一种无冲击可变升程的摇臂机构及其连接结构的制作方法

1.本发明涉及发动机配气结构技术领域，具体地指一种无冲击可变升程的摇臂机构及其连接结构。


背景技术：

2.在目前的发动机配气机构中，由于考虑到配气机构零部件的热膨胀变形以及零部件在受力下的变形量，配气机构在装配后均需设置适当的气门间隙，而气门间隙的存在会导致气门开启和关闭时产生冲击。因此，凸轮型线在开启和关闭时刻均需要设计缓冲段，以将气门在开启和落座时的速度降低到允许的范围内，从而减少冲击。而缓冲段的高度(转换到气门侧)应该要大于气门间隙，才能起到缓冲的作用。
3.申请号为202110274216.7，名称为《一种制动摇臂及发动机》的对比文件1中公开了一种制动摇臂及发动机。一种制动摇臂，包括：摇臂，摇臂上设有导向槽；制动活塞，滑动设置于导向槽，制动活塞相对摇臂具有第一工位和第二工位，当制动活塞处于第一工位时，制动活塞与气门分离，当制动活塞处于第二工位时，制动活塞将气门打开；安装于摇臂的热形变驱动件，热形变驱动件与制动活塞传动连接，用于驱动制动活塞由第一工位切换至第二工位；弹性件，弹性件一端与制动活塞连接，另一端与摇臂连接，用于驱动制动活塞由第二工位切换至第一工位。
4.申请号为202010941905.4，名称为《一种摇臂机构及发动机总成》的对比文件2中公开了一种摇臂机构及发动机总成，该摇臂机构包括该摇臂机构包括摇臂轴、摇臂、气门间隙调节装置、配气机构和控制阀。摇臂转动设置于摇臂轴，配气机构包括气门桥，摇臂设有柱塞腔，气门间隙调节装置包括滑动设置于柱塞腔中的液压挺柱，柱塞腔通过供油油路供油，控制阀能将供油油路打开或关闭，当控制阀将供油油路打开时，液压挺柱能够与气门桥抵接，并消除气门桥和液压挺柱之间的间隙。
5.由上述对比文件1和2可知，现有可变升程的摇臂机构均是通过改变气门间隙(或等同于改变气门间隙)的形式来实现气门升程的变化。这样的设计必然会导致气门间隙大于大于凸轮缓冲段高度的情况发生，此时，气门的开启和落座，均会存在剧烈的冲击，产生异常的噪声，并会对配气机构零件的可靠性产生很大的影响，尤其会加剧气阀和阀座之间的磨损。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种通过转移摇臂旋转中心改变摇臂升程、对气门的开启和落座均不会产生冲击的摇臂机构及其连接结构。
7.为实现此目的，本发明所设计的无冲击可变升程的摇臂机构，包括摇臂轴和连接于摇臂轴上的摇臂，所述摇臂轴上活动套设连接有偏心环，所述摇臂活动套设连接于所述偏心环上，所述摇臂、偏心环和所述摇臂轴组成的结构内、沿所述摇臂轴的径向方向设置有可使所述摇臂和偏心环固定为一体或使所述偏心环与所述摇臂轴固定为一体的活塞结构，
所述活塞结构的一端设置于所述摇臂轴内，另一端穿过所述偏心环设置于所述摇臂内，所述摇臂轴内开设有可向所述活塞结构内注油的注油通道。
8.进一步的，所述活塞结构包括沿所述摇臂轴的径向方向设置的活塞腔体，所述活塞腔体内设置有可沿所述活塞腔体轴向移动的柱塞和用于抵推所述柱塞的一端端部的弹性结构。
9.进一步的，所述活塞腔体包括分别固定于所述摇臂轴内、所述偏心环内和所述摇臂内的第一活塞腔体、第二活塞腔体和第三活塞腔体，所述弹性结构设置于所述第三活塞腔体内，所述注油通道与所述第一活塞腔体连通。
10.进一步的，所述弹性结构的原长与所述第三活塞腔体的长度相同，所述柱塞的长度大于所述第二活塞腔体的长度，小于或等于所述第二活塞腔体的长度与所述第三活塞腔体的长度之和。
11.进一步的，所述弹性结构包括沿所述第三活塞腔体的轴向布置的弹性件，所述弹性件的一端固定于所述第三活塞腔体内，另一端与所述柱塞的一端端部固定。
12.进一步的，所述弹性件包括弹簧，所述第三活塞腔体远离所述第二活塞腔体的一端内部固定有堵盖，所述弹簧的一端固定于所述堵盖上，另一端固定有用于抵推所述柱塞的抵推件。
13.进一步的，所述抵推件包括钢球。
14.更进一步的，一种无冲击可变升程的摇臂机构的连接结构，包括上述所述的无冲击可变升程的摇臂机构的连接结构，所述摇臂机构的一端转动连接有凸轮，所述摇臂机构的另一端下方设置有气门，所述气门与所述摇臂机构的另一端之间设置有气门间隙。
15.进一步的，所述摇臂的一端固定有与所述摇臂轴平行布置的滚子轴，所述滚子轴上转动套设连接有滚子，所述滚子与所述凸轮转动连接。
16.还进一步的，所述摇臂的另一端连接有调整螺栓，所述调整螺栓的顶端穿过所述摇臂连接有锁紧螺母，所述调整螺栓的底端固定有象足。
17.本发明的有益效果是：本发明通过活塞结构调整摇臂的转动中心，可通过增大摇臂比来增加气门升程，可根据实际需要以及空间布置的需要，调整偏心量以及偏心的方向，以适应不同发动机的需求。无论摇臂总成处于高升程还是小升程的工作状态，摇臂的滚子和象足的相对位置是保持不变的，即气门间隙保持不变，摇臂无论在哪种状态工作下，均不存在异常的冲击，不会产生异常的噪声，能够很好的保证整个配气机构的可靠性。
附图说明
18.图1为本发明中无冲击可变升程的摇臂机构的连接结构示意图；
19.图2为本发明中无冲击可变升程的摇臂机构未注油时的状态示意图；
20.图3为本发明中无冲击可变升程的摇臂机构未注油时的摇臂转动状态示意图；
21.图4为本发明中无冲击可变升程的摇臂机构注油后的状态示意图；
22.图5为本发明中无冲击可变升程的摇臂机构注油后的摇臂转动状态示意图；
23.其中，1—摇臂轴，2—摇臂，3—偏心环，4—注油通道，5—柱塞，6—第一活塞腔体，7—第二活塞腔体，8—第三活塞腔体，9—弹簧，10—堵盖，11—钢球，12—凸轮，13—气门，14—滚子轴，15—滚子，16—调整螺栓，17—锁紧螺母，18—象足。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.如图1—5所示的无冲击可变升程的摇臂机构，包括摇臂轴1和连接于摇臂轴1上的摇臂2，摇臂轴1上活动套设连接有偏心环3，摇臂2活动套设连接于偏心环3上，摇臂2、偏心环3和摇臂轴1组成的结构内、沿摇臂轴1的径向方向设置有可使摇臂2和偏心环3固定为一体或使偏心环3与摇臂轴1固定为一体的活塞结构，活塞结构的一端设置于摇臂轴1内，另一端穿过偏心环3设置于摇臂2内，摇臂轴1内开设有可向活塞结构内注油的注油通道4。
26.活塞结构包括沿摇臂轴1的径向方向设置的活塞腔体，活塞腔体包括分别固定于摇臂轴1内、偏心环3内和摇臂2内的第一活塞腔体6、第二活塞腔体7和第三活塞腔体8，注油通道4与第一活塞腔体6连通。第三活塞腔体8内设置有可沿活塞腔体轴向移动的柱塞5和用于抵推柱塞5的一端端部的弹性结构。弹性结构包括沿第三活塞腔体8的轴向布置的弹簧9，弹簧9的一端固定于第三活塞腔体8内，另一端与柱塞5的一端端部固定。第三活塞腔体8远离第二活塞腔体7的一端内部固定有堵盖10，弹簧9的一端固定于堵盖10上，另一端固定有用于抵推柱塞5的钢球11。弹性结构的原长与第三活塞腔体8的长度相同，柱塞5的长度大于第二活塞腔体7的长度，小于(或等于)第二活塞腔体7的长度与第三活塞腔体8的长度之和。
27.如图1所示的无冲击可变升程的摇臂机构的连接结构，摇臂2的一端固定有与摇臂轴1平行布置的滚子轴14，滚子轴14上转动套设连接有滚子15，滚子15与凸轮12转动连接。摇臂2的另一端连接有调整螺栓16，调整螺栓16的顶端穿过摇臂2连接有锁紧螺母17，调整螺栓16的底端固定有象足18。象足18下方设置有气门13，气门13与摇臂机构的另一端之间设置有气门间隙。
28.如附图2所示，当摇臂轴1的注油通道4内没有机油时，柱塞5在弹簧9的作用下，柱塞5一端插入到第一活塞腔体6内，柱塞5另一端位于第二活塞腔体7内。此时，当凸轮12驱动摇臂2摆动时，偏心环3同摇臂轴1一起保持不动，摇臂2围绕偏心环3的轴线来回摆动，摆动时状态如图3所示。此时，可变升程的摇臂机构处于低升程状态。
29.如附图4所示，当注油通道4内注油后时，柱塞5在机油压力作用下，推动钢球11和弹簧9，柱塞5的一端插入到第二活塞腔体7内，另一端插入第三活塞腔体8。此时，当凸轮12驱动摇臂2时，偏心环3连同摇臂2一起围绕摇臂轴1的轴线来回摆动，摆动时状态如图5所示。此时，可变升程的摇臂机构处于高升程状态。
30.当注油通道4内压力减小至0时，柱塞5在弹簧9的作用下，一端插入到第一活塞腔体6内，另一端位于第二活塞腔体7内，恢复到低升程状态。
31.如图1所示，当配气机构装配后，调整气门间隙(气门13与象足18之间间隙)至x。
32.当可变升程的摇臂机构处于图3状态时，摇臂2的转动中心位于偏心环3的轴线处，即点o处，此时，摇臂比为a/b，气门间隙为x；
33.当可变升程的摇臂机构处于图4状态时，摇臂2的转动中心位于摇臂轴1的轴线处，即点o’处，此时，摇臂比为a’/b’，气门间隙仍然为x。很显然，a’/b’》a/b，因此从图3切换至图4后，摇臂比增大，气门升程增加，但是气门间隙保持不变，滚子15和象足18的相对位置保持不变。因此，不论是低升程状态还是高升程状态，配气机构在运转时都不会有异常的冲击产生，可以保证机构的可靠性，并且不会有异常的噪声。
34.本发明通过活塞结构调整摇臂2的转动中心，可通过增大摇臂比来增加气门升程，可根据实际需要以及空间布置的需要，调整偏心量以及偏心的方向，以适应不同发动机的需求。无论摇臂总成处于高升程还是小升程的工作状态，摇臂2的滚子15和象足18的相对位置是保持不变的，即气门间隙保持不变，摇臂2无论在哪种状态工作下，均不存在异常的冲击，不会产生异常的噪声，能够很好的保证整个配气机构的可靠性。
35.在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
36.最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。