CN116917600A - 双向闩锁销组件、可切换摇臂和气门机构组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向闩锁销组件，该双向闩锁销组件可以包括壳体部分，该壳体部分包括闩锁端口。闩锁端口中的闩锁销可包括从主体部分延伸的阶梯式鼻部。阶梯式鼻部可包括第一阶梯和第二阶梯。弹簧可抵靠安装在闩锁端口中的引导件偏压，并且弹簧可被构造成将闩锁销偏压至使第一阶梯延伸出闩锁端口的第一位置。第一致动组件可被构造成将闩锁销移动到使第一阶梯和第二阶梯延伸出闩锁端口的第二位置。第二致动组件可被构造成将闩锁销移动到将第一阶梯和第二阶梯拉动到闩锁端口中的第三位置。可切换摇臂和气门机构组件可由其形成。

Description

双向闩锁销组件、可切换摇臂和气门机构组件

技术领域

本申请提供了一种双向闩锁销组件、带有其的可切换摇臂以及用于致动该双向闩锁销组件的气门机构组件。双向闩锁销组件可以包括被构造成在三个位置之间切换的阶梯式闩锁销。

背景技术

摇臂可包括闩锁销以切换传递到气缸盖上的气门的升程廓线。这也可称为切换辊指状随动件(“SRFF”)。虽然在本领域中存在其他机构，但是在紧密包装中以低部件数稳定地切换的能力是障碍。

发明内容

本文所公开的方法和装置克服了上述缺点，并且通过双向闩锁销组件、具有其的可切换摇臂以及用于致动该双向闩锁销组件的气门机构组件改进了现有技术。双向闩锁销组件可以包括被构造成在三个位置之间切换的阶梯式闩锁销。能够以低部件数稳定地确保中立位置。因此，也可以确保第二闩锁销位置和第三闩锁销位置的稳定定位。

双向闩锁销组件可以包括壳体部分，该壳体部分包括闩锁端口。该闩锁销可位于该闩锁端口中。闩锁销可包括从主体部分延伸的阶梯式鼻部。阶梯式鼻部可包括第一阶梯和第二阶梯。引导件可安装在闩锁端口中。弹簧可抵靠引导件偏压并且可被构造成将闩锁销偏压至使第一阶梯延伸出闩锁端口的第一位置。第一致动组件可被构造成将闩锁销移动到使第一阶梯和第二阶梯延伸出闩锁端口的第二位置。第二致动组件可被构造成将闩锁销移动到将第一阶梯和第二阶梯拉动到闩锁端口中的第三位置。

可切换摇臂可包括双向闩锁销组件。外臂可通过壳体部分连接。内臂可被构造成在第一位置或第二位置接合闩锁销，或者在第三位置移动经过闩锁销。

气门机构组件可包括可切换摇臂。液压源可连接到闩锁端口以供应流体致动力以使闩锁销在第一方向上移动。并且，致动器可被构造成供应机械致动力以使闩锁销在第二方向上移动。

其他目的及优势将一部分在下面的描述中阐述，一部分将从描述中显而易见，亦或许可通过实践公开内容而获晓。借助于所附权利要求书中特别指出的要素和组合，也将实现和达到其目的及优势。

附图说明

图1A和图1B是与本文所教导的双向闩锁销组件和气门机构组件相容的可切换摇臂的不完全示例。

图2A和图2B是闩锁销和替代致动器布置的中立或标称位置的横截面图。

图3示出了用于使闩锁销延伸出闩锁端口的布置。液压控制或机电控制可将闩锁销移出。

图4A和图4C示出了将第一阶梯和第二阶梯移动到闩锁端口中的替代致动器布置。闩锁销上的杠杆可以被致动以将闩锁销拉入闩锁端口中，或者液压控制可以被应用以将闩锁销推入闩锁端口中。

图4B示出了枢转经过双向闩锁销组件的可切换摇臂的内臂。

具体实施方式

现在将详细参考附图中的示出的示例。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

用于切换辊指状随动件(“SRFF”)(也称为摇臂1、2、3)的致动系统41、42、43可如图2A至图3中所示布置。切换辊指状随动件可包括闩锁销200以及液压致动和机电致动的组合。对于机电致动系统存在许多选项，诸如在US10954826、US11028736、US10968790、US11248501、US11236643和US2021/0040868中共同拥有和示出的那些。气门机构53可包括致动系统43，该致动系统包括诸如图2A的“R”形元件的杠杆63。诸如电子控制单元(ECU)或其他车载计算机的控制器可控制马达或其他装置以使具有凸轮73的凸轮轴旋转以压在杠杆63的致动器端69上。“R”形元件可弯曲并拉动或推动销端66，并将致动力传递至闩锁销200。或者，致动器系统41、42可包括控制器44、45，诸如电子控制单元(ECU)或其他车载计算机。到致动器47、48的电信号可以使得柱塞推动，或者使得弹簧或凸轮旋转，或者使得配合杆枢转，以及其他选项，并且由此致动器系统41、42推动杠杆62的致动器端68。杠杆62的销端65可分叉或以其他方式成形或锚定到闩锁销200的杠杆安装区域203，以将闩锁销200推入或推出壳体部分100的闩锁端口101。杠杆62、63被示出为具有环绕枢轴销74、75的至少一部分的枢轴主体72、73，枢轴销74、75在壳体部分100的枢转位置76、77处形成支点。杠杆62、63可以是被成形为至少部分地环绕枢轴销74、75的卷曲或冲压的片材。或者，除了其他选项之外，材料的突片可以形成在杠杆62、63上。

气门机构51、52、53可包括闩锁销200以及如图所示的液压致动和机电致动的组合。用于闩锁销200的致动组件可以包括如图所示的液压致动系统和机电致动系统的组合。并且，弹簧401、402可以与双向闩锁销组件一起定位，使得闩锁销200被构造成在三个稳定位置之间切换。

切换辊指状随动件或可切换摇臂1、2、3可包括枢轴端11、21、31和气门端10、20、30。气门端可包括多种替代形式，诸如气门托盘、插塞、封装体以及其他选项。闩锁销200可以安装在枢轴端11、21、31中。并且，用于闩锁销200的致动系统可包括至少部分地构造在枢轴端11、21、31内的液压致动系统和构造成作用在闩锁销200上的机电致动系统。可切换摇臂1、2、3可以安装在气门机构51、52、53中。

通过该布置，闩锁销200可被构造成从标称或正常模式下的第一位置切换到从第一位置延伸的第二位置，或从第一位置回缩的第三位置。第一位置、第二位置和第三位置可经由第一致动组件和第二致动组件的控制在其间切换。

弹簧410、420和两个致动组件的组合产生对三个位置中的每个位置的稳定控制。摇臂1、2、3重量轻，用于快速运动以致动相关联的气门。摇臂本身具有低部件数，有效地利用了用于两个位置的液压和弹簧控制的内部摇臂空间。并且，用于机电致动的杠杆62、63的重量既不大，也不会传递到摇臂1、2、3而引起惯性。因此，尽管需要液压回路和机电回路两者，但合并两个致动组件对于摇臂1、2、3会产生良好的结果。

切换发生的顺序可以是计算机控制的以便于气门机构的操作的任何顺序。即，第一、第二和第三的指定是为了便于在文档内进行排序，并不意味着将商业实现限制于该顺序。类似地，第一致动组件和第二致动组件的指定并不意味着将组件的操作限制于该顺序。因此，当通过机电致动进行电控时，可以在接通时实现第三位置，并且当液压致动被启动时，可以在空转时或空转之后的操作期间实现第二位置。第一位置可以作为标称模式在任何时间实现，因为它被弹簧410、420偏压，这不需要计算机、电气或液压控制。

因此，由于液压致动系统可以将闩锁销200移动到第二位置或第三位置中的任一者，并且机电致动系统可以同样地将闩锁销200移动到第二位置或第三位置中的任一者，因此权利要求中的第一致动组件和第二致动组件的指定意味着捕获液压致动系统和机电致动系统中的每一者中的一者的存在。但是，这些致动系统在实践中使用的顺序不限于序数指定。

机电致动系统可包括被构造成作用在杠杆62、63上的致动系统41、42、43中的任何一个致动系统，以及本领域已知的其他致动系统。液压致动系统可构造有各种已知的部件，诸如液压间隙调节器或枢轴端插塞、机油控制阀(OCV)、泵、泵控制器以及其他便利部件。对于液压致动系统存在许多选项，诸如在US7318402、US2018/0306072、US11028736等中共同拥有和示出的那些。液压致动组件80可包括在枢轴端11、21、31中的便利部件，诸如枢转承窝111，以接收液压控制流体。压力供给件112可将液压控制流体从枢转承窝111引导到闩锁端口101的压力室102。泄放端口103可以是可选的。供应液压控制流体的插塞或间隙调节器可联接到枢转承窝111。

闩锁销200可被构造成在标称模式或正常模式下偏压在主气门升程模式的居中位置。这可以在图2A和图2B中看到。当致动系统作用在闩锁销200上时，闩锁销200移动到配置在辅助气门升程模式中的第二稳定位置。这可以在图3中看到。液压控制流体可以如由箭头POIL示意性地表示的那样被供应，或者杠杆62可以被作用，使得闩锁销200在延伸闩锁箭头LOUT的方向上移动。并且，当致动系统作用在闩锁销200上以将其移动到第三稳定位置时，摇臂1、2、3可以被配置在第三气门升程模式。这可以在图4A至图4C中看到。

第一致动系统和第二致动系统可相反地作用以移动闩锁销200，使得闩锁销200经由机电压力移动以将切换辊指状随动件配置在可变气门升程模式中。并且，第一致动系统和第二致动系统中的另一者可经由油或其他液压作用在闩锁销200上，以将切换辊指状随动件(摇臂1、2、3)配置在另一可变气门升程模式中。例如，可变气门升程模式中的一个可变气门升程模式可以是与标称不同的升程高度，而另一个可变气门升程模式可以是停用或零升程高度。第三位置可以在图4A至图4C中看到。在图4A中，杠杆62上的致动力(由致动箭头AA示意性地表示)可将闩锁销200拉回并且将阶梯式鼻部201收回到闩锁端口101中。当气门机构中的上凸轮作用在内臂23上时，闩锁凸缘24不受阻碍，并且在图4B中，其摆动经过闩锁销200。在图4C中，致动系统41可经由控制器44控制，使得致动器47推动杆62，或者液压控制流体可如箭头POIL示意性地表示的那样供应。在任一致动情形中，闩锁销200被收回到闩锁端口101中。

在切换辊指状随动件(SRFF)(摇臂1、2、3)中公开了便于选择三个不同闩锁位置的闩锁销200。可以实施多种气门升程模式，从而能够实现可变气门致动(VVA)，诸如提前或延迟气门打开或关闭、内部排气再循环、制动等等。一些示例包括CDA、LIVC、EIVC、EEVO、LEVO、iEGR、EB等。示例SRFF被示出，但包括可移动闩锁的其他摇臂可经由本文的教导获益。

闩锁销200可以具有混合动力致动，诸如液压和机电致动的组合。或者，可以提供单个致动器，诸如被构造成选择性地推动和拉动闩锁销200的机电组件。

代替具有二元闩锁/解锁位置的双位置闩锁销，本文公开了提供三个位置的闩锁销200。闩锁销200的位置可由外部致动器控制，诸如电磁致动或液压致动器或它们的组合。例如，机油控制阀(OCV)可经由双馈液压间隙调节器(HLA)来控制。这种液压控制可与机电致动器组合，该机电致动器可控制闩锁销200的至少一个位置或可控制闩锁销200的一个运动方向。

在没有施加外部致动的稳定状态下，闩锁销200可通过弹簧410、420保持在中间位置。弹簧410、420可被构造为复位弹簧，该复位弹簧被构造成将闩锁销200定位在作为默认位置的第一位置。当来自液压致动系统和机电致动系统的力不存在时，弹簧410、420定位闩锁销200。

弹簧410、420可以推动弹簧座350，诸如坐置在闩锁端口101中的垫圈或卡簧。在弹簧座350上可包括诸如唇缘或柱的弹簧引导件。弹簧410、420还可以推动组装在闩锁销200的主体部分202上的引导件300。引导件300可以是可控制弹簧座350与引导件300之间的弹簧410、420的力的衬套或垫圈或其他选择配合物品。如果引导件300未压配合或卷曲就位，则夹子305可用于锁定主体部分202相对于弹簧座350的构型。夹子沟槽204可以被包括在主体部分202上以接收夹子305。

经由OCV的激活可导致压力室102中的油压升高。这使闩锁销200朝向(图3)或远离(图4C)内臂13、23、33平移。复位弹簧410、420被与闩锁销200一起平移的引导件300压缩。当油压减轻并下降(OCV关闭)时，闩锁销200将返回到第一位置(标称)。致动也可以通过作用在外部杠杆62、63上的外部致动器来实现。在这些示例中，闩锁销200移动以压缩作用在弹簧座350上的弹簧410、420。

闩锁销200可包括阶梯式鼻部201。阶梯式鼻部201的外部部分可由闩锁端口101的内侧引导。闩锁端口101也可以是阶梯式的，用于油压控制或用于引导边缘，或两者。阶梯式鼻部201可包括第一阶梯211和第二阶梯212，其尺寸被设定为赋予摇臂1、2、3不同的升程廓线。例如，当闩锁凸缘14、24、34压在第一阶梯211上时，可以通过气门端10、20、30传递一个升程廓线。但是，当第二阶梯212与闩锁凸缘14、24、34相接时，可通过气门端10、20、30传递不同的升程廓线。

阶梯式鼻部201的端面213可直接抵靠压力室102密封(图4C)，或者可像弹簧座350那样抵接行程止动件(图2A和图2B)。或者，在图3中，弹簧座350可以形成有用于液压流体作用在端面上的通孔。主体部分202可从阶梯式鼻部201延伸。主体部分202可以由弹簧座350、引导件300以及可选地还有夹子305引导。

主体部分202可在装配在闩锁端口101中的套筒301内移动。套筒301允许弹簧座350、弹簧410、420、引导件300的落入式组装。套筒301可装配在具有或不具有O形环、垫圈或卡簧的闩锁端口101中。压配合、滑动配合或挤压配合是套筒301的选项。可任选地包括套筒301以提供直径变化。

双向闩锁销组件10、11可以包括壳体部分100，该壳体部分包括闩锁端口101。闩锁端口101中的闩锁销200可包括从主体部分202延伸的阶梯式鼻部201。阶梯式鼻部201可包括第一阶梯211和第二阶梯212。引导件300可安装在闩锁端口101中。作为一个选项，引导件300可以坐置在套筒301中。弹簧410、420可被抵靠引导件300偏压并且被构造成将闩锁销200偏压至使第一阶梯211延伸出闩锁端口101的第一位置。

第一致动组件可被构造成将闩锁销200移动到使第一阶梯211和第二阶梯212延伸出闩锁端口101的第二位置。第二致动组件可被构造成将闩锁销200移动到将第一阶梯211和第二阶梯212拉动到闩锁端口101中的第三位置。

第一致动组件或第二致动组件可包括在阶梯式鼻部201和引导件300之间的压力室102。压力供给件112可连接到压力室201。

壳体部分可被构造成将液压间隙调节器坐置在枢转承窝111中。压力供给件112可以连接成接收来自液压间隙调节器的液压压力，如通过流体地连接到枢转承窝111。

第一致动组件或第二致动组件可包括连接到主体部分202的致动杆62、63。壳体部分100可包括枢转位置76、77。致动杆62、63可连接成在枢转位置76、77处枢转。

第一致动组件可包括在阶梯式鼻部201和引导件300之间的压力室102。压力供给件112可连接到压力室102。第二致动组件可包括连接到主体部分202的致动杆62、63。

或者，第一致动组件可包括连接到主体部分202的致动杆62、63。并且，第二致动组件可包括在阶梯式鼻部201和引导件300之间的压力室102以及连接到压力室102的压力供给件112。

弹簧座350可位于闩锁端口101中。弹簧座350可以坐置弹簧410、420以压在引导件300上。套筒301可位于闩锁端口101中。引导件300能够在套筒301中滑动。弹簧420可以坐置在套筒301中以压在引导件300上。夹子305可以被附连到主体部分202以定位引导件300。

可切换摇臂1、2、3可包括双向闩锁销组件10、11。外臂12、22、32可通过壳体部分100连接。并且，内臂13、23、33可被构造成在第一位置或第二位置接合闩锁销200，或者在第三位置移动经过闩锁销200。

气门机构组件51、52、53可以包括可切换摇臂1、2、3。气门机构组件51、52、53可包括连接到闩锁端口101的液压压力源，以供应流体致动力，以使闩锁销200在第一方向上移动。并且，致动器系统41、42、43可以被构造成供应机械致动力，以使闩锁销200在第二方向上移动。

考虑到本文公开的实例的说明书和实践，其它实现方式对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (13)

1.一种双向闩锁销组件，包括：

壳体部分，所述壳体部分包括闩锁端口；

所述闩锁端口中的闩锁销，所述闩锁销包括从主体部分延伸的阶梯式鼻部，所述阶梯式鼻部包括第一阶梯和第二阶梯；

引导件，所述引导件安装在所述闩锁端口中；

弹簧，所述弹簧抵靠所述引导件偏压并且被构造成将所述闩锁销偏压至使所述第一阶梯延伸出所述闩锁端口的第一位置；

第一致动组件，所述第一致动组件被构造成将所述闩锁销移动到使所述第一阶梯和所述第二阶梯延伸出所述闩锁端口的第二位置；和

第二致动组件，所述第二致动组件被构造成将所述闩锁销移动到将所述第一阶梯和所述第二阶梯拉动到所述闩锁端口中的第三位置。

2.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，其中所述第一致动组件或所述第二致动组件包括：

在所述阶梯式鼻部和所述引导件之间的压力室；以及

连接到所述压力室的用于供应液压控制流体的压力供给件。

3.根据权利要求2所述的双向闩锁销组件，其中所述壳体部分被构造有枢转承窝以坐置插塞或液压间隙调节器，并且其中连接所述压力供给件以接收来自所述枢转承窝的所述液压控制流体。

4.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，其中所述第一致动组件或所述第二致动组件包括连接到所述主体部分的致动杆。

5.根据权利要求4所述的双向闩锁销组件，其中所述壳体部分包括枢转位置，并且其中所述致动杆连接成在所述枢转位置处枢转。

6.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，其中：

所述第一致动组件包括：

在所述阶梯式鼻部和所述引导件之间的压力室；以及

连接到所述压力室的压力供给件；并且

所述第二致动组件包括连接到所述主体部分的致动杆。

7.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，其中：

所述第一致动组件包括连接到所述主体部分的致动杆；并且

所述第二致动组件包括：

在所述阶梯式鼻部和所述引导件之间的压力室；以及

连接到所述压力室的压力供给件。

8.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，包括位于所述闩锁端口中的弹簧座，所述弹簧座坐置所述弹簧以压在所述引导件上。

9.根据权利要求1所述的双向闩锁销组件，包括位于所述闩锁端口中的套筒，并且其中所述引导件能够在所述套筒中滑动。

10.根据权利要求9所述的双向闩锁销组件，其中所述弹簧坐置在所述套筒中以压在所述引导件上。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的双向闩锁销组件，还包括附连到所述主体部分以定位所述引导件的夹子。

12.一种可切换摇臂，所述可切换摇臂包括根据前述权利要求中任一项所述的双向闩锁销组件，并且包括：

外臂，所述外臂通过所述壳体部分连接；和

内臂，所述内臂被构造成在所述第一位置或所述第二位置接合所述闩锁销或者在所述第三位置移动经过所述闩锁销。

13.一种气门机构组件，所述气门机构组件包括根据权利要求12所述的可切换摇臂，并且包括：

液压致动组件，所述液压致动组件连接到所述闩锁端口以供应液压控制流体，从而使所述闩锁销在第一方向上移动；和

致动器系统，所述致动器系统被构造成供应机械致动力以使所述闩锁销在第二方向上移动。