CN115478926A - 一种集成摇臂安装机构、摇臂总成装置及柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成摇臂安装机构、摇臂总成装置及柴油机，该集成摇臂安装机构包括集成框架、摇臂轴和平行设于摇臂轴的侧上方的线束安装轨；集成框架包括左立板、右立板、前端连板梁、后端连板梁和多个中连板梁，集成框架是由前端连板梁、左立板、后端连板梁和右立板依次首尾连接而围成的框架结构；前端连接梁向后延伸、后端连接梁向前延伸形成半圆弧形的前支承和后支承，各个中连板梁在中部靠右的位置沿摇臂轴的轴线方向分别向前后延伸形成筒形的中支承；摇臂轴的中部穿设于中支承的内孔中、两端分别搭设于前后支承上。该安装机构集成度高、空间利用率好、刚度高、定位准确，可以用较低的加工精度满足高装配要求。

Description

一种集成摇臂安装机构、摇臂总成装置及柴油机

技术领域

本发明涉及内燃机领域，具体的说是一种集成摇臂安装机构、摇臂总成装置及柴油机。

背景技术

柴油机的气门摇臂负责将推杆传来的作用力和运动转换方向和位置后传到气门杆端部，驱动气门开启，其位置和方向的转换是依靠以摇臂轴为枢轴的摇臂旋转运动来实现的，因此摇臂轴的安装需要定位准确、固定牢靠。目前通常采用类似于公开号为CN211116160U的实用新型专利所记载的技术方案进行摇臂轴的安装，该摇臂轴部件包括摇臂轴及设置在摇臂轴上的多个摇臂轴支座，通过螺栓将摇臂轴固定在摇臂轴支座上。在该专利中，每缸设置一个摇臂轴支座，每一个摇臂支座需要两根螺栓，将支座和摇臂轴同时固定在气缸盖气缸中心附近区域。由于该区域通常还布置有与支座固定螺栓孔垂直的喷油器进、回油孔以及与支座固定螺栓孔平行的喷油器压板安装螺栓孔等特征结构,为避免垂直相交的各孔被相互打通，通常需要将气缸盖高度增加，从而增加了气缸盖设计难度和重量。另外，随着目前电控喷油器的应用，气门摇臂室内布置的零件在原有气门、摇臂部件、喷油器及压板的基础上，又新增了喷油器控制线束。由于线束为软线，而摇臂室内的零件在柴油机的运转过程中大多处于运动状态，因此需要尽量多地设置线束固定点，进一步增加了气缸盖上方诸多零件的布置难点。

不仅如此，各自独立的摇臂支座刚度较差，而且由于安装和加工误差，使设置在不同支座上的摇臂轴安装孔轴线存在不同心的风险，影响摇臂轴安装后的直线度，增加了摇臂轴和摇臂间的不正常磨损，不利于柴油机的精确控制和可靠运行。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种集成摇臂安装机构、摇臂总成装置及柴油机，该安装机构集成度高、空间利用率好、刚度高、定位准确、便于安装，可以用较低的加工精度满足高装配要求。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种集成摇臂安装机构，包括集成框架、摇臂轴以及线束安装轨，摇臂轴和线束安装轨均安装于集成框架上且两者的长度方向与集成框架的前后方向相一致；

所述集成框架包括左立板、右立板以及多块连板梁，连板梁沿左右立板的长度方向分为一前端连板梁、多个中连板梁以及一后端连板梁，所述集成框架是由前端连板梁、左立板、后端连板梁和右立板依次首尾连接而围成的框架结构，左立板和右立板相对设置且沿摇臂轴的长度方向延伸，多个中连板梁间隔设于左立板和右立板之间，且各中连板梁的延伸方向垂直于摇臂轴的长度方向；所述前端连接梁向后延伸形成半圆弧形的前支承，所述后端连接梁向前延伸形成半圆弧形的后支承，各个中连板梁在中部靠右的位置沿摇臂轴的轴线方向分别向前、向后延伸形成筒形的中支承；

所述摇臂轴的中部穿设于中支承的内孔中、两端分别搭设于前支承和后支承上，且摇臂轴的两端部与前支承和后支承之间均通过限位螺栓相连接；

所述线束安装轨用于安装喷油器控制线束，所述线束安装轨平行设于摇臂轴的侧上方。

进一步地，中支承的右侧设有一右螺栓底座，中支承右部分沿其轴线方向贯通设有一缺口，该缺口向右延伸至贯穿右螺栓底座，形成一通槽，通槽的对称中心面通过中支承轴线并与集成框架底面相平行，利用通槽将右螺栓底座分为上下两部分，右侧螺栓底座内设有摇臂轴固定孔，通槽将摇臂轴固定孔分为上下两部分，向上为通孔，向下为螺纹盲孔，通过与摇臂轴固定孔相配合的锁紧螺栓能够将摇臂轴固定到位。

进一步地，安装于集成框架前、后端的两个中连板梁的底面上均设有润滑油供油孔，所述润滑油供油孔与中支承的内孔相连通，所述润滑油供油孔的轴线与中连板梁的底面成73~76°夹角并向中支承的内孔方向倾斜，所述润滑油供油孔与中支承的内孔轴向相交。

进一步地，摇臂轴上与润滑油供油孔相对应处设有向摇臂轴进油的进油孔，所述摇臂轴内部设有沿轴向延伸的摇臂轴内油道，摇臂轴内油道与进油孔相连通，摇臂轴的侧壁上设有多个润滑油孔，各个润滑油孔的内端口与摇臂轴内油道相连通，外端口位于摇臂轴的外表面，且与套设于摇臂轴上的对应摇臂相连通。

进一步地，摇臂轴上对应前、后支承的安装位置处分别设有一螺栓通孔及一安装平面，所述限位螺栓穿过螺栓通孔拧入前支承或后支承中，进而对摇臂轴进行限位。

进一步地，所述线束安装轨包括一主槽以及多个间隔固定于主槽底壁下表面上的固定槽，固定槽的位置与各连板梁的位置相对应，所述主槽和固定槽均为开口朝上的U形槽，主槽的两平行侧壁上设有多个开口朝向各缸喷油器中心的凹槽，所述线束安装轨上设有多个贯穿主槽和固定槽的沉孔，定位螺栓穿过沉孔后与集成框架相配合进而将线束安装轨与集成框架固定连接。

进一步地，中支承左侧设有一左螺栓底座，左螺栓底座上分别设有一螺纹孔及设于螺纹孔左侧的过孔，螺纹孔用于安装线束安装轨定位螺栓，过孔能够与固定螺栓相配合以将集成框架固定于气缸盖上。

一种摇臂总成装置，包括上述集成摇臂安装机构，多个中连板梁将集成框架内的空间分成多个小区域，小区域的个数即为柴油机的缸数；各个小区域内均设有一用于驱动同一缸的气门工作的摇臂组，所述摇臂组包括一进气摇臂和一排气摇臂，进气摇臂和排气摇臂均转动套设于摇臂轴上。

进一步地，所述进气摇臂和排气摇臂上均设有摇臂轴安装孔，摇臂轴安装孔内套装有衬套，衬套内孔壁面上设有与润滑油孔外端口相连通的环状油槽。

一种柴油机，包括上述摇臂总成装置，所述摇臂总成装置中集成框架的边框上设有多个螺栓安装底座，利用与螺栓安装底座相配合的固定螺栓能够将摇臂总成装置固定于柴油机的气缸盖上。

有益效果：

本发明中的集成摇臂安装机构具有如下优点：（1）各运动件油路简单通畅，润滑条件良好，机构工作可靠；（2）一体式中支承可同步加工，刚度高，工作稳定性好；利用位于摇臂轴固定孔与中支承内孔连通处的通槽受压产生的微变形固定摇臂轴，既保证中支承内孔及摇臂轴在较低的加工精度水平下，仍然满足安装定位准确的装配要求，制造成本低，又减少了布置在气缸盖气缸中心区域的螺栓底座数量，为该区域的设计留出更多余地，有效降低了气缸盖高度；（3）各组件功能集成、固定一体化，减少了零件种类，提高了空间利用率，布置更简洁高效，为气缸盖的集成化设计提供了基础，在简化气缸盖加工工艺、降低柴油机的高度和重量、提高适配性等方面取得了良好效果。

附图说明

图1为本发明中摇臂总成装置的结构示意图。

图2为本发明中集成框架的结构示意图。

图3为图2中A-A处的剖视图。

图4为图3中C局部放大图。

图5为图1中B-B处的剖视图。

图6为本发明摇臂轴的示意图。

图7为本发明线束安装轨的示意图。

图示标记：1、集成框架，101、右立板，102、左立板，103、前支承，104、中支承，105、后支承，106、前端连板梁，107、中连板梁，108、后端连板梁，109、润滑油供油孔，2、摇臂轴，201、摇臂轴内油道，202、进油孔，203、润滑油孔，204、螺栓通孔，205、安装平面，3、进气摇臂，4、排气摇臂，5、线束安装轨，501、主槽，502、固定槽，503、凹槽，6、限位螺栓，7、定位螺栓，8、固定螺栓，9、通槽，10、过孔，11、螺纹孔，12、摇臂轴固定孔，13、锁紧螺栓。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本文中的“固定螺栓8”为将集成框架固定至气缸盖上时所使用的螺栓，“定位螺栓7”为将线束安装轨5与集成框架1固定连接时所使用的螺栓，“限位螺栓6”为用于对摇臂轴6进行限位时所使用的螺栓。连板梁沿左右立板102，101的长度方向分为前端连板梁106、中连板梁107和后端连板梁108，摇臂轴支承沿左右立板102，101的长度方向分为前支承103、中支承104和后支承105。

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种柴油机的集成摇臂安装机构，包括集成框架1、摇臂轴2、进气摇臂3、排气摇臂4、线束安装轨5,集成框架1用于安装摇臂轴2和线束安装轨5；摇臂轴2用于安装进气摇臂3和排气摇臂4；线束安装轨5用于安装喷油器控制线束，其中进气摇臂3及排气摇臂4均设置为N个（N为柴油机气缸数，如六缸柴油机N=6，图1中为四缸柴油机），集成框架1安装在柴油机气缸盖上，其上设置N+1个摇臂轴支承及若干用于固定线束安装轨5的螺纹孔11。各摇臂轴支承与集成框架1一体成形，线束安装轨5通过定位螺栓7安装在集成框架1上。如图2～图4所示，所述集成框架1为板状环形结构，所述集成框架1包括左立板102、右立板101以及多块连板梁，多个连板梁均连通左、右立板102，101，沿左、右立板102，101的长度方向依次为前端连板梁106、中连板梁107、后端连板梁108，各中连板梁107的延伸方向垂直于摇臂轴2的长度方向。所述集成框架1是由前端连板梁106、左立板102、后端连板梁108和右立板101依次首尾连接而围成的框架结构，高度尺寸a=21 mm～25mm。

摇臂轴支承沿左右立板102，101的长度方向分为前支承103、中支承104和后支承105，前端连接梁106向后延伸形成半圆弧形的前支承103，所述后端连接梁108向前延伸形成半圆弧形的后支承105，中连板梁107设置为N-1个，各个中连板梁107在中部靠右的位置沿摇臂轴2的轴线方向分别向前、向后延伸形成筒形的中支承104，中支承104数量也为N-1个，这样各档摇臂轴支承与集成框架1的环状边框连为一体，每个中支承104内孔的轴线同轴，距集成框架1底平面距离均为b，b=33 mm～38mm。

所述摇臂轴2的中部依次穿过进气摇臂3、排气摇臂4、中支承104内孔，两端分别搭设于前支承103和后支承105上；在前、后端沿与摇臂轴2轴线垂直相交的方向，通过限位螺栓6将摇臂轴2与集成框架1相连；所述线束安装轨5设置在摇臂轴2的侧上方，与摇臂轴2平行，沿摇臂轴2轴线方向，从集成框架1的前端延伸至后端，在经过集成框架1每一个连板过梁的对应位置，设置沉孔，通过装入沉孔内的定位螺栓7与集成框架1相连。

中连板梁107靠近左立板102一端的下表面设置圆柱形凹坑，随形等壁厚外扩5mm～6mm，与左立板102相连。

中支承104的右侧设有一右螺栓底座，中支承104右部分沿其轴线方向贯通设有一缺口，该缺口向右延伸至贯穿右螺栓底座，形成一通槽9，通槽9的高度e为1 mm～1.5mm，通槽9的对称中心面通过中支承104轴线并与集成框架1底面相平行，利用通槽9将右螺栓底座分为上下两部分，右侧螺栓底座内设有摇臂轴固定孔12，位于摇臂轴固定孔12与中支承104内孔连通处的通槽9，将摇臂轴固定孔12分为上下两部分，向上为通孔，向下为螺纹盲孔。安装时将摇臂轴2穿过中支承104内孔后，锁紧螺栓13经摇臂轴固定孔12的通孔部分向下，拧入螺纹盲孔中，拧紧时通槽9产生轻微收缩变形，将摇臂轴2固定到位，既保证定位准确，形成了整体摇臂轴2的分段压紧，又区别于目前常用的摇臂轴固定螺栓拧到气缸盖上的设计，不在气缸盖上布置螺栓底座，进一步为气缸盖气缸中心区域的设计留出余地，同时降低了整体式摇臂轴支座配装整体摇臂轴时，对支座各档摇臂轴导向孔较高的同轴度要求，弱化了因整体摇臂轴直线度偏差带来的不良影响，从而降低制造成本。

所述润滑油供油孔109设置在与前端连板梁106、后端连板梁108相邻的两中连板梁107的底面，每处一个，与中支承104内孔相通。润滑油供油孔109轴线与中连板梁107底面成73~76°夹角并向中支承104内孔轴线方向倾斜，与中支承104的内孔轴向相交。

如图5～图6所示，作为优选方案，所述摇臂轴2为中空结构，中心通孔为摇臂轴内油道201，沿轴线方向，摇臂轴2上对应集成框架1润滑油供油孔109处设置有进油孔202，与摇臂轴内油道201连通；摇臂轴2的侧壁上设有多个润滑油孔203，各个润滑油孔203的内端口与摇臂轴内油道201相连通，外端口位于摇臂轴2的外表面，且与套设于摇臂轴2上的对应摇臂相连通。摇臂轴2上对应前、后支承103，105的安装位置处分别设有一螺栓通孔204及一安装平面205，所述限位螺栓6穿过螺栓通孔204拧入前支承103或后支承105中，进而对摇臂轴2进行限位。

柴油机工作时，润滑油经气缸盖内的通道同时进入集成框架1前、后两处润滑油供油孔109，然后通过摇臂轴2的进油孔202流入摇臂轴内油道201，最后经各润滑油孔203分流至各缸进气摇臂3、排气摇臂4衬套内孔壁面的环状油槽，实现摇臂轴2和进气摇臂3、排气摇臂4之间的润滑。

如图7所示，所述线束安装轨5包括一个主槽501和N+1个固定槽502，固定槽502的位置与各连板梁的位置相对应，所述主槽501和固定槽502均为开口朝上的U形槽，主槽501的两平行侧壁上设有多个开口朝向各缸喷油器中心的凹槽503，凹槽503开口朝向各缸喷油器中心。所述线束安装轨5上设有多个贯穿主槽501和固定槽502的沉孔，定位螺栓7穿过沉孔后与集成框架1相配合，进而将线束安装轨5与集成框架1固定连接。安装时喷油器主控制线束摆放在主安装槽501中，各缸喷油器控制线一端从主线束引出，经相应凹槽503定向，另一端固定在喷油器顶部的接线柱上。

中支承104左侧设有一左螺栓底座，左螺栓底座上分别设有一螺纹孔11及设于螺纹孔11左侧的过孔10，螺纹孔11用于安装线束安装轨5定位螺栓7，过孔10能够与固定螺栓8相配合以将集成框架1固定于气缸盖上。

一种摇臂总成装置，包括上述集成摇臂安装机构，多个中连板梁107将集成框架1分为N个独立分区，每个分区内安装一个进气摇臂3和一个排气摇臂4，用于驱动同一个缸的气门工作，进气摇臂3和排气摇臂4均转动套设于摇臂轴上，每个分区的两端均有一个摇臂轴支承，对整体摇臂轴形成了分段支撑，最大限度地避免了进、排气摇臂不同步运动造成的摇臂晃动，提高了气门摇臂总成的工作稳定性。

所述进气摇臂3和排气摇臂4上均设有摇臂轴安装孔，摇臂轴安装孔内套装有衬套，衬套内孔壁面上设有与润滑油孔203外端口相连通的环状油槽。

一种柴油机，包括上述摇臂总成装置，所述摇臂总成装置中集成框架1的边框上设有多个圆柱形螺栓安装底座，利用与圆柱形螺栓安装底座相配合的固定螺栓8能够将摇臂总成装置固定于柴油机的气缸盖上。在集成框架1安装时，固定螺栓8能够有效避让缸盖中心区域，从而有利于喷油器及其进、回油孔的布置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成摇臂安装机构，其特征在于，包括集成框架（1）、摇臂轴（2）以及线束安装轨（5），摇臂轴（2）和线束安装轨（5）均安装于集成框架（1）上且两者的长度方向与集成框架（1）的前后方向相一致；

所述集成框架（1）包括左立板（102）、右立板（101）以及多块连板梁，连板梁沿左右立板（102，101）的长度方向分为一前端连板梁（106）、多个中连板梁（107）以及一后端连板梁（108），所述集成框架（1）是由前端连板梁（106）、左立板（102）、后端连板梁（108）和右立板（101）依次首尾连接而围成的框架结构，左立板（102）和右立板（101）相对设置且沿摇臂轴（2）的长度方向延伸，多个中连板梁（107）间隔设于左立板（102）和右立板（101）之间，且各中连板梁（107）的延伸方向垂直于摇臂轴（2）的长度方向；所述前端连接梁（106）向后延伸形成半圆弧形的前支承（103），所述后端连接梁（108）向前延伸形成半圆弧形的后支承（105），各个中连板梁（107）在中部靠右的位置沿摇臂轴（2）的轴线方向分别向前、向后延伸形成筒形的中支承（104）；

所述摇臂轴（2）的中部穿设于中支承（104）的内孔中、两端分别搭设于前支承（103）和后支承（105）上，且摇臂轴（2）的两端部与前支承（103）和后支承（105）之间均通过限位螺栓（6）相连接；

所述线束安装轨（5）用于安装喷油器控制线束，所述线束安装轨（5）平行设于摇臂轴（2）的侧上方。

2.根据权利要求1所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，中支承（104）的右侧设有一右螺栓底座，中支承（104）右部分沿其轴线方向贯通设有一缺口，该缺口向右延伸至贯穿右螺栓底座，形成一通槽（9），通槽（9）的对称中心面通过中支承（104）轴线并与集成框架（1）底面相平行，利用通槽（9）将右螺栓底座分为上下两部分，右侧螺栓底座内设有摇臂轴固定孔（12），通槽（9）将摇臂轴固定孔（12）分为上下两部分，向上为通孔，向下为螺纹盲孔，通过与摇臂轴固定孔（12）相配合的锁紧螺栓（13）能够将摇臂轴（2）固定到位。

3.根据权利要求1所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，安装于集成框架（1）前、后端的两个中连板梁（107）的底面上均设有润滑油供油孔（109），所述润滑油供油孔（109）与中支承（104）的内孔相连通，所述润滑油供油孔（109）的轴线与中连板梁（107）的底面成73~76°夹角并向中支承（104）的内孔轴线方向倾斜，所述润滑油供油孔（109）与中支承（104）的内孔轴向相交。

4.根据权利要求3所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，所述摇臂轴（2）上与润滑油供油孔（109）相对应处设有向摇臂轴（2）进油的进油孔（202），摇臂轴（2）内部设有沿轴向延伸的摇臂轴内油道（201），摇臂轴内油道（201）与进油孔（202）相连通，摇臂轴（2）的侧壁上设有多个润滑油孔（203），各个润滑油孔（203）的内端口与摇臂轴内油道（201）相连通，外端口位于摇臂轴（2）的外表面，且与套设于摇臂轴（2）上的对应摇臂相连通。

5.根据权利要求1所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，摇臂轴（2）上对应前、后支承（103，105）的安装位置处分别设有一螺栓通孔（204）及一安装平面（205），所述限位螺栓（6）穿过螺栓通孔（204）拧入前支承（103）或后支承（105）中进而对摇臂轴（2）进行限位。

6.根据权利要求1所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，所述线束安装轨（5）包括一主槽（501）以及多个间隔固定于主槽（501）底壁下表面上的固定槽（502），固定槽（502）的位置与各连板梁的位置相对应，所述主槽（501）和固定槽（502）均为开口朝上的U形槽，主槽（501）的两平行侧壁上设有多个开口朝向各缸喷油器中心的凹槽（503），所述线束安装轨（5）上设有多个贯穿主槽（501）和固定槽（502）的沉孔，定位螺栓（7）穿过沉孔后与集成框架（1）相配合进而将线束安装轨（5）与集成框架（1）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种集成摇臂安装机构，其特征在于，中支承（104）左侧设有一左螺栓底座，左螺栓底座上分别设有一螺纹孔（11）及设于螺纹孔（11）左侧的过孔（10），螺纹孔（11）用于安装定位螺栓（7），过孔（10）能够与固定螺栓（8）相配合以将集成框架（1）固定于气缸盖上。

8.一种摇臂总成装置，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的集成摇臂安装机构，多个中连板梁（107）将集成框架（1）内的空间分成多个小区域，小区域的个数即为柴油机的缸数；各个小区域内均设有一用于驱动同一缸的气门工作的摇臂组，所述摇臂组包括一进气摇臂（3）和一排气摇臂（4），进气摇臂（3）和一排气摇臂（4）均转动套设于摇臂轴（2）上。

9.根据权利要求8所述的一种摇臂总成装置，其特征在于，所述进气摇臂（3）和排气摇臂（4）上均设有摇臂轴安装孔，摇臂轴安装孔内套装有衬套，衬套内孔壁面上设有与润滑油孔外端口相连通的环状油槽。

10.一种柴油机，其特征在于，包括权利要求8所述的摇臂总成装置，所述摇臂总成装置中集成框架（1）的边框上设有多个螺栓安装底座，利用与螺栓安装底座相配合的固定螺栓（8）能够将摇臂总成装置固定于柴油机的气缸盖上。

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