内燃机中的阀操作系统的制作方法

文档序号:5236760
专利名称:内燃机中的阀操作系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机中的阀操作系统,在该系统中支承轴在设置于摇摆臂中的第一和第二支承壁之间延伸安装,由推动装置在一个方向推动摇摆臂使滚子与阀操作凸轮滚动接触。
从日本专利文献2-50286等中已知上述型式的阀操作系统,在这种已知的阀操作系统中,接受部分以平行于摇摆轴的方向设置在摇摆臂的横向中央部分,摇摆臂可摆动地支承在该摇摆轴上,但是,尽管提供了滚子,由于接受部分设置在摇摆臂的中央部分这一事实,摇摆臂的结构是复杂的,同时增大了摇摆臂的尺寸从而导致重量增加。
因此,本发明的一个目的就是提供一种内燃机中的阀操作系统,其中所述的摇摆臂结构从推动机构接受一弹簧力同时避免了尺寸的增加。
为了实现上述目的,根据本发明的第一方面与特征,提供了一种内燃机中的阀操作系统,该系统包括设置有阀操作凸轮的凸轮轴,具有以一定距离彼此相对的第一和第二支承壁的摇摆臂,在两支承壁之间延伸安装的支承轴,通过轴承可滚动地支承在支承轴上的滚子,以及推动摇摆臂在一个方向使滚子与阀操作凸轮滚动接触的推动装置,其中包括在摇摆臂中的一个支承壁整体地设有一与推动装置接触的接受部分。
具有上述布局,摇摆臂的结构可以简化成将接受部分设置在滚子的侧边,同时可避免摇摆臂尺寸的增加并进而减少其惯性重量,因此,可以适合于内燃机的高速旋转。
根据本发明的另一特征,阀操作系统包括设置多个阀操作凸轮的凸轮轴,彼此相邻设置的多个摇摆臂,以及一个相联操作开关装置,该开关装置用以在彼此相邻一起相联操作的摇摆臂状态与释放相联操作状态之间切换,同时第一和第二支承壁设置在摇摆臂的自由摇摆臂上,当相联操作开头装置处于相联操作释放状态时该摇摆臂相对一个内燃机阀就成为空闲。
由于具有上述布局,自由摇摆臂可以简化成使接受部分处于滚子的侧边,同时可避免摇摆臂尺寸的增加并进而减少其惯性重量,因此,可以适合于内燃机的高速旋转。
根据本发明的另一方面与特征,自由摇摆臂的第一支承壁具有在其上设置的第一安装孔,支承轴的一端装入该第一安装孔中,具有接受部分的第二支承壁包括一与第一安装孔同轴线的第二安装孔,支承轴的另一端装入该第二安装孔中,第一支承壁具有一通向第一安装孔的内表面的插入孔,支承轴在其外表面上具有一与插入孔的开口对应的结合槽,该插入孔通向第一安装孔的内表面,同时一销子与结合槽相结合,销子插入并配合于插入孔。以这样的布局,支承轴的轴向运动和支承轴绕其轴线的旋转由销子来限制,这样支承轴易于固定,而且插入孔的尺寸与位置不受接受部分的限制。此外,难以从推动装置向销子上作用一负荷,同时可以增加支承轴的支承强度。
根据本发明的另一特征,摇摆臂是相互邻近放置的,因此与自由摇摆臂不同的其它摇摆臂放置在摇摆臂安排方向的一端,同时其中的相联操作开关装置包括液压操作活塞并且在摇摆臂的相联操作与相联操作释放之间根据活塞由于其它摇摆臂限定的液压腔内液压力的变化的动作而切换,支承轴具有圆柱形以导引活塞的滑移动作,同时自由摇摆臂支承在一支承件上以第一支承壁置于其它摇摆臂的一侧上。根据这样一种布局,支承轴固定在自由摇摆臂的这样一个位置,包括在相联操作开关装置中的活塞在该位置插入,因此活塞插入支承轴是平滑的。
根据本发明的另一特征,具有接受部分的自由摇摆臂的第一和第二支承壁中的一个包括润滑油通道以便从支承自由摇摆臂摆动的支承件中的润滑油通道向自由摇摆臂的轴承供应滑润油。根据这样一种布局,由于设置接受部分而不经受限定中空的润滑油通道,从而避免了支承壁刚度的降低。此外,由于润滑油通道是中空的而减少了支承壁的重量可由接受部分来补偿,因而改进了支承壁重量的平衡。
根据本发明的另一特征,在支承摇摆臂的支承件上设置润滑油通道,同时第一和第二支承壁包括分别固定支承轴相对两端的安装孔。摇摆臂具有开入摇摆臂中至少一个安装孔的内表面的润滑油通道,该通道引导到支承件的油通道,同时至少一个安装孔在其内表面中具有一沟槽并以其一端引导到润滑油通道而另一端通向轴承。
根据这种布局,润滑油从支承件中的润滑油通道经润滑油通道和沟槽供应到轴承。因此,就可以一种简单的结构将润滑油供应到轴承,在这种结构中润滑油通道在摇摆臂中而沟槽是在至少一个安装孔的内表面中。向轴承供应润滑油的油通道结构可以容易地构成,此外为引导润滑油不必在支承轴上钻孔,因此,支承轴的刚度不会降低,而操作的数目则减少。
根据本发明的特征,支承摇摆臂的支承件具有一条油通道,其中至少第一、二支承壁的一个包括一润滑油通道,该通道导向支承件中的油通道并向轴承开口。
根据这种布局,润滑油经润滑油通道从支承件中的油通道供应到轴承上。因此,可以一种简单的结构将润滑油提供到轴承中,其中润滑油通道仅仅在包含于该摇摆臂的支承壁中的至少一个中。将润滑油供应到轴承上的油通道结构可容易地形成,并且,不需要为引导润滑油而在支承轴上钻孔。因此,不可能降低支承轴的刚性,而且工作数也可降低。
还是根据本发明的另一特征,凸轮轴具有多个阀操作凸轮,包括至少一个高速阀操作凸轮,以及多个彼此相邻设置的摇摆臂,摇摆臂包括一个第一特殊的可操作地与高速阀操作凸轮连接的摇摆臂,高速阀操作凸轮具有的凸轮轮廓以使内燃机阀达到最大提升量,同时相联操作开关装置包括可在彼此相邻放置且相联操作的摇摆臂的位置与释放相联操作位置之间移动的活塞,其中在多个摇摆臂的至少第一特殊摇摆臂中的第一和第二支承壁包括相互隔开并同轴相对的安装孔,同时支承轴的相对端是圆柱形的以导引安装并固定在安装孔中活塞的滑移动作,支承第一特殊摇摆臂的支承件,支承件具有油通道,第一特殊摇摆臂具有开入至少一个安装孔内表面并延伸到支承件中的油通道的润滑油通道,至少一个安装孔在其内表面上具有一沟槽并以其一端导入润滑油通道而以其另一端通向轴承。
根据这种布局,从支承件中的油通道经过润滑油通道和沟槽向轴承供应润滑油,该轴承处于对应高速阀操作凸轮的第一特殊摇摆臂的支承轴、即具有较大惯性重量的摇摆臂,与滚子之间,因此,通过向作用较大负荷的轴承有效地供应润滑油,可以减轻作用在轴承上的负荷,此外,有可能以一种简单的结构向轴承供应润滑油,在该结构中润滑油通道在第一特殊摇摆臂中而沟槽在至少一个安装孔的内表面中,向轴承供应润滑油的油通道结构能容易地构成,此外为引导润滑油不必在支承轴上钻孔,因此,不会降低支承轴的刚度,而且减少了操作数目。
根据本发明的另一特征,润滑油通道设置在一个支承壁上,在另一支承壁上设置一插入孔,该孔延伸到包括在另一支承壁中的安装孔的内表面,支承轴在其对应插入孔的开口的外表面中具有一进入安装孔的内表面的结合槽,同时结合在结合槽内的销子插入并固定在插入孔中。
根据这种布局,防止了支承轴的轴向运动和支承轴绕其轴线的旋转,因而易于固定支承轴,同时也能确保插入孔的空间,而避免具有润滑油通道的摇摆臂尺寸的增加,此外,插入孔设置在距中空的润滑油通道较远的地方,这一点对摇摆臂的刚度是适宜的。
根据本发明的另一特征,摇摆臂以这样一种状态彼此相邻设置,即与第一特殊摇摆臂不同的其它摇摆臂设置在摇摆臂安排方向的一端,其它摇摆臂包括液压腔,同时相联操作开关装置包括在相联操作与摇臂相联操作释放之间根据活塞由于液压腔内液压力的变化的动作而切换的活塞,其它摇摆臂包括一个在一个支承壁中的插入孔,该支承壁包括在与其它摇摆臂相邻设置的第一特殊摇摆臂中,插入孔延伸到支承壁的安装孔的内表面,支承轴在其对应插入孔的开口的外表面中具有一进入安装孔的结合槽,系统包括一结合在结合槽内插入并固定在插入孔内的销子,润滑油通道设置在一个支承壁上,该支承壁位于与其它摇摆臂隔开的地方。
根据这种布局,防止了支承轴的轴向运动以及支承轴绕轴线的旋转,因而易于固定支承轴,同时能够确保提供插入孔的空间,而避免增加具有润滑油通道的第一特殊摇摆臂的尺寸,此外,插入孔位于距中空的润滑油通道较远的地方,这对第一特殊摇摆臂的刚度是合适的,此外,支承轴固定在包括在相联操作开关装置中的活塞插入第一特殊摇摆臂的地方,因此活塞插入支承轴、即相联操作开关装置的开关动作,是平滑的。
根据本发明的另一特征,润滑油通道具有横截面的形状为,基本垂直于凸轮轴轴线方向的长度比基本平行于凸轮轴轴线方向长度要长,根据这种布局,可将润滑油通道在平行于凸轮轴方向所占据的空间减到最小,同时可减小具有润滑油通道的摇摆臂的尺寸。
还是根据本发明的另一特征,摇摆臂通过注模由金属制成,因此,安装孔和润滑油通道可以和摇摆臂的成形同时构成,同时可将后续工序的数量减到最少以提高生产率。
根据本发明的进一步特征,阀操作系统包括多个彼此相邻放置的摇摆臂,一个摇摆臂具有一接受部分;同时系统包括一相联操作开关装置,该装置具有在定时活塞与摇摆臂的第二特殊摇摆臂之间限定液压腔的定时活塞,相联操作开关装置根据定时活塞作为液压腔中液压力变化的响应的动作切换摇摆臂的相联操作与相联操作的释放,系统还包括支承第二特殊摇摆臂作摇摆运动的支承件,支承件具有油通道,第二特殊摇摆臂具有传输通道以便可操作地将油通道与液压腔连接,传输通道具有横截面的形状为基本垂直摇摆臂安排方向的长度比基本平行摇摆臂安排方向的长度长,传输通道在基本垂直摇摆臂安排方向的平面内延伸。
根据这种布局,可减少传输通道在基本平行摇摆臂安排方向上所占据的空间,同时可相应地减少第二特殊摇摆臂的尺寸。
还是根据本发明的进一步特征,一圆柱支承轴固定到第二特殊摇摆臂上,第二摇摆臂包括第一支承壁,其中包括第一封闭的安装孔,同时第二支承壁于其中具有与第一安装孔同轴线的第二安装孔,在其相对端开口,圆柱支承轴具有装入第一和第二安装孔内的相对的两端;同时与阀操作凸轮滚动接触的滚子可滚动地支承在支承轴上,定时活塞可摆动地装在支承轴上,同时传输通道设置在与第一支承壁相邻的第二特殊摇摆臂中。
因此可最大限度地避免支承滚子的第一支承壁厚度的增加,同时确保支承轴的支承强度,因而有助于第二特殊摇摆臂尺寸的减小。
根据本发明的另一特征,支承轴在其一端的部分上有一凹槽,该凹槽与传输通道对应,同时凹槽具有与传输通道对应的形状。根据这样的布局,传输通道可设置在接近滚子,同时确保支承轴与第一支承壁中的第一安装孔有足够的接触面积以保证支承轴在第二特殊摇摆臂上的支承强度,因此,第二特殊摇摆臂的尺寸可进一步减小。
根据本发明的进一步特征,在第二特殊摇摆臂的第二支承壁中具有一插入孔。该孔通向第二安装孔的内表面;支承轴在其对应插入孔的开口的外表面中具有进入第二安装孔的内表面的结合槽;系统包括一在结合槽中结合并插入和固定在插入孔中的销子。根据这种布局,防止了支承轴的轴向运动和支承轴绕其轴线旋转,因此易于固定支承轴,但也确保提供插入孔的空间,同时避免摇摆臂尺寸的增加,此外,插入孔位于距中空的润滑油通道较远的地方,这对第二特殊摇摆臂的刚度是合适的。
还是根据本发明的另一特征,第二特殊摇摆臂在摇摆臂安排方向的一端在其外表面上包括一凸起部分,凸起部分向外凸起以限定传输通道,同时第二特殊摇摆臂在外表面上包括一条肋,并且连接凸起部分外表面的边缘。根据这种布局,可以减少第二摇摆臂的重量,同时保证限定传输通道的凸起部分的刚度。
还是根据本发明的进一步特征,第二特殊摇摆臂通过注模由金属制成。因此,不是真正圆形的传输通道可以与第二特殊摇摆臂成形的同时构成,同时可将后续工序数量减到最小以提高生产率。


图1至11表示本发明的第一实施例,其中图1是表示沿图2中1-1线截取的阀操作系统一部分的垂直截面视图。
图2是取自图1中箭头2方向的平面视图。
图3是沿图2中3-3线截取的截面图。
图4是沿图3中4-4线截取的截面图。
图5是沿图2中5-5线截取的放大的截面图。
图6是沿图2中6-6线截取的截面图。
图7是沿图4中7-7线截取的截面图。
图8是沿图2中8-8线截取的截面图。
图9是沿图4中9-9线截取的截面图。
图10是沿图9中10-10线截取的截面图。
图11是沿图2中11-11线截取的截面图。
图12是根据本发明第二实施例的类似于图4的截面图。
参照附图以实施例对本发明进行描述。
将参照附图1至11描述本发明的第一实施例,首先参照图1,在一多缸内燃机中,例如串接4缸内燃机,在缸盖11上对每个缸设置一对进气阀孔12。进气阀孔12由作为内燃机阀的进气阀V单独地打开和关闭。进气阀V具有杆13,该杆可滑动地处于设置在缸盖11中的导管14内。阀簧16安装在从导管14向上凸出的杆13上端的挡圈15与缸盖11之间以包围杆13,因此由于阀簧的弹簧力使进气阀V在关闭进气阀孔12的方向有一附加压力。
参照图2至4,阀操作装置17与进气阀V连接并包括以减速比为1/2可操作地与曲轴(未表示)连接的凸轮轴18,作为第二特殊摇摆臂的第一驱动摇摆臂19可操作地与一个进气阀V连接,第二驱动摇摆臂20可操作地与其它进气阀V连接,自由摇摆臂21作为第一特殊摇摆臂可能变成相对于进气阀V是自由的,作为支承件的静止支承轴22通常支承摇摆臂19,20和21作摇摆运动并具有平行于凸轮轴18的轴线,相联操作开关装置23切换摇摆臂19,20和21的相联操作和相联操作释放。
高速阀操作凸轮26和低速阀操作凸轮25固定地装在凸轮轴18上。低速阀操作凸轮25分别对应进气阀V设置在高速阀操作凸轮26相对的一侧。
高速阀操作凸轮26具有的凸轮轮廓允许内燃机在高速操作范围内打开和关闭进气阀V,并且包括绕着凸轮轴18轴线的圆形基底部分26a,同时凸轮凸角26b从圆形基底部分26a径向向外凸出。低速阀操作凸轮25具有凸轮轮廓、允许进气阀V在内燃机低速操作范围内打开和关闭;并包括绕凸轮轴18轴线形成弧形的圆形基底部分25a;以及凸轮凸角25b、该凸角同时从圆形基底部分25a沿凸轮轴18径向向外凸出的凸出量小于凸轮凸角26b从高速阀操作凸轮26中的圆形基底部分26a的凸出量并且是在中心角窄于凸轮凸角26b的整个范围内。因此,高速阀操作凸轮26具有的凸轮轮廓保证进气阀V的提升量大于低速阀操作凸轮25的提升量。
第一驱动摇摆臂19,第二驱动摇摆臂20和自由摇摆臂21彼此相邻放置因此自由摇摆臂21置于第一和第二驱动摇摆臂19和20之间,同时臂19,20和21通常由摇摆轴22可摇摆地支承着。
第一和第二驱动摇摆臂19和20整体地设置向着进气阀V延伸的臂部19a和20a,挺杆螺丝27紧靠进气阀V杆13的上端并与臂部19a和20a的顶端螺纹啮合以便推进和退出运动。
在第一驱动摇摆臂19中在摇摆轴22与挺杆螺丝27之间设置开口34,并在上下两侧开口以便在相对的两边以平行于摇摆轴22轴线的方向形成彼此相对的第一和第二支承壁311和312。与低速阀操作凸轮25滚动接触的圆柱形滚子28可滚动地支承在第一驱动摇摆臂19上,使该滚子就处于开口34中。在第二驱动摇摆臂20中在摇摆轴22与挺杆螺丝27之间设置开口35,并在上下两侧开口以便在相对的两边以平行于摇摆轴22轴线的方向形成彼此相对的第一和第二支承壁321和322。与低速阀操作凸轮25滚动接触的圆柱形滚子29可滚动地支承在第二驱动摇摆臂20上,使该滚子就处于开口35中。此外,在自由摇摆臂21中设置开口36并从摇摆轴22相对的边以及在上下边的相对的两边开口以便在平行于摇摆轴22轴线的方向形成彼此相对的第一和第二支承壁331和332。与高速阀操作凸轮26滚动接触的圆柱形滚子30可滚动地支承在自由摇摆臂21上,使该滚子就处于开口36中。
向着自由摇摆臂21开口的第一安装孔371以平行于摇摆轴22轴线的方向设置在第一驱动摇摆臂19的第一支承壁311中,同时在相对端开口的第二安装孔372设置在第二支承壁312中并与第一安装孔371同轴线。在相对端开口的第一安装孔381以平行于摇摆轴22轴线的方向设置在自由摇摆臂21侧边的第二驱动摇摆臂20的第一支承壁321中,同时向着自由摇摆臂21开口的第二封闭端安装孔382设置在第二支承壁322中并与第一安装孔381同轴线。在相对端开口的第一安装孔391以平行于摇摆轴22轴线的方向设置在处于第一驱动摇摆臂19侧边的自由摇摆臂21的第一支承壁331中,同时在相对端开口的第二安装孔392设置在第二支承壁332中并与第一安装孔391同轴线。
圆柱形支承轴41的一端安装到第一驱动摇摆臂19中的第一安装孔371内直到它紧靠住第一安装孔371的封闭端,而支承轴41的另一端装入第二安装孔372中。圆柱形支承轴42的一端装入第二驱动摇摆臂20中的第一安装孔381内,而支承轴42的另一端装入第二安装孔382内直到它紧靠住第二安装孔382的封闭端。此外,圆柱形支承轴43的相对两端分别装入自由摇摆臂21中的第一和第二安装孔391和392中。
还参照图5,插入孔44设置在第一驱动摇摆臂19的第二支承壁312中,并在摇摆轴22与第二安装孔372连接轴的相交直线方向延伸以导入第二安装孔372的内表面。在对应插入孔44开口的支承轴41的外表面中设置的结合槽50进入第二安装孔372的内表面并沿绕支承轴41轴线虚拟圆C切线的方向延伸,销子47插入并固定在插入孔44中,例如,通过压配合,这样其中间部分结合到结合槽50中,因而支承轴41固定到第一驱动摇摆臂19上、支承轴42以类似于将支承轴41固定到第一驱动摇摆臂19上的结构固定到第二驱动摇摆臂20的第一支承壁321上。更具体地是,插入并固定在设置在第二驱动摇摆臂20的第一支承壁321中的插入孔45中的销子48结合在设置在安装于第一安装孔381中的支承轴42的外表面中的结合槽51中。
此外,支承轴43以类似于将支承轴41固定到第一驱动摇摆臂19上的结构以及将支承轴42固定到第二驱动摇摆臂20上的结构固定到自由摇摆臂21的第一支承壁331上。更具体地说,插入并固定在设置于自由摇摆臂21的第一支承壁331中的插入孔46内的销子49结合在设置于安装在第一安装孔391内的支承轴43的外表面中的结合槽52中。
在第一驱动摇摆臂19的第一和第二支承壁311和312之间的滚子28与支承轴41之间放置滚针轴承53。在第二驱动摇摆臂20的第一和第二支承壁321和322之间的滚子29与支承轴42之间设置滚针轴承54。在自由摇摆臂21的第一和第二支承壁331和332之间的滚子30与支承轴43之间放置滚针轴承55。
参照图6,在缸盖11中在自由摇摆臂21下面设置无效运动机构58并作为推动装置以便在使自由摇摆臂21的滚子与高速阀操作凸轮26滚动接触的方向向自由摇摆臂12施加一推动力,无效运动机构58包括一个可滑动地安装在设置于缸盖11中的封闭端滑动孔59中的封闭端圆柱形提升器60,并以其向上部分开口,同时在滑动孔59的封闭端和提升器60之间安装弹簧61。
自由摇摆臂21包括一与提升器上端接触的接受部分62以接受从无效运动机构58来的弹簧力。在本例中,虽然销子49插入并固定在插入孔46中以便将支承轴43固定到包括在自由摇摆臂21中的第一和第二支承臂331和332的一个上,接受部分62整个地设置在第二支承壁332的下部以向下凸起。
相联操作开关装置23包括一能切换彼此邻接的第一驱动摇摆臂19和自由摇摆臂21的相联操作与释放相联操作的定时活塞63;圆柱形切换活塞64,能够切换彼此邻接的自由摇摆臂21和第二驱动摇摆臂20的相联操作与释放相联操作;与在定时活塞63相对一侧的切换活塞64接触的封闭端圆柱形限位件65;以及复位弹簧66,使限位件65压向切换活塞64。
定时活塞63可滑动地安装在第一驱动摇摆臂19的支承轴41中,在第一安装孔371的封闭端,支承轴41的一端安装在该孔中,与定时活塞63的一端之间限定一液压腔67。例如,与摇摆轴22同轴设置油通道68,并通过此处未表示的控制阀与液压源相连接。在摇摆轴22中设置一连通孔69以便使设置在第一驱动摇摆臂19的第一支承壁331中的传输通道70以其一端引导到液压腔67,从而正常地使之与油通道68沟通。
参照图7,在第一支承壁311的侧边在第一驱动摇摆臂19中设置传输通道70,并在基本垂直于摇摆臂19,20和21安排方向的平面内延伸,同时具有的横截面形状为,在垂直于摇摆臂19,20和21安排方向,即垂直凸轮轴18与摇摆轴22轴线的方向的长度比沿摇摆臂19,20和21安排方向,即沿凸轮轴18与摇摆轴22轴方向的长度要长。连通孔69设置在摇摆轴22中,并且在摇摆轴22的圆周方向的扩展大于它与传输通道70连通的扩展,以便正常地使油通道68与传输通道70联通。不考虑第一驱动摇摆臂19的摇摆状态。此外,传输通道70的另一端开向第一驱动摇摆臂19的一侧,同时传输通道70的中间部分被摇摆轴22切断。
参照图8,为限定传输通道70向外凸起的凸起部分19b设置在摇摆臂19,20和21安排方向一端的第一驱动摇摆臂19的外表面上,同时若干,例如二个,肋71设置在第一驱动摇摆臂19的外表面的边缘19c与凸起部分19b之间。
传输通道70以这样一种方式设置在第一驱动摇摆臂19中,即在平行于摇摆轴22的方向传输通道的一部分设置得距滚子28要比距支承轴41的一端更近,具有对应于传输通道的形状的凹槽设置在对应传输通道70的支承轴一端的部分。相应于传输通道70在支承轴的一端的一部分上设置一具有一传输通道相应的形状的开槽72。因此,通过传输通道70工作油流引入液压腔67而液流不受支承轴41的干扰。
切换活塞64可滑动地装在自由摇摆臂21的支承轴43中,以切换活塞64的一端与定时活塞63的另一端接触以便相互滑动。
限位件65构成一种具有一封闭端圆柱形状并且可滑动地装入第二驱动摇摆臂20的支承轴42中,以限位件65的封闭端与切换活塞64的另一端接触以便相互滑动。挡环73紧靠限位件65安装在支承轴42的内表面上以防止限位件65从支承轴42上落下。复位弹簧66安装在第二驱动摇摆臂20中的第二安装孔382封闭端与限位件65之间,开口孔74在第二安装孔382的封闭端中形成。
在相联操作开关装置32中,在内燃机低速操作的范围内,液压腔67中的液压力是比较低的,同时定时活塞63和切换活塞64的接触面处于第一驱动摇摆杆19和自由摇摆臂21之间,而切换活塞64和限位件65的接触面则处于自由摇摆臂21和和二驱动摇摆臂20之间。因此,摇摆臂19,20和21处于相对可摇摆的状态,所以进气阀V根据低速阀操作凸轮25而定时地以一提升量打开和关闭。
在内燃机高速操作的范围内,较高的液压力作用在液压腔67上,因此定时活塞63装入自由摇摆臂21的支承轴43中,同时推动切换活塞64,而切换活塞64装入第二驱动摇摆臂20的支承轴42中,同时推动限位件65。因此,使摇摆臂19,20和21处于整体连接的状态,同时根据高速阀操作凸轮26进气阀以一提升量定时打开与关闭。
还参照图9和10,通过引导到摇摆轴22中的油通道68和润滑油通道761设置在自由摇摆臂21的支承壁331和332中的一个,即在第二支承壁332中这样其一端开入第二安装孔392的内表面。槽77设置在第二安装孔392的内表面上以其一端引导到润滑油通道761的一端而以另一端开向轴承55。槽77的最大深度要设置得小于滚针轴承55的滚针的半径,这样滚针不会进入槽77中,因此,滚针轴向运动的方向可靠地被支承壁331和332所限制,而与设置在第二安装孔392的内表面上的槽77无关。
此外,润滑油通道761限定成具有这样的横截面形状,在基本垂直于摇摆臂19、20和21安排方向的方向上的长度、即在基本垂直凸轮轴18和摇摆轴22轴线的方向上的长度,比基本平行摇摆臂19、20和21安排方向、即基本平行凸轮轴18和摇摆轴22的轴线的方向上的长度要长。
参照图11,自由摇摆臂21的第二支承壁332设置两条肋80以加强接受部分62同时设置肋81以加强其中具有中空润滑油通道761的部分。
为确保油通道68通常与润滑油通道761沟通,不考虑自由摇摆臂21的摇摆状态,在摇摆轴22中设置连通孔78,该孔在摇摆轴22圆周方向上大于润滑油通道761所面对摇摆轴22的外表面的宽度,润滑油通道761的另一端开向自由摇摆臂21的一侧,同时润滑油通道761的中间部分被摇摆轴22切断。
摇摆臂19、20和21用注模方法由金属制成,在进行金属注模方法中,可以顺序实施以下步骤混合原料粉末与粘结剂、诸如腊等的步骤;将混合步骤产生的混合物使之成颗粒状以提供一种小球的步骤;将小球注入模子以成型的步骤;加热成型的产品以去除粘结剂的步骤;将完成的产品进行烧结处理的步骤。
第一实施例的操作将描述如下。为支承滚子28、29和30以减轻阀操作滚动运动载荷的支承轴41、42和43固定到摇摆臂19、20和21上,但支承轴41、42和43的相对两端分别装入摇摆臂19、20和21中的第一安装孔371、381和391及第二安装孔372、382和392中。此外,由于插入并固定在设置于第一驱动摇摆臂19的第二支承壁312中的插入孔44的销子47与支承轴41中的结合槽50结合;插入并固定在设置于第二驱动摇摆臂20的第一支承壁321中的插入孔45的销子48与支承轴42中的结合槽51结合;以及插入并固定在设置于自由摇摆臂21的第一支承壁331中的插入孔46的销子49与支承轴43中的结合槽52结合,所以,支承轴41、42和43的轴向运动以及支承轴41、42和43绕轴线的旋转运动得到防止,因此,支承轴41、42和43可用简单的结构固定到摇摆臂19、20和21上。
设置的传输通道70连接摇摆轴22中的油通道68,及相联操作开关装置23中液压腔67在基本垂直摇摆臂19、20和21安排方向的平面内延伸。传输通道70具有的横截面形状为垂直摇摆臂19、20和21安排方向的方向的长度比基本平行于摇摆臂19、20和21安排方向的方向的长度要长。因此,传输通道70在平行于摇摆臂19、20和21安排方向的方向所占据的空间能减少到最小,同时第一驱动摇摆臂19的尺寸能相应地减小。
此外,在第一驱动摇摆臂19中,支承轴41固定在第一驱动摇摆臂19上并以其一端安装在第一支承壁311中的第一安装孔371中,但是,传输通道70设置在第一驱动摇摆臂19中在第一支承壁311的侧边上,因此能够设置传输通道70,而避免为固定支承滚子28的支承轴41增加第一支承壁311的厚度。此外,由于具有对应传输通道70的形状的凹槽72设置在对应于传输通道70的支承轴41的一端的部分,因而传输通道70可以置于比较靠近滚子28的位置,而确保支承轴与包括在第一驱动摇摆臂19中的第一支承壁311中的第一安装孔371的足够的接触面积。这就确保在第一驱动摇摆臂19上支承支承轴41的强度。因此,可以减少第一驱动摇摆臂19的尺寸。
在上述情况中可以减少第一驱动摇摆臂19的尺寸,因此能够显著地减少在本发明中的多缸内燃机的缸盖11的尺寸。
由于向外凸出限定传输通道70的凸起部分19b以摇摆轴22的轴线方向设置在第一驱动摇臂19的一端的外表面上,同时连接外表面的边缘19c的肋71和凸起部分19b设置在外表面上,因此可减少第一驱动摇摆臂19的重量,同时保证限定传输通道70的凸起部分19b的刚度。
此外,由于传输通道70设置在第一驱动摇摆臂19的第一支承壁311中,同时为固定支承轴41的插入孔44设置在带滚子28的第二支承臂312中,该滚子置于第二支承壁312与第一支承壁311之间,因而能够保证设置插入孔44的空间,同时避免第一驱动摇摆臂19的尺寸的增加,同时插入孔44设置在距中空的传输通道70比较远的地方。这对第一驱动摇摆臂19的刚度是合适的。
润滑油通道761设置在自由摇摆臂21中引导到摇摆轴22中的油通道68并以一端开入第二安装孔392的内表面同时槽77设置在第二安装孔392的内表面中以其一端导入润滑油通道761的一端并以另一端开向滚针轴承55。因此,润滑油经过润滑油通道761和槽77从油通道68供应到滚针轴承55。因此,有可以简单的结构向滚针轴承55供应润滑油,在该结构中润滑油通道761设置在自由摇摆臂21中而槽77设置在第二安装孔392的内表面中,同时可以容易地构成向滚针轴承55供应润滑油的油通道结构。因此,无需加工孔以便将润滑油引到支承轴43;同时不可能减小支承轴43的刚度,并减少了工序的数量。
自由摇摆臂21跟随具有为内燃机高速运转的凸轮轮廓的高速阀操作凸轮26而运动,这样对滚针轴承55提供较大的惯性重量和较大的负荷。但是,以上述简单的结构能有效地向滚针轴承供应润滑油,因而减小作用在滚针轴承55上的载荷。
此外,由于限定的润滑油通道761具有的横截面形状为基本垂直于凸轮轴18轴线方向、即基本垂直于摇摆臂19、20和21安排方向的长度比基本平行于凸轮轴18轴线方向、即基本平行于摇摆臂19、20和21安排方向的长度要长,润滑油通道761在平行于凸轮轴18轴线方向、即平行于摇摆臂19、20和21安排方向所占据的空间可减少到最小,同时能够减小自由摇摆臂21的尺寸。这也可能减小多缸内燃机中缸盖11的尺寸。
在自由摇摆臂21中,润滑油通道761设置在第二支承壁332中,同时为固定支承轴43的插入孔46设置在第一支承壁331中。因此,可以保证设置插入孔46的空间,而避免增加自由摇摆臂21的尺寸。此外,插入孔44设置在距中空的润滑油通道761比较远的地方。这对自由摇摆臂21的刚度是合适的。
自由摇摆臂21包括与无效运动机构58的提升器60接触的接受部分62,但是接受部分62整体地设置在第二支承壁332的下面部分。因此,自由摇摆臂21的结构可以简化成将接受部分62设置在滚子30的侧边,同时可以避免自由摇摆臂21的尺寸的增加,因而自由摇摆臂21的惯性重量可以减小到适合于内燃机的高速运作。
此外,由于支承轴43由销子49固定到第一支承臂331上,而接受部分62设置在第二支承壁332上,因此为插入和固定销子49的插入孔46的尺寸与位置不受接受部分62的限制,同时从无效运动机构58来的载荷难以作用到销子49上,可以增加支承轴43的固定强度。除此之外,由于接受部分62整体地设置在第二支承壁332上,因而能避免降低第二支承壁332的刚度,尽管中空的润滑油通道761设置在第二支承壁332上,而支承壁331和332重量的平衡能以这样一种方式加以改进,接受部分62补偿由于润滑油通道761是中空的这一事实所造成的第二支承壁332重量的减少。
而且,自由摇摆臂21以这样一种方式支承在摇摆轴22上,为固定支承轴43设置插入孔46的第一支承壁331处于第一驱动摇摆臂19上。第二驱动摇摆臂20以这样一种方式支承在摇摆轴22上,设置为固定支承轴42的插入孔45的第一支承壁321处于第一驱动摇摆臂19上。支承轴43和42固定到自由摇摆臂21上同时第二驱动摇摆臂20处在相联操作开关装置23的定时活塞63和切换活塞所插入的地方。因此,活塞63和64插入支承轴43和42是平滑的,而且相联操作开关装置的切换动作是平滑的。
摇摆臂19、20和21通过注模法由金属制成。不是完整圆形的传输通道70、安装孔371和372以及插入孔44可以与第一驱动摇摆臂19成形的同时构成,而安装孔381和382,插入孔45以及开口孔74可以与第二驱动摇摆臂20成形的同时构成。不是真正圆形的润滑油通道761,安装孔391和392以及插入孔46可以与自由摇摆臂21成形的同时构成。因此,可将摇摆臂19、20和21的后续作业步骤减少到最小以提高生产率。
当自由摇摆臂21通过注模法由金属成形时,在自由摇摆臂21中构成以不开向安装孔392内表面的封闭端孔的润滑油通道761,同时在自由摇摆臂21成形之后,当槽77由机械加工在安装孔392的内表面上形成时,槽77就与润滑油通道761连通。因此,当用注模方法由金属构成自由摇摆臂21时,就可避免形成安装孔392的冲模与形成润滑油通道761的冲模彼此接触。
图12表示本发明的第二实施例,其中对应第一实施例的部分或部件用相同标号表示。
润滑油通道762设置在自由摇摆臂21中的第二支承壁332中以引导到摇摆轴22中的油通道68并开向滚针轴承55。
润滑油通道762包括一个在基本垂直于摇摆轴22轴线方向延伸的具有在安装孔392内表面附近的地方封闭的一端的第一封闭端孔83,以及以一端在靠近第一孔83的封闭端的地方引导到第一孔83的第二孔84并以另一端开向滚针轴承55。当用注模方法由金属构成自由摇摆臂21时,同时也构成第一孔83。第一孔83的另一端开入自由摇摆臂21的外表面内,但是第一孔83由置于通过第一孔83的中间部分的摇摆轴22经过连通孔78与油通道68连通。
在自由摇摆臂21由注模方法成形后用钻孔方法加工出第二孔84,其中建立起第二孔84的轴线,因此延伸第二孔84的轴线,即钻孔轴线通过支承壁331中的安装孔391。因此,在钻第二孔84的过程中与垂直工作表面方向的钻孔倾斜角可能减少到最小,因此改善了可加工性能。
根据第二实施例,润滑油从摇摆轴22中的油通道68经润滑油通道762供应到滚针轴承55。因此,能够以简单的结构将润滑油供应到滚针轴承55,在该结构中润滑油通道762仅设置在包括在自由摇摆臂21中的第二支承壁332内,同时能容易地构成供油到滚针轴承的油通道结构,此外,无需为引进润滑油而在支承轴43上钻孔。因此,就不可能降低支承轴43的刚度,而且减少作业的数量。
此外,润滑油通道762不开入安装孔392内,因此,能使完整的安装孔392的内表面与支承轴43的外表面接触,同时增加了支承轴43的接触面积,因而进一步增加了支承轴的支承刚度。
在本发明的另一实施例中如果允许增加第二支承壁332的尺寸,线性地延伸通到摇摆轴22中的油通道68并开向滚针轴承55的润滑油通道可以以倾斜的状态设置在第二支承壁332中。
本发明也可应用于内燃机阀的排气阀的阀操作系统。
其中多个摇摆臂19、20和21的相联操作与相联操作释放的阀操作系统可以由相联操作开关装置23从一个切换到另一个,这在上面实施例中已经描述过,但是本发明可以应用于内燃机的阀操作系统,该内燃机是这样设计的,由一推动装置将摇摆臂推向阀操作凸轮,而不考虑相联操作开关装置的存在与否。
在每个实施例中摇摆臂19、20和21通常可摇摆地支承在摇摆轴22上,但是本发明可应用于具有这样一种结构的阀操作系统中,在该结构中多个摇摆臂分别可摇摆地支承在独立支承立柱的各末端。
此外,如在实施例中使用的,推动装置呈现弹簧力,则装置是不复杂的,但是可以采用通过液压力或类似方法使其具有弹簧力的推动装置。
虽然本发明的实施例已详细描述,但应认为本发明并不局限于上述实施例,在不偏离权利要求所限定的本发明的精神与范围可对设计作各种修改。
权利要求
1.一种内燃机中的阀操作系统,包括设置阀操作凸轮的凸轮轴,具有相互以一距离相对的第一和第二支承壁的摇摆臂,在所述支承壁之间延伸安装的支承轴,经过轴承可滚动地安装在该支承轴上的滚子,以及推动所述摇摆臂在一个方向使所述滚子与所述阀操作凸轮滚动接触的推动装置,其中包含于所述摇摆臂中的所述支承壁的一个与所述推动装置接触的一个接受部分整体地设置。
2.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述阀操作系统包括设置多个阀操作凸轮的凸轮轴,彼此相邻设置的多个摇摆臂,以及在彼此相邻的摇摆臂一起相联操作的状态与释放相联操作的状态之间切换的相联操作开关装置,以及所述第一和第二支承壁设置在自由摇摆臂上,该摇摆臂当所述相联操作开关装置处于相联操作释放状态时相对内燃机阀变成自由的。
3.根据权利要求2所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述自由摇摆臂的所述第一支承壁具有在其中设置的第一安装孔,所述支承轴的一端安装在所述第一安装孔中,同时具有所述接受部分的所述第二支承壁在其中包括一与所述第一安装孔同轴线的第二安装孔,所述支承轴的另一端安装在所述第二安装孔中,所述第一支承壁具有通到所述第一安装孔内表面的插入孔,所述支承轴在其对应所述插入孔开入所述第一安装孔内表面的外表面中具有一结合槽,以及结合在所述结合槽内的销子,所述销子插入并固定在所述插入孔中。
4.根据权利要求3的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述摇摆臂彼此相邻设置,使与自由摇摆臂不同的其它摇摆臂设置在所述摇摆臂安排方向的一端,并且所述相联操作开关装置包括液压操作的活塞,并且在所述摇摆臂的相联操作与相联操作释放之间根据所述活塞由于所述其它摇摆臂限定的液压腔内液压力的变化的动作而切换,所述支承轴具有圆柱形以导向所述活塞的滑移动作,并且所述自由摇摆臂支承在支承件上,该支承件具有置于所述其它摇摆臂的一侧上的所述第一支承壁。
5.根据权利要求2所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于具有所述接受部分的所述自由摇摆臂的所述第一和第二支承壁的一个包括从支承所述自由摇摆臂摇摆运动的支承件中的油通道向所述自由摇摆臂的所述轴承供应润滑油的润滑油通道。
6.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,包括为支承所述摇摆臂的支承件,所述支承件具有油通道,其中所述第一和第二支承壁,分别固定所述支承轴相对两端的安装孔;所述摇摆臂具有润滑油通道,该润滑油通道开入所述摇摆臂中的至少一个所述安装孔的内表面并导向所述支承件中的所述油通道;并且至少一个所述安装孔在其内表面中具有槽,该槽的一端引导到所述润滑油通道而另一端开向所述轴承。
7.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,包括支承所述摇摆臂的支承件,所述支承件具有油通道,其中所述第一和第二支承壁的至少一个包括润滑油通道,该润滑油通道导向所述支承件中的所述油通道并开向所述轴承。
8.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述凸轮轴具有多个包括至少一个高速阀操作凸轮的阀操作凸轮,以及多个彼此相邻设置的摇摆臂,所述摇摆臂包括一个可操作地连接所述高速阀操作凸轮的第一摇摆臂,所述高速阀操作凸轮具有一允许内燃机阀达到最大提升量的凸轮轮廓,以及一个相联操作开关装置,该装置包括可在彼此相邻设置的所述摇摆臂彼此相联操作的位置与相联操作释放位置之间移动的活塞,其中设置在所述多个摇摆臂中的至少第一特殊摇摆臂中的所述第一和第二支承壁包括彼此隔开并同轴线相对的安装孔,同时所述支承轴的相对两端是圆柱形的以导向所述活塞的滑移动作并安装及固定在所述安装孔中,并且其中的所述系统包括支承所述第一特殊摇摆臂的支承件,所述支承件具有油通道,所述第一特殊摇摆臂具有润滑油通道,该润滑油通道开入至少一个所述安装孔的内表面并延伸到所述支承件中的所述油通道,所述至少一个安装孔在其内表面中具有槽并以其一端引导到所述润滑油通道而以另一端开向轴承。
9.根据权利要求7所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述润滑油通道在所述支承壁的一个中,另一个支承壁具有延伸到包括在所述另一个支承壁中的安装孔的内表面中的插入孔,所述支承轴具有设置在其对应所述插入孔的开入所述安装孔内表面的外表面上的结合槽,结合在所述结合槽中的销子插入并固定在所述插入孔中。
10.根据权利要求8所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述摇摆臂彼此相邻设置,使与所述第一摇摆臂不同的一个所述摇摆臂设置在所述摇摆臂安排方向的一端,所述一个摇摆臂包括一液压腔,同时所述相联操作开关装置包括活塞,该活塞用以根据所述液压腔内的液压力的变化而引起所述活塞的动作在所述摇摆臂的相联操作与相联操作释放之间切换,所述其它摇摆臂包括一个在包括在所述第一特殊摇摆臂中的所述一个支承壁中的插入孔,该第一特殊摇摆臂与所述其它摇摆臂相邻设置,所述插入孔延伸到所述支承壁中的插入孔的内表面,所述支承轴在其对应进入所述安装孔的所述插入孔的开口的外表面中具有一结合槽,所述系统包括一结合在所述结合槽中的销子,该销子插入并固定在所述插入孔中,所述润滑油通道设置在所述支承壁的一个中,该支承壁处于与所述一个摇摆臂隔开的地方。
11.根据权利要求8所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于润滑油通道具有横截面的形状为,在基本垂直于所述凸轮轴轴线方向的长度比其在基本平行于所述凸轮轴轴线方向的长度要长。
12.根据权利要求6所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述摇摆臂通过注模方法由金属制成。
13.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,其中所述阀操作系统包括彼此相邻设置的多个摇摆臂,所述摇摆臂中的一个具有接受部分;所述系统包括一相联操作开关装置,该装置具有在一定时活塞与所述摇摆臂的第二特殊摇摆臂之间限定液压腔的定时活塞,所述相联操作开关装置根据所述定时活塞对所述液压腔中液压力变化的响应的动作切换所述摇摆臂相联操作与相联操作的释放,所述系统还包括为支承所述第二特殊摇摆臂作摇摆运动的支承件,所述支承件具有油通道,所述第二特殊摇摆臂具有可操作地将所述油通道与所述液压腔连接的传输通道,所述传输通道具有的横截面形状为其在基本垂直所述摇摆臂安排方向上的长度比在基本平行所述摇摆臂安排方向上的长度要长,所述传输通道在基本垂直所述摇摆臂安排方向的平面内延伸。
14.根据权利要求13所述的内燃机的阀操作系统,还包括固定在第二特殊摇摆臂上的圆柱形支承轴,所述第二特殊摇摆臂包括一在其中具有第一封闭端安装孔的第一支承壁,第二支承壁在其中具有一与所述第一安装孔同轴线的第二安装孔,在其相对的二端开口,所述圆柱形支承轴具有安装在所述第一与第二安装孔内的相对的二端;与所述阀操作凸轮滚动接触的滚子可滚动地支承在所述支承轴上,所述定时活塞可摇摆地安装在所述支承轴上,并且所述传输通道设置在与所述第一支承壁相邻的所述第二特殊摇摆臂中。
15.根据权利要求14所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述支承轴在其对应所述传输通道的一端具有一凹槽,所述凹槽具有对应所述传输通道的形状。
16.根据权利要求14所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述第二特殊摇摆臂的所述第二支承壁在其中具有一引导到所述第二安装孔内表面的插入孔;所述支承轴在其对应所述插入孔的开口的外表面上具有一开入所述第二安装孔内表面的结合槽,所述系统包括一结合在结合槽中的销子并插入与固定在所述插入孔内。
17.根据权利要求13所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述第二特殊摇摆臂在其外表面上在所述摇摆臂安排方向的一端包括一凸起部分,所述凸起部分向外凸起以限定所述传输通道,并且所述第二特殊摇摆臂在所述外表面上包括一肋,该肋连接所述外表面的边缘与所述凸起部分。
18.根据权利要求13所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述第二特殊摇摆臂通过注模方法由金属制成。
19.根据权利要求1所述的内燃机的阀操作系统,其特征在于所述摇摆臂通过注模方法由金属制成。
全文摘要
一种内燃机中的阀操作系统,包括一设置有阀操作凸轮的凸轮轴,具有彼此以一距离相对的第一和第二支承壁的摇摆臂,在两支承壁之间延伸安装的支承轴,通过轴承可滚动地支承在支承轴上的滚子,以及为推动摇摆臂在一个方向使滚子与阀操作凸轮滚动接触的推动装置,在阀操作系统中,包括在摇摆臂中的一个支承壁整体地设置一个与推动装置接触的接受部分,因此,摇摆臂的结构可简化成这样一种状态,将接受部分放置在滚子的侧边。
文档编号F01L1/26GK1203309SQ9811507
公开日1998年12月30日 申请日期1998年6月24日 优先权日1997年6月24日
发明者佐藤利行, 及川利广, 乙部丰 申请人:本田技研工业株式会社
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