用於內燃發動機的提升閥作業系統的製作方法

2023-10-27 16:41:42

專利名稱：用於內燃發動機的提升閥作業系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提升閥作業系統，該系統包括帶有可滑動安裝的搖臂的搖臂軸， 搖臂通過形成於搖臂軸外圓柱表面內的間隙部分在搖臂軸上被轉換(indexed)。
背景技術：
許多頂置氣門發動機使用搖臂來驅動汽缸提升閥。這樣的搖臂通常為基座安裝或 者軸裝。軸裝搖臂通常可滑動安裝在圓柱形搖臂軸上。 一旦安裝好，搖臂必須保持在 沿軸的精確軸向位置，以確保提升閥和其它諸如凸輪軸或推桿的傳動機構能適當接 觸。開發人員設計了許多用於將搖臂保持在搖臂軸上期望的位置的方案。這些方案通 常包括使用放入搖臂和安裝基座之間的常規墊片(spacer)。所述墊片有時帶有壓縮 彈簧或者其他裝置。顯然，所有的裝置增加了重量，複雜度和成本。此外，不同墊片 的需求還可能導致發動機汽缸蓋的錯誤安裝。

發明內容
期望能提供一種搖臂保持系統(retention system),該系統與搖臂軸安裝臂一 起使用來固定保持搖臂，但允許它們在維修時可以拆卸。
用於內燃發動機的提升閥作業系統包括多個被壓縮彈簧推動進入關閉位置的提 升閥。至少一個搖臂軸適於安裝到發動機汽缸蓋。搖臂軸具有外圓柱表面。多個轉換 間隙部分(indexing relief)形成於搖臂軸的外圓柱表面內。驅動提升閥的搖臂安 裝在搖臂軸上。每個搖臂包括搖臂體，搖臂體具有與搖臂軸的外圓柱表面相對應的圓 形腔；以及裝在該搖臂體內的彈性偏置伸縮銷(resiliently biased telescoping pin)。伸縮銷具有內端，該內端伸入搖臂體的圓形腔。伸縮銷延伸入一個形成於搖 臂軸中的轉換間隙部分。
根據本發明的另一方面，每個形成於搖臂軸的圓柱表面中的轉換間隙部分繞外圓 柱表面的至少部分圓周延伸。當搖臂驅動提升閥時，轉換間隙部分延伸一段距離，足 夠提供每個搖臂經過的旋轉弧。伸縮銷協同轉換間隙部分防止搖臂在搖臂軸上軸向移 動。
根據本發明的另一方面，使用搖臂軸上的內燃發動機提升閥搖臂的方法，包括軸 向接合形成於搖臂體內的圓形腔和搖臂軸的端部，來驅動彈性偏置伸縮銷從突出於圓 形腔的壁的正常位置進入收起位置，在收起位置，所述伸縮銷鄰接搖臂軸的外圓柱表 面；沿搖臂軸移動搖臂體，直到到達預定的提升閥驅動位置；然後旋轉搖臂體，以允許彈性偏置伸縮銷從圓形腔延伸進入形成於搖臂軸的外圓柱表面內的轉換間隙部分。 隨後，搖臂從搖臂軸移開，這是通過相對於搖臂軸充分旋轉搖臂體，以滑動接合伸縮 銷與從轉換間隙部分的較低部分通向搖臂軸的外圓柱表面的轉換間隙部分的斜面，隨 後壓縮伸縮銷進入其收起位置。隨後，沿搖臂軸移動包括縮回的伸縮銷的搖臂體，直 到搖臂體滑離搖臂軸。
根據本發明的提升閥作業系統的優點在於，不需要任何附加的緊固件、墊片或者 彈簧就可以把搖臂固定在搖臂軸上。這有助於防止搖臂不恰當地或者不正確地安裝在 發動機內。
根據本發明的提升閥作業系統的進一步優點在於，由於去除附加的緊固件、墊片 和彈簧，額外的重量被最小化。
根據本發明的提升閥作業系統的另一個優點在於，搖臂能方便地從搖臂軸移除或 安裝，從而便於提升閩搡作系統中的各種部件的維修。
本說明書的讀者將明白本發明的其他優點、特徵和目的。


圖l是本發明的發動機的搖臂軸、汽缸蓋和提升閥的透視圖2是安裝在本發明的搖臂軸上的本發明的搖臂的透視圖3是本發明的搖臂和搖臂軸的剖視圖4是本發明的垂直於搖臂軸的第二剖視圖5是根據本發明安裝在搖臂軸上的部分分離的搖臂的側視圖6顯示了根據本發明的位於搖臂軸上處於軸向可移動模式的搖臂。
具體實施例方式
如圖1所示，提升閥搡作系統10包括多個提升閥14,該提升閥通過壓縮彈簧18關 閉。提升閥和彈簧以及提升閥作業系統安裝在汽缸蓋20上。搖臂軸22通過多個帽螺釘 26保持在汽缸蓋20上。圖2所示的搖臂軸22具有斜角端24,該斜角端有助於多個搖臂 38的安裝。如圖l所示，搖臂38沿搖臂軸22間隔布置。每個搖臂38必須被精確約東以 防止搖臂不必要的軸向移動，不必要的軸向移動會使得搖臂停止對提升閥14以及傳動機 構的適當作用，在頂置凸輪發動機的情況下傳動機構可以是推桿或者輥子。
現在參閱圖2，搖臂38顯示為安裝在搖臂軸22上。搖臂軸22具有外圓柱表面30,與形成於搖臂體42內的圓形腔44相匹配。圓形腔44允許搖臂體42在搖臂軸22上平穩 地轉動。圖2還顯示了裝在形成於所述搖臂體42內的徑向步進式腔52內的彈性偏置伸縮 銷58。該伸縮銷的具體結構在圖3、圖4和圖5中詳細示出。. -
如圖3所示，伸縮銷58包括帶有內端48a的活塞48,該內端伸入圓形腔44並 延伸入轉換間隙部分34。並且，伸縮銷58包括固定銷60。圖4顯示轉換間隙部分34具
有較低部分3"和兩個側部34c。在具有本發明的提升閥搡作系統的發動機的正常運行過 程中，活塞48協同側部34c防止搖臂38在搖臂軸22上軸向移動。同時，含有活塞48 的伸縮銷協同轉換間隙部分34允許經過預定旋轉弧的旋轉順從性。所述旋轉弧針對搖臂 38所需的旋轉而設定，來實現設計在特定發動機內的氣門升程。通常，氣門升程等於凸 輪軸提供的升程與搖臂比的乘積。
圖5和圖6顯示了本發明的搖臂和搖臂軸系統的安裝特性。如圖5所示，僅通過旋轉 搖臂38可以使搖臂沿搖臂軸22滑動直到活塞48到達搖臂軸22的外圓柱表面30。然後， 當到達期望的一個轉換間隙部分34時，旋轉搖臂38直到活塞48延伸進入轉換間隙部分 34。當搖臂在它的設計位置旋轉時，活塞48將在表面34a之上並與表面34a之間留有適 當的間隙來防止兩者之間的接觸。然而，如果需要從搖臂軸22移動搖臂38,可以旋轉搖 臂38直到轉換間隙部分34的一個斜面部34b被接觸，進一步的旋轉用來壓縮活塞彈簧 56從而使得活塞48移動進入其收起位置。
根據本發明的方法在搖臂軸上移除和重新安裝搖臂使得提升閥搡作系統無需特別工 具就可以方便地維修，這是由於僅需要在搖臂軸22上旋轉搖臂38來允許搖臂38從搖臂 軸脫離，以及隨後從搖臂軸軸向運動移除搖臂。在提升閥操作時，僅需旋轉搖臂體略微超 過搖臂所經過的旋轉弧，因此這一操作非常便捷。
雖然這裡揭示和描述了本發明的特定實施例，本領域的技術人員可以想出各種變 體和替換實施例。因此，本發明的保護範圍僅由權利要求限定。
權利要求
1.一種用於內燃發動機的提升閥作業系統，其特徵在於，包括多個提升閥；多個壓縮彈簧，所述壓縮彈簧推動所述提升閥進入關閉位置；至少一個適於安裝到發動機汽缸蓋的搖臂軸，所述搖臂軸具有外圓柱表面；形成於所述至少一個搖臂軸的外圓柱表面內的多個轉換間隙部分；以及多個驅動所述提升閥的搖臂，所述搖臂可旋轉地安裝到所述至少一個搖臂軸，且每個所述搖臂包括搖臂體，所述搖臂體具有與所述至少一個搖臂軸的外圓柱表面相對應的圓形腔；以及裝在所述搖臂體內的彈性偏置伸縮銷，所述伸縮銷具有內端，所述內端伸入所述圓形腔並延伸入一個所述轉換間隙部分。
2. 如權利要求l所述的提升閥作業系統，其特徵在於，每個所述轉換間隙部分繞所 述至少一個搖臂軸的外圓柱表面的至少部分圓周延伸。
3. 如權利要求2所述的提升閥搡作系統，其特徵在於，當所述搖臂驅動所述提升閩 時，每個所述轉換間隙部分繞所述搖臂軸的外圓柱表面的圓周延伸一段距離，以足夠提供 每個所述搖臂經過的旋轉弧。
4. 如權利要求2所述的提升閥作業系統，其特徵在於，每個所述轉換間隙部分具有 在所述伸縮銷的內端下延伸的中部以及至少一個斜面部，所述斜面部響應於操作所述提升 閥時超過所述搖臂經過的旋轉弧的量的所述搖臂體的旋轉來壓縮所述伸縮銷。
5. 如權利要求l所述的提升閥搡作系統，其特徵在於，所述彈性偏置伸縮銷包括裝 入形成於所述搖臂體內的徑向步進式腔內的活塞,通過由固定銷保持在所述步進式腔內的 壓縮彈簧來偏置所述活塞。
6. 如權利要求l所述的提升閥搡作系統，其特徵在於，在具有所述提升闊作業系統 的發動機正常運行過程中，所述彈性偏置伸縮銷和所述轉換間隙部分協同防止所述搖臂在 所述搖臂軸上軸向移動。
7. —種驅動內燃發動機汽缸蓋內的提升閥的搖臂，其特徵在於，包括 搖臂體，所述搖臂體具有適於和搖臂軸的外圓柱表面旋轉接合的圓形腔；以及裝在所述搖臂體內的彈性偏置伸縮銷，所述伸縮銷具有內端，該內端伸入所述圓形腔 並適於延伸入形成於搖臂軸的外圓柱表面內的轉換間隙部分。
8. 如權利要求7所述的搖臂，其特徵在於，所述伸縮銷和所述轉換間隙部分協同將 所述搖臂體保持在搖臂軸上預定的軸向位置，同時也允許經過預定旋轉弧的旋轉順從性。
9. 一種使用搖臂軸上的內燃發動機提升閥搖臂的方法，其特徵在於，包括 軸向接合形成於搖臂體內的圓形腔和搖臂軸的端部，來驅動彈性偏置伸縮銷從突出於所述圓形腔的壁的正常位置進入收起位置，在收起位置，所述伸縮銷鄰接所述搖臂軸的外 圓柱表面；沿所述搖臂軸移動所述搖臂體，直到到達預定的提升閥驅動位置；以及 旋轉所述搖臂體，以允許所述彈性偏置伸縮銷從所述圓形腔延伸進入形成於所述搖臂 軸的外圓柱表面內的轉換間隙部分。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述轉換間隙部分配置為軸向限制所述 搖臂體從所述預定提升閥驅動位置移開，同時允許經過預定旋轉弧的旋轉順從性。
11. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括從搖臂軸移動所述搖臂體，通過 以下方法實現相對於搖臂軸充分旋轉搖臂體，以滑動接合所述伸縮銷與從所述轉換間隙部分的較低 部分通向所述搖臂軸的外圓柱表面的轉換間隙部分的斜面，從而壓縮所述伸縮銷進入其收 起位置；以及沿所述搖臂軸移動包括縮回的伸縮銷的搖臂體，直到所述搖臂體滑離所述搖臂軸。
全文摘要
本發明涉及一種內燃發動機的提升閥作業系統，該系統包括由可旋轉安裝到搖臂軸的搖臂驅動的提升閥。每個搖臂通過裝在搖臂體內分離的彈性偏置伸縮銷在搖臂軸上保持為軸向排列。伸縮銷延伸進入形成於搖臂軸的外圓柱表面內的轉換間隙部分。
文檔編號F01L1/18GK101196130SQ20071019418
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月5日 優先權日2006年12月8日
發明者喬恩·傑弗裡斯, 託德·布魯爾 申請人:福特環球技術公司