CN209780985U - 一种杯状气门挺柱 - Google Patents

Abstract

一种杯状气门挺柱，包括壳体和底座,底座套于壳体内下部，底座上表面设置有底面呈弧形的锥形腔，气门推杆球头与锥形腔底部的球窝相抵，锥形腔侧壁开设有与底座侧壁连通的进油道，壳体上设置有与进油道连通的进油孔，壳体的下部外壁设有至少两道通过滚压或挤压成型的凹槽，底座上对应位置设有相应的凹槽，壳体和底座的凹槽内对应位置分别设有若干个凹坑。本实用新型使用多道变形的凹槽和凹坑的配合来连接壳体和底座，不需要使用焊接工艺，制造工艺更便利，并且具有更高的结构强度，气门挺柱总体重量小，实现发动机轻量化，降低发动机油耗，此外大大提升了底座锥形腔和推杆球头接触的部位的耐磨性。

Description

一种杯状气门挺柱

技术领域

本实用新型涉及发动机气门挺柱技术领域，特别涉及一种杯状气门挺柱。

背景技术

在四冲程内燃机中，凸轮轴根据布置位置的不同可以分为顶置、中置和下置三种，其中凸轮中置和下置发动机都需要杯状气门挺柱配合使用。杯状气门挺柱的作用主要是凸轮旋转的运动规律转换为直线往复运动规律，然后传递给气门推杆，从而推动摇臂使其开启或关闭气门。在使用过程中，气门挺柱有两个重要工作面：1、底部端面和凸轮接触；2、内部球面和气门推杆球头接触。底部端面与凸轮有高速的相对滑动，内部球面与气门推杆球头也有高速相对滑动，因此要求这两个工作面要有足够的强度、硬度以及耐磨性，所以材料的选择以及热处理对零件性能影响很大，如果工作面磨损会导致机构间隙增大，引起发动机异响并增加油耗和废弃排放，是影响发动机性能的重要因素之一。

如图1所示为现有常见的一种杯状气门挺柱，为整体式结构，此结构整体使用高碳合金材料，材料昂贵，加工难度大，这样导致生产成本高。如图2所示为现有常见的一种杯状气门挺柱，在气门挺柱底部焊接硬质合金结构，硬质合金材料成本高，焊接部位需要100%探伤，合格率低，而且焊接工艺复杂，焊接处容易松动，对结构强度产生影响，并且只能保证端面的耐磨性。图3所示为一种分体式杯状气门挺柱，底座采用高碳合金材料，壳体采用中碳材料，通过壳体塑性变形与底座连接配合，需要连接后整体气体氮化处理，氮化后壳体与底座可能存在松动，在使用过程中壳体与底座可能发生相对转动，导致出油孔堵塞，造成零件运动惯量增加，影响零件性能，使发动机油耗增加，另一方面，这种连接配合方式壳体的变形量较大，很难精确控制，很可能导致装配后的气门挺柱高度超出正常范围。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术的问题，提供一种杯状气门挺柱，具有更灵活的结构和可靠的结构强度，并且能够有效降低生产和材料成本，装配及工作可靠性更强。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种杯状气门挺柱，包括壳体和底座, 底座套于壳体内下部，底座上表面设置有底面呈弧形的锥形腔，气门推杆球头与锥形腔底部的球窝相抵，锥形腔侧壁开设有与底座侧壁连通的进油道，壳体上设置有与进油道连通的进油孔，壳体上位于进油孔处的外壁设置有进油凹槽，底座上位于进油道开口处的外壁设置有进油凹槽，壳体的下部外壁设有至少两道通过滚压或挤压成型的凹槽，所述底座上对应位置设有相应的凹槽，凹槽内侧凸出壳体内壁的部分与凹槽相抵，凹槽内分布有若干个凹坑，凹槽内对应位置设有相应的凹坑，凹坑内侧凸出壳体内壁的部分与凹坑相抵。壳体和底座上的凹槽实现了壳体和底座的装配连接，凹槽尺寸较小但数量较多，一方面保证了结构的连接强度，另一方面壳体变形量小能精确控制，确保装配后的尺寸符合要求。凹坑也通过滚压或挤压成型，保证了壳体与底座连接的定位止转，凹坑的位置和数量可以根据需要进行选择，根据实际情况可以选择凹坑放在哪一道凹槽内，也可以在所有凹槽内设置凹坑。工作时，底座底部端面和凸轮相抵，锥形腔底部球窝和气门推杆球头相抵，发动机中的润滑油或机油通过进油孔、进油道流进底座锥形腔并在锥形腔内积聚，对球窝与气门推杆球头连接位置进行润滑。

作为优选，所述锥形腔底部开设有与底座侧壁连通的出油道，壳体上设置有与出油道连通的出油孔。锥形腔内的油液聚集到出油道开口高度时，润滑油或机油从出油道、出油孔流出，有效解决了底座锥形腔储油过多的问题。

作为优选，所述出油孔位于其中一道凹槽内，凹槽可作为出油孔的油槽，确保与外界油路通畅。

作为优选，所述底座底部设置有装配台阶，在装配过程中，底座从壳体底部装入直至壳体底部与装配台阶上表面相抵，此位置为气门挺柱壳体和底座的装配位置。

作为优选，所述壳体的上部外壁设有若干环形凹槽。环形凹槽在气门挺柱工作时可以存储润滑油或机油，使得零件工作时润滑更有保障，同时也减轻了外壳重量，实现气门挺柱的轻量化。

作为优选，相邻凹槽内的凹坑呈交错排列，止转效果更佳。

作为优选，所述壳体的材质为中碳合金钢材料或等效材料，如20Cr、20CrMO等；底座的材质为高合金耐磨材料或等效材料调制加气体氮化，如X210CrW12等。既保证了与凸轮和气门推杆球头接触位置的强度、硬度与耐磨性，又达到了降低材料成本的目的。

作为优选，所述锥形腔底部的球窝为偏心球窝，球窝圆弧的偏心距e为0.5mm-3mm。当零件工作时，球窝与球头相切接触，接触面为环形面，球窝底部留有间隙，接触应力小，也便于储存润滑油或机油。

作为优选，所述球窝圆弧的半径R气是门推杆球头的直径Φd的0.6倍-0.8倍。

本实用新型的有益效果在于：1、此种方案的分体式杯状气门挺柱采用互相独立的壳体和底座组合而成，壳体使用中碳合金钢材质或等效材料，底座使用高合金耐磨材料或等效材料，既保证零件工作面的强度、硬度与耐磨性，又降低了材料成本。

2、使用多道凹槽挤压或滚压变形配合来连接壳体和底座，不需要使用焊接工艺，制造工艺更便利，结构灵活，组装方式便捷，具有更高的结构强度，可以与发动机配气机构实现更好适配，使发动机工作更为安全可靠，变形量能精确控制，确保装配后的尺寸符合要求。

3、设有出油通道的方案使润滑油或机油能从出油通道流出锥形腔，而不过多的留在腔内。

4、不设置出油通道的方案使润滑油或机油能从进油通道流进锥形腔，在锥形腔内储存，便于润滑有高速相对运动的推杆球头及底座工作球面，减少了零件磨损，使零件寿命更长。此种方案尤其适用于气门挺柱不需要排油的发动机。

5、底座凹坑和壳体凹坑配合连接，有效地减小了气门挺柱零件工作时壳体与底座相对转动，减小零件的运动惯量，降低发动机油耗。

6、壳体上部外壁设有若干道（数量可根据实际情况而定）环状凹槽，在气门挺柱工作时可以存储润滑油或机油，使得零件工作时润滑更有保障。外壳开设多道油槽也减轻了外壳重量，气门挺柱总体重量也就减少了，对发动机轻量化发挥一定作用。

7、锥形腔内球窝采用偏心设计，当零件工作时球面与推杆球头相切接触，接触面为环形面，减小了零件接触面积，接触应力小，采用偏心球窝设计，球窝与推杆球头接触时球窝底部留有小间隙，可以储存少量润滑油，能够有效地降低零件因为高速的相对运动造成的磨损，延长零件使用寿命。

附图说明

图1是现有技术的一种杯状气门挺柱的剖视图；

图2是现有技术的另一种杯状气门挺柱的剖视图；

图3是现有技术的另一种分体式杯状气门挺柱的剖视图；

图4是本实用新型实施例一的爆炸示意图；

图5是本实用新型实施例一的剖视图；

图6是本实用新型实施例二的爆炸示意图；

图7是本实用新型实施例二的剖视图；

图8是本实用新型实施例三的爆炸示意图；

图9是本实用新型实施例三的剖视图；

图10是本实用新型中锥形腔的结构示意图。

图中：1、壳体；1.1、进油孔；1.2、进油凹槽；1.3、出油孔；1.4、凹槽；1.5、凹坑；1.6、环形凹槽；2、底座；2.1、进油道；2.2、进油凹槽；2.3、出油道；2.4、凹槽；2.5、凹坑；2.6、锥形腔；2.7、装配台阶。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例一：如图4-5所示，一种杯状气门挺柱，包括壳体1和底座2, 底座2套于壳体1内下部，底座2上表面设置有底面呈弧形的锥形腔2.6，气门推杆球头与锥形腔2.6底部的球窝相抵，锥形腔2.6侧壁开设有与底座2侧壁连通的进油道2.1，壳体1上设置有与进油道2.1连通的进油孔1.1，壳体1上位于进油孔1.1处的外壁设置有进油凹槽1.2，底座2上位于进油道2.1开口处的外壁设置有进油凹槽2.2，底座2底部设置有装配台阶2.7。锥形腔2.6底部开设有与底座2侧壁连通的出油道2.3，壳体1上设置有与出油道2.3连通的出油孔1.3。

其中，壳体1的下部外壁设有两道通过滚压或挤压成型的凹槽1.4，底座2上对应位置设有相应的凹槽2.4，凹槽1.4内侧凸出壳体1内壁的部分与凹槽2.4相抵，凹槽1.4内分布有若干个凹坑1.5，凹槽2.4内对应位置设有相应的凹坑2.5，凹坑1.5内侧凸出壳体1内壁的部分与凹坑2.5相抵，并且出油孔1.3位于其中一个凹槽1.4内。

在装配过程中，底座2从壳体1底部装入直至壳体1底部与底座2的装配台阶2.7相抵，然后壳体1的下部位置通过滚压或挤压形成凹槽1.4和凹槽2.4，接着在凹槽1.4和凹槽2.4内通过滚压或挤压形成凹坑1.5和凹坑2.5，实现了壳体1和底座2的装配连接。

实施例二：如图6-7所示，与实施例一的区别在于，实施例二的方案取消了出油道2.3及出油孔1.3，壳体1通过挤压或滚压过后与底座2装配相连之后不需要在壳体的凹槽1.4内打孔形成出油道2.3及出油孔1.3，非常适用于气门挺柱不需要排油的发动机。此外，壳体1的下部外壁设有三道通过滚压或挤压成型的凹槽1.4，底座2上对应位置设有相应的三道凹槽2.4。凹坑1.5数量及位置根据需要选定，可以根据实际情况选择凹坑1.5放哪一道凹槽1.4内，或者是每一道凹槽1.4内都放置凹坑1.5，如果多道凹槽1.4内都设凹坑1.5，则相邻凹槽1.4内的凹坑1.5呈交错排列。

实施例三：如图8-9所示，与实施例一及实施例二的区别在于，在壳体1的上部外壁设有若干道环形凹槽1.6，既可以存储润滑油或机油，使得零件工作时润滑更有保障，又减轻了外壳重量，对发动机轻量化发挥一定作用。

结合图10所示，在上述三个实施例中，锥形腔2.6底部的球窝为偏心球窝，球窝圆弧的偏心距e为0.5mm-3mm，并且球窝圆弧的半径R气是门推杆球头的直径Φd的0.6倍-0.8倍。

此外，在上述实施例中，壳体1的材质采用中低碳合金钢材料或等效材料，成本较低；底座2的材质为高合金耐磨材料或等效材料，耐磨性强。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (9)

1.一种杯状气门挺柱，包括壳体（1）和底座（2）, 底座（2）套于壳体（1）内下部，底座（2）上表面设置有底面呈弧形的锥形腔（2.6），气门推杆球头与锥形腔（2.6）底部的球窝相抵，锥形腔（2.6）侧壁开设有与底座（2）侧壁连通的进油道（2.1），壳体（1）上设置有与进油道（2.1）连通的进油孔（1.1），壳体（1）上位于进油孔（1.1）处的外壁设置有进油凹槽（1.2），底座（2）上位于进油道（2.1）开口处的外壁设置有进油凹槽（2.2），其特征在于：所述壳体（1）的下部外壁设有至少两道通过滚压或挤压成型的凹槽（1.4），所述底座（2）上对应位置设有相应的凹槽（2.4），凹槽（1.4）内侧凸出壳体（1）内壁的部分与凹槽（2.4）相抵，凹槽（1.4）内分布有若干个凹坑（1.5），凹槽（2.4）内对应位置设有相应的凹坑（2.5），凹坑（1.5）内侧凸出壳体（1）内壁的部分与凹坑（2.5）相抵。

2.根据权利要求1所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述锥形腔（2.6）底部开设有与底座（2）侧壁连通的出油道（2.3），壳体（1）上设置有与出油道（2.3）连通的出油孔（1.3）。

3.根据权利要求2所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述出油孔（1.3）位于其中一个凹槽（1.4）内。

4.根据权利要求1所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述底座（2）底部设置有装配台阶（2.7）。

5.根据权利要求1所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述壳体（1）的上部外壁设有若干环形凹槽（1.6）。

6.根据权利要求1所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：相邻凹槽（1.4）内的凹坑（1.5）呈交错排列。

7.根据权利要求1所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述壳体（1）的材质为中低碳合金钢材料，所述底座（2）的材质为高合金耐磨材料。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述锥形腔（2.6）底部的球窝为偏心球窝，球窝圆弧的偏心距e为0.5mm-3mm。

9.根据权利要求8所述的一种杯状气门挺柱，其特征在于：所述球窝圆弧的半径R气是门推杆球头的直径Φd的0.6倍-0.8倍。