专利名称：用于释放元件的保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机，特别是内燃机的发动机气门的释放机构。
背景技术：
在常规四冲程牵引起动的发动机中，通过一个起动动作使发动机移动通过一个或多个发动机循环，以起动发动机。起动动作可以需要一个人来拉动一根拉绳或电起动器，以使发动机旋转。发动机循环具有四个冲程进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
在正常发动机操作中，空气/燃料混合物刚好在膨胀冲程之前被点燃，以便向发动机提供动力并且带动发动机经过发动机循环。在牵引起动中，操作者必须施加足够的力，以克服燃烧冲程中压缩空气在燃烧室中的阻力。用于压缩空气所需的额外的力会增大施加在拉绳上的理据并且导致发动机更难起动。
压力释放机构可以用于在压缩冲程中释放燃烧室中的压力，以降低拉绳上的力矩和阻力。通过降低力矩，发动机更容易被起动，因为操作者不需要施加在拉绳上较大的力以将带动发动机通过其循环。典型地，在压缩冲程中，在发动机以起动速度旋转的状态下，压力释放机构将发动机气门略微打开以使燃烧室透气。压力释放机构通常在发动机达到正常运转速度时或之前脱离。
压力释放机构的目的是通过在压缩冲程中释放燃烧室中的压力来降低拉绳上的力矩。由于在发动机气门关闭时燃烧室是相对气密性的，因此在压缩冲程中释放压力会在膨胀冲程中在燃烧室内产生局部真空。在起动具有压力释放机构的发动机时，操作者必须在膨胀冲程中向拉绳施加足够的力，以抵抗着燃烧室中的局部真空牵拉活塞。为了在膨胀冲程中克服局部真空所需的额外的力会在拉绳上产生力矩和阻力，并且导致发动机更难起动。
在一些现有技术的发动机中，压力释放机构可以通过销而被枢转限定在凸轮轴上。一个孔延伸通过凸轮轴，销穿过该孔。销连接着压力释放元件，并且将压力释放元件限定在凸轮轴上。压力释放元件可以绕着延伸穿过销的枢转轴线枢转。销和某些现有技术压力释放元件的枢转轴线均与凸轮轴相交。
产生一个穿通凸轮轴的孔通常需要困难的机加工操作。凸轮轴通常由相对硬质和结实的材料制成，这种材料难以被机加工。材料越硬，其越比较软的材料难以机加工。此外，凸轮轴通常是圆的和圆柱形的，向圆形表面中进行机加工以产生孔的操作也是困难的。圆形表面取向于导致钻头末端偏转，并且增大穿过凸轮轴的钻孔的中心线的维持难度。向硬质材料的圆形表面中进行机加工可能会产生许多制造问题，例如报废零件和刀具过分磨损。
发明内容
一种保持装置用于保持内燃机中的释放元件。保持装置包括一个凸轮轴和一个凸轮组件，凸轮组件包含凸轮驱动元件。凸轮驱动元件可以是凸轮齿轮、滑轮或类似装置。一个销将释放元件保持在凸轮凸角或凸轮驱动元件上。所述销大致横贯凸轮轴，并且不与凸轮轴相交。优选地，释放元件是离心力响应式的，并且绕所述销枢转。释放元件可以是压力释放元件、真空释放元件或至少部分地使发动机燃烧室通气的类似释放元件。
如前所述，机加工穿通凸轮轴的孔可能会因凸轮轴的硬度和圆形表面而引起多种制造问题。在优选实施例中，由于销不与凸轮轴相交，保持装置不要求对凸轮轴进行任何附加的机加工。因此，可以避免许多与机加工凸轮轴相关的问题。优选实施例中的释放元件保持装置可以比现有技术中的释放元件更高效地制造。
在第一实施例中，释放元件优选为L形，并且可枢转地限定在凸轮凸角上。一个销延伸穿过释放元件，并且连接着凸轮凸角。释放元件可以绕所述销枢转。销不与凸轮轴相交。在第一实施例中，释放元件可以包括分设的压力释放元件和真空释放元件。每个释放元件可以具有分设的销，然而，任何销都不与凸轮轴相交。或者，突结可以用于将释放元件保持在凸轮凸角上。释放元件可以绕突结枢转，但释放元件的枢转轴线不与凸轮轴相交。
在另一个实施例中，释放元件优选为U形叉杆并且至少部分地围绕着凸轮轴。一个销延伸穿过叉杆并且将叉杆可枢转地保持在凸轮齿轮上。凸台从凸轮齿轮突出，并且销延伸到凸台中的开口中。叉杆可以绕所述销枢转，并且销不与凸轮轴相交。优选地，销基本上横贯凸轮轴。
在另一个实施例中，释放元件优选为U形叉杆并且包括一个第一端、第二端和延伸在第一和第二端之间的两个腿。叉杆至少部分地围绕着凸轮轴。每个腿优选包括一个U形凹槽。一个销延伸穿过U形凹槽，并且将叉杆可枢转地保持在凸轮齿轮上。销延伸穿过凹槽并且进入凸轮齿轮中的开口中。优选地，销是大致C形的，并且开口沿凸轮齿轮的轴向延伸。叉杆可以绕所述销枢转，并且销不与凸轮轴相交。销优选基本上横贯凸轮轴。
在一个实施例中，销是大致C形的并且包括一个细长中间部分和至少一个端部。所述端部延伸到凸轮齿轮中的开口中，并且可以包括倒刺，所述倒刺与凸轮齿轮咬合，以将销连接到凸轮齿轮上。或者，端部可以延伸穿过所述开口，并且螺母可以在凸轮齿轮的相反侧啮合所述端部，以将端部保持在开口中。或者，端部可以包括卡子，卡子在其弹性延伸部的末端具有倒刺。倒刺可以被向内弯曲，以将端部插入开口中。一旦倒刺穿过开口，倒刺就会向外弯曲，以咬合凸轮齿轮并将端部保持在开口中。
在另一个实施例中，凸轮齿轮可以包括安装部，所述安装部从凸轮齿轮突出并且用于保持基本上直的销。销基本上是横向的并且不与凸轮轴。安装部可以包括两个可弯曲的翼片，用于将所述销夹持在安装部上，以及一个止挡，用于沿轴向保持所述销。
或者，保持装置和释放元件可以在远离凸轮驱动元件的位置连接着凸轮组件。
图1是凸轮和凸轮从动件的透视图，其中真空释放元件位于接合位置。
图2是沿图1中的线2-2所作的剖视图。
图3是凸轮和凸轮从动件的透视图，其中真空释放元件位于脱开位置。
图4是沿图1中的线4-4所作的剖视图。
图5是图1中的凸轮的俯视图。
图6是图3中的凸轮的俯视图。
图7是发动机气缸和活塞的局部剖视图。
图8是凸轮和凸轮从动件的第二实施例的俯视图，其中真空释放元件位于接合位置，并且以局部剖切的形式示出了发动机气门传动系。
图9是图8中的真空释放元件的俯视图。
图10是凸轮和凸轮从动件的第二实施例的俯视图，其中真空释放元件位于脱开位置，并且以局部剖切的形式示出了发动机气门传动系。
图11是图8中的真空释放元件的俯视图。
图12是图10中的真空释放元件的俯视图。
图13是图10中的真空释放元件的俯视图。
图14是沿图9中的线14-14所作的剖视图。
图15是凸轮、凸轮从动件和真空释放元件的第三实施例的透视图。
图16是图15中的真空释放元件的俯视图。
图17是沿图16中的线17-17所作的剖视图。
图18是发动机曲柄角度与发动机气门升程、阻力和燃烧室压力之间关系的曲线图。
图19是凸轮、凸轮从动件和真空释放元件的第四实施例的透视图。
图20是图19中的真空释放元件的俯视图。
图21是沿图20中的线21-21所作的剖视图。
图22是用于将释放元件保持在凸轮齿轮上的保持装置的透视图。
图23是图22中的保持装置的透视图。
图24是图22中的保持装置的局部剖视图。
图25是用于将释放元件保持在凸轮齿轮上的保持装置的透视图。
图26是图25中的保持装置的透视图。
图27是图25中的保持装置、释放元件和凸轮齿轮的俯视图。
图28是沿图27中的线28-28所作的剖视图。
图29是沿图27中的线29-29所作的剖视图，示出了位于接合位置的释放元件。
图30是沿图27中的线29-29所作的剖视图，示出了位于脱开位置的释放元件。
图31是用于将释放元件保持在凸轮齿轮上的保持装置的透视图。
图32是图31中的保持装置、释放元件和凸轮齿轮的局部剖视图。
图33是沿图32中的线33-33所作的剖视图。
在详细描述本发明的实施例之前，应当理解，本发明并不局限于下面描述并在图中示出的各个元件的构造和布置的细节。本发明可以具有其它实施例，并且可以以多种形式实施。此外，可以理解，这里使用的措辞和术语是为了进行描述，而非限定性的。
具体实施例方式
释放元件和保持装置的一些实施例显示于附图中。图1-7示出了释放元件的第一实施例。图8-14示出了释放元件的第二实施例。图15-17示出了释放元件的第三实施例。图19-21示出了释放元件的第四实施例。
在第一实施例中，显示于图1-7，凸轮10具有一个离心力响应式真空释放元件14。真空释放元件14可在图1、2和5所示接合位置与图3、4和6所示脱开位置之间枢转。显示于图1-6中的凸轮10可以用于使用直杆顶置气门系统的发动机16(图7)，如2000年2月18日提交的序列号为No.09/507,070的美国专利申请中所公开的，该申请结合在此作为参考。凸轮10具有基圆半径18、凸轮凸角22和侧表面26，并且绕凸轮轴30旋转。在图示的实施例中，不是必须使凸轮轴30旋转或必须使凸轮10紧固在凸轮轴30上。凸轮轴30可以保持静止，而凸轮10绕凸轮轴30旋转。在凸轮10旋转时，凸轮从动件34被弹簧推压着接触凸轮10的侧表面26。凸轮从动件34不随着凸轮10相对于凸轮轴30旋转。凸轮凸角22从凸轮轴30延伸出来的距离大于基圆半径18。
真空释放元件14是离心力响应式的，并且可枢转地限定在凸轮10上，以便在接合位置(显示于图1、2和5)与脱开位置(显示于图3、4和6)之间枢转。如图1、2和5所示，真空释放元件14位于接合位置，并且延伸超出基圆半径18，以将凸轮从动件34与凸轮10分离。
真空释放元件14是大致L形的，并且具有一个接合部分38和一个游动部分(flyweight portion)42，二者分别从跨接部分46向外延伸。跨接部分46是大致U形的，并且将接合部分38和游动部分42相连。接合部分38是相对平坦的区段，并且具一个凸轮面50，该凸轮面设置在接合部分38的与跨接部分46相反的一端。凸轮面50延伸超出凸轮10，并且在真空释放元件14位于接合位置时接合凸轮从动件34。如图示的实施例所示，凸轮面50和凸轮从动件34均为弧形的，以使凸轮从动件34在凸轮10与凸轮面50之间平滑过渡。凸轮从动件34和凸轮面50的平滑弯曲表面可以减小磨损并且延长零件的使用寿命。
游动部分42从跨接部分46上的与接合部分38相反的一端延伸出来，并且具有足以响应于发动机速度使真空释放元件14枢转的重量。如图2和4所示，游动部分42大于接合部分38。然而，所述部分38、42的尺寸可以基于真空释放元件14的预期推出速度而改变，如后文中所讨论。一个弯曲端54设置在游动部分42的与跨接部分46相反的一端，并且回折而面对着跨接部分46。弯曲端54在游动部分42的端部附近集中重量，并且使真空释放元件14的重心向着游动部分42偏移。增加的重量和偏移的重心可以降低推出速度，并且导致真空释放元件14在较低发动机速度下枢转到脱开位置，此时的发动机转速低于游动部分42与接合部分38尺寸相同时的情况。
游动部分42的尺寸和重量可以修改，以实现理想的重心并且改变推出速度，以引起真空释放元件14在预期速度下枢转到脱开位置。真空释放元件14优选由冲压金属制成，并且被弯折成预期形状，或者由金属卷材切割和弯曲制成。用于制作真空释放元件14的冲压和弯曲工艺费用相对较低。通过弯折弯曲端54，可以为游动部分42提供足够的间隙，并且将重量集中在弯曲端54俯近，以偏移重心。或者，真空释放元件14可以由金属粉末、模铸或其它金属成形工艺制成，并且真空释放元件14的厚度或成分可以改变，以获得预期的重心。游动部分42还可以由密度大于接合部分38的材料制成。在多密度实施例中，游动部分42和接合部分38可以具有类似的尺寸，但由于更高密度的材料的作用，游动部分42的重量仍大于接合部分38。
在图示的实施例中，凸轮10具有一个槽58，其部分地形成在基圆半径18中，并且竞相向内朝向凸轮轴30延伸。真空释放元件14布置在槽58中，并且被枢销62可枢转地限定。枢销62部分地布置在弯曲的跨接部分46中，并且真空释放元件14可绕枢销62自由枢转。槽58具有两个侧壁66和一个后表面70。枢销62优选延伸在侧壁66之间。枢销62基本上是横向的并且不与凸轮轴30相交。
在一个替代性实施例中，真空释放元件14通过突结而可枢转地限定在槽58中。突结从槽58的侧壁向内伸入槽58中，并且真空释放元件14可绕突结枢转。真空释放元件14的枢转轴线穿过突结，并且基本上是横向的且不与凸轮轴30相交。
一个台肩74设在槽58与基圆半径18之间交点附近。在真空释放元件14位于接合位置时，如图2所示，接合部分38接触台肩74，并且台肩74为真空释放元件14提供了支承。在竖直轴发动机中，重力将真空释放元件14推向接合位置，并且不需要复位弹簧。在非竖直轴发动机的实施例中可能需要采用复位弹簧，以将真空释放元件14推向接合位置。
如前所述，凸轮从动件34被弹簧推压着接触凸轮10。在真空释放元件14将凸轮从动件34与凸轮10分离时，弹簧推压的凸轮从动件34向真空释放元件14施加一个力。由凸轮从动件34施加在真空释放元件14上力的大部分的被传递到后表面70，并且不被枢销62吸收。跨接部分46接触后表面70，后表面支持真空释放元件14并且吸收由凸轮从动件34施加在真空释放元件14上力的大部分。本实施例优选不向枢销62施加大的剪应力，并且可以延长枢销62的寿命。
凸轮10和真空释放元件14绕凸轮轴30旋转，并且在凸轮10旋转时凸轮从动件34接触凸轮10。如图7所示，凸轮从动件34与发动机气门相连，尽管它们也可以是彼此分设的元件。术语“发动机气门”可以指排气门82、进气门86或它们二者。真空释放元件14优选影响排气门82的动作，但真空释放元件14或者也可以影响进气门86的动作。凸轮从动件34离开凸轮轴30的距离越大，凸轮从动件34打开相应发动机气门82或86的程度越大。在凸轮从动件34接触凸轮凸角22时，凸轮从动件34离开凸轮轴30的距离大于凸轮从动件34接触基圆半径18时。在正常发动机循环中，如后文所述，在发动机排气冲程中凸轮凸角22定时接触凸轮从动件34并且打开排气门82。
类似地，如图5-6所示，在凸轮从动件34接触凸轮凸角22时凸轮从动件34离开凸轮轴30的距离也大于凸轮从动件34接触真空释放元件14时。凸轮面50延伸超出基圆半径18的距离决定了真空释放元件14将凸轮从动件34与凸轮10分离多远，并且凸轮从动件34打开相应的发动机气门82或86(图7)多大程度。
真空释放元件14偏移凸轮从动件34的距离通常大于基圆半径18偏移凸轮从动件34的距离。在用于其它发动机的实施例中，凸轮从动件可以移向而非离开凸轮轴以打开气门。在这样的实施例中，在凸轮从动件接触真空释放元件时凸轮从动件与凸轮轴之间的距离小于凸轮从动件接触基圆半径时。凸轮凸角偏移凸轮从动件和气门的距离大于真空释放元件。
如图5和6所示，接合部分38的宽度决定了真空释放元件14将凸轮从动件34与凸轮10分离的时间量。接合部分38和凸轮面50越宽，真空释放元件14接触凸轮从动件34并将凸轮从动件34与凸轮10分离的时段越长。在一个替代性实施例中，接合部分38可以具有一个延伸部88，其将凸轮面50沿着与凸轮10大致相切的方向沿长。在图5-6中，延伸部88以虚线表示，以显示该替代性实施例。具有延伸部88的真空释放元件14可以将凸轮从动件34与凸轮10分离的时段大于没有延伸部88的真空释放元件14，从而将相应的发动机气门82或86(图7)打开更长的时段。可能需要距离槽58额外的间隙，以允许延伸部88中的真空释放元件14在接合和脱开位置之间回转。
如图7所示，发动机16具有一个可往复运动的活塞90，其布置在气缸94与曲轴箱98之间。一个曲轴102也布置在曲轴箱98中。发动机气门82、86被布置成靠近气缸94的一端，并且一个燃烧室106布置在活塞90与发动机气门82、86之间。在膨胀冲程中，活塞90离开燃烧室106并移向曲轴箱98时，真空释放元件14(图5)定时接触凸轮从动件34并且开启排气门82。在膨胀冲程中真空释放元件14(图5)打开排气门82的程度小于在排气冲程中凸轮凸角22打开排气门82的程度。
图18中的曲线图示出了发动机气门升程、气缸压力和牵引力与发动机循环中的曲柄角度之间的关系。图7和18一起示出了在发动机循环中发动机16内出现的不同状态。发动机循环曲柄角度等于720度，因为曲轴102在每个发动机循环中完全旋转两圈。0度至180度表示膨胀冲程，其中活塞90离开燃烧室106并且移向曲轴箱98。180度至360度表示排气冲程，其中活塞90离开曲轴箱98并且移向燃烧室106。360度至540度表示进气冲程，其中活塞90离开燃烧室106并且移向曲轴箱98。540度至720度表示压缩冲程，其中活塞90离开曲轴箱98并且移向燃烧室106。
气门升程(单位英寸)表示排气门82或进气门86离开其气门座的距离。术语“升”并不仅仅意味着竖直运动。“升”仅仅指的是发动机气门的运动，并且该运动可以沿任何方向，这取决于发动机和气门的定向。升程为0表示关闭或靠座位置。如图18所示，排气门升程110示出了当真空释放元件14和压力释放元件122位于接合位置时排气门82离开气门座的距离。进气门升程114示出了进气门86离开其气门座的距离。图18中绘出的气门升程110、114示出了直杆型5马力发动机的图示实施例的大致气门升程。发动机的实际气门升程主要取决于发动机的尺寸和构造。此外，发动机气门82、86在打开时必须克服气门间隙，并且直至气门升程超过大约0.01英寸才能够真正打开以允许空气流过。
在凸轮从动件34在发动机循环中的不同点接触真空释放元件14、凸轮凸角22和压力释放元件122时排气门82升起。排气门升程110示出了当真空释放元件14和压力释放元件122位于接合位置时排气门82从其气门座升起的距离。在图18中，排气门升程110中的部分110a表示因真空释放元件14产生的升程。排气门升程110中的部分110b表示因凸轮凸角22产生的升程。部分110c表示因压力释放元件122产生的升程。
如图7和18所示，在排气冲程中凸轮凸角22在部分110b接触凸轮从动件34以提升排气门82大约0.21英寸。可比较地，在膨胀冲程中，真空释放元件14(图5)在部分110a接触凸轮从动件34以抬升排气门82大约0.04英寸。如前所述，真空释放元件14通常用于与压力释放元件122协作以降低起动过程中的阻力矩。起动通常需要操作者拉动一根拉绳以使发动机旋转通过发动机循环，但起动也可以包括利用电起动器旋转发动机。
显示于图1-6中的压力释放元件122被公开于2001年2月9日提交的序列号为No.09/782,468的美国专利申请中，该申请结合在此作为参考。一个机械真空释放器(MVR)124指的是一整个机构，其在非燃烧膨胀冲程中释放燃烧室106中产生的真空。MVR124包括真空释放元件14、凸轮从动件34和排气门82。一个机械压力释放器(MCR)126指的是一整个机构，其在压缩冲程中释放燃烧室106中的压力。MCR 126包括压力释放元件122、凸轮从动件34和排气门82。
压力释放元件122在压缩冲程中接触凸轮从动件34以抬升排气门82，以使通过排气门82离开燃烧室106，从而释放燃烧室106中的压力。在发动机气门82、86关闭时，燃烧室106是基本上气密性的。因此，在压缩冲程中从燃烧室106释放空气将导致在膨胀冲程中在燃烧室106中产生真空。真空状态存在的主要原因是燃烧室106中的压力被压力释放元件122释放。真空释放元件14在膨胀冲程中接触凸轮从动件34以抬升或开启排气门82，以使空气通过排气门82进入燃烧室106，从而释放燃烧室106中的真空。
如图7和18中的排气门升程110所示，真空释放元件14优选首先在大约40度的曲柄角度接触凸轮从动件34以抬升排气门82。真空释放元件14可以在0至90度的曲柄角度开始打开排气门82，并且开始打开排气门82的优选范围是30至70度的曲柄角度。膨胀冲程出现在0-180度的曲柄角度，但膨胀冲程中的大部分功是在0-120度的曲柄角度内完成的。因此，真空释放元件14开始打开排气门82的时间太早，发动机16可能损失太多功率或不能适宜加速。
在膨胀冲程中，真空释放元件14接触凸轮从动件34，并且排气门82优选在大约100度的曲柄角度(如部分110a所示)打开大约0.04英寸。排气门82开始关闭，然后，凸轮凸角22接触凸轮从动件34以便为排气冲程打开排气门82。排气门82在大约255度的曲柄角度(如部分110b所示)打开大约0.21英寸，并且随后排气门82在大约450度的曲柄角度返回关闭位置以便用于进气冲程。在压缩冲程中，在大约550度的曲柄角度，压力释放元件122首先接触凸轮从动件34以打开排气门82。在大约610度的曲柄角度(如部分110c所示)，排气门82打开大约0.04英寸，并且排气门82随后在大约670度的曲柄角度返回关闭位置。
一旦压缩冲程在720度结束，膨胀冲程又在0度开始。在图18中，720度和0度指的是同一个点，其也被称作上止点，因为在其表示的点处活塞90位于其靠近发动机气门82、86的终点。在720度或0度，即在上止点，活塞90改变方向，并且压缩冲程转换为膨胀冲程。
如前所述，MCR 126优选在大约550度通过排气门升程110而被打开，并且在大约670度关闭。另外，MVR 124优选在大约40度打开，并且在135度附近关闭。MCR 126关闭且MVR 124打开的点比MCR 126打开且MVR 124关闭的点具有更重要的意义。在图示的实施例中，MCR 126在670度附近打开，并且MVR124在40度附近打开。因此，排气门82在MCR 126与MVR 124之间被关闭大约90度的曲柄角度，并且排气门82在上止点关闭。
如前所述，如果MVR 124打开太早，则发动机16可能损失太多的功率并且不能适当地加速。类似地，如果MCR 126关闭太迟，则发动机16可能不能加速。即使MVR 124和MCR 126在接合时，发动机16仍必须保留并且开始压缩一些空气/燃料混合物，以便燃烧而提高发动机速度。因此，当发动机位于720度或上止点时，排气门82必须基本上关闭以使发动机16能够最终加速至正常运转速度，从而使MVR 124和MCR 126脱开，如后文所述。
在图示的实施例中，排气门82被关闭大约90度的曲柄角度，其中包含720度或上止点。排气门82在720度必须关闭，且发动机操作直至MCR 126在720度之前关闭到足够程度，并且MVR124在720度之后打开到足够程度以实现一定程度的燃烧和将功传递到曲轴102上。优选地，排气门82在MCR 126与MVR 124之间关闭至少40度的曲柄角度，其中包含720度。
前面所提到的所有度数均指代表曲轴102旋转的曲柄角度。如前所述，曲柄角度直到720度，因为曲轴102在每个发动机循环中旋转两整圈。然而，凸轮轴30在每个发动机循环中仅旋转一整圈，因此代表凸轮轴30旋转的凸轮角度只达到360度的凸轮角度。凸轮角度通常为相应曲柄角度的一半。
如图18所示并如前所述，MVR 124的最大值位于大约100度的曲柄角度，并且MCR 126的最大值位于大约610度的曲柄角度。最大值之间分隔大约210度的曲柄角度。从曲柄角度转换为凸轮角度，最大值之间分隔大约105度的凸轮角度。最大值可以代表真空释放元件14和压力释放元件122的中心线。
如图5和6所示，真空释放元件14和压力释放元件122的中心线相对于凸轮轴30相隔大约105度的凸轮角度。中心线之间并不是必须相隔所述特定角度，并且通过使MCR 126更早打开或MVR 124更晚关闭可以修改中心线。如前所述，MCR 126打开和MVR 124关闭的点不像MCR 126关闭和MVR 124打开的点那样有意义。因此，用于可以通过调解费重要特征而容易地修改中心线之间的间隔，因此中心线之间的间隔可以增大到105度以上的凸轮角度。此外，接合部分38、凸轮面18和凸轮从动件34的中心线可以偏置，并且不需要彼此对正。然而，如前所述，在MCR126被关闭和MVR 124被打开之间，排气门82必须关闭，并且排气门82优选被关闭40度的曲柄角度，或20度的凸轮角度。因此，真空释放元件14和压力释放元件122优选相隔足够远，以使凸轮从动件34接触凸轮10，并且在MCR 126和MVR 124之间使排气门82关闭。
只有在真空释放元件14和压力释放元件122位于接合位置时，所述元件14、122才接触凸轮从动件34以抬升排气门82。如前所述，在发动机起动时真空释放元件14位于接合位置(图1、2和5)。随着发动机速度增大并到达正常运转速度，凸轮10和真空释放元件14绕凸轮轴30旋转速度也增加。一旦发动机速度达到游动部分的预定推出速度，游动部分42即被离心推离凸轮轴30，以导致真空释放元件14绕枢销62枢转并且移动到脱开位置(图3、4和6)。随着真空释放元件14枢转到脱开位置，接合部分38离开台肩74并且脱离与凸轮从动件34的接触。一旦真空释放元件14脱开，凸轮从动件34优选在凸轮10的整个旋转过程中接触凸轮10，并且发动机气门82、86正常操作。
如前所述，在发动机起动速度下，真空释放元件14位于接合位置(图1、2和5)，并且当发动机达到正常运转速度时枢转到脱开位置(图3、4和6)。推出速度通常出现在起动速度和正常运转速度之间的过渡处。真空释放元件14的目的是在起动动作中降低阻力，并且只希望真空释放元件14在发动机起动速度中接合。操作者拉动拉绳，以起动发动机使发动机在大约350-700RPM旋转，通常平均为大约500-600RPM。真空释放元件14的推出速度的理想范围是大约200-600RPM。推出速度可以低于200RPM，但真空释放元件14不会有效工作。另外，推出速度可以高于600RPM，但如果真空释放元件14在太高的速度下保持接合，则发动机开始损失太多的功率。
由于真空释放元件14通常与压力释放元件122协作使用，因此真空释放元件14应当优选在压力释放元件122脱开之后保持接合。真空释放元件14的推出速度优选小于或接近于压力释放元件122的推出速度。在图示的实施例中，真空释放元件14的游动部分42大于压力释放元件122的相应游动部分。相对较大的游动部分42通常会引起图示的实施例中的真空释放元件14以比压力释放元件122低的速度脱开。如果希望真空释放元件14和压力释放元件122以几乎相同的速度脱开，则元件14、122的形状应当也基本相同。
MVR 124和MCR 126用于降低在起动过程中施加在拉绳上的发动机阻力矩或阻力(牵引力)。图18示出了牵引力(单位为磅)与发动机曲柄角度之间的关系。双重释放线128表示同时具有MCR 126和MVR 124的发动机的牵引力。单重释放线130表示只有MCR 126但没有MVR 124的发动机的牵引力。单重释放线130提供了一个比较例，以显示没有MVR 124的发动机的附加牵引力，并因此示出MVR 124所降低的牵引力。单重释放线130在90度附近具有一个峰值，该峰值未出现在双重释放线128中，并且该90度附近的表示牵引力的峰值可被MVR 124降低。单重释放线130下面的阴影区域130a表示通过使用MVR 124而降低的能量。
如前所述，只在使用了MCR 126时才需要MVR 124，并且由MCR 126减小的牵引力显著大于由MVR 124减小的牵引力。不带MCR 126的发动机的牵引力因太大而不能以图18中的比例示出。
压力线134表示只带有MCR 126的发动机的起动动作中燃烧室106中的压力(单位psi即磅/英寸2)。当发动机气门82、86均被关闭时，燃烧室106是大致气密性的。随着活塞90移动而增大或减小燃烧室106的容积，压力线134可能会波动，因为基本密封的燃烧室106的容积变化将导致燃烧室106中的压力变化。对于显示于图18中的发动机循环中的大部分，压力线134接近于零，这意味着发动机气门82、82之一打开并且燃烧室106通气。在进气冲程中随着活塞90离开燃烧室106，压力线134在500度附近的曲柄角度时变为略微负值(代表真空)，以便通过打开的进气门86将空气/燃料混合物抽入燃烧室106中。
在图示的实施例中，MCR 126在大约630度的曲柄角度开始关闭排气门82，并且排气线110c开始降低。与此同时，活塞90在压缩冲程中移向燃烧室106，以减小燃烧室106的容积。排气门82关闭与燃烧室106的容积降低之间的组合将引起燃烧室106中的压力增加，从而在630度附近的曲柄角度压力线134开始增加。随着压力线134增加，将活塞90持续移向燃烧室106所需的牵引力也需要增加，因此双重释放线128在630度附近的曲柄角度开始增加。
在排气门82关闭后压力线134持续增加，因为在燃烧室106重新密封之后活塞90持续移向燃烧室106以减小燃烧室106的容积。一旦活塞90在720度或0度的曲柄角度移过上止点，燃烧室106中建立的压力将活塞90向下推动，并且实际上在拉绳上产生负压，如双重释放线128所示，其在0度之后立即下降到零以下。
如上所述，压力线134代表只具有MCR 126的发动机的压力。在只具有MCR 126的发动机中，随着活塞90持续离开燃烧室106并且移向曲轴箱106，压力线134变为负值(代表真空)，因为燃烧室106中的一部分空气通过排气门82而被释放。燃烧室106的容积持续增加，但没有新鲜空气可供充填到该容积中，因此会产生真空。
在同时具有MCR 126和MVR 124的发动机中，MVR 124在膨胀冲程中开启排气门82，并且空气被抽入燃烧室106中，以使在其它情况下会被MCR 126产生的真空最小化。随着MVR 124开始打开排气门82，排气线110a在40度附近的曲柄角度处开始增加。在90度附近的曲柄角度处位于压力线134上方的阴影区域134a表示MCR 126产生的真空。MVR 124将阴影区域134a代表的真空减小到接近于。由于真空被MVR 124减小，双重释放线128也在大约90度的曲柄角度保持接近于零。如上所述，单重释放线130在90度附近的曲柄角度处增加，因为需要额外的牵引力来克服MCR 126产生的真空134a。MVR 124减小真空134a，并且因此而减小克服真空所需的能量130a。
如前所述，图1-6示出了结合在采用直杆顶置气门系统的发动机中的释放元件第一实施例。图8-14示出了释放元件的第二实施例，其在不同的发动机结构中采用了离心力响应式真空释放机构214。当发动机以起动速度即初始速度旋转时，第二实施例在膨胀冲程中释放燃烧室中的真空。
在第二实施例中，凸轮218随着凸轮轴222旋转，并且接触一个用于控制发动机气门230的挺杆型凸轮从动件226。真空释放机构214靠近凸轮218布置，并且包括一个堵塞元件234和一个悬臂梁238。悬臂梁238上的一个凸轮面258用作真空释放元件。
类似于第一实施例，第二实施例也具有接合位置，如图8、9和11所示，以及脱开位置，如图10、12和13所示。如图8、9和11所示，堵塞元件234具有一个翼片242，其在真空释放机构214位于接合位置时布置在悬臂梁238和凸轮轴222之间。在图11中，凸轮218具有基圆半径246和凸轮凸角250。基圆半径246是凸轮218上的从凸轮轴222延伸出基本一致距离的部分。凸轮凸角250是一个突出部，其从凸轮轴222延伸超出基圆半径246。凸轮从动件226与发动机气门230相连，并且随着凸轮218旋转而接触凸轮218。凸轮从动件226优选在凸轮凸角250接触凸轮从动件226时打开发动机气门230。发动机气门230优选为排气门254，但也可以是进气门。发动机气门230被构造成在凸轮从动件226接触基圆半径246时被关闭。凸轮凸角250优选在发动机排气冲程中定时接触凸轮从动件226并打开排气门230。
悬臂梁238具有一个凸轮面258，其设置成靠近悬臂梁238的与凸轮218相邻的一端。悬臂梁238连接着一个凸轮齿轮262，并且具有一个位于悬臂梁238的与凸轮面258相反的一端的支架266。凸轮齿轮262以相对于发动机曲轴定时的关系旋转凸轮。当真空释放机构214位于接合位置(图8、9和11)时，凸轮面258延伸超出基圆半径246并将凸轮从动件226与凸轮218分离，以打开或开启发动机气门230。真空释放机构214在膨胀冲程中打开发动机气门230的程度优选小于凸轮凸角250在排气冲程中打开发动机气门230的程度。真空释放机构214优选定时接触凸轮从动件226并且在发动机膨胀冲程中打开发动机气门230。
在图示的实施例中，堵塞元件234是大致U形的，并且具有靠近U形两端的相应游动部分270。堵塞元件234可枢转地连接着凸轮轴222，并且可以再接合位置(图8、9和11)和脱开位置(图10、12和13)之间枢转。如前所述，真空释放机构214通常用于与压力释放元件274协作，以降低起动中的阻力矩。在第二实施例中，堵塞元件234还可以用作压力释放元件274，类似于美国专利No.4,453,507中公开的马鞍形或叉形压力释放元件，该申请结合在此作为参考。
一个凸轮元件278靠近堵塞元件234的弯曲部分设置，并且从凸轮轴222伸出且超过基圆半径246。凸轮元件278可以形成压力释放元件274的一部分并且接触凸轮从动件278，以将凸轮从动件278与凸轮218分离。在压缩冲程中，当堵塞元件234位于接合位置时，凸轮元件278优选定时接触凸轮从动件226并且打开发动机气门230。一个复位弹簧282可以用于将堵塞元件234推向接合位置，并且堵塞元件234优选在发动机以起动速度或更低速度旋转时保持在接合位置。
随着发动机和凸轮轴222开始旋转得更快，堵塞元件234旋转得更快，并且游动部分270被离心力迫使离开凸轮轴222。游动部分270上的离心力导致堵塞元件234向脱开位置枢转，如图10、12和13所示。当堵塞元件234达到脱开位置时，如图13所示，翼片242不再布置在悬臂梁23 8和凸轮轴222之间。
如图10所示，一个气门弹簧286将发动机气门230推向关闭位置。弹簧推压的发动机气门230向凸轮从动件226施加一个力，凸轮从动件又向凸轮218施加一个力。悬臂梁238优选由硬化材料制成，例如相对而言具有柔性、同时又具有回弹性和耐用性的金属或类似材料。当堵塞元件234位于脱开位置时，翼片242不再布置在悬臂梁238和凸轮轴222之间，并且翼片242不再抵抗着凸轮从动件226的力支撑悬臂梁238。不借助于翼片242，悬臂梁238自己不能承载气门弹簧286和凸轮从动件226的力。气门弹簧286和凸轮从动件226偏转悬臂梁238，以使凸轮从动件226可以接触凸轮218。因此，一旦堵塞元件234枢转到脱开位置，发动机即转到相对正常发动机循环。
在第二实施例中，堵塞元件234还可以用作压力释放元件274。另外，在悬臂梁238偏转以使凸轮从动件226接触凸轮218之前，堵塞元件234必须枢转到脱开位置。因此，第二实施例中的真空释放机构214和压力释放元件274具有类似的推出速度并且在基本相同的时间拖开。图10、12和13示出了翼片242枢转离开悬臂梁238，并且悬臂梁23 8偏转以允许凸轮从动件226接触凸轮218。
悬臂梁238通过支架266连接着凸轮齿轮262。传统紧固装置，例如螺钉、螺栓或铆钉，可以将支架紧固在凸轮齿轮266上。凸轮齿轮266可以由可热变形的塑料制成。如图14所示，支架266或者可以通过从凸轮齿轮266伸出的塑料突结290紧固在凸轮齿轮上，并且可以被熔化以将支架266保持在适当位置。在图14中，一个预熔化突结294以虚线表示。预熔化突结294首先被安置成插入支架266中的孔298。突结290暴露在热源下，以将突结290围绕着孔298熔化，从而形成塑料整体铆钉。
图15-17示出了释放元件的第三实施例。在图15-17中，离心力响应式真空释放元件314和压力释放元件318均连接着单一的叉杆322，该叉杆靠近凸轮326和凸轮轴328布置。叉杆322可枢转地连接着凸轮齿轮330，以便在接合位置和脱开位置之间枢转。两个凸台334从凸轮齿轮330突出，并且有开口延伸到凸台334中。一个销338延伸穿过凸台334和叉杆322，以将叉杆322保持在凸轮齿轮330上。在图示的实施例中，销338不穿过凸轮轴328。销338基本上是横向的并且不与凸轮轴328相交。
叉杆322是大致U形的，并且具有一个翼片部分342和两个游动部分346。翼片部分342靠近U形叉杆322的弯曲部分布置，并且游动部分346靠近叉杆322的两个端部布置。真空释放元件314是一个沿着与凸轮轴328相反的方向从翼片部分342向外突出的翼片。压力释放元件318还可以是一个从翼片部分342向外延伸的翼片。在发动机起动速度下，当叉杆322位于接合位置时，真空释放元件314和压力释放元件318均接触凸轮从动件350。在膨胀冲程中，真空释放元件314接触凸轮从动件350，以打开发动机气门。在图示的实施例中，当凸轮从动件350接触真空释放元件314和压力释放元件318时，翼片部分342接触凸轮轴328，并且凸轮轴328有助于支承凸轮从动件350施加的力。
游动部分346具有用作游动部分所需的足够重量。一旦发动机达到正常发动机运转速度，游动部分346被离心力迫使离开凸轮轴328，以导致叉杆322枢转到脱开位置。如图17所示，叉杆322位于接合位置，并且虚线354示出了位于脱开位置的叉杆322。一旦叉杆322枢转到脱开位置，真空释放元件314和压力释放元件318就不再接触凸轮从动件350。由于真空释放元件314和压力释放元件318均连接着叉杆322，因此真空释放元件314和压力释放元件318具有相同的推出速度。
如图16所示，真空释放元件314和压力释放元件318相对于凸轮326定向，以便在发动机循环的特定阶段接触凸轮从动件350并且打开一个排气门。真空释放元件314在膨胀冲程中接触凸轮从动件350，并且压力释放元件318在压缩冲程中接触凸轮从动件350。如上所述，排气门在压力释放元件318和真空释放元件314之间关闭，以使凸轮从动件350在压力释放元件318和真空释放元件314之间接触凸轮326。
图19-21示出了释放元件的第四实施例。在图19-21中，一个离心力响应式真空释放元件414和一个压力释放元件418均整体形成在单一的叉杆422上。叉杆422靠近凸轮426和凸轮轴428布置，并且围绕着凸轮轴428弯曲。叉杆422可枢转地连接着凸轮齿轮430，以便在接合位置和脱开位置之间枢转。
叉杆422是大致U形的，并且具有设在叉杆422相反端的一个敞开端部434和一个弯曲封闭端部438。在图20中，真空释放元件414是一个圆形鼓出部，其从弯曲封闭端部438向外延伸并且从凸轮轴428向外突出。在图示的实施例中，压力释放元件418也是一个圆形鼓出部，其U形叉杆422的弯曲封闭端部向外延伸。在发动机起动速度下，随着凸轮齿轮430旋转且叉杆422位于接合位置，真空释放元件414和压力释放元件418均接触凸轮从动件442。在膨胀冲程中，真空释放元件414接触凸轮从动件442以打开一个发动机气门。在图示的实施例中，当凸轮从动件442接触叉杆422时，封闭端部43 8接触凸轮轴428，这有助于支承从凸轮从动件442施加在叉杆422上的力。
两个腿446从弯曲封闭端部438伸向U形叉杆422的敞开端部434。两个游动部分450设在腿446的靠近敞开端部434的端部。如图21所示，每个腿446具有一个位于封闭端部438和敞开端部434之间的保持部分。一个销458延伸穿过保持部分并且将叉杆422保持在凸轮齿轮430上。在图示的实施例中，接收部分是U形凹槽454。或者，接收部分可以是孔，如图15-17所示。在图19-21中，凹槽454安置在销458和凸轮齿轮430之间。当叉杆422在接合位置和脱开位置之间枢转时，叉杆绕销458转动。销458基本上是横向的并且不与凸轮轴428相交。类似地，叉杆422的枢转轴线也基本上是横向的并且不与凸轮轴428相交。
如图19-21所示，销458是大致C形的并且具有一个细长中间部分462和相对于中间部分462以一定角度延伸的两个端部466。中间部分462延伸穿过凹槽454，并且端部466延伸到凸轮齿轮430中的开口470中。在图示的实施例中，开口470沿凸轮齿轮430的轴向延伸，以便于制造凸轮齿轮430，凸轮齿轮一般可以通过模塑或浇铸工艺制成。由于开口470沿轴向延伸，因此在凸轮齿轮430的制造过程中，开口470可以通过单一的脱模步骤形成。如果孔沿着凸轮齿轮430的轴向横贯的方向延伸，则可能需要附加的脱模步骤来形成孔。在制造过程中减少脱模步骤能够简化凸轮齿轮430的制造过程并且降低成本。
或者，第四实施例的叉杆422可以利用基本上直的销保持在凸轮齿轮430上，这个销类似于前面在第三实施例中描述并且显示于图15-17中的销338。在这种替代性结构中，销338可以延伸穿过凸台334中的沿着基本上与凸轮齿轮330的轴向横贯的方向延伸的开口。
在图19-21中，叉杆422的结构也会导致制造过程简化并且降低叉杆422的成本。与销458接合的U形凹槽454可以弯折并且不必在叉杆422中形成孔。真空释放元件414和压力释放元件418与弯曲封闭端部438相对共面，并且凸轮从动件442接触真空释放元件414和压力释放元件418的边缘。如图21所示，弯曲封闭端部438基本上是平的，但也可以具有略微弯曲的轮廓。
叉杆422可以通过冲压过程形成，以使真空释放元件414和压力释放元件418具有相对精确的公差。真空释放元件414和压力释放元件418不是必须弯折或机加工圆角，这样就取消了附加的机加工步骤。另外，由于叉杆422不被加工圆角，因此叉杆422上的接触应力减小。由于凸轮从动件442接触弯曲封闭端部438的边缘，并且弯曲封闭端部438基本上是平的，因此凸轮从动件442施加的力基本上被销458支承。因此，叉杆422可以制成相对大量的力，并且叉杆422可以不必硬化。此外，叉杆422、销458和凸轮齿轮430相对容易组装。
游动部分450具有用作游动部分所需的足够重量。一旦发动机达到正常发动机运转速度，游动部分450即被离心力迫使离开凸轮轴428，从而导致叉杆422枢转到脱开位置。如图21所示，叉杆422位于接合位置，并且虚线474示出了处在脱开位置的叉杆422。一旦叉杆422枢转到脱开位置，真空释放元件414和压力释放元件418就不再随着凸轮齿轮430旋转而接触凸轮从动件442。由于真空释放元件414和压力释放元件418均连接着叉杆422，真空释放元件414和压力释放元件418具有相同的推出速度。凸轮齿轮430包括一个止挡478，用以防止叉杆422枢转超出脱开位置的理想位置。
如图20所示，真空释放元件414和压力释放元件418相对于凸轮426定向，以便在发动机循环的特定阶段接触凸轮从动件442并且打开一个排气门。真空释放元件414在膨胀冲程中接触凸轮从动件442，并且压力释放元件418在压缩冲程中接触凸轮从动件442。如上所述，排气门在压缩冲程和膨胀冲程之间关闭，以使凸轮从动件442在压力释放元件418和真空释放元件414之间接触凸轮426。
如上所述，保持装置将释放元件保持在凸轮凸角和凸轮齿轮中的至少一个上。在图1-6中，保持装置包括一个销62，其将释放元件14保持在凸轮10中的槽58中。销62基本上是横向的并且不与凸轮轴30相交。或者，保持装置可以包括突结，以将释放元件14保持在槽58中，类似于2001年2月9日提交的美国专利申请No.09/782,468中所示的释放元件，该申请的全部内容结合在此作为参考。
释放元件可以是用于降低阻力并且有助于起动内燃机的真空释放元件14或压力释放元件122，以。压力释放元件122更详细地描述于2001年2月9日提交的美国专利申请No.09/782,468中。释放元件还可以是用于停止或阻止内燃机起动的真空释放元件或压力释放元件。释放元件还可以是低油位传感器释放元件，如美国专利No.5,301,643中所公开，该专利的全部内容结合在此作为参考，发动机燃烧室中的压力的完全释放可以在检测到低油位状态时防止发动机旋转。
在图15-17中，保持装置包括一个销338，其将叉杆322靠近凸轮齿轮330保持着。销338延伸穿过叉杆322的一个接收部分，并且连接着从凸轮齿轮330突出的凸台334。在图示的实施例中，接收部分是孔360。叉杆322包括真空释放元件314和压力释放元件318。叉杆322至少局部环绕着凸轮轴328，并且凸轮轴328可以限制叉杆322的运动。如前所述，当叉杆322位于接合位置时，叉杆322可以接触凸轮轴328。凸轮轴328至少部分地支承着凸轮从动件350施加在叉杆322上的力，并且有助于缓解销338上的应力。
销338延伸穿过孔360并且插入凸台334中的开口364。开口364沿着与凸轮齿轮330的轴向基本横贯的方向延伸穿过凸台334。销338不穿过凸轮轴328，并且基本上是横向的且不与凸轮轴328相交。在图示的实施例中，销338在其一端具有一个头部368，其直径大于凸台334中的开口364的直径。一个止挡372靠近凸台334之一从凸轮齿轮330突出并且有助于保持销338。在销338插入开口364中后，头部368卡在止挡372上，并且止挡372可以防止销338意外滑出开口364。
在图19-21中，保持装置包括一个销458，其将叉杆422靠近凸轮齿轮430保持着，并且延伸穿过叉杆422中的接收部分。在图示的实施例中，接收部分是大致U形凹槽454。叉杆422包括真空释放元件414和压力释放元件418。叉杆422至少部分地围绕着凸轮轴428，并且凸轮轴428可以限制叉杆422的运动。当叉杆422位于接合位置时，叉杆422可以接触凸轮轴428。凸轮轴428至少部分地支承凸轮从动件442施加在叉杆422上的力，并且有助于缓解销458上的应力。
在图示的实施例中，销458是大致C形的并且延伸到凸轮齿轮430中的开口470中。开口470沿凸轮齿轮430的轴向延伸。销458可以被压配到开470中，以适当地定位销458，类似于订书钉。销458不穿过凸轮轴428，并且基本上是横向的且不与凸轮轴428相交。或者，保持装置可以包括两个分设的销，它们分别延伸穿过一个凹槽454，以将叉杆422靠近凸轮齿轮430保持。
图21示出了凸轮齿轮430和销462的局部剖视图。端部466包括有助于将销462保持在开口470中的倒刺478。倒刺478使得端部466更牢固地装配在开口470中。当制作凸轮齿轮430的材料比制作销458的材料软时，倒刺478可以特别有效。例如，如果凸轮齿轮430由塑料制成，销458由金属材料制成，金属倒刺478可以咬合塑料凸轮齿轮430，以将销458保持在开口470中。
在图22-24中，保持装置包括一个销510，其将叉杆514靠近凸轮齿轮518保持。叉杆514可在接合位置和脱开位置之间移动。销510延伸穿过叉杆514中的接收部分。在图示的实施例中，接收部分是大致U形凹槽522。叉杆514至少部分地围绕着凸轮轴526。当叉杆514位于接合位置时，叉杆514可以接触凸轮轴526。凸轮轴526可以至少部分地支承凸轮从动件施加在叉杆514上的力，并且有助于缓解销510上的应力。
销510不穿过凸轮轴526，并且基本上是横向的且不与凸轮轴526相交。销510是大致C形的并且包括一个细长中间部分530和相对于中间部分530以一定角度延伸的两个端部534。中间部分530延伸穿过凹槽522，并且基本上是横向的且不与凸轮轴526相交。端部534延伸到凸轮齿轮518中的开口538中。如图23-24所示，端部534延伸穿过开口538，并且推进式螺母542啮合着端部534，以有助于将销510保持在开口538中。
当制作凸轮齿轮518的材料的硬度类似于或大于制作销510的材料时，或者在压配或倒刺无法起作用的其它实施例中，推进式螺母542可以特别有用。例如，如果凸轮齿轮518和销510由金属材料制成，倒刺不能咬合凸轮齿轮518的金属材料。由于端部534延伸穿过开口538，推进式螺母542可以啮合位于开口538的相反侧的端部534，以将销510保持在开口538中。
如图22和24所示，一个推压元件546将叉杆514推向接合位置。叉杆514可以包括一个释放元件，例如压力释放元件、真空释放元件或其它类似释放元件。图24示出了叉杆514位于脱开位置，并且虚线550示出了接合位置。在图示的实施例中，推压元件546是一个弹簧。推压元件546可增加叉杆514的推出速度。增加推出速度可以在更长的时段内降低起动所需的力，以使释放元件的这一益处延长。在减速或停止时，增加推出速度还使得叉杆514能够更快地移动到接合位置以减少发动机停止所需的时间。
在图25-30中，保持装置包括一个销610，其将叉杆614靠近凸轮齿轮618保持。叉杆614至少部分地围绕着凸轮轴622，并且可以在叉杆614靠近凸轮凸角626的接合位置与叉杆614枢转离开凸轮凸角626的脱开位置之间移动。销610延伸穿过叉杆614中的接收部分。在图示的实施例中，接收部分是大致U形凹槽630。叉杆614可以包括一个释放元件634，例如压力释放元件、真空释放元件或其它类似释放元件。
如图25所示，释放元件634靠近大致U形叉杆614的封闭端部638布置。当叉杆614位于接合位置时叉杆614可以接触凸轮轴622，并且凸轮轴622可以至少部分地支承凸轮从动件或挺杆施加在叉杆614上的力。一个止挡部分642背离释放元件634从封闭端部638向内延伸，并且伸向凸轮轴622。叉杆614包括位于止挡部分642两侧的间隙凹槽646。凹槽646使得叉杆614能够弯折到靠近止挡部分642的基部，以便在止挡部分642接触凸轮轴622的同时将释放元件634靠近凸轮凸角626定位，从而在叉杆614位于接合位置时支承叉杆614。图27示出了叉杆614位于接合位置，其中止挡部分642接触凸轮轴622且释放元件634靠近凸轮凸角626布置。图29示出了叉杆614位于接合位置时的剖视图，其中止挡部分642接触凸轮轴622。图30示出了叉杆614位于脱开位置时的剖视图，其中止挡部分642枢转离开凸轮轴622。
在图25-30中，销610不穿过凸轮轴622，并且基本上是横向的且不与凸轮轴622相交。销610是大致C形的，并且包括一个细长中间部分650和相对于中间部分650以一定角度延伸的两个端部654。中间部分650延伸穿过凹槽630，并且基本上是横向的且不与凸轮轴622相交。中间部分650可以包括一个细长的相对平坦部分，其具有带圆角的边缘或大致椭圆形横截面。带圆角的边缘使得叉杆614能够绕中间部分650枢转。中间部分650还可以包括从中间部分650向外延伸的垫片658。垫片658可以将叉杆614相对于销610适当地定位，并且可以为销610提供附加的刚性。
端部654延伸到凸轮齿轮618中的开口662中。在图示的实施例中，端部654包括至少一个弹性卡子666，其在延伸部674的端部具有倒刺670。随着端部654插入开口662中，延伸部674被向内弯曲，以使倒刺670装配在开口662中。一旦端部654延伸穿过开口662，延伸部674弹回其初始位置，并且倒刺670咬合开口662的相反侧，以有助于将销610保持在凸轮齿轮618上。为了取下销610，倒刺670可以向内弯曲，以使倒刺670脱离凸轮齿轮618。一旦倒刺670装配在开口662中，端部654可以从开口662中拆下。
当制作凸轮齿轮618的材料的硬度类似于或大于制作销610的材料时，或者在压配无法起作用的其它实施例中，弹性卡子666可以特别有用。例如，如果凸轮齿轮518由金属材料制成，而销610由塑料制成，则弹性卡子666将延伸穿过开口662并且将销610保持在凸轮齿轮618上。图28示出了倒刺670将端部654保持在开口662中时的剖视图。
如图25-30所示，一个推压元件678可以将叉杆614推向接合位置。如上所述，推压元件678可以增加叉杆614的推出速度。增加推出速度可以在更长的时段内降低发动机起动时的力，并且降低发动机减速时的停止时间。
在图31-33中，保持装置包括一个销710，其将叉杆714靠近凸轮齿轮718保持着。叉杆714至少部分地围绕着凸轮轴722，并且可在叉杆714靠近凸轮凸角726的接合位置与叉杆714枢转离开凸轮凸角726的脱开位置之间移动。销710延伸穿过叉杆714中的接收部分。在图示的实施例中，接收部分是大致U形凹槽730。叉杆714可以包括一个释放元件734，例如压力释放元件、真空释放元件或其它类似释放元件。在图示的实施例中，叉杆714类似于前面描述的叉杆614(图25-30)。
在图31-33中，销710不穿过凸轮轴722，并且基本上是横向的且不与凸轮轴722相交。销710是一个细长元件，其被安装部738靠近销710的每一端保持着。安装部738连接着凸轮齿轮718，并且可以与凸轮齿轮718整体形成。在图示的实施例中，每个安装部738包括两个翼片742，它们沿着与销710的轴向基本相同的方向延伸，以及一个止挡746，其沿着与销710的轴向基本横贯的方向延伸。止挡746将销710沿轴向保持，并且翼片742将销710沿横向保持。翼片742优选由可折叠材料制成，优选为金属。一旦销710被安置在安装部738中，翼片742可以被向内彼此相向着弯曲，以夹持住销710并将销710保持在安装部738中。
图32示出了凸轮齿轮718的局部剖视图，其中销710位于安装部738中。在图32中，叉杆714位于脱开位置。图33也示出了销710位于安装部738中时的剖视图。翼片742优选从凸轮齿轮718向外延伸并且超出销710。止挡746靠近销710的端部布置。如图31-33所示，一个推压元件750可将叉杆714推向接合位置。如上所述，推压元件750可以增加叉杆714的推出速度。增加推出速度可以在更长的时段内降低发动机起动时的力，并且降低发动机减速时的停止时间。
前面的详细说明仅仅描述了能够采用本发明的诸多实施方式中的少量几种，并且应当认为它们是解释性的而非限制性的。本发明的范围仅由权利要求以及它们的等同替换限定。
权利要求
1.一种保持装置，用于将释放元件保持在内燃机中，所述保持装置包括一个凸轮轴；一个凸轮组件，其包含一个凸轮凸角和一个凸轮驱动元件；一个销，其与凸轮轴大致横贯且不相交，并且其将所述释放元件连接到所述凸轮组件。
2.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述释放元件是离心力响应式的，并且绕着所述销在第一位置和第二位置之间枢转。
3.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述释放元件是一个压力释放元件，其至少部分地释放发动机燃烧室中的压力。
4.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述释放元件是一个真空释放元件，其至少部分地释放发动机燃烧室中的局部真空。
5.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述释放元件包括一个大致U形叉杆，所述叉杆包括第一端和与第一端相反的第二端；延伸在第一端和第二端之间的至少两个腿；位于每个腿中的接收部分，所述销至少部分地布置在至少一个所述接收部分中。
6.如权利要求5所述的保持装置，其特征在于，每个所述接收部分包括一个开口。
7.如权利要求5所述的保持装置，其特征在于，每个所述接收部分包括一个大致U形凹槽。
8.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述销是大致C形的，并且所述销延伸到凸轮驱动元件中的至少一个开口中，所述开口基本上沿着凸轮驱动元件的轴向延伸。
9.如权利要求8所述的保持装置，其特征在于，所述销包括一个细长中间部分，其与凸轮轴大致横贯且不相交，以及至少一个端部，所述端部位于销的末端并且相对于中间部分以一个角度延伸，所述至少一个端部延伸到凸轮驱动元件中的开口中。
10.如权利要求9所述的保持装置，其特征在于，所述端部包括倒刺，其咬合着凸轮驱动元件，以将端部保持在开口中。
11.如权利要求9所述的保持装置，其特征在于，所述端部完全延伸通过开口，一个螺母在凸轮驱动元件的与中间部分相反的一侧啮合着端部，以将端部保持在开口中。
12.如权利要求9所述的保持装置，其特征在于，所述端部包括一个弹性延伸部，所述延伸部的末端设有倒刺，所述延伸部被向内弯曲，以将端部插入开口中，并且在穿过开口后向外弯曲，以咬合凸轮驱动元件并将端部保持在开口中。
13.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述销是基本上直的，所述凸轮驱动元件包括从凸轮驱动元件突出的至少一个凸台，至少一个开口沿着基本上与凸轮驱动元件的轴向横贯的方向延伸到凸台中。
14.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述销是基本上直的，所述凸轮驱动元件包括从凸轮驱动元件突出的至少一个安装部，所述安装部包括两个可弯曲的翼片，所述翼片在销的相反两侧突出并将销夹持在凸轮驱动元件上。
15.如权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述凸轮驱动元件包括凸轮齿轮。
16.一种用在内燃机中的释放元件组件，包括一个凸轮轴；一个凸轮组件，其包含一个凸轮凸角和一个凸轮驱动元件；一个释放元件，其绕一个枢转轴线枢转，所述枢转轴线与凸轮轴大致横贯且不相交；一个保持装置，其将所述释放元件可枢转地连接到所述凸轮组件。
17.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述保持装置包括连接到所述凸轮凸角和所述凸轮驱动元件二者中的至少一个上的至少两个突结。
18.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述保持装置包括至少一个销，其与凸轮轴大致横贯且不相交。
19.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述释放元件是一个压力释放元件，其至少部分地释放发动机燃烧室中的压力。
20.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述释放元件是一个真空释放元件，其至少部分地释放发动机燃烧室中的局部真空。
21.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述释放元件包括一个大致U形叉杆，所述叉杆包括第一端和与第一端相反的第二端；延伸在第一端和第二端之间的至少两个腿；位于每个腿中的接收部分，所述销至少部分地布置在至少一个所述接收部分中。
22.如权利要求21所述的释放元件组件，其特征在于，每个所述接收部分包括一个开口。
23.如权利要求21所述的释放元件组件，其特征在于，每个所述接收部分包括一个大致U形凹槽。
24.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述保持装置包括大致C形销，所述销包括一个细长中间部分，其与凸轮轴大致横贯且不相交，以及至少一个端部，所述端部位于销的末端并且相对于中间部分以一个角度延伸，所述至少一个端部延伸到凸轮驱动元件中的开口中，所述开口基本上沿着凸轮驱动元件的轴向延伸。
25.如权利要求16所述的释放元件组件，其特征在于，所述凸轮驱动元件包括凸轮齿轮。
全文摘要
一种保持装置用于将释放元件保持在内燃机中。释放元件根据发动机的各种操作条件例如发动机速度或油位而使发动机气门致动。保持装置将释放元件保持在凸轮凸角和凸轮齿轮二者中的至少一个上。释放元件可以是大致L形的，并且是离心力响应式的。或者，释放元件可以是至少部分地围绕着凸轮轴的大致U形叉杆。保持装置包括一个销，其与凸轮轴大致横贯且不相交。所述销可以是大致直的并且连接着从凸轮齿轮突出的凸台。或者，所述销可以是大致C形的，并且延伸到凸轮齿轮中的开口中，所述开口沿着凸轮齿轮的轴向延伸。
文档编号F02B75/16GK1675450SQ03819506
公开日2005年9月28日 申请日期2003年7月30日 优先权日2002年8月9日
发明者加里·J·格拉齐阿尔尼, 约翰·H·蒂尔曼 申请人:布里格斯斯特拉顿公司