使所述闩锁销保持在所述闩锁孔中；和

第二键，所述第二键装配到所述第二通孔以使所述闩锁销保持在所述闩锁孔中。

14.根据权利要求12或13所述的摇臂，其中所述键包括第一柱，其中所述第一插塞端包括被构造成在所述第一柱上往复运动的第一狭槽。

15.根据权利要求7所述的摇臂，其中所述闩锁销包括主体，所述主体限定：

所述第一插塞端和所述第二插塞端，所述第一插塞端和所述第二插塞端各自限定狭槽，所述狭槽被构造成容纳被构造成引导所述闩锁销的相应的键和第二键；和

所述余隙，所述余隙被构造成当所述闩锁销处于所述停用位置时使所述内臂能够在所述余隙中移动，

其中，当所述闩锁销处于所述启用位置时，所述内臂被构造成接触所述闩锁销主体以通过所述闩锁销向所述外臂施加运动。

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