CN214303974U - 用在气门挺杆中的卡定销和包括其的气门挺杆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用在气门挺杆中的卡定销和包括其的气门挺杆。所述卡定销用于选择性地卡定在设于气门挺杆中的销腔(42)内，并且整体上构成为一个端部呈球冠面形状的圆柱形销，所述一个端部在径向一侧具有台阶状的平面(46a，48a)，该台阶状的平面的尺寸设置成能够容纳在销腔内以与销腔的轴向卡定面接合。在所述一个端部的顶侧，以将球冠面削低的方式形成有第一坡面(26，28)，在与所述台阶状的平面隔着所述第一坡面相对的径向另一侧，以将所述球冠面削低的方式形成有第二坡面(25，27)，该第二坡面在径向上与所述第一坡面相邻接并在周向上与其余的球冠面形状的销面(47，50；49，52)相邻接。

Description

用在气门挺杆中的卡定销和包括其的气门挺杆
技术领域
本实用新型涉及一种用于发动机(如内燃机)的液压气门挺杆，更具体地，涉及一种用于在推杆式发动机中实现气门停用的挺杆，其具有改进的卡定销。
背景技术
气门停用是在燃烧过程的至少一部分期间停用一个或多个气缸的进气门和/或排气门，因为减少了在其中发生燃烧过程的发动机气缸的数量，因此是一种可以改善燃料经济性的行之有效的方法，还可减少从发动机排放的污染物。
在推杆式发动机中提供选择性的气门停用的一种已知方法是为这些气门的挺杆配备一些装置。例如，在专利文献1(US6578535)、专利文献2(US20020046718A1)、专利文献3(US20070006838A1)中都公开了一种通过卡定销与挺杆主体上的卡定表面中的周向凹槽(卡定槽)接合或脱离以致动或停用控制发动机气门的技术。
然而，这些已知的用于液压间隙调整的挺杆，其卡定销的响应时间存在慢并且变动的问题。
这可能是由于卡定销在卡定槽中因彼此具有相似的几何形状而形成了“嵌套”。绕卡定销的端部(卡定销鼻)流动的作为示例性液压流体的机油，如图1所示的作为现有技术的例1和例2中位于该端部两侧的箭头所示，受到了该端部的几何形状的阻碍。
因此，存在需要改善绕卡定销端部的机油流动的课题。
而且，卡定销鼻上的球形半径部(销顶部)可能会侵入卡定槽内所设的供油孔中，从而阻止液压间隙调节器(HLA)或气门停用液压挺杆的内部主体在外部主体中旋转。
实用新型内容
为解决上述课题，本实用新型通过改变卡定销的端部的几何形状，来改善绕卡定销端部的机油流动。
本实用新型的第一方面涉及一种用在气门挺杆中的卡定销，用于选择性地卡定在设于气门挺杆中的销腔内。该卡定销整体上构成为一个端部呈球冠面形状的圆柱形销，所述一个端部在径向一侧具有台阶状的平面，该台阶状的平面的尺寸设置成能够容纳在销腔内以与销腔的轴向卡定面接合。在所述一个端部的顶侧，以将球冠面削低的方式形成有第一坡面，在与所述台阶状的平面隔着所述第一坡面相对的径向另一侧，以将所述球冠面削低的方式形成有第二坡面，该第二坡面在径向上与所述第一坡面相邻接并在周向上与其余的球冠面形状的销面相邻接。
根据一种示例性构型，所述第一坡面和/或第二坡面为平坦面。
本实用新型的第二方面涉及一种气门挺杆，包括：筒状的挺杆主体；如上所述的卡定销；和设置在所述挺杆主体中并接纳所述卡定销的销壳体。所述卡定销选择性地处于接合位置或脱离位置，在所述接合位置，所述卡定销接合于在所述挺杆主体的内壁表面中限定出的销腔内，由此阻止所述销壳体与所述挺杆主体的相对轴向运动并使得所述挺杆主体的轴向往复运动能够经由所述销壳体打开和关闭发动机的气门；在所述脱离位置，所述卡定销从所述销腔脱离接合，由此允许所述销壳体与所述挺杆主体的相对轴向运动并使得所述挺杆主体的轴向往复运动不会经由所述销壳体引起发动机的气门动作。
根据一种示例性构型，所述销腔为围绕所述挺杆主体的整个圆周延伸的环形凹槽。
根据一种示例性构型，所述销面所在的球冠面的半径小于所述销腔的径向底面的半径。
根据一种示例性构型，所述台阶状的平面的卡定台阶半径小于所述销腔的径向底面的半径。
根据一种示例性构型，所述卡定销的所述一个端部形成有隔着所述第一坡面和所述第二坡面间隔开的两个销面，所述两个销面分别与所述销腔的径向底面接触而形成有两个分开的接触部位。
根据一种示例性构型，所述气门挺杆包括被弹簧相对于彼此径向向外偏置的两个所述卡定销，其中，所述卡定销在与所述一个端部相对的另一个端部处分别限定销孔，每个所述销孔容纳有所述弹簧的对应端。
根据一种示例性构型，所述卡定销被所述弹簧径向向外偏置成使得在所述接合位置，每个卡定销的所述一个端部从所述销壳体伸出而进入所述销腔中并且所述台阶状的平面与所述销腔的轴向卡定面接合；所述卡定销在所述销腔被流体加压时朝向彼此移动成使得在所述脱离位置，每个卡定销克服所述弹簧的弹力而从所述销腔缩回。
根据本实用新型，在卡定销的接合位置，可通过气门挺杆传递发动机用凸轮的旋转运动以操作气门。尤其是，根据本实用新型的特别设计的卡定销能快速切换到脱离位置，从而允许销壳体相对于挺杆主体轴向运动，以隔离凸轮的旋转运动而快速地使气门停用。
因此，本实用新型提供了一种具有改进的开关响应时间的气门挺杆，其中通过卡定销的改进的几何形状，可防止卡定销进入供油孔中，从而缩短卡定销的响应时间。
附图说明
图1示出了根据现有技术的绕卡定销端部的机油流动的示意图。
图2示出了本实用新型的液压停用挺杆的一个实施例。
图3示出了根据本实用新型一个实施例的卡定销的立体图。
图4示出了根据本实用新型一个实施例的处于接合状态下的卡定销及其周边的侧视示意图。
图5示出了根据本实用新型一个实施例的处于接合状态下的卡定销及其周边的立体示意图。
图6是对比示出本实用新型的卡定销鼻半径与挺杆主体内半径的平面示意图。
具体实施方式
图2示出了本实用新型的液压停用挺杆10的一个实施例，其包括辊12、挺杆主体14、停用销组件1(卡定销组件)、柱塞组件18、销壳体20、推杆座组件22、弹簧24等。
停用销组件1接纳在销壳体20中，销壳体20设置在筒状的挺杆主体14中。停用销组件1通常处于与挺杆主体14接合的接合位置，从而将挺杆主体14的轴向往复运动传递到销壳体20，进而传递到柱塞组件18和推杆座组件22。在该接合位置，液压停用挺杆10的轴向往复运动打开和关闭发动机的气门。
在停用销组件1与挺杆主体14脱离接合时，挺杆主体14相应地与销壳体20分离，并且继而使柱塞组件18和推杆座组件22与挺杆主体14的轴向往复运动分离。
挺杆主体14可视为液压停用挺杆10的外部主体的至少一部分，而销壳体20可视为液压停用挺杆10的内部主体的至少一部分。
挺杆主体14包括限定了供油孔38的圆筒壁32。圆筒壁32的内表面34在其中限定环形销腔42。优选地，环形销腔42是具有预定轴向高度并且围绕圆筒壁32的内表面34的整个圆周延伸的连续凹槽(卡定槽)。供油孔38由延伸穿过圆筒壁32的开口限定，该开口终止于环形销腔42并向环形销腔42敞开。因此，供油孔38提供了穿过圆筒壁32并进入环形销腔42的流体通道。加压油通过供油孔38注入到环形销腔42中，以推挤停用销组件1使其从环形销腔42内缩回而与挺杆主体14脱离接合。
停用销组件1包括两个作为卡定销的销构件46、48(二者基本相同，以下有时将仅说明其一)，它们通过介于它们之间的销弹簧51相对于销壳体20径向向外偏置。
如图3所示，销构件46、48中的每一个整体上都是圆柱形销，其在一个端部的径向一侧具有作为台阶状结构的一部分的平面46a、48a(在本文中称为“台阶状的平面或台阶面”)，平面46a(48a)的尺寸设置成可容纳在环形销腔42(卡定槽)内。
更具体地，如图4所示，在平面46a(48a)与环形销腔42的下侧壁之间提供了小的间隙G1，从而允许销构件46(48)自由移动到销腔42中。进而，平面46a(48a)能够与销腔42的下侧壁接合，该下侧壁于是限定出销腔的轴向卡定面。
返回图3，销构件46、48中的每一个分别在一个端部(即卡定销的外端部，也称作卡定销鼻)处包括构成为作为球冠面的两个分开部分的销面47(49)、50(52)，并且如图4所示在每个相对的另一个端部处分别限定销孔53、55。销孔53、55中的每个容纳销弹簧51的对应端。在其正常位置或默认的接合位置，停用销组件1的销构件46、48被销弹簧51径向向外偏置，从而每个销构件46、48的至少一部分设置在挺杆主体14的环形销腔42内。
如图3所示，在销构件46(48)的所述一个端部的顶侧，以将球冠面削低的方式形成有坡面26(28)。该坡面26(28)将上述两个部分的销面47(49)、50(52)隔开。通过削低的坡面26(28)，可以防止销构件进入供油孔中。在此所谓的“削低”是指卡定销端部的表面相比假定的球冠面(销面47、49、50、52所在的面)向内径侧(即大致朝向球冠面的球心的一侧)变低。该坡面26(28)优选为大致平坦面。
进而，在与平面46a(48a)相对的一侧，还可以同样以将球冠面削低的方式形成有坡面25(27)。该坡面25(27)在周向上分别与销面47(49)和销面50(52)相邻接，并在径向上与坡面26(28)相邻接。该坡面25(27)也优选为大致平坦面。
如图4所示，通过削低的坡面25(27)，可以在坡面25(27)与环形销腔42的径向底面或内周面34之间有效地形成比间隙G1大的间隙G2，作为与供油孔38相邻接的油流泄压通道，从而有助于疏通供油孔38。
如现有技术中所教导的那样，销构件的常规的球形半径部可能会侵入供油孔中并阻止挺杆的内部主体旋转，并且也阻止油流。因此，如上所述，通过将销构件的端部部分地削低而改型成例如平面部，可以防止销构件的该端部进入供油孔中以便不阻止油流，并允许挺杆的内部主体相对于外部主体旋转。
如图6所示，销面47、50(销面49、52亦如此)的半径r1(亦称为卡定销鼻半径r1)小于环形销腔42的径向底面34的半径r4(对应于外部主体的内半径r4)，即r1<r4。这有利于机油绕卡定销的端部进入销面47、50(或销面49、52)与环形销腔42的径向底面之间以缩短卡定销的响应时间。另外，当销构件46(48)最初接合在环形销腔42内时，在销面47(49)与环形销腔42的径向底面之间的P1位置处(参照图5)形成线接触而不是点接触。此外，销面47(49)的稍小的半径提供了较大的有效表面积，注入环形销腔42中的加压油作用于该有效表面积上，更有利于销构件46(48)沿径向朝向彼此移动，从而使销构件46(48)更快地从环形销腔42缩回。
优选地，如图5所示，内切于坡面25、26的内切圆的半径r3(坡面半径r3)小于销面47、50所在的球冠面的半径r1(卡定销鼻半径r1)，即r3<r1。
如图3所示，“卡定台阶半径r2”是指两个销面47、50与台阶面46a之间相交界的边缘的半径，并且该卡定台阶半径r2也小于销腔的径向底面的半径r4。
与常规的基础设计相比较，根据本实用新型的组装状态下的卡定销仍满足如下设计约束条件C1和C2：
C1：卡定行程保持与基础设计相同，而不管内部主体相对于外部主体的取向。
C2：卡定接合区域(在台阶状的平面46a、48a与环形销腔42的下侧壁之间)保持与基础设计相同。
此外，在图5中，示出了销面50与环形销腔42的径向底面在P1位置处的一个接触部，同样地，销面47与环形销腔42的径向底面在另一位置处也构成一个接触部，因此，一共构成有两个接触部。
在此，结合用于推杆式气门机构的气门停用液压挺杆来描述和说明了本实用新型，也可以用于例如气门关闭的气门停用液压气门间隙调节器。
尽管已经参考各种具体实施例描述了本实用新型，但是应当理解，可以在所描述的实用新型构思的精神和范围内做出变形。因此，意图是本实用新型不限于所描述的实施例，而是将具有由所附权利要求的语言所定义的全部范围。

Claims (9)

1.一种用在气门挺杆(10)中的卡定销(46，48)，用于选择性地卡定在设于气门挺杆中的销腔(42)内，
该卡定销整体上构成为一个端部呈球冠面形状的圆柱形销，所述一个端部在径向一侧具有台阶状的平面(46a，48a)，该台阶状的平面(46a，48a)的尺寸设置成能够容纳在销腔(42)内以与销腔的轴向卡定面接合，
其特征在于，
在所述一个端部的顶侧，以将球冠面削低的方式形成有第一坡面(26，28)，
在与所述台阶状的平面(46a，48a)隔着所述第一坡面(26，28)相对的径向另一侧，以将所述球冠面削低的方式形成有第二坡面(25，27)，该第二坡面(25，27)在径向上与所述第一坡面(26，28)相邻接并在周向上与其余的球冠面形状的销面(47，50；49，52)相邻接。
2.根据权利要求1所述的卡定销，其特征在于，所述第一坡面(26，28)和/或第二坡面(25，27)为平坦面。
3.一种气门挺杆(10)，其特征在于包括：
筒状的挺杆主体(14)；
根据权利要求1或2所述的卡定销(46，48)；和
设置在所述挺杆主体中并接纳所述卡定销的销壳体(20)，
所述卡定销选择性地处于接合位置或脱离位置，在所述接合位置，所述卡定销接合于在所述挺杆主体的内壁表面中限定出的销腔(42)内，由此阻止所述销壳体与所述挺杆主体的相对轴向运动并使得所述挺杆主体的轴向往复运动能够经由所述销壳体打开和关闭发动机的气门；在所述脱离位置，所述卡定销从所述销腔脱离接合，由此允许所述销壳体与所述挺杆主体的相对轴向运动并使得所述挺杆主体的轴向往复运动不会经由所述销壳体引起发动机的气门动作。
4.根据权利要求3所述的气门挺杆，其特征在于，
所述销腔(42)为围绕所述挺杆主体(14)的整个圆周延伸的环形凹槽。
5.根据权利要求4所述的气门挺杆，其特征在于，
所述销面(47，50；49，52)所在的球冠面的半径(r1)小于所述销腔的径向底面(34)的半径(r4)。
6.根据权利要求4所述的气门挺杆，其特征在于，
所述台阶状的平面(46a，48a)的卡定台阶半径(r2)小于所述销腔的径向底面(34)的半径(r4)。
7.根据权利要求4所述的气门挺杆，其特征在于，
所述卡定销的所述一个端部形成有隔着所述第一坡面和所述第二坡面间隔开的两个销面(47，50；49，52)，
所述两个销面(47，50；49，52)分别与所述销腔(42)的径向底面(34)接触而形成有两个分开的接触部位。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的气门挺杆，其特征在于，
包括被弹簧(51)相对于彼此径向向外偏置的两个所述卡定销，
其中，所述卡定销在与所述一个端部相对的另一个端部处分别限定销孔(53，55)，
每个所述销孔(53，55)容纳有所述弹簧(51)的对应端。
9.根据权利要求8所述的气门挺杆，其特征在于，
所述卡定销被所述弹簧(51)径向向外偏置成使得在所述接合位置，每个卡定销的所述一个端部从所述销壳体(20)伸出而进入所述销腔(42)中并且所述台阶状的平面(46a，48a)与所述销腔的轴向卡定面接合，
所述卡定销在所述销腔(42)被流体加压时朝向彼此移动成使得在所述脱离位置，每个卡定销克服所述弹簧(51)的弹力而从所述销腔(42)缩回。
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