CN216361024U - 气门摇臂和气门系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气门摇臂和气门系统。气门摇臂包括：摇臂本体，其具有开口部；和滚轮，其设置在所述摇臂本体的所述开口部中；所述滚轮包括内圈和围绕所述内圈设置的外圈，所述内圈与所述摇臂本体固定连接并且具有径向突出的外侧面，所述外圈能够相对于所述内圈围绕所述内圈的轴线转动并且具有径向凹入的内侧面，以及，所述外圈的轴向尺寸小于所述内圈的轴向尺寸，以使得所述外圈能够在所述内圈的所述外侧面上相对于所述内圈摇摆而导致两者的轴线从共线变化为在一点处相交。

Description

气门摇臂和气门系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地涉及用于机动车辆的发动机的气门摇臂和气门系统。

背景技术

气门机构是车辆发动机系统中的重要构件之一。通常，在气门机构中设置有将凸轮的旋转运动转换为气门推杆的直线运动的气门摇臂装置。气门摇臂装置与凸轮机构配合，通过自身的摆动控制气门适时地打开或关闭，从而实现发动机气缸的进气和排气。在现有技术中，气门摇臂一般装配有滚子组件，用于与驱动气门摇臂的凸轮实现滚动接触，从而降低二者之间的摩擦。这种类型的气门摇臂通常可以称为滚子式气门摇臂(Roller FingerFollower，RFF)，例如W型滚子式气门摇臂。

随着内燃机设计采用凸轮轴移位调节系统(CSS)来实现米勒循环或汽缸停缸技术(CDA)，需要气门摇臂的滚子变得更窄。然而，这样的滚子在与凸轮接触时，容易发生在预定接触点之外的其他位置的接触，这有可能使得滚子偏斜，进而导致滚子过快磨损，甚至使得气门摇臂脱落。

为此，需要一种不易磨损且可靠性高的气门摇臂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种不易磨损且可靠性高的气门摇臂。

本实用新型的一方面提供一种气门摇臂，其包括：

摇臂本体，其具有开口部；和

滚轮，其设置在所述摇臂本体的所述开口部中；

所述滚轮包括内圈和围绕所述内圈设置的外圈，所述内圈与所述摇臂本体连接并且具有径向突出的外侧面，所述外圈能够相对于所述内圈围绕所述内圈的轴线转动并且具有径向凹入的内侧面，以及，所述外圈的轴向尺寸小于所述内圈的轴向尺寸，以使得所述外圈能够在所述内圈的所述外侧面上相对于所述内圈摇摆而导致两者的轴线从共线变化为在一点处相交。

根据本实用新型的实施例，所述内圈的所述外侧面和所述外圈的所述内侧面两者均被构造为球状面。

根据本实用新型的实施例，所述内圈经由安装销安装到所述摇臂本体的所述开口部中。

根据本实用新型的实施例，所述摇臂本体包括底板和两个侧板，所述两个侧板沿横向方向间隔开并且分别连接至所述底板，所述两个侧板和所述底板在所述横向方向的截面中围成U形的所述开口部，以及，所述安装销固定到所述两个侧板上。

根据本实用新型的实施例，所述内圈的所述外侧面的曲率被构造为小于所述外圈的所述内侧面的曲率。

根据本实用新型的实施例，所述底板和所述两个侧板是一体形成的。

根据本实用新型的实施例，所述底板还包括开口，其中所述滚轮的一部分容纳在所述开口中。

根据本实用新型的实施例，所述底板包括沿其纵向方向分隔开的第一部分和第二部分，并且，所述开口沿所述纵向方向位于所述第一部分和所述第二部分之间。

根据本实用新型的实施例，所述第二部分包括从所述底板的下方朝上方凹入的球状凹部。

本实用新型的另一发面提供一种气门系统，包括前述任一项气门摇臂。

在根据本实用新型实施例的气门摇臂中，滚轮的内圈和外圈之间发生的相对摇摆，能够在滚轮的外圈和内圈之间，隔离凸轮施加的力导致滚轮整体倾斜，这有利地确保气门摇臂的其他构件不受会受到凸轮施力位置异常导致的磨损甚至脱落。因此，滚轮的内圈和外圈之间发生的上述摇摆不会影响滚轮的正常运行。此外，这种滚轮使得气门摇臂的整体刚度较高。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的符号标示相同的元件，其中：

图1示意性地示出根据本实用新型实施例的气门摇臂。

图2和图3示意性地示出根据本实用新型实施例的气门摇臂的部分构件。

图4和图5示出根据本实用新型实施例的气门摇臂的工作示意图。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本实用新型的气门摇臂和气门系统的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，本实用新型不限于所描述的优选实施例，本实用新型描述的各个实施例既可以单独使用，也可以任意组合，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。

此外，空间相关术语(诸如“上”、“下”、“左”和“右”等)用于描述附图所示的元件与另一个元件的相对位置关系。因此，空间相关术语可以应用到使用时与附图所示的方向不同的方向中。显然，虽然为了易于说明，所有这些空间相关术语指的是附图所示的方向，但是本领域技术人员能够理解可以使用与附图中所示的方向不同的方向。

图1示意性地示出根据本实用新型实施例的气门摇臂。图2和图3示意性地示出根据本实用新型实施例的气门摇臂的部分构件。以下参照图1至图3描述根据本实用新型实施例的气门摇臂。

如图1所示，根据本实用新型实施例的气门摇臂10包括摇臂本体100和滚轮200。摇臂本体100包括两个侧板101和底板(被遮挡而无法观察到)。两个侧板101在横向方向上间隔开并分别连接到底板。

在本文中，将摇臂本体100、特别是侧板101具有最大延伸尺寸的方向称为纵向方向(即，图1中的上下方向)，将与纵向方向垂直且并且大致垂直于侧板101的方向称为横向方向(即，图1中的左右方向)。

作为一个示例，底板包括第一部分和第二部分以及开口(图中未示出)。第一部分和第二部分分别位于摇臂本体100的两端，并且在两个侧板101之间延伸。沿纵向方向，第一部分和第二部分分隔开，开口位于第一部分和第二部分之间。滚轮200的一部分容纳在底板的该开口中。在第一部分的背离滚轮200的表面上设置有用于与气门系统的挺杆相接触的推杆座(未示出)。在第二部分上，设置有从底板的下方朝上方凹入的球状凹部。球状凹部用于与气门系统的支撑元件相抵，例如液压间隙调节器等。

在横向截面中，两个侧板101和底板围成U形，由此摇臂本体100具有U形的开口部。在本文中，底板的上方表示朝向U形的开口部的一侧，底板的下方表示背离U形的开口的一侧。在两个侧板101上分别设置安装孔。安装销203穿过两个安装孔并固定在侧板101上。滚轮200经由安装销203固定到摇臂本体100的开口部中。安装销203的轴向方向与摇臂本体100的横向方向平行。

结合图1、图2和图3继续描述根据本实用新型的气门摇臂10。

如图1、图2和图3所示，在本实用新型的气门摇臂10中，所设置的滚轮200包括内圈202和围绕内圈202设置的外圈201，内圈202经由安装销203与摇臂本体100(具体为侧板101)连接，外圈201能够相对于内圈202转动，即，在内圈202的外侧面上围绕内圈202的轴线相对于内圈202转动。需要说明的是，本实用新型的该滚轮用于使得气门摇臂与凸轮滚动接触，从而降低二者之间的摩擦。以及，本实用新型滚轮的上述内圈和外圈之间的相对转动，发生在将凸轮的转动运动转换为气门推杆的直线运动期间，并且，通过气门摇臂自身的摆动控制气门适时地打开或关闭，从而实现发动机气缸的进气和排气。

如图1、图2和图3所示，内圈202具有径向突出的外侧面2021，以及，内圈202还具有用于与安装销203过盈配合的内侧面，内圈202的该内侧面与安装销203的外周面均被设置为圆柱面。外圈201具有径向凹入的内侧面2011，以及，外圈201具有圆柱面形式的外侧面。而且，能够从图1中清楚地观察到，外圈201的轴向尺寸小于内圈202的轴向尺寸。将外圈201设计为比内圈202更窄，就为外圈201预留了在图1中向左或向右摇摆的间隙，使得外圈201能够在内圈202的外侧面2021上相对于内圈摇摆而导致内圈202和外圈201两者的轴线从共线(如图1所示)变化为在一点处相交(如图4和图5所示)，该相交点例如位于内圈的轴线中点或位于其附近。这将在下文进行更详细地描述。

图4和图5示出根据本实用新型实施例的气门摇臂的工作示意图。以下参照图4和图5描述根据本实用新型实施例的气门摇臂的工作原理。

如图4所示，当凸轮向气门摇臂10施加的力F不在滚轮200的轴向中心位置、而在滚轮200的轴向中心偏右位置处时，滚轮200的外圈201中靠近凸轮的部分(也就是凸轮施力位置附近的部分，即图4中外圈的上部)将向右倾斜，与此同时，滚轮200的外圈201中远离凸轮的部分(即图4中外圈的下部)将向左倾斜，使得滚轮200的外圈201相对于图1中所示的位置变化为图4中所示的位置，外圈201和内圈202两者的轴线从共线变化为在一点处相交，由此外圈201在图4中顺时针转动一定角度。

如图5所示，当凸轮向气门摇臂10施加的力F不在滚轮200的轴向中心位置、而在滚轮200的轴向中心偏左位置处时，滚轮200的外圈201中靠近凸轮的部分(也就是凸轮施力位置附近的部分，即图5中外圈的上部)将向左倾斜，滚轮200的外圈201中远离凸轮的部分(即图5中外圈的下部)将向右倾斜，使得滚轮200的外圈201相对于图1中所示的位置变化为图5中所示的位置，外圈201和内圈202两者的轴线从共线变化为在一点处相交，由此外圈201在图5中逆时针转动一定角度。

因此，将滚轮的外圈的轴向尺寸设计为小于内圈的轴向尺寸，能够在凸轮偏离滚轮的轴向中心位置处施加力时，使得外圈能够在内圈的外侧面上相对于内圈摇摆而导致两者的轴线不共线。

与滚子通过滚针相对于安装销转动的方案相比，在根据本实用新型实施例的气门摇臂中，滚轮的内圈和外圈之间发生的相对摇摆，能够在滚轮的外圈和内圈之间，隔离凸轮施加的力导致滚轮整体倾斜，换言之，凸轮施加的力仅能导致滚轮的外圈摇摆，而滚轮的内圈不会由于凸轮施力而发生摇摆，这有利地确保气门摇臂的其他构件不受会受到凸轮施力位置异常导致的磨损甚至脱落。因此，滚轮的内圈和外圈之间发生的上述摇摆不会影响滚轮的正常运行。此外，滚轮使得气门摇臂的整体刚度较高。

根据本实用新型的实施例的气门摇臂适合应用于车辆的发动机系统，特别是气门系统中。

作为本实用新型的一个实施例，所述内圈的所述外侧面和所述外圈的所述内侧面两者均被构造为球状面。

作为本实用新型的一个实施例，所述内圈的所述外侧面的曲率被构造为小于所述外圈的所述内侧面的曲率。

作为本实用新型的一个实施例，所述底板和所述两个侧板是一体形成的。例如，可以将一个板材通过冲压、弯折等工艺加工成具有根据本实用新型的实施例的侧板和底板的摇臂本体。

如前所述，尽管说明中已经参考附图对本实用新型的示例性实施例进行了说明，但是本实用新型不限于上述具体实施方式，本实用新型的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。

Claims (9)

1.一种气门摇臂(10)，其特征在于包括：

摇臂本体(100)，其具有开口部；和

滚轮(200)，其设置在所述摇臂本体(100)的所述开口部中；

所述滚轮(200)包括内圈(202)和围绕所述内圈(202)设置的外圈(201)，所述内圈(202)经由安装销(203)安装到所述摇臂本体(100)的所述开口部中并且具有径向突出的外侧面(2021)，所述外圈(201)能够相对于所述内圈(202)围绕所述内圈(202)的轴线转动并且具有径向凹入的内侧面(2011)，以及，

所述外圈(201)的轴向尺寸小于所述内圈(202)的轴向尺寸，以使得所述外圈(201)能够在所述内圈(202)的所述外侧面(2021)上相对于所述内圈(202)摇摆而导致两者的轴线从共线变化为在一点处相交。

2.根据权利要求1所述的气门摇臂(10)，其中，所述内圈(202)的所述外侧面(2021)和所述外圈(201)的所述内侧面(2011)两者均被构造为球状面。

3.根据权利要求1所述的气门摇臂(10)，其中，所述摇臂本体(100)包括底板和两个侧板(101)，所述两个侧板(101)沿横向方向间隔开并且分别连接至所述底板，所述两个侧板(101)和所述底板在所述横向方向的截面中围成U形的所述开口部，以及，所述安装销(203)安装到所述两个侧板(101)上。

4.根据权利要求2所述的气门摇臂(10)，其中，所述内圈(202)的所述外侧面(2021)的曲率被构造为小于所述外圈(201)的所述内侧面(2011)的曲率。

5.根据权利要求3所述的气门摇臂(10)，其中，所述底板和所述两个侧板(101)是一体形成的。

6.根据权利要求5所述的气门摇臂(10)，其中，所述底板还包括开口，其中所述滚轮(200)的一部分容纳在所述开口中。

7.根据权利要求6所述的气门摇臂(10)，其中，所述底板包括沿其纵向方向分隔开的第一部分和第二部分，并且，所述开口沿所述纵向方向位于所述第一部分和所述第二部分之间。

8.根据权利要求7所述的气门摇臂(10)，其中，所述第二部分包括从所述底板的下方朝上方凹入的球状凹部。

9.一种气门系统，其特征在于，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的气门摇臂(10)。

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