气门摇臂组件的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域。具体地，本发明涉及一种用于发动机的气门机构的气门摇臂组件。


背景技术：

2.气门摇臂是在机动车辆的发动机中将凸轮机构的转动运动转换为适于开闭气门机构的线性运动的部件。为了提高发动机的燃烧效率，在不同的运行状态下需要对发动机气缸的排气周期进行调整，从而获得不同的气门升程。此外，还可以通过禁用气门摇臂的转动运动来实现气缸停缸等功能。
3.在现有技术中，例如cn 105899770 a等专利文献所述，上述功能通常是通过在摇臂杆中设置液压系统来实现的。在这些传统的气门摇臂中，液压系统的结构复杂，不仅导致生产成本较高，而且存在液体泄漏的风险。这使得现有的气门摇臂的经济性和可靠性都较差。


技术实现要素：

4.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种结构简单的气门摇臂组件。
5.上述技术问题通过根据本发明的一种气门摇臂组件而得到解决。该气门摇臂组件包括摇臂杆和支撑摇臂杆的支撑轴，摇臂杆能够由驱动机构驱动来围绕支撑轴转动从而推动气门机构。其中，摇臂杆包括气门侧摇臂、多个驱动侧摇臂和相应的多个可切换单向离合器，气门侧摇臂和每个驱动侧摇臂分别同轴地支撑在支撑轴上并且能够彼此相对转动，每个可切换单向离合器分别以相同的扭矩传递方向设置在气门侧摇臂与相应的驱动侧摇臂之间，从而能够选择性地将每个驱动侧摇臂与气门侧摇臂单向抗扭连接或分离。通过各自独立的多个驱动侧摇臂，可以提供多个不同的气门升程，而设置在每个驱动侧摇臂与气门侧摇臂之间的相应可切换单向离合器使得不同的驱动侧摇臂对气门侧摇臂的驱动扭矩不会相互干涉。同时，还可以通过断开可切换单向离合器来完全切断驱动侧摇臂与气门侧摇臂之间的扭矩传递，从而以简单的方式实现气缸停缸等功能。
6.根据本发明的一个优选实施例，每个可切换单向离合器可以在轴向上设置在气门侧摇臂与相应的驱动侧摇臂之间，从而可以以简单的方式来安装可切换单向离合器，并且有助于节省径向空间。
7.根据本发明的另一优选实施例，该气门摇臂组件可以包括两个驱动侧摇臂和相应的两个可切换单向离合器，气门侧摇臂在轴向上位于两个驱动侧摇臂之间，从而以简单的布局获得两种不同的气门升程。
8.根据本发明的另一优选实施例，气门侧摇臂可以具有用于接合气门机构的第一端以及与第一端相对并且连接支撑轴的第二端，每个驱动侧摇臂可以具有用于接合驱动机构的第三端以及与第三端相对并且连接支撑轴的第四端，在垂直于转动轴线的纵向方向上，气门侧摇臂的第一端和每个驱动侧摇臂的第三端分别位于支撑轴的相反两侧。在这种设计
中，气门侧摇臂和驱动侧摇臂大致沿着纵向方向首尾相接而构成整个摇臂杆，使得连接两者的支撑轴位于整个摇臂杆的中部。
9.根据本发明的另一优选实施例，气门摇臂组件还可以包括设置在气门侧摇臂与相应的驱动侧摇臂之间来提供预紧扭矩的扭簧。当驱动机构不提供驱动扭矩时，扭簧提供的预紧扭矩使得气门侧摇臂保持抵靠气门机构而驱动侧摇臂保持抵接驱动机构，从而防止振动现象。
10.根据本发明的另一优选实施例，该气门摇臂组件还可以包括用于控制可切换单向离合器的致动机构。致动机构可以控制可切换单向离合器在单向传扭状态与分离状态之间切换。致动机构例如可以是电磁致动器，或者也可以是机械、液压等其他形式的致动器。
11.根据本发明的另一优选实施例，可切换单向离合器可以包括沿周向分布的多个离合器单元，从而能够在周向上均匀地传递扭矩。
12.根据本发明的另一优选实施例，该气门摇臂组件还可以包括分别对应于多个驱动侧摇臂的多个滚子，每个滚子可转动地安装在相应的驱动侧摇臂上，使得每个驱动侧摇臂能够经由相应的滚子与驱动机构滚动接合，从而可以减少接触面上的摩擦和磨损。
附图说明
13.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
14.图1示出根据本发明的实施例的气门摇臂组件的安装状态示意图；
15.图2示出根据本发明的实施例的气门摇臂组件的俯视图；
16.图3示出根据本发明的实施例的气门摇臂组件的剖视图；和
17.图4a和图4b示出根据本发明的实施例的气门摇臂组件的可切换单向离合器的示意图。
具体实施方式
18.以下将结合附图描述根据本发明的气门摇臂组件的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
19.根据本发明的实施例，提供了一种用于车辆发动机的气门摇臂组件，其用于控制发动机气门机构的开闭。图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的气门摇臂组件10的安装状态示意图。在图1中，气门摇臂组件10安装在发动机中，用于在驱动机构与气门机构之间传递驱动力。在该实施例中，直接受到驱动的气门机构是控制发动机气门开闭的推杆20，而驱动机构是凸轮30。气门摇臂组件10可以将凸轮30的转动运动转换为推杆20的线性运动。在本发明的实施例中，气门摇臂组件10包括摇臂杆和支撑摇臂杆的支撑轴1。
20.图2和图3分别示出了图1中的气门摇臂组件10的俯视图和沿着剖面a-a的剖视图。如图所示，摇臂杆由多个部分组成，这些部分包括一个气门侧摇臂2和多个驱动侧摇臂3。气门侧摇臂2和每个驱动侧摇臂3分别支撑在支撑轴1的径向外侧，并且其中任意两个摇臂都可以围绕相同的转动轴线进行相对转动。在本实施例中，该摇臂杆示例性地示出为具有两个驱动侧摇臂3。气门侧摇臂2可以在轴向上布置在两个驱动侧摇臂3之间。但应当理解，在
安装空间允许的情况下，气门摇臂组件10中可以设置有更多数量的驱动侧摇臂3。
21.在本实施例中，气门侧摇臂2和每个驱动侧摇臂3都是可以相对于支撑轴1独立转动的部件。为了在轴向上限定这些部件的位置，气门摇臂组件10还可以包括用于在轴向上止挡驱动侧摇臂3的挡圈6。例如，两个挡圈6可以分别在相应的驱动侧摇臂3的远离气门侧摇臂2的一端安装在支撑轴1上的环槽中。安装在环槽中的挡圈6至少在轴向上相对于支撑轴1固定。因此，气门侧摇臂2和每个驱动侧摇臂3在轴向上约束在两侧的挡圈6之间，从而相对于支撑轴1定位。
22.如图1和图2所示，气门侧摇臂2和驱动侧摇臂3分别为大致沿纵向方向延伸的结构，纵向方向是垂直于转动轴线的方向。支撑轴1可以将气门侧摇臂2的端部沿着纵向方向与每个驱动侧摇臂3的相对端部连接，使其共同形成大致也在纵向方向上延伸的完整摇臂杆。具体而言，气门侧摇臂2具有沿纵向方向相对的第一端和第二端，而每个驱动侧摇臂3具有沿纵向方向相对的第三端和第四端。气门侧摇臂2的第一端用于接合推杆20，而第二端与支撑轴1连接。每个驱动侧摇臂3的第三端用于接合凸轮30，而第四端与支撑轴1连接。在纵向方向上，气门侧摇臂2的第一端与每个驱动侧摇臂3的第三端分别位于支撑轴1的相反两侧。
23.气门摇臂组件10还可以包括与多个驱动侧摇臂3对应的多个滚子8。每个驱动侧摇臂3分别设置有一个相应的滚子8。每个滚子8可以相对于相应的驱动侧摇臂3转动，其转动轴线与驱动侧摇臂3围绕支撑轴1的转动轴线平行。驱动侧摇臂3通过其滚子8滚动接触凸轮30。优选地，如上所述，滚子8可以设置在驱动侧摇臂3的远离支撑轴1的端部处，即设置在第三端处。
24.如图3所示，在每个驱动侧摇臂3与气门侧摇臂2之间分别设置有相应的可切换单向离合器5。可切换单向离合器5可以控制相应的驱动侧摇臂3与气门侧摇臂2之间的扭矩传递。具体而言，可切换单向离合器5能够在接通和断开两种状态之间切换。当可切换单向离合器5处于接通状态时，在驱动机构推动摇臂杆转动的方向上(图1中为逆时针转动)，扭矩可以从每个驱动侧摇臂3向气门侧摇臂2传递，但不能从气门侧摇臂2向驱动侧摇臂3传递。在这种情况下，两个驱动侧摇臂3分别接合两个不同的凸轮30，从而能够为气门机构提供两种不同的升程，并且在气门侧摇臂2受到一个驱动侧摇臂3推动时，该驱动侧摇臂3不会通过带动另一个驱动侧摇臂3转动。当可切换单向离合器5处于断开状态时，该可切换单向离合器5两侧的摇臂之间不能传递任何方向的扭矩。因此，在同时断开所有的可切换单向离合器5的情况下，可以实现气缸停缸等功能。
25.如图3所示，在气门侧摇臂2和驱动侧摇臂3的沿轴向相对的表面上分别形成有相对应的凹槽，在相对的凹槽之间形成用于可切换单向离合器5的安装空间。可切换单向离合器5可以包括一个或多个离合器单元，其中，多个离合器单元可以沿周向分布、特别是沿周向均匀地分布。
26.图4a和图4b示出了可切换单向离合器5的一种示例性的构造。如图所示，每个离合器单元包括接合片和弹性件。接合片的一端以可转动的方式安装在气门侧摇臂2和驱动侧摇臂3中任一者的凹槽内部。接合片的延伸方向大致沿着支撑轴1切向方向，而接合片相对于凹槽的转动方向大致沿着支撑轴1的轴向方向。因此，在接合片转动的过程中，接合片可以完全容纳到所连接的凹槽内部(图4b)，或者可以在连接端保留在所连接的凹槽内部的同
时将自由端延伸到相对侧的凹槽中(图4a)。当接合片将自由端延伸到相对侧的凹槽中时，接合片就可以在预定的转动方向上抵接在气门侧摇臂2与相应的驱动侧摇臂3之间，从而能够单向地传递扭矩。当接合片可以完全容纳在所连接的凹槽内部时，气门侧摇臂2与相应的驱动侧摇臂3之间没有任何扭矩传递。多个相同或类似的这种离合器单元可以沿周向均匀地分布，并且受到同步的控制。需要注意的是，这仅是可切换单向离合器5的一种可能的实现形式，现有技术中还存在许多不同类型的可切换单向离合器，这些可切换单向离合器同样也适用于本发明的气门摇臂组件10。
27.为了控制可切换单向离合器5的切换状态，气门摇臂组件10还可以包括用于控制可切换单向离合器5的致动机构7。致动机构7例如可以设置在驱动侧摇臂3的轴向外侧，或者也可以设置在驱动侧摇臂3或气门侧摇臂2的内部。致动机构7例如可以是电磁致动器，或者也可以是其他类型的致动机构，例如液压或机械式致动机构等。
28.根据优选的实施例，气门摇臂组件10还可以包括一个或多个扭簧4。每个扭簧4分别设置在相应的驱动侧摇臂3与气门侧摇臂2之间，以便在驱动侧摇臂3与气门侧摇臂2之间提供预紧扭矩。例如，如图3所示，扭簧4也可以安装在气门侧摇臂2与相应的驱动侧摇臂3的相对的轴向端面上的环槽中。扭簧4提供的预紧扭矩分别向相反的方向推动气门侧摇臂2和相应的驱动侧摇臂3，使得气门侧摇臂2保持抵接推杆20而驱动侧摇臂3保持抵接凸轮30。因此，即使在无扭矩传递的情况下，气门侧摇臂2和驱动侧摇臂3也不会处于松弛状态，从而避免产生振动。
29.根据本发明的气门摇臂组件通过可切换单向离合器来将多个独立的驱动侧摇臂分别与同一个气门侧摇臂连接，从而可以通过简单的结构来实现多种不同的气门升程。这种气门摇臂组件不仅易于生产和组装，而且操作方便、可靠性高。
30.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
31.附图标记表
[0032]1ꢀꢀꢀ
支撑轴
[0033]2ꢀꢀꢀ
气门侧摇臂
[0034]3ꢀꢀꢀ
驱动侧摇臂
[0035]4ꢀꢀꢀ
扭簧
[0036]5ꢀꢀꢀ
可切换单向离合器
[0037]6ꢀꢀꢀ
挡圈
[0038]7ꢀꢀꢀ
致动机构
[0039]8ꢀꢀꢀ
滚子
[0040]
10
ꢀꢀ
气门摇臂组件
[0041]
20
ꢀꢀ
推杆
[0042]
30
ꢀꢀ
凸轮
[0043]
a-a 剖面