相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

以下文件以如同完全被提出的方式通過引用結(jié)合于此：于2014年10月10日遞交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/062,503。

本發(fā)明涉及在頂置凸輪式內(nèi)燃機(jī)中使用的滾子搖臂，更具體地，涉及具有高升程和低升程或無升程模式的可切換滾子搖臂。

背景技術(shù)：

已知滾子搖臂。例如參見美國專利no.7,174,869。該搖臂具有外桿和滾子，其中，該外桿可樞轉(zhuǎn)地安裝在內(nèi)桿的外側(cè)，并且該滾子可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在位于內(nèi)桿中的槽內(nèi)的橫軸上。這里，外桿的頂表面可以用作用于高升程凸輪的接觸表面，并且滾子的頂表面用作用于低升程凸輪的接觸表面。聯(lián)接元件安裝在搖臂的一端，并且來自油源的油用于致動(dòng)該聯(lián)接元件。當(dāng)聯(lián)接元件被致動(dòng)時(shí)，該聯(lián)接元件將外桿鎖定到內(nèi)桿，并且需要從動(dòng)件跟隨高升程凸輪并將升程傳遞到相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門或排氣門的氣門桿。當(dāng)聯(lián)接元件未被致動(dòng)時(shí)，外桿相對(duì)于內(nèi)桿自由樞轉(zhuǎn)(該運(yùn)動(dòng)由空載彈簧吸收)，并且低升程凸輪的運(yùn)動(dòng)由內(nèi)桿傳遞給氣門桿。外桿的這種運(yùn)動(dòng)通常被稱為空載沖程。

傳統(tǒng)上，外桿是一體結(jié)構(gòu)使得聯(lián)接元件只需要在外桿的一部分上操作。通常，聯(lián)接裝置在外桿的軛部上操作，該軛部橫向于搖臂的縱向軸線。傳統(tǒng)上，滾子軸被支撐到內(nèi)桿以保持其相對(duì)于內(nèi)桿的側(cè)向位置。美國專利7,909,007公開了這種類型的滾子搖臂。該從動(dòng)件提供了空載彈簧以保持凸輪從動(dòng)件與凸輪之間的接觸。

u.s.8,251,032公開了一個(gè)發(fā)明人的現(xiàn)有的可切換滾子搖臂，其中，聯(lián)接裝置的兩個(gè)鎖定銷通過油壓向外延伸到每一個(gè)外臂下方的鎖定位置，并且當(dāng)油壓不足時(shí)兩個(gè)鎖定銷通過分離的復(fù)位彈簧解除聯(lián)接。u.s.8,251,032以如同完全被提出的方式通過引用結(jié)合于此。

u.s.8,726,862和u.s.8,752,513公開了可切換搖臂，該從動(dòng)件包括由具有平坦部的可致動(dòng)鎖定銷形成的聯(lián)接裝置，該鎖定銷從內(nèi)桿延伸并且接合在外桿的止擋表面下方。將鎖定銷預(yù)組裝在內(nèi)臂中。

還已知提供用于氣門未被激活時(shí)的可切換搖臂，其中，內(nèi)桿和外桿在激活狀態(tài)下通過聯(lián)接元件聯(lián)接在一起，并且在未被激活狀態(tài)下分開，從而導(dǎo)致沒有升程傳遞給氣門桿。

這些現(xiàn)有已知的調(diào)節(jié)器中的一個(gè)問題在于缺少對(duì)聯(lián)接元件的間隙調(diào)節(jié)，其中，該聯(lián)接元件在至少一個(gè)操作狀態(tài)下將內(nèi)桿和外桿相連接。

期望提供一種制造簡(jiǎn)單、以及可以對(duì)聯(lián)接元件在內(nèi)桿與外桿之間的間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)的上述通用型可切換搖臂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

簡(jiǎn)言之，提供了用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)、具有至少兩種升程模式的可切換滾子搖臂。該升程模式可以是無升程-升程模式或低升程-高升程模式?？汕袚Q滾子搖臂包括內(nèi)桿，該內(nèi)桿具有第一端和第二端，優(yōu)選具有中心凹部，滾子通過橫軸安裝在所述中心凹部中成為凸輪接觸表面。設(shè)置具有兩個(gè)外臂的外桿，兩個(gè)外臂沿內(nèi)桿的縱向側(cè)面延伸，該內(nèi)桿可以包括滑塊，該滑塊作為凸輪接觸表面用于高升程-低升程布置。外桿安裝成通過樞軸在內(nèi)桿的第一端處進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？蛰d彈簧連接在內(nèi)桿和外桿之間。聯(lián)接裝置位于內(nèi)桿或外桿的一者上的與樞軸相對(duì)的一端處并且包括鎖定銷，該鎖定銷被布置成在鎖定位置和解鎖位置之間在縱向方向上運(yùn)動(dòng)，其中，在鎖定位置，內(nèi)桿和外桿連接在一起以至少在氣門的致動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)，在解鎖位置，內(nèi)桿相對(duì)于外桿可樞轉(zhuǎn)。具有聯(lián)接表面和止擋表面的聯(lián)接突出部位于內(nèi)桿或外桿的另一者上。鎖定銷在鎖定位置中接合在聯(lián)接表面的下方，并且內(nèi)桿或外桿的另一者上的止擋部接觸內(nèi)桿或外桿的一者上的相對(duì)止擋部。鎖定銷包括在限定平坦部高度處的平坦部，該平坦部在鎖定位置中接觸聯(lián)接表面，其中，鎖定銷選自具有不同的平坦部高度的多個(gè)鎖定銷，以設(shè)定期望的機(jī)械聯(lián)接裝置間隙。鎖定銷平坦部的表面可以與銷的縱向軸線成角度(如美國專利7,055,479所示)或水平。除了鎖定銷平坦部高度之外，鎖定銷外徑和其相應(yīng)孔之間的間距還可能影響機(jī)械間隙，這是由于該間距與鎖定銷的傾斜量直接相關(guān)。因此，在機(jī)械間隙的計(jì)算中，選擇合適的鎖定銷的時(shí)應(yīng)該考慮該變量。

優(yōu)選地，鎖定銷由硬化鋼制成。

在一個(gè)優(yōu)選的布置中，可切換滾子搖臂包括位于殼體中的防轉(zhuǎn)動(dòng)止擋銷，該防轉(zhuǎn)動(dòng)止擋銷接觸縱向延伸的平坦部并防止鎖定銷轉(zhuǎn)動(dòng)，并且該防轉(zhuǎn)動(dòng)止擋銷用作用于鎖定銷在鎖定位置的止擋部。

在一種布置中，可切換滾子搖臂的聯(lián)接裝置位于外桿上，并且在解鎖位置中，滾子搖臂提供零升程。

在一種布置中，凸輪從動(dòng)件滾子通過橫軸連接到內(nèi)桿，并且形成凸輪從動(dòng)表面。

在一個(gè)優(yōu)選布置中，止擋部位于內(nèi)桿上并由橫軸的端部形成，并且相對(duì)止擋部由外桿上的止擋突出部形成。

在另一方面，提供了對(duì)用于例如上述可切換滾子搖臂的聯(lián)接裝置間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，該方法包括提供上述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)、具有至少兩種升程模式的可切換滾子搖臂。在組裝期間，最初安裝的鎖定銷是計(jì)量鎖定銷，該計(jì)量鎖定銷具有設(shè)定為固定尺寸的計(jì)量平坦部高度。然后，在鎖定位置中對(duì)聯(lián)接裝置的位于聯(lián)接表面和計(jì)量鎖定銷的平坦部之間的間隙進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量之后，移除計(jì)量器鎖定銷，并且選擇具有通過利用與計(jì)量鎖定銷的測(cè)量間隙來確定的平坦部高度的鎖定銷，然后安裝選擇的鎖定銷，以提供期望的聯(lián)接裝置間隙。

在一個(gè)優(yōu)選的其他步驟中，然后測(cè)量聯(lián)接裝置的間隙，以確認(rèn)間隙在期望的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，鎖定銷被選擇為具有使得聯(lián)接裝置間隙在25至200微米范圍內(nèi)的平坦部高度。

然后可以通過在殼體內(nèi)組裝復(fù)位彈簧、墊圈和鎖環(huán)以將鎖定銷保持在適當(dāng)?shù)奈恢脕硗瓿山M裝。

優(yōu)選地，與鎖定銷的平坦部接觸的防轉(zhuǎn)動(dòng)銷也組裝在殼體中。

本發(fā)明的其他方面在下文和權(quán)利要求中進(jìn)行描述，并且在此不再重復(fù)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖閱讀時(shí)，將更好地理解上述發(fā)明內(nèi)容和以下詳細(xì)描述。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有無升程和升程操作模式的可切換滾子搖臂的立體圖。

圖2是圖1的可切換滾子搖臂的分解立體圖。

圖3是通過示出的聯(lián)接裝置獲得的圖1的可切換滾子搖臂在解鎖位置的局部剖視圖。

圖4是通過示出的聯(lián)接裝置獲得的圖1的可切換滾子搖臂在鎖定位置的局部剖視圖。

圖5是用于間隙調(diào)節(jié)的鎖定銷的詳細(xì)立體圖。

圖6是外桿、滾子和橫軸的立體圖，其中內(nèi)桿被移除，橫軸的端部形成傳輸端止擋部特征。

圖7是穿過在鎖定、端部位置中的傳輸端止擋部特征的局部剖視立體圖。

圖8a-8c示出具有不同平坦部高度的三個(gè)鎖定銷。

具體實(shí)施方式

以下描述中所使用的特定術(shù)語僅是為了方便而非限制。詞語“前”、“后”、“上”和“下”指代所參照的附圖中的方向。詞語“向內(nèi)”和“向外”是指朝向和遠(yuǎn)離附圖中所參照的部分的方向。對(duì)描述為“a、b或c中的至少一者”(其中，a、b和c表示被列出的條目)的條目列表的引用是指條目a、b或c中的任一單個(gè)或其組合。術(shù)語包括以上具體指出的詞語、其派生詞和類似含義的詞語。

參照?qǐng)D1和圖2，示出了可切換滾子搖臂10的優(yōu)選實(shí)施例?？汕袚Q滾子搖臂10用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)(未示出)并且具有至少兩種升程操作模式。在可切換滾子搖臂10的圖示性實(shí)施例中，升程模式是全升程模式和根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體工作狀態(tài)允許相關(guān)聯(lián)的氣門不被激活的升程模式。

可切換滾子搖臂10包括內(nèi)桿20，該內(nèi)桿20具有第一端22和第二端24。優(yōu)選地，設(shè)置中心凹部34，滾子38通過橫軸36安裝在該中心凹部34中。然而，內(nèi)桿20也可只包括滑塊來代替滾子。如圖2-4中詳細(xì)地示出，聯(lián)接突出部26位于內(nèi)桿20的第二端24上并且包括聯(lián)接表面27。如圖1-4所示，空載彈簧接觸臂30a、30b位于內(nèi)桿20的每一側(cè)上。

設(shè)置外桿40，該外桿40具有沿內(nèi)桿20的縱向側(cè)面延伸的兩個(gè)外臂42a、42b。通過樞軸32安裝外桿40以用于在內(nèi)桿20的第一端22處的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖1-4中詳細(xì)地示出，外桿40包括空載彈簧承載部46a、46b。另外，彈簧柱68a、68b位于外桿40的第二端處，空載彈簧62a、62b的絕大部分安裝在該外桿40上，如圖1中詳細(xì)地示出。這些空載彈簧62a、62b包括下彈簧臂64a、64b和上彈簧臂66a、66b，該下彈簧臂與外桿40上的空載彈簧承載部46a、46b接合，該上彈簧臂接合在內(nèi)桿20上的空載彈簧臂30a、30b的下方?？蛰d彈簧62a、62b被構(gòu)造成對(duì)內(nèi)桿20上的空載彈簧臂30a、30b施加向上的力，使得內(nèi)桿20被向上偏壓，從而滾子38處于最高位置。

聯(lián)接裝置50位于內(nèi)桿20或外桿40中的一者上，并且在該優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1-4所示，聯(lián)接裝置50位于外桿40上的與樞軸32相對(duì)的一端上。聯(lián)接裝置50包括鎖定銷54，該鎖定銷54布置成在鎖定位置(如圖4所示)與解鎖位置(如圖3所示)之間在殼體52中的縱向方向上運(yùn)動(dòng)，在鎖定位置，內(nèi)桿20和外桿40連接在一起以至少在氣門的致動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)，在解鎖位置，外桿40相對(duì)于內(nèi)桿20可樞轉(zhuǎn)。聯(lián)接裝置50還包括彈簧57，該彈簧將鎖定銷54偏壓到如圖4所示的鎖定位置。彈簧57經(jīng)由保持墊圈58和鎖環(huán)59保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。銷54、彈簧57、保持墊圈58和卡環(huán)59均位于殼體52中的階梯孔53(在圖3中示出)內(nèi)，該殼體位于外臂40的第二端。用于容納支撐頭的托座78位于外桿40的底側(cè)，支撐頭可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中的間隙調(diào)節(jié)裝置上。油路80位于托座78中并且通向鎖定銷54上的軸肩區(qū)域中的孔53。

如圖6和圖7所示，用于滾子38的橫軸36延伸穿過內(nèi)桿20的側(cè)壁中的孔35，以在內(nèi)桿20上形成止擋部，當(dāng)鎖定銷54位于鎖定位置中時(shí)，該止擋部接觸外桿40的外臂42a、42b上的傳輸端止擋部44a、44b。如圖7所示，底切部45a、45b形成在傳輸端止擋部44a、44b和外桿40的內(nèi)壁之間，以允許橫軸36的端部37完全接觸傳輸端止擋部44a、44b。

如圖2-5所示，鎖定銷54具有處于限定平坦部高度(在圖3和圖5中表示為h)處的平坦部56，在鎖定位置處，該平坦部56接觸聯(lián)接表面27(如圖4所示)。如圖2-4所示，防轉(zhuǎn)動(dòng)止擋銷48位于殼體52中，該防轉(zhuǎn)動(dòng)止擋銷48接觸縱向延伸的平坦部56并防止鎖定銷54轉(zhuǎn)動(dòng)，以及用作用于鎖定銷54在鎖定位置處的止擋部，如圖4所示。優(yōu)選地，鎖定銷54由硬化鋼制成。

在圖1-4所示的可切換滾子搖臂10的實(shí)施例中，經(jīng)由油路80施加的油壓作用在鎖定銷54上的軸肩上，以抵抗彈簧57的該力將銷54移動(dòng)到解鎖位置(圖3所示)，該解鎖位置允許內(nèi)桿20圍繞樞軸32相對(duì)于外桿上下運(yùn)動(dòng)，從而使與指狀桿10相關(guān)聯(lián)的氣門不被激活。

如圖4所示，對(duì)于絕大多數(shù)機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用而言，優(yōu)選地，內(nèi)桿20上的聯(lián)接突出部26與鎖定銷54之間的間隙x在25至200微米的范圍內(nèi)，以提供最佳功能。所述范圍被認(rèn)為是示例性的并且是非限制性的，這是因?yàn)樵摲秶梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用而變化。在組裝之后和/或在安裝期間通常需要調(diào)節(jié)間隙x以便滿足期望的或所需的測(cè)量范圍。在當(dāng)前情況下，鎖定銷54選自諸如圖8a-8c中所示的鎖定銷54a、54b、54c等多個(gè)鎖定銷，這些鎖定銷具有不同平坦部高度ha、hb、hc以設(shè)定期望的機(jī)械聯(lián)接裝置間隙x。

還提供了對(duì)用于可切換滾子搖臂10的聯(lián)接裝置間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。該方法包括提供如上所述的可切換滾子搖臂10，其用于內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)并且具有至少兩種升程模式。根據(jù)該方法，最初安裝的鎖定銷54是計(jì)量鎖定銷，該計(jì)量鎖定銷具有設(shè)定為固定尺寸的計(jì)量平坦部高度h。在鎖定位置(如圖4所示)對(duì)聯(lián)接裝置50的在聯(lián)接表面27與計(jì)量鎖定銷54的平坦部56之間的間隙x進(jìn)行測(cè)量。然后移除計(jì)量鎖定銷54，選擇例如具有平坦部高度ha、hb、hc的諸如54a、54b、54c等的鎖定銷，其中，該平坦部高度可以通過利用與計(jì)量鎖定銷54之間的測(cè)量間隙來確定。對(duì)鎖定銷54a、54b、54c進(jìn)行選擇以提供在預(yù)定范圍內(nèi)的期望的聯(lián)接裝置間隙x。

當(dāng)已經(jīng)選擇并且安裝時(shí)，測(cè)量聯(lián)接裝置的間隙x，以確認(rèn)間隙x在期望的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，選擇具有平坦部高度ha、hb、hc的鎖定銷54a、54b、54c，從而使得聯(lián)接裝置間隙x在25至200微米的范圍內(nèi)。

當(dāng)已經(jīng)確認(rèn)時(shí)，將復(fù)位彈簧57、墊圈58和鎖環(huán)59插入殼體52中的鎖定銷54的后方，以將鎖定銷54保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。?yōu)選地，防轉(zhuǎn)動(dòng)銷48還被安裝在殼體52中并且接觸鎖定銷54的平坦部56。

雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)可切換滾子搖臂做出其它改變。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以設(shè)置其它類型的聯(lián)接布置，并且可以改變內(nèi)桿和外臂的具體構(gòu)造。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)被上述優(yōu)選實(shí)施例限制，而是應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求書來限定。