专利名称：气缸盖摇臂支架修理和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种内燃机，并且尤其涉及一种再制造的气缸盖和用于再制造内燃机用气缸盖的方法。
背景技术：
内燃机——诸如多缸柴油发动机——典型地包括曲轴、凸轮轴和摇臂轴。曲轴与多个活塞杆连接，活塞杆继而与多个对应的活塞连接。活塞在对应的燃烧气缸内的往复运动引起曲轴的转动。通常，曲轴经由齿轮组与凸轮轴相互连接并且由此在工作期间转动地驱动凸轮轴。凸轮轴包括多个凸轮，其中每个凸轮与进气阀、排气阀或燃料喷射器阀相关联。更具体地，摇臂轴支持多个摇臂，其中每个摇臂具有与凸轮轴上的对应凸轮相接合的滚子从动件/挺杆。凸轮轴的转动弓I起摇臂围绕摇臂轴的摆动式枢转运动。在顶置凸轮发动机中，摇臂支架典型地构造在气缸盖铸件中。摇臂轴然后紧固在支架上，其中摇臂围绕固定的摇臂轴枢转。尽管摇臂围绕固定的摇臂轴以相对小的枢转角枢转，但该枢转可能不足以允许在摇臂与摇臂轴之间形成液压油膜。因此，摇臂与摇臂轴之间的摩擦可能比较高，导致在摇臂与摇臂轴之间产生增加的磨损或破裂。此外，摇臂轴和摇臂的运动可能同样地对摇臂支架本身产生损害。过度磨损可能使得发动机的工作效率低，致使需要更换整个气缸盖铸件。为了将磨损最小化，已经提出了多种装置来增加摇臂与摇臂轴之间的润滑和/或减少摩擦。这些提案通常不是完全有效的，或者具有相对高的应用成本。例如，为了改变摇臂相对于摇臂轴的偏心率，已知的是使用齿条齿轮装置使摇臂轴摆动一小的转角。Clark在美国专利4，718，379中公开的装置在轴与摇臂之间提供了滚柱轴承枢转组件。改型的滚柱轴承枢转组件围绕形成摇臂轴的间隔件的顶部，该组件沿间隔件的侧面延伸。然而，这些提案中，对以前的损害或磨损均不进行修理。本发明旨在克服上述的一个或多个问题。
发明内容
在一个方面中，本发明描述了一种用于内燃机的再制造的气缸盖。适于接收安装有至少一个摇臂的摇臂轴的气缸盖包括至少一个摇臂支架，所述摇臂支架具有其中紧固了插件的通道。所述插件具有用于接收摇臂轴的内表面。摇臂轴布置成邻接内表面，而不是邻接摇臂支架。在另一个方面中，本发明描述了一种内燃机，其包括摇臂轴、安装在摇臂轴上的至少一个摇臂、以及气缸盖。气缸盖包括至少一个摇臂支架，所述摇臂支架具有通道以及紧固在通道内的插件。所述插件具有其中接收了摇臂轴的内表面，摇臂轴布置成邻接内表面，而不是邻接摇臂支架。在又一个方面中，本发明描述了用于再制造气缸盖的方法，该气缸盖包括适于接收安装了至少一个摇臂的摇臂轴的磨损或损坏的摇臂支架。该方法包括以下步骤:在磨损或损坏的气缸盖中在适于布置成邻接摇臂轴的摇臂支架的表面中加工出一通道，将一插件紧固到所述通道中，以及加工所述插件以形成适于接收摇臂轴的再制造的内表面，摇臂轴布置成邻接内表面，而不是邻接摇臂支架。
图1是包括多个摇臂和一摇臂轴的现有技术的气缸盖铸件的立体图。图2是根据本发明的气缸盖的立体图。图3是图2的气缸盖的加工后的摇臂支架的局部放大立体图。图4是一插件和图3的加工后的摇臂支架的立体图。图5是安装插件后图4的插件和加工后的摇臂支架的立体图。图6是根据本发明的具有插件的气缸盖的立体图。图7是插件和加工后的摇臂支架沿图5中的线7-7的横截面视图。
具体实施例方式现在转到图1，示出了具有多个直立的摇臂支架12的气缸盖10，所述摇臂支架支持长形的摇臂轴14。气缸盖10可以在内燃机15——例如在诸如机器中使用的顶置凸轮发动机一中使用。术语“机器”可以指执行与工业一例如采矿业、建筑业、农业、运输业、或现有技术中已知的任意其他工业一相关的一些类型的操作的任意机器。气缸盖10可以由任意适当的方法一例如铸造或机加工一制造出。在示出的实施例中，直立的摇臂支架12被铸造为气缸盖10的一体的部分并且然后被加工成提供接收摇臂轴14的凹入的摇臂谷16的所需的尺寸。在示出的实施例中，轴14通过延伸穿过轴14中的孔20并且接收在摇臂支架12中的孔22中的多个螺栓18紧固到摇臂支架12上，尽管该轴可以可替换地具有限定范围的转动。润滑剂可以通过摇臂支架12中的一个或多个孔23提供至轴14与摇臂支架12之间的分界面。摇臂24沿摇臂轴14设置。尽管仅示出了少数摇臂24，但典型地沿每个摇臂支架12的两侧提供摇臂24。参照其余附图，本发明涉及一种再制造损坏或磨损的摇臂支架12的方法，以及所产生的再制造的气缸盖25和摇臂支架12装置，以及在修理气缸盖10的摇臂支架12中使用的插件28。根据公开的方法，损坏或磨损的摇臂支架12的摇臂谷16被加工以形成适于接收鞍状插件28的通道26 (见图2-7)。鞍状插件28通常包括外表面30和内表面32，该外表面的轮廓跟随通道26，当鞍状插件28布置在摇臂支架12中的通道26内时该内表面布置成适于接收摇臂轴14。在示出的实施例中，鞍状插件28附加地包括当鞍状插件28布置在通道26内时沿摇臂支架12的任一侧布置的一对翼面或凸缘34、36。凸缘34、36的外端面37朝向摇臂24布置，而凸缘34、36的内端面39朝向摇臂支架12的侧面41布置。在鞍状插件28的一个实施例中，凸缘34、36基本上是矩形的，尽管它们可以具有另外的形状。方法的一个实施例可以包括加工摇臂支架12的侧面41以提供与凸缘34、36的内端面的补充配合。以这种方式，凸缘34、36不仅帮助定位鞍状插件28，而且再建摇臂支架12的损坏或磨损的侧面。此夕卜，凸缘34、36可以帮助减少鞍状插件28与基本上邻接通道26的摇臂支架12之间的分界面处的磨损。侧面41可大致布置在与延伸通过摇臂轴14的轴线43基本上垂直的平面中，或与其成另外的角度，只要侧面41允许鞍状插件28在摇臂支架12上向下滑动。凸缘34、36的外端面37将典型地布置在基本上垂直于轴线43延伸的平面中，从而不干涉摇臂24的运动，而凸缘34、36的内端面39将大致对应于摇臂支架12的侧面41的角度。根据公开的方法，保持物质——例如保持化合物或物质45——沿鞍状插件28的外表面30和/或通道26的表面布置，并且鞍状插件28通过压入配合或其他适当的组装方法安装到通道26中。保持化合物或物质45可以是液体、固体或其他形式的保持化合物或物质，并且可以固化或以其他方式设置。安装后的鞍状插件28的内表面32然后被加工以提供用于接收和支持摇臂轴14的适当的摇臂谷46。如果需要，凸缘34、36的外端面37可以同样地加工成适当的尺寸。尽管通道26示出为矩形结构，但本领域技术人员应当理解通道26可以是其他的设计，只要当安装后通道26牢固地接收鞍状插件28。类似地，鞍状插件28——尤其是沿其外表面30——可以是其他的设计，只要其构造为跟随邻接的通道26并且当安装后提供紧固的配合。返回图4，鞍状插件28还可以包括用于接收诸如图1所示的螺栓18的一个或多个开口或孔56。以这种方式，螺栓18将延伸穿过轴14中的孔20和鞍状插件28中的孔56，并且被接收在摇臂支架12中的孔22中。鞍状插件28还可以包括用于润滑剂通路的一个或多个开口或孔58。在示出的实施例中，孔58与在图3中可见的摇臂支架12中的对应的孔23对齐。以这种方式，在使用中，润滑剂被允许经过孔58、23到达轴14与鞍状插件28之间的分界面。工业实用性本发明适于大范围的气缸盖，无论其是铸造的或还是机加工的。该装置和/或方法可以例如在顶置凸轮气缸盖铸件中使用。包括该装置的发动机可以在静止或可移动的机器中使用，该机器可以是例如执行与工业相关的一些类型的操作的任意机器，该工业可以是诸如采矿业、建筑业、农业、运输业或现有技术中已知的任意其他工业。在铸造气缸盖中使用的公开的装置的耐用性可以产生当使用硬化钢鞍状插件时提高的耐用性和耐磨性，这是因为硬化钢摇臂轴将磨损硬化钢鞍状插件，而不是磨损铸造气缸盖。公开的装置和/或方法可以有益于延长机加工的或铸造的气缸盖的寿命。因此，该装置和/或方法可以导致部分成本以及劳力的相应的节省。该装置和/或方法可以附加地减少废品，因此表现了对发动机修理的无经验解决方案。应当理解，上述描述提供了公开的系统和技术的示例。然而，可以预计本发明的其他实施方式在细节上可以与上述示例不同。本公开或其示例的全部参考旨在参考关于该点的讨论的具体的示例，并且一般而言并不旨在暗示对本发明的范围构成任何限制。关于某些特征的区别和轻视的全部语言旨在表示对那些特征的缺少偏爱，而不是从本发明的范围中排出这些，除非另有陈述。
在此的数值范围的列举仅仅旨在作为描述落入范围的每个单独的数值的简单方法，除非在此另有陈述，并且每个单独的数值如其在此单独叙述的一样结合在说明书中。在此描述的全部方法可以以任意适当的顺序执行，除非在此另有陈述或否则与上下文明显地矛盾。因此，本发明包括适用法律允许的所附的权利要求记载的主题的全部变型和等同形式。此外，在其全部可能变型中上述要素的任意组合包括在本发明中，除非在此另有陈述或否则与上下文明显地矛盾。
权利要求
1.一种用于内燃机15的再制造的气缸盖25，所述气缸盖25适于接收安装有至少一个摇臂24的摇臂轴14，所述气缸盖25包括:包括通道26和紧固在所述通道26内的插件28的至少一个摇臂支架12，所述插件28包括用于接收所述摇臂轴14的内表面32，所述摇臂轴14布置成邻接所述内表面32，而不是邻接所述摇臂支架12。
2.根据权利要求1所述的气缸盖25，还包括布置在所述插件28与所述通道26或机械紧固件之间的至少一种保持物质45。
3.根据权利要求1所述的气缸盖25,其中，所述插件28包括所述内表面32和一外表面30以及朝向所述摇臂24布置的至少一个凸缘34，36，所述外表面30的至少一部分与所述通道26接合。
4.根据权利要求3所述的气缸盖25，其中，所述插件28包括沿所述插件28的两相对端布置的对置的凸缘34，36。
5.根据权利要求3所述的气缸盖25，其中，所述外表面30基本上是矩形的，并且所述通道26基本上是矩形的。
6.一种内燃机15，包括: 摇臂轴14, 安装在所述摇臂轴14上的至少一个摇臂24，以及 如权利要求1-5中任一所述的再制造的气缸盖25。
7.根据权利要求6所述的内燃机15，其中，所述通道26在所述摇臂支架12中被加工成使得所述通道26布置成适于接收所述插件28。
8.一种用于再制造如权利要求1-5中任一项所述的气缸盖10的方法,所述气缸盖包括磨损或损坏的摇臂支架12，所述摇臂支架适于接收安装了至少一个摇臂24的、具有轴线43的摇臂轴14，所述方法包括以下步骤: 在磨损或损坏的气缸盖10中在所述摇臂支架12的适于邻接所述摇臂轴14布置的表面中加工出一通道26， 将一插件28紧固到所述通道26中，以及 加工所述插件28以形成适于接收所述摇臂轴14的再制造的内表面32，所述摇臂轴14布置成邻接所述内表面32，而不是邻接所述摇臂支架12。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述紧固步骤包括在所述插件28与所述通道26之间提供保持物质45或机械地将所述插件28紧固在所述通道26内中的至少一个步骤。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述紧固步骤包括定位一插件28，该插件包括适于紧密地配合所述通道26的外表面30，并且所述紧固步骤包括在所述插件28与所述通道26之间提供保持物质45或机械地将所述插件28紧固在所述通道26内中的至少一个步骤，并且所述摇臂支架12包括当组装后布置成基本上垂直于所述摇臂轴14的轴线43的侧面41，所述插件28包括侧面凸缘34，36，并且所述紧固步骤包括定位所述插件28以沿所述摇臂支架12的所述侧面41布置所述凸缘34，36。
全文摘要
一种用于再制造气缸盖10的方法，所述气缸盖包括适于接收安装了至少一个摇臂24的摇臂轴14的磨损或损坏的摇臂支架12，该方法包括以下步骤在磨损或损坏的摇臂支架12的表面中加工一通道26，将一插件28紧固到所述通道26中，以及加工所述插件以形成再制造的内表面32。再制造的气缸盖25包括具有加工出的通道26的至少一个摇臂支架12，再制造的插件28被紧固在该通道中，摇臂轴14布置成邻接内表面32，而不是邻接摇臂支架12。
文档编号F02F1/24GK103119276SQ201180045007
公开日2013年5月22日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者C·巴赫, C·格雷厄姆, T·辛普森, M·布里奇斯 申请人:卡特彼勒公司