专利名称：包括具有应力减小特征的气门举升机构的发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机气门举升机构中的应力减小特征。
背景技术：
本节提供有关本发明的背景信息，其不一定是现有技术。发动机总成可包括气门举升机构，所述气门举升机构与凸轮轴凸角接合，用于进气门和排气门的致动。在气门举升事件期间，作为气门举升机构和凸轮凸角之间的接合的结果，负载被施加在气门举升机构和凸轮凸角上。气门举升机构和凸角之间的接合会在它们的边缘区域中导致应力集中。
发明内容
发动机总成可包括发动机结构、凸轮轴和气门举升机构。凸轮轴可包括凸轮凸角， 并且被可旋转地支撑在发动机结构上，限定纵向延伸的旋转轴线。气门举升机构可以被支撑在发动机结构上，并且可限定包括了第一侧壁和纵向延伸的凸轮接合表面的主体。所述纵向延伸的凸轮接合表面可以与凸轮凸角在第一位置处接合，并且可以限定彼此相对的第一和第二纵向端部区域。所述第一侧壁可以固定至所述凸轮接合表面，并且可以包括第一和第二部分。所述第一部分可以从所述凸轮接合表面延伸。所述第二部分可以从所述第一部分的端部朝着所述第二纵向端部区域向内连续地延伸。所述第二部分的向内延展范围可以大于或等于在第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部限定的第一高度。本发明还包括以下方案 方案1. 一种气门举升机构，包括
凸轮接合表面，所述凸轮接合表面适于在第一位置接合凸轮轴的凸轮凸角，相对于所述凸轮轴的旋转轴线纵向延伸，并且限定彼此相对的第一和第二纵向端部区域；和
第一侧壁，所述第一侧壁固定至所述凸轮接合表面，并且包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮接合表面延伸，所述第二部分从所述第一部分的端部朝所述第二纵向端部区域连续地向内延伸，所述第二部分的连续向内延展范围大于或等于在所述第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部所限定的第一高度。方案2.如方案1所述的气门举升机构，其中，大于所述第一高度的第二高度是这样限定的，S卩从所述第一部分的端部到所述第一侧壁上限定所述第二部分的连续向内延展范围的位置来进行限定。方案3.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分的高度沿着其连续向内的延展范围而连续增加。方案4.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的40%。方案5.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度是在所述第一位置处垂直于所述凸轮接合表面来限定的。方案6.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度沿所述凸轮接合表面限定了最小厚度区域。方案7.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分相对于所述凸轮接合表面以10度至80度之间的角度从所述第一部分延伸。方案8.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第一侧壁的第一部分是在所述凸轮接合表面的末端处来限定的。方案9.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分的连续向内延展范围小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的一半。方案10.如方案1所述的气门举升机构，其中，所述气门举升机构形成摇臂，所述摇臂包括第一端部和第二端部，所述第一端部适于被支撑在发动机结构上用于枢转移位， 所述第二端部适于接合气门构件，所述凸轮接合表面形成相对于所述第一和第二端部可旋转地固定的滑垫，并且包括弧形表面，所述弧形表面沿着从所述第一端部到所述第二端部的方向延伸，并且限定与所述第一侧壁的第一部分和第二部分对齐的峰。方案11. 一种发动机总成，包括 发动机结构；
凸轮轴，所述凸轮轴可旋转地支撑在所述发动机结构上，限定纵向延伸的旋转轴线，并且包括凸轮凸角；和
气门举升机构，所述气门举升机构支撑在所述发动机结构上并且限定主体，所述主体包括
纵向延伸的凸轮接合表面，所述纵向延伸的凸轮接合表面在第一位置与所述凸轮凸角接合，并且限定彼此相对的第一和第二纵向端部区域；和
第一侧壁，所述第一侧壁固定至所述凸轮接合表面，并且包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮接合表面延伸，所述第二部分从所述第一部分的端部朝所述第二纵向端部区域连续向内延伸，所述第二部分的连续向内延展范围大于或等于在所述第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部所限定的第一高度。方案12.如方案11所述的发动机总成，其中，大于所述第一高度的第二高度是这样限定的，S卩从所述第一部分的端部到所述第一侧壁上限定所述第二部分的连续向内延展范围的位置来进行限定。方案13.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第二部分的高度沿着其连续向内的延展范围而连续增加。方案14.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一高度小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的40%。方案15.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一高度是在所述第一位置处垂直于所述凸轮接合表面来限定的。方案16.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一高度沿所述凸轮接合表面限定了最小厚度区域。方案17.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第二部分相对于所述凸轮接合表面以10度至80度之间的角度从所述第一部分延伸。
方案18.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一侧壁的第一部分纵向地位于所述凸轮凸角的第一和第二纵向端部之间。方案19.如方案11所述的发动机总成，其中，所述第二部分的连续向内延展范围小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的一半。方案20.如方案11所述的发动机总成，其中，所述气门举升机构形成摇臂，所述摇臂包括第一端部和第二端部，所述第一端部被支撑在所述发动机结构上用于枢转移位， 所述第二端部与气门构件接合，所述凸轮接合表面形成相对于所述第一和第二端部可旋转地固定的滑垫，并且包括弧形表面，所述弧形表面沿着从所述第一端部到所述第二端部的方向延伸，并且限定与所述第一侧壁的第一部分和第二部分对齐的峰。更多的应用领域将通过本文所提供的描述而变得明显。在该发明内容部分中的描述和具体例子仅仅是为了解释说明，并非要限制本发明的范围。
本文所描绘的附图仅用于例示说明之目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。图1是根据本发明的发动机总成的局部剖视图； 图2是图1中发动机总成的气门举升机构的透视图； 图3是图2中所示气门举升机构的一部分的示意图； 图4是包括本发明特征的凸轮凸角的示意图。在所有的附图中，对应的附图标记指示对应的部件。
具体实施例方式现在将结合附图更详细地描述本发明的例子。以下描述在本质上仅仅是示例性的，并不意图用来限制本发明、及其应用或用途。参考图1，示出了发动机总成10。发动机总成10可以包括发动机结构12、被可旋转地支撑在发动机结构12上的凸轮轴14、气门举升组件16和气门18。在该非限制性示例中，发动机总成10被示出为顶置凸轮轴发动机。然而，本发明不限于顶置凸轮轴的布置，而是同样适用于整体式凸轮(cam-in-block)布置。还应当理解的是，本发明等同地适用于进气门举升组件和排气门举升组件。在该非限制性示例中，发动机结构12可以包括气缸盖。凸轮轴14可以包括凸轮凸角20(图中显示了一个)，并限定纵向延伸的旋转轴线(A)。气门举升组件16可以包括气门举升机构22、间隙调节器M和气门弹簧26。作为非限制性例子，气门举升机构22可以形成有摇臂，该摇臂包括第一横向端观和第二横向端30，第一横向端观由发动机结构支撑以便用于枢转移位，第二横向端30与气门18接合。但是，应当理解本发明不限于摇臂。间隙调节器M可以支撑气门举升机构22的第一横向端观。气门弹簧沈可以与发动机结构12接合，并且可以使气门18偏置成与气门举升机构22接合并偏置到闭合位置。另外再参考图2，气门举升机构22可以形成为包括外臂32和内臂34的多级摇臂。外臂32可以包括第一和第二部分36、38，每部分都限定有纵向延伸的凸轮接合表面40、42，内臂；34则可以包括滚子构件44。外臂32的第一和第二部分36、38可以是彼此类似的。因此，为简洁起见，对第一部分36的描述应当理解为同样等同地适用于第二部分38。气门举升机构22可以在第一模式下操作，其中外臂32可相对于内臂34移位；气门举升机构22还可以在第二模式下操作，其中外臂32被固定以便与内臂32 —起移动。但是，本发明不限于这些布置，而是能够等同地应用于各种其他气门举升布置，包括但不限于单臂举升机构。参考图2和图3，气门举升机构22的第一部分36可以包括从凸轮接合表面40的第一纵向端部区域48延伸的第一侧壁46，以及从凸轮接合表面40中相对于第一纵向端部区域48的第二纵向端部区域52延伸的第二侧壁50。第一部分36可以形成为包括了凸轮接合表面40和第一及第二侧壁46、50在内的单体。因此，凸轮接合表面40可以形成滑垫 (slider pad)，该滑垫被固定以便用于随第一和第二侧壁46、50 —起旋转。第一和第二侧壁46、50可以限定气门举升机构22的第一部分36的高度。第一和第二侧壁46、50可以大体上彼此类似。因此，对第一侧壁46进行的描述应理解为能够等同地应用于第二侧壁50。第一侧壁46可以包括从凸轮接合表面40延伸的第一部分M和从第一部分M的端部58延伸的第二部分56。第二部分56可以沿着从第一纵向端部区域48朝向第二纵向端部区域52的方向从第一部分M向内连续地延伸。在该非限制性示例中，第二部分56可以在第一侧壁46中形成有凹陷部60，从而限定曲面。但是，应能理解的是，第二部分56可以替代性地从第一部分M线性延伸。作为非限制性例子，第二部分56可在位于第一部分M的端部58处所限定的第一和第二部分讨、56之间交界处相对于凸轮接合表面40以10到80度的角度(α》 延伸。第二部分56包括端部62，端部62限定了最大深度((I1)。深度((I1)可以是从第一部分M的端部58连续向内的最大延展范围。应当理解的是，深度(Cl1)在第二部分56的端部62之后可以保持不变、减少或增加。在该非限制性示例中，端部58被示出为与凸轮接合表面40的第一纵向端部区域48的末端纵向对齐。然而，应能理解的是，还可以存在替代性布置，其中端部58也可以定位成相对于第一纵向端部区域48的末端纵向向内或向外。第一部分M可以限定从凸轮接合表面40到端部58的高度(hn)。高度(hn)可以限定气门举升机构22的第一部分36沿凸轮接合表面40的最小厚度区域。作为非限制性示例，高度(hn)可以小于凸轮接合表面40的纵向延展范围或宽度(W1)的40%。第二部分56的深度(Cl1)可以大于或等于高度(hn)。深度(Cl1)可以小于凸轮接合表面40的纵向延展范围或宽度(W1)。第二部分56的高度(h12)可以从第一部分M的端部58到第二部分 56的端部62连续地增加。高度(h12)可以大于高度(hn)。在该非限制性示例中，凸轮接合表面40沿着其横向范围限定了弯曲轮廓。深度 (Cl1)和端部58处的高度(hn)可以在凸轮接合表面40的弯曲轮廓的峰64 (图2)处限定。 高度(hn)可以大体上垂直于凸轮接合表面40来限定。更具体地，作为非限制性的例子，深度(Cl1)和端部58处的高度(hn)可以沿着凸轮接合表面40的弯曲轮廓的主要部分来限定。 与凸轮凸角20接合的凸轮接合表面40的横向延展范围可以包括在端部58处的高度(hn) 和沿着横向范围的深度(Cl1)。如图3所示，凸轮凸角20包括形成边缘的第一和第二纵向端部66、68。第一纵向端部区域48可以纵向地位于凸轮凸角20的第一和第二纵向端部66、68之间。以上讨论的由第一侧壁46的第二部分56所限定的结构可以总体上减小气门举升机构22上的接触应力。正如前面已经指出的那样，应当理解气门举升机构22的第一部分36的特征可以结合在只有单臂的气门举升机构中。 可替代地，如图4所示，上述气门举升机构22的第一和第二部分54、56的特征可以结合到凸轮轴114的凸轮凸角120中。凸轮凸角120可以包括限定了外圆周表面172的峰170。凸轮凸角120可以包括从表面172的第一纵向端部区域148延伸的第一侧壁146， 以及从表面172相对于第一纵向端部区域148的第二纵向端部区域152延伸的第二侧壁 150。第一和第二侧壁146、150可以相对于凸轮凸角120的基圆区域来限定峰170的高度。第一和第二侧壁146、150大体上彼此类似。因此，对第一侧壁146的描述应理解为可等同地应用于第二侧壁150。第一侧壁146可以包括从表面172延伸的第一部分154和从第一部分154的端部158延伸的第二部分156。第二部分156可以沿着从第一纵向端部区域148朝向第二纵向端部区域152的纵向方向从第一部分154向内连续地延伸。在该非限制性示例中，第二部分156可以在第一侧壁146中形成有凹陷部160，从而限定曲面。但是，应能理解的是，第二部分156也可以替代性地从第一部分154线性地延伸。作为非限制性的例子，第二部分156可以在位于第一部分154的端部158处所限定的第一和第二部分154、156之间交界处相对于表面172以 10度到80度的角度(α2)延伸。第二部分156可以包括端部162，端部162限定了最大深度(d2)。深度(d2)可以是从第一部分154的端部158连续向内的最大延展范围。应当理解的是，深度(d2)可以在第二部分156的端部162之后保持不变、减少或增加。在该非限制性示例中，端部158被示出为与表面172的第一纵向端部区域148的末端纵向对齐。然而，应能理解的是，还可以存在替代性布置，其中端部158也可以定位成相对于第一纵向端部区域148的末端纵向向内或向夕卜。第一部分154可以限定从表面172到端部158的高度(h21)。高度(h21)可以限定凸轮凸角120沿着表面172的最小厚度区域。作为非限制性的例子，高度(h21)可以小于表面172的纵向延展范围或宽度(W2)的40%。第二部分156的深度(d2)可以大于或等于高度(h21)。深度(d2)可以小于表面172的纵向延展范围或宽度(W2)。第二部分156的高度 (h22)可以从第一部分154的端部158到第二部分156的端部162连续地增加。高度(h22) 可以大于高度(h21)。在该非限制性示例中，表面172沿着其横向延展范围限定弯曲轮廓。高度(h21)可以大体上垂直于表面172而限定。更具体地，作为非限制性示例，深度(d2)和端部158处的高度(h21)可以沿着从基圆区域向外径向延伸的凸轮凸角120的弯曲轮廓的主要部分来限定。如图4所示，气门举升机构122可以包括第一和第二纵向端部166、168，形成凸轮接合表面140的边缘。第一纵向端部区域148可以纵向地位于气门举升机构122的第一和第二纵向端部166、168之间。上面讨论的由第一侧壁146的第二部分156限定的结构能够总体上减少凸轮凸角120上的接触应力。
权利要求
1.一种气门举升机构，包括凸轮接合表面，所述凸轮接合表面适于在第一位置接合凸轮轴的凸轮凸角，相对于所述凸轮轴的旋转轴线纵向延伸，并且限定彼此相对的第一和第二纵向端部区域；和第一侧壁，所述第一侧壁固定至所述凸轮接合表面，并且包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮接合表面延伸，所述第二部分从所述第一部分的端部朝所述第二纵向端部区域连续地向内延伸，所述第二部分的连续向内延展范围大于或等于在所述第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部所限定的第一高度。
2.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，大于所述第一高度的第二高度是这样限定的，即从所述第一部分的端部到所述第一侧壁上限定所述第二部分的连续向内延展范围的位置来进行限定。
3.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分的高度沿着其连续向内的延展范围而连续增加。
4.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的40%。
5.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度是在所述第一位置处垂直于所述凸轮接合表面来限定的。
6.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第一高度沿所述凸轮接合表面限定了最小厚度区域。
7.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分相对于所述凸轮接合表面以10度至80度之间的角度从所述第一部分延伸。
8.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第一侧壁的第一部分是在所述凸轮接合表面的末端处来限定的。
9.如权利要求1所述的气门举升机构，其中，所述第二部分的连续向内延展范围小于所述凸轮接合表面的纵向延展范围的一半。
10.一种发动机总成，包括发动机结构；凸轮轴，所述凸轮轴可旋转地支撑在所述发动机结构上，限定纵向延伸的旋转轴线，并且包括凸轮凸角；和气门举升机构，所述气门举升机构支撑在所述发动机结构上并且限定主体，所述主体包括纵向延伸的凸轮接合表面，所述纵向延伸的凸轮接合表面在第一位置与所述凸轮凸角接合，并且限定彼此相对的第一和第二纵向端部区域；和第一侧壁，所述第一侧壁固定至所述凸轮接合表面，并且包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮接合表面延伸，所述第二部分从所述第一部分的端部朝所述第二纵向端部区域连续向内延伸，所述第二部分的连续向内延展范围大于或等于在所述第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部所限定的第一高度。
全文摘要
本发明涉及包括具有应力减小特征的气门举升机构的发动机。具体地，提供了一种发动机总成，其可以包括支撑凸轮轴和气门举升机构的发动机结构。所述凸轮轴可以包括凸轮凸角，并且可以限定纵向延伸的旋转轴线。所述气门举升机构可以限定第一侧壁和纵向延伸的凸轮接合表面。所述凸轮接合表面可以与凸轮凸角在第一位置处接合。所述第一侧壁可以被固定至凸轮接合表面，并且可以包括第一和第二部分。所述第一部分可以从所述凸轮接合表面延伸。所述第二部分可以从所述第一部分的端部连续向内延伸。所述第二部分的向内延展范围可以大于或等于在第一位置处从所述凸轮接合表面到所述第一部分的端部所限定的第一高度。
文档编号F01L1/08GK102191961SQ20111005084
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者H·W·阮 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司