本发明涉及用于内燃发动机的配气机构的摇臂；具体涉及带有相对于外臂选择性地枢转的内臂的摇臂，并且更具体涉及具有限制内臂相对于外臂枢转的程度的止动销的这种摇臂。
背景技术：
用于内燃发动机的可变气门激活机构是众所周知的。已知的是在轻发动机负荷的时段期间降低内燃发动机的一个或多个气门的升程，或甚至根本不提供升程。这种气门停用或气门升程切换可以大幅改善燃料效率。
摇臂作用在旋转偏心凸轮轴凸角与内燃发动机上的枢转点、诸如液压间隙调节器之间，以打开和关闭发动机气门。可切换摇臂可以是“停用”类型或“二级”类型。如本文中使用的术语可切换停用摇臂意指可切换摇臂能够从气门升程模式切换为非升程模式。如本文中使用的术语可切换二级摇臂意指可切换摇臂能够从第一气门升程模式切换为大于非升程的第二且更小气门升程模式。应当注意，相比于第一气门升程模式，第二气门升程模式可以提供发动机气门的减小的升程量值和减小的升程持续时间中的一个或两个。当术语“可切换摇臂”本身在本文中使用中，它包括两种类型。
典型的可切换摇臂包括外臂和内臂。内臂可移动地连接到外臂。它可以通过锁定构件从耦接模式切换为分离模式，在耦接模式下内臂相对于外臂固定不动，在分离模式下内臂可以相对于外臂移动。通常，可切换摇臂的外臂通过液压间隙调节器可枢转地支承在第一端处。外臂的第二端逆着相关联的发动机气门运转，以便通过作用在可以是辊的内臂接触表面上的相关联的偏心凸轮凸角的旋转来打开和关闭气门。内臂连接到外臂，以设置在外臂的第一与第二端之间的内臂的接触表面围绕外臂的第二端进行枢转移动。通常，锁定构件包括设置在外臂的第一端中的孔中的锁定销，锁定销选择性地移动以接合内臂，以便由此当接合时将内臂附连到外臂，并且当分离时将内臂与外臂分离。
在可切换二级摇臂中，外臂通常支承由轴承载的一对辊。辊定位为由相关联的低升程偏心凸轮凸角接合，低升程偏心凸轮凸角引起外臂围绕液压间隙调节器枢转，由此将相关联的发动机气门致动为低升程。内臂转而定位为接合夹置在前面提到的低升程凸角之间的相关联的高升程偏心凸轮凸角。可切换二级摇臂然后通过锁定构件在耦接与分离模式之间选择性地切换。在耦接模式下，由于内臂锁定到外臂，中心高升程凸角的旋转移动通过外臂从内臂转移，以引起摇臂围绕液压间隙调节器的枢转移动，所述枢转移动转而将相关联的气门打开为高升程。在分离模式下，内臂不再锁定到外臂，并且允许相对于外臂抵抗偏置内臂远离外臂的失动弹簧移动。外臂的辊转而接合其相关联的低升程凸角。低升程凸角的旋转移动直接通过外臂转移，并且相关联的气门通过外臂往复运动为低升程。应当注意，如本文中使用的高升程和低升程指定高升程包含与低升程相比正在打开的气门的更大的气门升程量值和更大的持续时间中的一个或两个。
可切换停用摇臂通常包括外臂和内臂。内臂支承由轴承载的辊。辊由偏心提升凸轮凸角接合以便致动相关联的发动机气门。如同可切换二级摇臂，可切换停用摇臂通过可移动锁定构件在耦接与分离模式之间选择性地切换。在耦接模式下，可切换停用摇臂的内臂锁定到外臂，并且相关联的提升凸轮凸角的旋转移动通过外臂从内臂转移，以引起摇臂围绕液压间隙调节器的枢转移动，所述枢转移动转而将相关联的气门打开为指定的升程。在分离模式下，内臂从外臂解锁，并且允许相对于外臂抵抗失动弹簧枢转。在分离模式下，提升凸轮凸角的旋转移动在失动下由内臂吸收，并不转移到外臂。因此，当可切换停用摇臂处于其分离模式时，相关联的气门保持关闭。
除非在可切换摇臂安装在内燃发动机中之前进行约束，内臂将能够充分远地旋转以便允许失动弹簧从可切换摇臂拆下来。为了防止失动弹簧从可切换摇臂拆下来并且为了确保内臂适当地定向以便安装在内燃发动机中，一些可切换摇臂已经设计为包含限制内臂相对于外臂的行程的行程限制器。在美国专利号5,544,626、5,653,198、6,314,928、6,532,920、7,614,375、7,798,113、7,882,814中示出了具有行程限制器的可切换摇臂的示例。然而，已知的行程限制器实施起来会是昂贵的，难以组装，和/或增加可切换摇臂的总体尺寸。
所需要的是最小化或消除上面阐述的缺点中的一个或多个的摇臂。
技术实现要素：
简言之，提供了一种用于在内燃发动机中将来自凸轮轴的旋转运动传输为燃烧气门的打开和关闭运动的摇臂，摇臂包括：外臂，该外臂限定具有止动表面的止动孔；内臂，该内臂相对于外臂选择性地枢转；闩锁机构，该闩锁机构在耦接状态与分离状态之间切换摇臂，在耦接状态下防止内臂沿第一方向相对于外臂枢转经过内臂相对于外臂的预定位置，在分离状态下内臂沿第一方向相对于外臂枢转经过预定位置；失动弹簧，该失动弹簧偏置内臂沿与第一方向相反的第二方向相对于外臂枢转；以及止动销，该止动销固定到内臂，并且延伸到止动孔内，使得止动销由止动表面圆周地环绕，并且使得止动孔内的止动销限制内臂沿第二方向相对于外臂枢转的程度。
还提供了一种用于组装用于在内燃发动机中将来自凸轮轴的旋转运动传输为燃烧气门的打开和关闭运动的摇臂的方法，其中摇臂包括：外臂，外臂限定具有止动表面的止动孔；内臂，内臂相对于外臂选择性地枢转；闩锁机构，闩锁机构在耦接状态与分离状态之间切换摇臂，在耦接状态下防止内臂沿第一方向相对于外臂枢转经过内臂相对于外臂的预定位置，在分离状态下内臂沿第一方向相对于外臂枢转经过预定位置；失动弹簧，失动弹簧偏置内臂沿与第一方向相反的第二方向相对于外臂枢转；以及止动销，方法包括：将止动销穿过止动孔；以及在将止动销穿过止动孔之后，将止动销固定到内臂，使止动销延伸到止动孔内，并且使得止动销由止动表面圆周地环绕，由此引起止动孔内的止动销限制内臂沿第二方向相对于外臂枢转的程度。
附图说明
本发明将会参照附图进一步描述，其中：
图1是根据本发明的摇臂的等轴侧视图；
图2是在分离状态下示出的通过垂直于摇臂的中心从动件的旋转轴线的第一平面获取的图1的摇臂的剖视图；
图3是图2的剖视图，现示出了处于耦接状态的摇臂；
图4是通过第二平面剖取的图1的摇臂的剖视图，所述第二平面垂直于图2的第一平面使得第二平面平行于中心从动件的旋转轴线；
图5是图1的摇臂的外臂的等轴侧视图；以及
图6-9均是示出替代性结构的图4的剖视图。
具体实施方式
参照图1-5，图示了根据本发明的摇臂10，其中摇臂10是一般可以称为可切换摇臂的二级摇臂或停用摇臂。摇臂10包括在内燃发动机(未示出)的配气机构(未示出)内，以便将凸轮轴(未示出)的旋转运动转变为燃烧气门(未示出)的往复运动。摇臂10包括内臂12，该内臂12可枢转地设置在外臂14中的中心开口16中。内臂12在外臂14内围绕枢转轴18选择性地枢转。内臂12包括图示为由辊轴22承载的辊20的接触表面，辊轴22由内臂12支承，使得辊20和辊轴22围绕轴线24定中心。辊20配置为跟随凸轮轴的凸角、例如高升程凸角，以将提升运动施加在相应的燃烧气门上。轴承26可以在辊轴22上可旋转地支承辊20，以便跟随发动机凸轮轴(未示出)的提升凸轮的凸轮凸角。轴承26可以是例如多个辊或针轴承。仅以非限制性示例的方式，辊轴22通过打桩辊轴22的每一端固定到内臂12，以使辊轴22的每一端直径增加以防止从内臂12移除。外臂14包括两个壁28，这两个壁28定位为平行于彼此，使得壁28垂直于轴线24，并且使得壁28与彼此间隔开以在其间限定中心开口16。外臂14还包括从动件29，使得一个从动件29固定到每个壁28。如图所示，从动件29可以是滑动表面，但也可替代地是辊。从动件29配置为跟随凸轮轴的相应凸角，例如将提升运动施加在相应的燃烧气门上的低升程凸角或不将提升运动施加在相应的燃烧气门上的零凸角。失动弹簧30作用在内臂12与外臂14之间以枢转内臂12远离外臂14。用于将摇臂10可枢转地安装在间隙调节器(未示出)上的承窝32包括在外臂14的第一端14a处，而用于致动气门杆(未示出)的衬垫34包括在外臂14的第二端14b处。在其第一端14a处设置在外臂14内的闩锁机构36选择性地允许内臂12相对于外臂14围绕枢转轴18枢转，以及选择性地防止内臂12相对于外臂14围绕枢转轴18枢转。闩锁机构36的进一步细节在lee等人的美国专利申请公开号2015/0345343a1中进行描述，其公开内容以引用方式完全并入本文。
摇臂10通过闩锁机构36在耦接状态与分离状态之间选择性地切换。在如在图3中示出的耦接状态下，防止内臂12沿着在图3中示为顺时针的第一方向相对于外臂14枢转经过内臂12相对于外臂14的预定位置。以此方式，在耦接状态下，内臂12并且因此辊轴22耦接到外臂14，并且提升凸轮的旋转通过辊轴22从辊20转移为外臂14围绕间隙调节器的枢转移动，该枢转移动转而使相关联的气门往复运动。在如在图2中示出的分离状态下，内臂12能够沿第一方向相对于外臂14枢转经过预定位置。以此方式，在分离状态下，内臂12并且因此辊轴22与外臂14分离。因此，辊轴22不将提升凸轮的旋转转移为外臂14的枢转移动，并且相关联的气门不往复运动。相反，内臂12与辊20和辊轴22一起在中心开口16内往复运动，由此以周期方式压缩和解压缩失动弹簧30，使得失动弹簧30偏置内臂12以相对于外臂14沿在图2中示为逆时针的第二方向枢转，第二方向与第一方向相反。如图所示，闩锁机构36可以通过对于本领域技术人员来说众所周知的液压流体压力的施加和释放来运转，然而，替代性闩锁机构可以使用螺线管、压电元件或除了液压压力外的其它已知致动器。
以下将描述限制内臂12能够沿失动弹簧30相对于外臂14推进内臂12的方向(在图2中示为逆时针)相对于外臂14枢转的程度的摇臂10的布置。如图所示，外臂14的每个壁28包括止动孔38，所述止动孔38从每个壁28的外表面延伸通过其中到达中心开口16，使得止动孔38是闭合孔，即止动孔38限定了平移360°的止动表面38a。而且如图所示，每个止动孔38可以是圆形的，以便于加工，例如通过钻孔；然而，每个止动孔38可以替代地是其它形状。该布置还包括止动销40，止动销40固定到内臂12并且延伸到相应的止动孔38内。止动销40位于止动孔38内，使得止动表面38a圆周地环绕止动销40。如本文中使用的，圆周地环绕限定为指示在止动销40位于止动孔38的程度上，止动表面38a在垂直于轴线24的平面中环绕止动销40达360°。止动孔38定尺寸为当闩锁机构36定位为将内臂12与外臂14分离时允许止动销40随着内臂12往复运动；然而，止动孔38提供限制内臂12能够沿失动弹簧30相对于外臂14迫使内臂12的方向(在图2中示为逆时针)相对于外臂14枢转的程度的表面，即止动表面38a。止动销40通过限定在辊轴22中的止动销孔42固定到内臂12，使得止动销40与止动销孔42以过盈配合进行配合，由此防止止动销40与辊轴22之间的相对移动，包括沿平行于轴线24的方向。然而，应当理解，除了或代替止动销40与止动销孔42之间的过盈配合，粘合剂、冶金粘结、诸如螺纹的机械紧固布置、或诸如螺钉的机械紧固件可以用来防止止动销40与辊轴22之间的相对移动。止动销孔42平行于轴线24延伸，并且如图所示，可以平行于轴线24完全延伸通过辊轴22。此外，止动销孔42优选地与辊轴22同心，即止动销孔42围绕轴线24定中心；然而，止动销孔42和止动销40径向地偏离轴线24也是可能的。止动销孔42优选地在止动销孔42的每一端处包括沉头孔44。当辊轴22打桩到内臂12时，沉头孔44适应将会适应止动销40的定位或止动销40与止动销孔42之间的过盈配合的量值的辊轴22的末端处的任何扭转，因为在辊轴22打桩到内臂12之后止动销40安装在止动销孔42内，如随后将会更详细地描述的。
用于组装摇臂10的方法现在将会进行描述。在第一步骤中，闩锁机构36安装在外臂14中。在第二步骤中，在闩锁机构36安装在外臂14中之后，已知外径的辊轴22、轴承26和辊20组装到内臂12；然而，辊轴22不打桩到内臂12。其次，内臂12与辊轴22、轴承26和辊20一起定位在外臂14的中心开口16内。枢转轴18安装在内臂12和外臂14中，以将内臂12与外臂14之间的相对移动限制为围绕枢转轴18的枢转移动。其次，闩锁机构36定位为如在图3中示出的耦接状态，并且进行测量以找到辊20相对于承窝32和衬垫34的高度，以便确定落入预定公差范围内所需的辊20的适当尺寸。基于测量，确定所选择的辊20在尺寸上是否适当或是否需要辊20更大或更小。在确定辊20所需的尺寸之后，移除枢转轴18和内臂12。如果已经确定辊20需要与最初的选择为不同的尺寸，适当尺寸的辊20选择并用来替换最初选择的辊20；然而，如果最初选择的辊20具有适当的尺寸，则不需要改变。应当注意，辊20的替换也可以包括替换辊轴22和轴承26。在适当尺寸的辊20安装在内臂12上之后，辊轴22被打桩，即辊轴22的每一端变形，以防止辊轴22从内臂12移除，以便将辊20、辊轴22和轴承26保持到内臂12。其次，内臂12与辊20、辊轴22和轴承26一起定位在外臂14的中心开口16内，并且枢转轴18安装为将内臂12保持到外臂14。以非限制性示例的方式，枢转轴18可以通过打桩枢转轴18的相对末端固定到内臂12和外臂14。然而，枢转轴18也可以替代地通过过盈配合、螺纹紧固件或夹子固定到内臂12和外臂14。应当注意，此时，内臂12不包括止动销40。在枢转轴18固定到内臂12和外臂14之后，内臂12相对于外臂14围绕枢转轴18充分远地枢转，以允许失动弹簧30定位在内臂12与外臂14之间。在失动弹簧30适当地定位在内臂12与外臂14之间之后，内臂12相对于外臂14枢转，直至止动销孔42与止动孔38对齐，并且然后通过将止动销40穿过止动孔38而将止动销40安装在辊轴22的止动销孔42内。优选地，止动销40在止动销孔42内的安装包括将止动销40压配合在止动销孔42内；然而，止动销40到止动销孔42的替代性保持方法可以如之前描述的那样使用。现在由于止动销40固定到辊轴22，限制了内臂12沿失动弹簧30相对于外臂14迫使内臂12的方向(在图2中示为逆时针)相对于外臂14的枢转运动，由此防止失动弹簧30从摇臂10拆下来，并且还由此保持内臂12相对于外臂14进行定位，以便于随后将摇臂10组装到内燃发动机的配气机构系统内。
虽然摇臂10在本文中已经描述为具有如在图4中最佳示出的那样延伸到仅一个止动孔38内的单个止动销40，但是现在应当理解，替代性布置可以是可能的。在如图6示出的第一替代选择中，可以设置两个止动销40，使得一个止动销40位于止动销孔42的一端内并且延伸到一个止动孔38内，而另一个止动销40位于止动销孔42的另一端内并且延伸到另一个止动孔38内。在如图7示出的第二替代选择中，止动销孔42用止动销孔42’来替换，止动销孔42’不完全通过辊轴22，而是盲孔。应当注意，图4和7的布置可以进一步修改，使得外臂14的仅一个壁28包括止动孔38。在如图8示出的第三替代选择中，图8是图6和图7的替代选择之间的横截面，止动销孔42’提供在辊轴22的每一端上，使得止动销40位于每个止动销孔42’内。在如图9示出的第四替代选择中，止动销40用止动销40’来替换，使得止动销40’完全延伸通过止动销孔42，并且使得止动销40’的一端延伸到一个止动孔38内，而止动销40’的另一端延伸到另一个止动孔38内。
本文中描述的摇臂10和摇臂10的组装方法提供了用于特别地在摇臂10安装在内燃发动机中之前限制内臂12能够相对于外臂14枢转的程度的耐用的且经济的方法。由于在内臂12组装到外臂14之后安装止动销40，辊20的适当尺寸能够容易地确定，并且如果在内臂12固定到外臂14之前需要的话，辊20可以容易地用适当尺寸的辊20来代替。此外，止动销40在成本上是极少的，并且需要简单的制造技术适应在摇臂10中。
虽然本发明已经根据其优选实施例进行描述，但是不旨在如此进行限制，而是仅旨在随后的权利要求书中阐述的范围。