CN203783670U - 一种发动机配气机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机配件技术领域，具体涉及一种发动机配气机构。其特征在于所述底板由两个平行臂和两个连接臂组成，两个平行臂和两个连接臂连接为一体并形成封闭的环形；卡爪通过垂直臂与底板连为一体，所述垂直臂上开有用于和滚轮摇臂凹型支撑座的凸出块套接的方形孔。本实用新型具有装配便捷的特点，并且彻底杜绝受到轴向方向的作用力时，弹性锁片与滚轮摇臂脱开的风险，有效降低各种工况下，滚轮摇臂从液压挺柱上侧翻和滑脱的风险。

Description

一种发动机配气机构

技术领域

本实用新型属于发动机配件技术领域，具体涉及一种发动机配气机构。

背景技术

使用滚轮摇臂和液压挺柱的配气机构在顶置式凸轮发动机结构中应用越来越广泛，相比机械式的配气机构，具有以下几个优点：1.能实时补偿气门间隙，不需要定期人工调整气门间隙；2.减少发动机噪声和冲击；3.体积质量轻型化、更小的摩擦力、更小的运动惯量意味着能量损失更小，有利于提高发动机效率；4.配气机构的零部件寿命更长，减少维护成本。

滚轮摇臂的摇臂体一端设有半球形的凹型支撑座，该凹型支撑座球铰于液压挺柱的柱塞端部的半球凸面上，另一端设有花冠曲面且与气门端面滑配合接触，两端之间设有滚动轴承，滚动轴承与凸轮接触配合，工作时：凸轮转动，驱动滚轮摇臂以液压挺柱的柱塞半球凸面的球心为中心点，在垂直于凸轮轴线的平面内摆动，滚轮摇臂的花冠曲面驱动气门上下直线运动，从而控制发动机燃烧室的进气和排气。滚轮摇臂和液压挺柱必须使用卡具可靠地连接，否则在发动机启动初期，液压挺柱的供油压力未达到要求的压力时，而液压挺柱处于压缩的底部，此时凸轮和滚轮摇臂的滚动轴承有一定的间隙，受到振动倾斜等因素影响，如果受到轴向的拉力影响，一是卡具与滚轮摇臂有脱开的可能，二是卡具的刚性不足，导致卡具从柱塞半球凸面上滑脱，导致滚轮摇臂与液压挺柱脱落；特别是具有滑动凸轮系统的可变气门机构中，当工作中更换凸轮时，滚轮摇臂受到垂直于其工作平面的侧向力，滚轮摇臂有侧翻从液压挺柱滑落的风险。滚轮摇臂从液压挺柱上脱落，会造成配气机构不能正常工作，严重时会损坏发动机。

CN102733878A公开的专利描述的金属薄板保持卡具，该卡具有两个平行的纵向臂，和两个连接接片，内侧的连接接片上设有保持接板，保持接板设有基本直角向上折弯的保持接片和端部的保持夹，保持接板贴靠卡锁在端侧的基础接片内边缘上，外端部设有保持弓形部，该保持弓形部嵌接在端侧的基础接片上的凸出接板上，由此实现了保持卡具与杠杆件的连接，两个平行臂从侧面嵌入轴颈的环形槽中，由此实现了保持卡具与支撑元件的连接。这种保持卡具在一般工况下能够保持杠杆体与支撑元件的连接，但是还存在一些缺陷和不便之处：该类保持卡具只有外端部的保持弓形部与杠杆体锁合，内侧的保持接板依靠弹性贴靠在杠杆体的基础接片的内边缘上，如果受到轴向的拉力作用时，保持卡具有从杠杆体脱落的风险；另外这种结构的保持卡具在装配上不便利，装配效率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机配气机构，含有一个弹性锁片，具有装配便捷的特点，并且彻底杜绝受到轴向方向的作用力时，弹性锁片与滚轮摇臂脱开的风险，有效降低各种工况下，滚轮摇臂从液压挺柱上侧翻和滑脱的风险。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种发动机配气机构，包括滚轮摇臂、液压挺柱和气门，滚轮摇臂的摇臂体一端设有半球状的凹型支撑座，该支撑座球铰于液压挺柱的柱塞端部的半球凸面上，滚轮摇臂和液压挺柱之间用弹性锁片连接，该弹性锁片由底板和设于底板两侧的卡爪组成，底板中部开孔形成两个平行臂，两个平行臂与液压挺柱的柱塞半球凸面颈部卡合固定，其特征在于所述底板由两个平行臂和两个连接臂组成，两个平行臂和两个连接臂连接为一体并形成封闭的环形；卡爪通过垂直臂与底板连为一体，所述垂直臂上开有用于和滚轮摇臂凹型支撑座的凸出块套接的方形孔。

所述卡爪的端部设有半圆形弯钩，垂直臂、半圆形弯钩以及底板的端部构成所述的方形孔。

所述底板的两个平行臂之间的距离不小于柱塞半球凸面的颈部直径尺寸，并且小于柱塞半球凸面的直径尺寸。

所述方形孔在高度上尺寸略大于滚轮摇臂的摇臂体的板厚，在宽度方向上分别尺寸略大于与之相配的摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块宽度，在长度方向上尺寸略小于摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块距离。

本实用新型的进一步阐述如下：

所述底板是由两个平行臂和两个连接臂组成，两个平行臂和两个连接臂连接为一体并形成封闭的环形，两个平行臂卡套在液压挺柱的柱塞半球凸面的颈部位置，实现了弹性锁片与液压挺柱的连接。

所述两个卡爪，分别通过两个平行的垂直臂与底板连接为一体，在卡爪的端部设有半圆形弯钩，两个垂直臂、半圆形弯钩以及底板的端部形成封闭的“□”型孔（即方形孔），两个卡爪的“□”型孔分别卡套在凹型支撑座的凸出块上，实现弹性锁片与滚轮摇臂的自锁连接，各种工况下，两者不会脱开。

所述底板是由两个平行臂和两个连接臂组成，两个平行臂距离等于或略大于柱塞半球凸面的颈部直径尺寸，并且小于柱塞半球凸面的直径尺寸，以便工作时，弹性锁片与液压挺柱可靠连接而不会脱出，两个连接臂与柱塞半球凸面有适合的空间距离，以便工作时，弹性锁片随滚轮摇臂在工作面沿柱塞半球凸面的中心摆动时，两个连接臂不会与柱塞的半球凸面产生干涉，从而产生不期望的摩擦力。

所述 “□”型孔在高度上尺寸略大于滚轮摇臂的摇臂体的板厚，在宽度方向上分别尺寸略大于与之相配的摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块宽度，在长度方向上尺寸略小于摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块距离。

所述弹性锁片与滚轮摇臂共同构成特征，滚轮摇臂的摇臂体由金属板料一体成型，摇臂体的凹型支撑座两侧设有凸出块，弹性锁片的两个卡爪锁合在两个凸出块上，锁合后实现自锁功能，在各种工况下，弹性锁片不会从摇臂体脱落。

与对比文献公开的卡具相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明的弹性锁片底板为封闭的环形，相比文献公开的卡具，在平行于滚轮摇臂工作平面方向的抗弯刚度，以及垂直于滚轮摇臂工作平面方向的抗扭刚度都较高，减少了滚轮摇臂与液压挺柱脱开的风险。

2.本发明的弹性锁片，两个卡爪与凹型支撑座的两端凸出块锁合，受到轴向力时，弹性锁片与摇臂体不会脱开，而对比文献的卡具只有一端与杠杆体锁合，另一端依靠弹性夹持与杠杆体连接，受到轴向力时，卡具与杠杆体有脱开风险。

3.本发明的弹性锁片，两个卡爪端部都设有半圆形弯钩，装配时有较好的导向作用，便于装配。 

附图说明

图1是本发明的滚轮摇臂的摇臂体在工作面剖切的气门机构装配三维图；

图2是本发明的弹性锁片以及滚轮摇臂的凹型支撑座局部的三维图

图3是本发明的第二种实施方案；

图4是本发明的第三种实施方案；

图中：1 凸轮，2 滚轮摇臂，21 滚动轴承，22 摇臂体，221 凹型支撑座，221A 凸出块，221B 凸出块，222 花冠曲面，3 弹性锁片，31 底板，31A 平行臂，31B连接臂，32 卡爪，32A 垂直臂，32B 半园形弯钩，32C “□”型孔，32D 平板弯钩，4 液压挺柱，41A 半球凸面，41B 颈部，42 液压挺柱轴线，5 气门，51 气门轴线，6 工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：如图1和图2，弹性锁片3由薄板金属制成，由底板31和两个卡爪32，底板由两个平行臂31A和两个连接臂31B组成封闭的环形，卡爪32由两个垂直臂32A和半圆形弯钩32B组成，并且通过两个垂直臂32A与底板31连为一体，两个垂直臂32A，以及底板31和半圆形弯钩32B构成了中空“□”型孔32C，装配时，依靠两个卡爪32的弹性变形以及端部的半圆形弯钩32B的导向作用，使得卡爪32卡套在摇臂体22的凹型支撑座221的两端的凸出块221A上，装配后，两个凸出块221A略微凸出“□”型孔32C，实现了弹性锁片3与滚轮摇臂2的连接，并且在液压挺柱轴线42方向上有限位作用，当弹性锁片3受到轴向力时不会从滚轮摇臂2上脱落；弹性锁片3与液压挺柱4装配时，依靠底板31的两个平行臂31A的弹性变形，使得柱塞的半球凸面41A穿过底板卡31，使两个平行臂31A套在柱塞的颈部41B上，两个平行臂31的距离大于等于颈部41B的直径，小于半球凸面41A的直径尺寸，弹性锁片3的板厚小于颈部41B的槽宽，工作时，弹性锁片3与液压挺柱4保持连接，同时也不会产生干涉现象。

装配后的配气机构示意图如图1，凹型支撑座221球铰于液压挺柱4的柱塞半球凸面41A之上，另一端设有花冠曲面222与气门5的端面滑配合，两端之间装配有滚轮轴承21，滚轮轴承21与凸轮1接触配合，正常工作时，液压挺柱4的高压腔内充满工作机油，可以看做一个刚性支撑体，因此滚轮摇臂2的滚轮轴承21和凸轮1之间没有间隙，凸轮1旋转驱动滚轮摇臂2以液压挺柱4的柱塞半球凸面41A的球心摆动，摆动的轨迹基本上在滚轮摇臂工作面6的小范围内波动，同时类似杠杆的放大左右，滚轮摇臂2的花冠曲面222驱动气门5沿着气门轴线51上下运动，控制气门的开启和关闭。

在一些特殊情况，如当发动机停止时间较长，某相位的凸轮1停止在如图1所示的位置时，液压挺柱4受压，腔体内的油液排空，液压挺柱4受压高度上处于较低位置时，发动机突然启动，机油压力需要一定时间才能建立并达到正常，也就是说液压挺柱4还没有处于正常工作时的高度，凸轮1转动，此时凸轮1和滚轮摇臂2之间就会有较大间隙，在振动倾斜等情况下，弹性锁片3受到轴向拉力和侧向翻转力的作用，本发明的弹性锁片3可靠地锁合在凸出块221A上，不会与滚轮摇臂2脱开，避免滚轮摇臂2和液压挺柱4的滑脱，从而影响配气机构的正常工作或者严重时损坏发动机。

在具有滑动凸轮系统的可变气门机构中，受空间结构限制，滚轮摇臂的滚动轴承21的宽度较窄时，当工作中更换凸轮时，滚轮摇臂2受到垂直于其工作平面6的侧向力，滚轮摇臂2有侧翻从液压挺柱4滑落的倾向，而采用本发明的弹性锁片3有较高的纵向抗弯刚度和侧向抗扭刚度，有效防止弹性锁片3与液压挺柱4脱开，减少滚轮摇臂2从液压挺柱4的半球凸面41A上滑脱的可能。

本发明在结构上还可具有多种变换，如图3， 本发明的第一种变形，弹性锁片3的一个卡爪32的端部结构变换为平板弯钩32D，其余结构与第一种实施例相同，装配便捷性上较第一实施例稍差。

如图4所示，为本发明的第二种变形，两个卡爪32的“□”型孔32C与底板的孔连通，两个半圆形弯钩32B相当于连接臂31B，其余结构与第一实施例相同，其抗弯刚度和抗扭刚度较第一实施例较差，但是在使用功能上完全一样。

可以理解，本发明的并不限于上述实施例的具体结构。对于本领域普通技术人员而言显而易见的变换或改形均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种发动机配气机构，包括滚轮摇臂、液压挺柱和气门，滚轮摇臂的摇臂体一端设有半球状的凹型支撑座，该支撑座球铰于液压挺柱的柱塞端部的半球凸面上，滚轮摇臂和液压挺柱之间用弹性锁片连接，该弹性锁片由底板和设于底板两侧的卡爪组成，底板中部开孔形成两个平行臂，两个平行臂与液压挺柱的柱塞半球凸面颈部卡合固定，其特征在于所述底板由两个平行臂和两个连接臂组成，两个平行臂和两个连接臂连接为一体并形成封闭的环形；卡爪通过垂直臂与底板连为一体，所述垂直臂上开有用于和滚轮摇臂凹型支撑座的凸出块套接的方形孔。

2.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于所述卡爪的端部设有半圆形弯钩，垂直臂、半圆形弯钩以及底板的端部构成所述的方形孔。

3.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于所述底板的两个平行臂之间的距离不小于柱塞半球凸面的颈部直径尺寸，并且小于柱塞半球凸面的直径尺寸。

4.根据权利要求1所述的发动机配气机构，其特征在于所述方形孔在高度上尺寸略大于滚轮摇臂的摇臂体的板厚，在宽度方向上分别尺寸略大于与之相配的摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块宽度，在长度方向上尺寸略小于摇臂体的凹型支撑座两侧的凸出块距离。