專利名稱：高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及頂置氣門機(jī)構(gòu)，更特別地本發(fā)明涉及具有穩(wěn)定搖臂 的頂置氣門機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景在許多傳統(tǒng)的頂置氣門配置中，搖臂的 一 端與 一 間隙調(diào)節(jié)器接合， 相對(duì)端與 一 閥桿接合，而在搖臂中間的滾輪或其它減摩裝置與凸輪軸接 合。采用這種結(jié)構(gòu)，沒有一個(gè)固定的軸可以用于使搖臂繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，因而 搖臂不能通過安裝在軸上而保持穩(wěn)定。而是，搖臂必須通過間隙調(diào)節(jié)器 的凸起的半球形特征和互補(bǔ)的搖臂的凹的半球形特征的配合來保持在其 適當(dāng)?shù)奈恢?。由于部件上的?cè)向負(fù)荷可能導(dǎo)致?lián)u臂脫離其預(yù)期的運(yùn)行位 置，所以這種安裝配置經(jīng)常是不能令人滿意的。此外，還對(duì)搖臂的旋轉(zhuǎn) 和氣門的升程存在固有的限制，如果超過該限制，又將會(huì)導(dǎo)致?lián)u臂脫離 其位置。從前面的討論可以看出，很明顯對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的頂置氣門機(jī)構(gòu)和間隙 調(diào)節(jié)器的改進(jìn)是令人期望的。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明包括一種高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，其具有一轉(zhuǎn)動(dòng)支承在耳軸上 的搖臂，而該耳軸又通過一液壓間隙調(diào)節(jié)器支承。與耳軸相對(duì)的搖臂的 端部與一閥桿接合。 一滾輪位于耳軸和閥桿之間，其與凸輪軸上的凸輪接合。在第二實(shí)施例中，液壓間隙調(diào)節(jié)器被固定柱取代，間隙通過不同 厚度的填隙片或間隙蓋調(diào)節(jié)。在第三實(shí)施例中，使用液壓間隙調(diào)節(jié)器， 該液壓間隙調(diào)節(jié)器包括一滑動(dòng)元件，其設(shè)置在與調(diào)節(jié)器的球接合的套管 中。該滑動(dòng)元件允許調(diào)節(jié)器和套管之間的相對(duì)徑向移動(dòng)，以適應(yīng)調(diào)節(jié)器 的球和氣缸蓋的孔之間的同心度差別。根據(jù)本發(fā)明，使搖臂穩(wěn)定的耳軸 明顯增加了氣門的升程，改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種頂置氣門機(jī)構(gòu)，其具有液壓間隙 調(diào)節(jié)器、搖臂和凸輪軸接合滾輪，其中搖臂具有一支承耳軸。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有穩(wěn)定搖臂的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中 搖臂包括一安裝在間隙調(diào)節(jié)器上的耳軸。本發(fā)明的又一 目的是提供一種具有固定支柱的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中 該固定支柱用于使耳軸轉(zhuǎn)動(dòng)支承搖臂，此處間隙通過填隙片或間隙蓋調(diào) 節(jié)。通過參照下面的說明和附圖，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用將變 得更加明顯，在附圖中相同的參考數(shù)字表示相同的部件，元件或特征。


圖l是一完整剖視圖，示出了在內(nèi)燃機(jī)中使用的典型現(xiàn)有技術(shù)的頂置氣門機(jī)構(gòu)；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、在內(nèi)燃機(jī)中使用的頂置氣門機(jī)構(gòu)的 完整剖^見圖；圖3是才艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、具有一支承在球軸承組件上的耳軸 的搖臂和間隙調(diào)節(jié)器的透視圖；圖4A是沿圖3的線A-A截取的、根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的搖臂和間 隙調(diào)節(jié)器的完整剖^L圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、具有滾輪軸承組件的搖臂和間隙調(diào) 節(jié)器的完整剖視圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、具有軸頸軸承的搖臂和間隙調(diào)節(jié)器 的完整剖視圖，其中軸頸軸承具有硬化或加工過的表面；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的頂置氣門機(jī)構(gòu)的完整剖視圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的頂置氣門機(jī)構(gòu)的不完整剖視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D1,圖中示出了一典型的現(xiàn)有技術(shù)的氣門機(jī)構(gòu)，并通過參 考數(shù)字IO標(biāo)出?，F(xiàn)有技術(shù)的氣門機(jī)構(gòu)10包括一具有半球形末端部分14 的液壓間隙調(diào)節(jié)器12,該半球形末端部分14容納在設(shè)置在搖臂20 —端的互補(bǔ)的半球形球窩16中。搖臂20還包括一通過減摩軸承例如滾輪或 球軸承24支承的凸輪隨動(dòng)件22。根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)施方式，凸輪隨動(dòng)件22與 頂置凸輪軸28上的凸輪26接合。閥門34的桿部分32位于與間隙調(diào)節(jié) 器12相對(duì)的搖臂20的末端，并與搖臂20接觸。應(yīng)當(dāng)理解地是在這個(gè)現(xiàn) 有技術(shù)的氣門構(gòu)造中，搖臂20主要通過間隙調(diào)節(jié)器12的半球形末端部 分14和搖臂20的互補(bǔ)的半球形球窩16之間的配合而被限制在其運(yùn)行位 置。這種安裝配置會(huì)限制發(fā)動(dòng)機(jī)的速度以及限制闊門行程或升程?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2,圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的頂置氣門機(jī)構(gòu)40的第一實(shí) 施例，并用參考數(shù)字40標(biāo)出。所示的頂置氣門機(jī)構(gòu)40位于示例性的氣 缸蓋42中，其包括一盲孔44,該孔44通過通道45與加壓油的供給源(圖 中未示)連通。盲孔42接收間隙調(diào)節(jié)器組件50。氣缸蓋42還確定了細(xì) 長(zhǎng)通道46,其可滑動(dòng)地接收進(jìn)氣閥或排氣閥48桿。延伸超出氣缸蓋42 的間隙調(diào)節(jié)器組件50的末端容納在耳軸70內(nèi)，耳軸7 0又可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納 在搖臂裝置90內(nèi)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2、 3和4A,間隙調(diào)節(jié)器組件50包括一外殼或套管52， 其可滑動(dòng)地容納在氣缸蓋42的盲孔44內(nèi)。外殼或套管52包括一徑向突 出的定位銷或銷釘54,其容納在位于盲孔44側(cè)壁中的互補(bǔ)的軸向通道或 凹槽55中。應(yīng)當(dāng)理解地是，定位銷54和盲孔44中的軸向通道55限制 了外殼或套管52相對(duì)于氣缸蓋42的轉(zhuǎn)動(dòng)。外殼或套管52中的徑向通道 58與外殼或套管52的中空內(nèi)部連通，常規(guī)的液壓間隙調(diào)節(jié)器60設(shè)置在 該中空內(nèi)部中。間隙調(diào)節(jié)器60的半球形末端部分62容納在位于外殼或 套管52內(nèi)的互補(bǔ)的半球形球窩64中。外殼或套管52的外部包括一肩部 66,其確定了一更小直徑的末端部分68。耳軸70包括一圓柱體72，其具有徑向朝向的圓形開口或通孔74, 通過例如過盈配合或其它連接方法，通孔74牢固地接收間隙調(diào)節(jié)器組件 50的外殼或套管52的末端部分68。耳軸70的圓柱體72還確定了在開 口或通孔74周圍延伸的平直肩部76,當(dāng)兩個(gè)部件組裝時(shí)，其在套管52 上與肩部66接觸。耳軸70容納在搖臂裝置90內(nèi)的橫向圓柱形通道88中。 一對(duì)減摩球 軸承組件92A設(shè)置在耳軸70的每個(gè)端部和搖臂裝置90的圓柱形通道88 之間，其中該對(duì)球軸承中的一個(gè)在圖3中示出。球軸承組件92A可由其 它類型的減摩軸承或下文所述的軸頸軸承代替。搖臂裝置90包括至少一個(gè)開口 94，其接收液壓間隙調(diào)節(jié)器組件50的外殼或套管52,并允許搖 臂裝置90的通道88內(nèi)的耳軸70和間隙調(diào)節(jié)器組件50的轉(zhuǎn)動(dòng)。搖臂裝 置90還支承一凸輪滾輪96，其優(yōu)選包括支承在短軸100上的減摩球軸承 或滾輪軸承裝置98。如圖2中所示，根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)施方式，凸輪滾輪96與頂置凸輪軸104 上的旋轉(zhuǎn)凸輪102接合。與液壓間隙調(diào)節(jié)器組件50相對(duì)的搖臂裝置90 的端部包括一表面106,其與閥門48的桿的末端部分接合?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4B,圖中示出了一種可選的如上所述的軸承配置，其中 耳軸70的圓柱體72通過一對(duì)滾輪軸承裝置92B支承在搖臂裝置90的通 道88內(nèi)。滾輪軸承裝置92B為搖臂裝置90提供了良好的穩(wěn)定性。該實(shí) 施例的其它部件，例如間隙調(diào)節(jié)器組件50,外殼或套管52,液壓間隙調(diào) 節(jié)器60和搖臂裝置90是同樣的，其中外殼或套管52具有一末端部分68， 其容納在耳軸70的開口或孔74中?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4C,圖中示出了另一可選的如上所述的軸承配置，其中 耳軸70的圓柱體72通過一對(duì)軸頸軸承92C支承在搖臂裝置90的通道88 內(nèi)。優(yōu)選地，耳軸90的圓柱體88的外表面鍍有堅(jiān)硬的表面處理層，從 而具有較高的硬度和更小的摩擦?？蛇x地，搖臂裝置90的通道88的表 面或兩個(gè)表面可以是有堅(jiān)硬鍍層的。該實(shí)施例的其它部件，例如間隙調(diào) 節(jié)器組件50,外殼或套管52,液壓間隙調(diào)節(jié)器60和搖臂裝置90是同樣 的，其中外殼或套管52具有一末端部分68，其容納在耳軸70的開口或 孔74中。應(yīng)當(dāng)理解地是，盡管只和本發(fā)明的第一實(shí)施例40—起示出，但是所有的三種軸承裝置，即球或滾輪軸承或軸頸軸承同樣適合用于本 發(fā)明的第二和第三實(shí)施例。現(xiàn)在參照?qǐng)D5，根據(jù)本發(fā)明的氣門機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例在本圖中示出， 并通過參考數(shù)字IIO標(biāo)出。第二實(shí)施例的氣門機(jī)構(gòu)110與氣缸蓋42,進(jìn) 氣閥或排氣閥48以及凸輪軸104上的旋轉(zhuǎn)凸輪102聯(lián)合。第二實(shí)施例的 氣門機(jī)構(gòu)110包括具有平直肩部76的耳軸70，其容納在具有一凸輪滾輪 96和閥桿接合面106的搖臂裝置90中。第二實(shí)施例的氣門;^構(gòu)110的明顯區(qū)別在于其具有一固定的圓柱形 支柱或立柱112,其容納在位于氣缸蓋中的機(jī)械加工盲孔44中。支柱或 立柱112的外表面包4舌一徑向突出的銷頂或定位銷114,其容納在枳4成加 工孔44的側(cè)壁中的軸向凹槽或通道116中，以限制立柱或支柱112的轉(zhuǎn)動(dòng)。支柱或立柱112包括一平直的肩部118,其確定了一較小的直徑部分 122。支柱或立柱112的較小的直徑部分122優(yōu)選通過過盈配合容納和固 定在耳軸70內(nèi)的開口或孔74中，當(dāng)兩個(gè)部件組裝時(shí)，該平直肩部118 于耳軸70的肩部76接合。應(yīng)當(dāng)理解地是固定的支柱或立柱112不能夠?qū)崿F(xiàn)間隙調(diào)節(jié)。作為替 代，間隙的調(diào)節(jié)是通過使用不同厚度的填隙片或間隙蓋(圖中未示)進(jìn) 行的，這些填隙片或間隙蓋設(shè)置在閥門48的端部和搖臂裝置90的表面 10 6之間。第二實(shí)施例的氣門機(jī)構(gòu)11 0為高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)例如賽車用發(fā)動(dòng) 機(jī)和類似的應(yīng)用提供了具有更強(qiáng)剛性的氣門機(jī)構(gòu)，其中自動(dòng)間隙調(diào)節(jié)， 即通過例如液壓間隙調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的間隙調(diào)節(jié)既不需要也不要求?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，圖中示出了第三實(shí)施例的氣門機(jī)構(gòu)130。第三實(shí)施例 的氣門機(jī)構(gòu)130在大多數(shù)方面與第一實(shí)施例的氣門機(jī)構(gòu)40相似，在于 它包括液壓間隙調(diào)節(jié)器組件50，，耳軸70和搖臂裝置90。此外，第三 實(shí)施例的氣門機(jī)構(gòu)130包括一位于外殼或套管52的狹口中的橫向滑動(dòng)元 件或圓盤132,該外殼或套管52具有一半球形球窩134,其與液壓間隙 調(diào)節(jié)器60的半球形末端部分62接合。元件或圓盤132可用于實(shí)現(xiàn)間隙 調(diào)節(jié)器60和外殼或套管52之間相對(duì)徑向移動(dòng)，以適應(yīng)間隙調(diào)節(jié)器60的 半球形末端部分62和氣缸蓋42中的孔44之間的同心度差別。元件或圓 盤132將載荷施加到外殼或套管52的狹口 ，然后到耳軸70以消除氣門 中的間隙。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是應(yīng)當(dāng) 理解地是此處所使用的術(shù)語是用于表示這些詞語的本義，它們是描述性 的而不是限定性的。那些對(duì)本發(fā)明所涉及的技術(shù)熟悉的人將會(huì)理解到根 據(jù)上述的宗旨可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多修改。因此，應(yīng)當(dāng)理解地是在附屬的 權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明可以以基本等同的而不是如此處具體說明的方 式來實(shí)施。實(shí)際上本發(fā)明實(shí)施例的說明僅僅是示例性的，不偏離本發(fā)明宗旨的 各種變形仍落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。并不認(rèn)為這些變形偏離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種頂置氣門機(jī)構(gòu)，包括以下組合具有一對(duì)端部的間隙調(diào)節(jié)器裝置，耳軸，其具有橫向開口，用于接收所述間隙調(diào)節(jié)器的所述端部之一，以及搖臂，其確定了用于接收所述耳軸的通道，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述搖臂中的凸輪隨動(dòng)件以及用于接合和轉(zhuǎn)變閥門的表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括減摩軸承，其設(shè)置 在位于所述耳軸和所述搖臂之間的所述通道中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述耳軸確定了一 外表面，所述外表面是有堅(jiān)硬鍍層的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括位于所述凸輪隨動(dòng) 件中的減摩軸承和位于所述減摩軸承中的短軸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括從所述間隙調(diào)節(jié)器 裝置伸出的定位銷。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述間隙調(diào)節(jié)器裝 置包括確定了所述端部之一的外圓柱形機(jī)殼和內(nèi)部區(qū)域以及設(shè)置在所述 內(nèi)部區(qū)域中的液壓間隙調(diào)節(jié)器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述間隙調(diào)節(jié)器裝 置包括一支柱。
8、 一種改進(jìn)的頂置氣門才幾構(gòu)，包括以下組合； 搖臂，其具有適于與閥桿接合的第一端， 確定了橫向通道的第二端，和可轉(zhuǎn)動(dòng)支承在所述端之間的凸輪隨動(dòng)件，耳軸，其設(shè)置在所述通道中，并確定了一徑向開口和容納在所述徑 向孔中的支承。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述支承包 括用于限制轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述耳軸 確定了一外表面，所述通道確定了一內(nèi)表面，所述的其中一個(gè)表面是鍍 有堅(jiān)硬鍍層的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括一容納在所述支承內(nèi)的液壓間隙調(diào)節(jié)器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括一安裝到 所述搖臂的短軸，設(shè)置在所述短軸上并且可轉(zhuǎn)動(dòng)支承所述凸輪隨動(dòng)件的 減摩軸承，其中所述通道和所述短軸確定了平行分隔開的軸。
13、 根據(jù)權(quán)利要求所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括設(shè)置在位于 所述耳軸和所述搖臂之間的所述通道中的減摩軸承。
14、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述支承 確定了固定的長(zhǎng)度。
15、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括設(shè)置在所 述支承內(nèi)的液壓間隙調(diào)節(jié)器，和設(shè)置在所述間隙調(diào)節(jié)器和所述支承之間 的可移動(dòng)元件。
16、 一種高性能的氣門機(jī)構(gòu)，包括以下組合 支承構(gòu)件，其適合于設(shè)置在氣缸蓋中并具有可接合的端部，耳軸，其確定了 一旋轉(zhuǎn)軸和一接收所述支承構(gòu)件的所述可接合端部 的徑向朝向的開口，以及搖臂，其具有開口，用于接收所述耳軸，適于與閥門的一端接合的表面，和可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到位于所述開口和所 述表面之間的所述搖臂的凸輪隨動(dòng)件。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述支承 構(gòu)件包括一液壓間隙調(diào)節(jié)器。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述支承 構(gòu)件是一支柱。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述支承 構(gòu)件包括用于限制所述構(gòu)件相對(duì)于氣缸蓋轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括一設(shè)置在 所述凸輪隨動(dòng)件中的減摩軸承，和一設(shè)置在所述軸承并安裝在所述搖臂 中的短軸。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，還包括一設(shè)置在 位于所述耳軸和所述搖臂之間的所述通道中的減摩軸承。
22、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高性能頂置氣門機(jī)構(gòu)，其中所述耳軸 確定了一外表面，所述開口確定了一內(nèi)表面，所述表面的其中之一是鍍 有堅(jiān)硬鍍層的。
全文摘要
一種高性能的氣門機(jī)構(gòu)包括一液壓間隙調(diào)節(jié)器，其容納在耳軸中，并支承該耳軸。該耳軸容納在位于搖臂的一個(gè)端部?jī)?nèi)的圓柱形通道中。搖臂的相對(duì)端與一閥桿接合。一滾輪位于耳軸和閥桿之間，適于與一凸輪軸的凸輪接合。使搖臂穩(wěn)定的耳軸明顯增加了閥門升程，改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
文檔編號(hào)F01L1/22GK101245718SQ20081000997
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者A·W·海曼, E·C·杜斯, R·S·麥卡爾平 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司