CN101532409B - 具有滑动滚轮泵油特征的摇臂组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有滑动滚轮泵油特征的摇臂组件。一种发动机组件，可包括发动机结构、由所述发动机结构支撑的摇臂组件和凸轮轴。所述摇臂组件可包括杆体、连接到所述杆体的支撑元件以及被支撑成在所述支撑元件上旋转的第一滚轮元件。所述第一滚轮元件可包括具有第一和第二轴端以及内孔的环状体。所述内孔可接收所述支撑元件，并且包括从所述第一轴端延伸至第二轴端的槽。所述槽可包括在所述第一轴端的第一部分和在所述第二轴端的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移。所述第一滚轮元件可通过所述凸轮轴的旋转而旋转，并且所述槽适于在所述第一滚轮元件旋转时沿着所述孔泵送油。

Description

具有滑动滚轮泵油特征的摇臂组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年3月14日提交的美国临时申请No.61/036,655的优先权。上述申请的内容通过引用包含在本文中。

技术领域

本发明涉及摇臂组件，更具体地涉及摇臂组件的润滑。

背景技术

这一部分的内容仅仅是提供与本发明相关的背景技术，并不构成现有技术。

发动机摇臂组件可包括接合凸轮轴并驱动气门移动的环状滚轮元件。滚子元件通常支撑在轴上，且在轴与滚子元件之间可设置轴承元件，例如滚针轴承。由于封装限制，包含滚针轴承会减小滚轮元件的径向厚度。移除滚针轴承会在轴与滚轮元件之间的接触面产生润滑问题。

发明内容

一种发动机组件，其可包括发动机结构、摇臂组件和凸轮轴。所述摇臂组件可由所述发动机结构支撑，并且可包括杆体、连接到所述杆体的支撑元件以及被支撑成在所述支撑元件上旋转的第一滚轮元件。所述第一滚轮元件可包括具有第一和第二轴端以及内孔的环状体。所述内孔可接收所述支撑元件，并且包括从所述第一轴端延伸至第二轴端的槽。所述槽可包括在所述第一轴端的第一部分和在环状体的所述第二轴端的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移。所述凸轮轴可旋转地支撑在所述发动机结构上，并且可包括与所述第一滚轮元件接合的第一凸轮。所述第一滚轮元件可通过所述凸轮轴的旋转而旋转，并且所述槽适于在所述第一滚轮元件旋转时沿着所述孔泵送油。

一种可选的摇臂组件，其可包括：杆体；连接到所述杆体的支撑元件；以及第一滚轮元件，其被支撑成在所述支撑元件的径向外表面上旋转，该第一滚轮元件适于接合凸轮轴且具有孔。所述支撑元件可包括第一和第二轴端以及径向外表面。所述径向外表面可包括从所述第一轴端延伸至所述第二轴端的槽，该槽具有在所述第一轴端的第一部分和在所述第二轴端的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移。所述槽适于在所述第一滚轮元件接合所述凸轮轴以使所述第一滚轮元件相对于所述支撑元件旋转时沿着所述孔泵送油。

从下文提供的详细描述可清楚本发明适用的其它方面。应当理解，详细描述和具体实例仅仅是示意性目的，而不是限制本发明的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅仅是示意性目的，而不是以任何方式限制本发明的范围。

图1为根据本发明的发动机组件的示意图；

图2为图1中所示摇臂组件的透视图；

图3为图2的摇臂组件的截面图；

图4为图2的摇臂组件的第一滚轮元件的透视图；

图5为根据本发明的摇臂组件的可选杆体的透视图；

图6为根据本发明的摇臂组件的可选支撑元件的透视图；

图7为根据本发明的摇臂组件的可选滚轮元件和支撑元件的局部截面图；以及

图8为根据本发明的摇臂组件的可选滚轮元件和支撑元件的局部截面图。

具体实施方式

实质上，下面的描述仅仅是示意性的，而绝不是限制本发明及其应用或使用。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的元件。

参考图1，示出了发动机组件10。发动机组件10可具有这样的发动机结构，包括限定多个汽缸14(示出了其中一个)的发动机缸体12、安装至发动机缸体12并覆盖在汽缸14上方的汽缸盖16、和气门机构18。气门机构18可连接到发动机结构的一部分上，例如汽缸盖16上。

气门机构18可包括气门组件20、摇臂组件22和凸轮轴24。气门组件20可包括气门元件26和偏压元件28。气门元件26可包括与摇臂组件22接合的端部分27。偏压元件28可包括压缩弹簧，并可将气门元件26偏压至关闭位置。摇臂组件22可枢转地连接到发动机结构上。凸轮轴24可包括一组第一凸轮30(示出了其中一个)和与摇臂组件22接合以使气门元件26移动的第二凸轮32。

摇臂组件22可为多级摇臂组件，例如，双级摇臂组件。另外参考图2，摇臂组件22可包括杆体34、第一滚轮元件36、支撑元件37(见图3)、臂组件38和锁定机构40。杆体34可包括第一端42、第二端44和中间部分46，该中间部分46具有位于第一端42和第二端44之间的第一部分47和第二部分49。第一端42可包括第一开口48。如图3中所示，第二端44可包括第二开口50、凹槽52以及与第二开口50和凹槽52连通的油路54。第一端42可与气门元件26的端部分27接合(见图1)，用以致动气门元件26。第二端44中的凹槽52可与支撑元件51接合并被支撑元件51可枢转地支撑(见图1)。凹槽52可与气门机构构件的增压油源连通。例如，支撑元件51可包括液压间隙调节器，并且该间隙调节器可给凹槽52提供增压油。第一滚轮元件36可固定成在中间部分46与杆体34作枢转运动。

参考图2，臂组件38可包括第一臂55、第二臂56、第一偏压元件58、第二偏压元件60、第二滚轮组件62、第三滚轮组件64、止动销66和紧固件67。紧固件67可延伸通过第一和第二臂55、56的第一端以及杆体34中的第一开口48，以将臂组件38可枢转地连接到杆体34上。第二滚轮组件62可连接到第一臂55的第二端上，第三滚轮组件64可连接到第二臂56的第二端上。第一和第二臂55、56、第二和第三滚轮组件62、64和止动销66每个都可固定成彼此作枢转运动。第一偏压元件58可与第一臂55和杆体34接合，第二偏压元件60可与第二臂56和杆体34接合。第一和第二偏压元件58、60可包括扭簧，并偏压臂组件38靠在第一凸轮30上。

锁定机构40可位于杆体34的第二开口50中。如图3中所示，杆体34可包括与凹槽52连通的第一和第二油路68、70。第一油路68可提供致动锁定机构40的油，第二油路70可给第一滚轮元件36提供润滑油。可选地，杆体34可包括单一油路，例如第一油路68，且第一滚轮元件36可通过飞溅润滑来润滑。

如图2-图4中所示，第一滚轮元件36可支撑成在支撑元件37上旋转，并位于杆体34的第一部分47与第二部分49之间。第一滚轮元件36可包括具有第一轴端74、第二轴端76、内孔78及径向外表面80的环状体72。第一轴端74可包括第一组凹槽82，第二轴端76可包括第二组凹槽84。内孔78可包括从第一轴端74延伸至第二轴端76的一组槽86。所述槽86可彼此相类似，并且每个都与其中一个第一凹槽82和其中一个第二凹槽84连通。因此，下面描述单个第一凹槽82、第二凹槽84和槽86，可理解其描述可等同地应用于其余的第一凹槽82、第二凹槽84和槽86。

槽86可包括在第一轴端74与第一凹槽82连通的第一部分88和在第二轴端76与第二凹槽84连通的第二部分90。槽86可具有至少0.1毫米(mm)的外径向范围(或深度)。在本非限制性实例中，槽86可具有在0.5mm与1.0mm之间的外径向范围。第一部分88与第二部分90可相对于彼此在旋转方向上偏移。例如，槽86可具有螺旋形形状，或者可相对于第一滚轮元件36的旋转轴线A以一角度线性延伸，见图4。槽86可相对于第一滚轮元件36的旋转轴线A以十度至四十五度之间的角度延伸。第一凹槽82可以一角度从内孔78径向向外延伸至径向外表面80。第一凹槽82的内端92可相对于第一凹槽82的外端94在旋转方向上偏移。例如，第一凹槽82可具有螺旋形形状。第二凹槽84可大体上类似于第一凹槽82，但是具有大体上相反的角度(或螺旋)取向。

虽然槽86及第一和第二凹槽82、84中的每个在上面都是描述为具有带角度的定向或螺旋形状，但是应当理解，本教导不限于该布置。例如，第一凹槽82可具有彼此在旋转方向上对齐的内外端92、94，并且槽86可大体上线性地延伸且平行于第一滚轮元件36的旋转轴线A，而第二凹槽84保持上面参考图4所述的定向。可选地，第一凹槽82可保持上面参考图4所述的定向，而第二凹槽84布置成内外端在旋转方向上对齐。在另一非限制性实例中，槽86可保持上面参考图4所述的角度或螺旋定向，而第一凹槽82的内外端92、94在旋转方向上彼此对齐，第二凹槽84的内外端在旋转方向上彼此对齐。

在操作期间，第一滚轮元件36可相对于支撑元件37旋转。第一滚轮元件36可旋转地直接支撑在支撑元件37上，没有使用滚柱轴承。第一和第二凹槽82、84以及槽86通常可给滚轮元件36的孔78与支撑元件37之间提供润滑。更具体地，第一和第二凹槽82、84以及槽86可泵送由第二油路70提供和/或来自于飞溅润滑的油。

虽然第一滚轮元件36中的槽86在图3中显示为大体上具有矩形截面，但是应当理解，也可使用其它结构。通过非限制性实例，如图7中所示，第一滚轮元件336可包括可选的槽386来替代槽86。槽386每个都可包括第一部分387和第二部分389。第一部分387可具有至少0.25mm的深度D1，并可具有在1.0mm与3.0mm之间的圆周长度L1。第二部分389可从第一部分387的基部以一角度θ1延伸至第一滚轮元件336的内孔378。该角度θ1可在1度与30度之间。更具体地，该角度θ1可在15度与20度之间。第二部分389可具有约等于第一部分387的圆周长度的圆周长度L2。例如，第二部分389可具有在1.0mm与3.0mm之间的圆周长度L2。当第一滚轮元件336沿旋转方向R旋转时，随着槽386内的油在槽386内从第一部分387行至第二部分389，所述油被压缩。

可选地，如图8中所示，槽486的第二部分489可在第一部分487的基部与内孔478之间、与第一部分487的基部相距一定距离D2的位置处以一角度θ2延伸。通过非限制性实例，所述距离D2可大于图7中所示的距离D1的百分之二十五。另外，第一部分487与第二部分489之间的过渡可包括半径491。

在图5所示的可选布置中，可使用杆体134替代摇臂组件22中的杆体34。杆体134可包括总体上类似于第一滚轮元件36上的凹槽82的凹槽182。凹槽182可位于杆体134的第一部分147的内表面183上。杆体134的第二部分149也可包括在其内表面185上的凹槽184。凹槽182、184可提供油往返第一滚轮元件36的槽86的传递。凹槽182、184可处于相对于彼此相反的螺旋方向，以使泵油效果最大。

在图6所示的另一可选布置中，可使用支撑元件237替代摇臂组件22中的支撑元件37。支撑元件237可包括在其径向外表面内的槽286。可使用支撑元件237上的槽286来替代第一滚轮元件36上的槽86。槽286可总体上类似于槽86，每个都具有在支撑元件237的第一轴端289的第一部分288和在支撑元件237的第二轴端291的第二部分290。给定槽286的第一部分288可相对于给定槽286的第二部分290在旋转方向上偏移。另外，槽286可包括螺旋形形状，当凸轮轴24接合滚轮元件以使滚轮元件相对于支撑元件237旋转时，槽286可泵送油。支撑元件237可与图5中所示的杆体134联合使用。因此，槽286可与杆体134中的凹槽182连通。

应当理解，尽管描述为结合在多级摇臂组件22中，但是本教导可使用在多种其它摇臂组件中。例如，本教导可使用在固定升程摇臂组件中。

Claims (20)

1.一种摇臂组件，包括：

杆体；

连接到所述杆体的支撑元件；以及

第一滚轮元件，其被支撑成在所述支撑元件上旋转并适于接合凸轮轴，且该第一滚轮元件包括具有第一和第二轴端以及内孔的环状体，所述内孔接收所述支撑元件并且包括从所述第一轴端延伸至第二轴端的槽，该槽具有在所述第一轴端限定油入口的第一部分和在所述第二轴端限定油出口的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移，所述槽适于在所述第一滚轮元件通过与所述凸轮轴接合而旋转时从所述第一轴端至所述第二轴端沿着所述孔泵送油。

2.如权利要求1所述的摇臂组件，其中所述槽包括螺旋形形状。

3.如权利要求1所述的摇臂组件，其中所述第一轴端的第一轴端表面包括与所述槽的所述第一部分连通的第一凹槽。

4.如权利要求3所述的摇臂组件，其中所述第一凹槽从所述环状体的径向外表面延伸至所述内孔。

5.如权利要求4所述的摇臂组件，其中所述第一凹槽包括在所述径向外表面的第一端和在所述第一滚轮元件的所述内孔处的第二端，所述第一端相对于所述凹槽的第二端在旋转方向上偏移。

6.如权利要求1所述的摇臂组件，其中所述杆体包括第一部分，该第一部分具有与所述第一滚轮元件的所述第一轴端相邻的内表面，所述内表面包括与所述第一滚轮元件中的所述槽连通的凹槽。

7.如权利要求1所述的摇臂组件，其中所述第一滚轮元件的所述内孔直接支撑在所述支撑元件上，所述槽在所述支撑元件与所述内孔之间的接触面上提供润滑。

8.如权利要求1所述的摇臂组件，其中所述杆体包括给所述环状体的径向外表面提供油流的油路。

9.一种摇臂组件，包括：

杆体；

连接到所述杆体的支撑元件，其具有第一和第二轴端以及径向外表面，所述径向外表面包括从所述第一轴端延伸至所述第二轴端的槽，并且所述槽具有在所述第一轴端限定油入口的第一部分和在所述第二轴端限定油出口的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移；以及

第一滚轮元件，其适于接合凸轮轴并具有内孔，该第一滚轮元件被支撑成在所述支撑元件的所述径向外表面上旋转，所述槽适于在所述第一滚轮元件接合所述凸轮轴以使所述第一滚轮元件相对于所述支撑元件旋转时从所述第一轴端至所述第二轴端沿着所述孔泵送油。

10.如权利要求9所述的摇臂组件，其中所述槽包括螺旋形形状。

11.如权利要求9所述的摇臂组件，其中所述杆体包括第一部分，该第一部分具有与所述支撑元件的所述第一轴端相邻的内表面，所述内表面包括与所述支撑元件中的所述槽连通的凹槽。

12.如权利要求9所述的摇臂组件，其中所述第一滚轮元件的所述内孔直接支撑在所述支撑元件的所述径向外表面上，所述槽在所述支撑元件与所述内孔之间的接触面上提供润滑。

13.一种发动机组件，包括：

发动机结构；

摇臂组件，其由所述发动机结构支撑并且包括：

杆体；

连接到所述杆体的支撑元件；和

第一滚轮元件，其被支撑成在所述支撑元件上旋转并包括具有第一和第二轴端以及内孔的环状体，所述内孔接收所述支撑元件并且包括从所述第一轴端延伸至第二轴端的槽，该槽具有在所述第一轴端限定油入口的第一部分和在所述第二轴端限定油出口的第二部分，所述第一部分相对于所述第二部分在旋转方向上偏移；以及

凸轮轴，其可旋转地支撑在所述发动机结构上并且包括与所述第一滚轮元件接合的第一凸轮，所述第一滚轮元件通过所述凸轮轴的旋转而旋转，所述槽适于在所述第一滚轮元件旋转时从所述第一轴端至所述第二轴端沿着所述孔泵送油。

14.如权利要求13所述的发动机组件，其中所述槽包括螺旋形形状。

15.如权利要求13所述的发动机组件，其中所述第一轴端的第一轴端表面包括与所述槽的所述第一部分连通的第一凹槽。

16.如权利要求15所述的发动机组件，其中所述第一凹槽从所述环状体的径向外表面延伸至所述内孔。

17.如权利要求16所述的发动机组件，其中所述第一凹槽包括在所述径向外表面的第一端和在所述第一滚轮元件的所述内孔处的第二端，该第一端相对于所述凹槽的第二端在旋转方向上偏移。

18.如权利要求13所述的发动机组件，其中所述杆体包括第一部分，该第一部分具有与所述第一滚轮元件的所述第一轴端相邻的内表面，所述内表面包括与所述第一滚轮元件中的所述槽连通的凹槽。

19.如权利要求13所述的发动机组件，其中所述第一滚轮元件的所述内孔直接支撑在所述支撑元件上，所述槽在所述支撑元件与所述内孔之间的接触面上提供润滑。

20.如权利要求13所述的发动机组件，其中所述杆体包括给所述环状体的径向外表面提供油流的油路。

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