專利名稱：內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)挺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述特征的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)挺桿。
在DE-OS4111610中公開了此類的一種挺桿。挺桿底被一調(diào)整元件穿過，調(diào)整元件的一端作用在間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的止回閥閉合體上，而另一端與所操縱凸輪外表面上的一個(gè)槽配合作用。此槽只沿凸輪外表面的一個(gè)小的局部區(qū)布設(shè)，并在凸輪尖端的兩側(cè)產(chǎn)生升程的凸輪上滾面和凸輪下滾面的區(qū)域內(nèi)延伸。通過在凸輪槽所在區(qū)域之外打開止回閥閉合體應(yīng)獲得任意的氣門進(jìn)氣相位和排氣相位。尤其是力圖達(dá)到受操縱的換氣門關(guān)閉時(shí)刻自動(dòng)根據(jù)轉(zhuǎn)速變化。
然而，行家們由上述公開文件中完全沒有得知，通過采取的措施如何能在凸輪基圓內(nèi)為間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的高壓腔卸荷，以防止在換氣門凸輪基圓內(nèi)凸輪軸偏移、凸輪軸橫向振動(dòng)及其他的影響如不圓度，這些不利的情況可能導(dǎo)致在基圓內(nèi)打開涉及的換氣門。
因此，本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種前言所述類型的挺桿，它克服所提及的缺點(diǎn)，并尤其是采取簡(jiǎn)單的措施避免在基圓階段它的換氣門不希望地打開。
按本發(fā)明此目的通過權(quán)利要求1的特征達(dá)到，由從屬權(quán)利要求可知本發(fā)明合乎目的的具體化。
通過使凸輪的槽除基圓區(qū)外沿其整個(gè)外表面延伸，確定了間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的止回閥并強(qiáng)迫其打開。由于這一“打開”，間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的高壓腔和儲(chǔ)備腔在液壓上互相連通。在凸輪基圓內(nèi)可能的凸輪軸偏移或凸輪軸橫向振動(dòng)或不圓度，均不再會(huì)如行家們已知的那樣導(dǎo)致高壓腔不希望的硬化和被沿閉合方向加載的換氣門可能的卸荷或甚至打開換氣門。但本發(fā)明的保護(hù)范圍還包括這樣一種方案，即，凸輪的槽還延伸到其基圓區(qū)的部分范圍中。
因此，在剛才提及的強(qiáng)迫打開期間，可以在換氣門提升階段通過液壓介質(zhì)的流量平衡按已知的方式補(bǔ)償形成的間隙。與此同時(shí)，防止在基圓階段高壓腔內(nèi)不希望地形成高壓。同樣避免了附加凸輪如噴油泵凸輪在凸輪軸基圓內(nèi)回授給液壓式氣門間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。還已知尤其在過渡工況，亦即從內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)到它的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)在排氣門上產(chǎn)生較大的伸長(zhǎng)。這種長(zhǎng)度變化在最不利的情況下可能導(dǎo)致間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)由于其漏泄作用而不再能補(bǔ)償這種長(zhǎng)度變化，以及使換氣門在凸輪基圓內(nèi)保持開啟一個(gè)部分量。就是這一缺點(diǎn)也能采取按本發(fā)明建議的措施用簡(jiǎn)單的方法排除。
在主權(quán)利要求中還建議，作用在閉合體上的彈性構(gòu)件的彈性力設(shè)計(jì)為明顯地大于迄今的那些彈性構(gòu)件的彈性力。因此，止回閥的密封效果尤其還包括挺桿在大的加速度的情況下均顯著改善。業(yè)已證明，為了打開閉合體，不需要由來自儲(chǔ)備腔的液壓介質(zhì)最低壓力來克服彈性構(gòu)件的力。因?yàn)樵谄袼O(shè)計(jì)的杯形挺桿中此最低壓力例如在怠速區(qū)比較低，故用于止回閥的彈性構(gòu)件的力同樣必須設(shè)計(jì)得較小，以保證在怠速區(qū)間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)也有按規(guī)定的間隙補(bǔ)償功能。采用現(xiàn)在所建議的彈性構(gòu)件較高的彈性力以初始的凸輪升程同時(shí)實(shí)現(xiàn)止回閥快速和可靠的閉合。與此同時(shí)還成功地做到了與迄今的那些升程相比此閉合體的升程明顯增大，所以在初始的基圓階段借助于調(diào)整元件可以立即在氣門上形成較大的流通截面。也可以放松迄今對(duì)閉合體在升程區(qū)內(nèi)保持比較窄的公差的要求，這對(duì)于加工技術(shù)是特別有利的。
若建議閉合體的彈性構(gòu)件有較大的彈性力，那么為了在凸輪基圓內(nèi)打開閉合體所需要的液壓介質(zhì)的壓差為Δp≥0.4bar，而目前由于剛才所說明的情況實(shí)現(xiàn)的最大壓差為≤0.2bar。此壓力在閉合體的通孔處測(cè)量，但未考慮慣性力和其他一些沒有進(jìn)一步說明的影響。根據(jù)挺桿的尺寸作用在閉合體上的彈性構(gòu)件的力選得越大，那么閉合體的閉合特性越可靠。
還可設(shè)想，將凸輪未開槽的外表面區(qū)越過其基圓區(qū)向前凸輪區(qū)延伸。
還規(guī)定，沿凸輪的旋轉(zhuǎn)方向看，縮短凸輪關(guān)閉斜面與凸輪回程段曲面的連接區(qū)。采取按本發(fā)明的措施(強(qiáng)迫打開止回閥)可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因?yàn)檠仃P(guān)閉斜面的整個(gè)長(zhǎng)度無需再顧及間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)不同的下降值。因此可以有利地影響內(nèi)燃機(jī)的功率或扭矩，因?yàn)樵谡麄€(gè)期間可以確定一個(gè)較大的氣門開啟通過截面，以及減小與氣缸上起相反作用的換氣門開啟斜面的重疊區(qū)。目前關(guān)閉斜面的高度約為0.1至0.2mm，而從現(xiàn)在起采用本發(fā)明關(guān)閉斜面的高度應(yīng)＜0.1mm。這一類似于開啟斜面高度的＜0.1的高度，業(yè)已證實(shí)還要求消除間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的可壓縮性。
在按本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，建議用簡(jiǎn)單的螺旋彈簧作為彈性構(gòu)件，用已知的球閥作為止回閥。不過也可以設(shè)想其他的閥如盤形閥等。也可以使用螺旋彈簧、盤形彈簧或適用的類似媒介物作為彈性構(gòu)件。
特別有利的是在杯形挺桿底部的孔同時(shí)有排氣截面。通過此排氣截面成功地做到以簡(jiǎn)單的方式將儲(chǔ)備腔內(nèi)存在的空氣排入大氣中。與此同時(shí)還可通過此橫截面在凸輪起動(dòng)區(qū)實(shí)現(xiàn)底部上側(cè)某種程度的潤(rùn)滑。
通過在凸輪基圓區(qū)閉合體的強(qiáng)迫打開，還泄出可能在高壓腔內(nèi)存在的空氣。因此不再需要將儲(chǔ)備腔沿軸向看定位在高壓腔的上方以便在那里聚集泄出的空氣。從而提供了另一種可能性，即減小在壓力活塞底與挺桿底之間的安裝長(zhǎng)度。
在調(diào)整元件處通過下列措施創(chuàng)造了特別有利的流動(dòng)狀況，即，將調(diào)整元件從閉合體出發(fā)設(shè)計(jì)成錐形的。調(diào)整元件在閉合體一側(cè)的端面還可以有倒角，所以在此倒角處同樣為液壓介質(zhì)創(chuàng)造了有利的流動(dòng)狀況。
本發(fā)明另一項(xiàng)設(shè)計(jì)特征在于，調(diào)整元件帶有一個(gè)保險(xiǎn)裝置例如盤形彈簧。此盤形彈簧尤其用于在挺桿運(yùn)輸時(shí)防止此調(diào)整元件從挺桿內(nèi)部不希望地掉出。此彈簧還防止調(diào)整元件作未規(guī)定的軸向運(yùn)動(dòng)?？稍O(shè)想是多個(gè)保險(xiǎn)裝置，它們與此調(diào)整元件連接成一體。
當(dāng)然，本發(fā)明不僅涉及這里已說明的杯形挺桿，還涉及多種液壓式凸輪隨動(dòng)機(jī)構(gòu)。
下面借助于附圖按合乎目的的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖中

圖1為通過按本發(fā)明的挺桿的縱剖面局部視圖；以及圖2為具有按本發(fā)明的槽的凸輪示意圖。
由圖1可見挺桿1，在這里無需詳細(xì)說明它的功能。此挺桿1有一中空?qǐng)A柱體形狀的套筒2。挺桿1借助于此套筒2在內(nèi)燃機(jī)缸蓋的一個(gè)沒有在圖中表示的孔內(nèi)振動(dòng)。套筒2一端由底3封閉。底3的上側(cè)4被凸輪5(可見圖2)沿升程方向操縱。
朝著底3的下側(cè)6，在中央設(shè)有一液壓式間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)7。間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)7具有一套筒8，它直接作用在下側(cè)6上。套筒8的外表面9(外套)被壓力活塞10局部包圍。壓力活塞10有一個(gè)背對(duì)底3的底11。通過底11，整個(gè)間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)7并因而挺桿1支承在圖中未表示的換氣門上。
在套筒8沿徑向向里伸出的環(huán)形凸臺(tái)12與底11之間，沿軸向延伸一個(gè)液壓介質(zhì)高壓腔13。在環(huán)形凸臺(tái)12上方，在它與底3之間形成一個(gè)液壓介質(zhì)的儲(chǔ)備腔14。
在高壓腔13內(nèi)部裝有止回閥15。此止回閥15由設(shè)計(jì)為球體的閉合體16和彈性裝置17組成。此彈性裝置17一端支承在承托架18上，另一端則沿著朝向底3的方向作用在閉合體16上。在圖1所示的視圖中，閉合體16關(guān)閉了環(huán)形凸臺(tái)12上的通孔19。通孔19具有橫截面A。
與此同時(shí)，一個(gè)設(shè)計(jì)為銷子的調(diào)整元件21穿過底3中的中心孔20延伸。此調(diào)整元件21一端作用在閉合體上，另一端朝凸輪5的方向穿出底3的上側(cè)4。凸輪5在其外表面23上還有一位置與調(diào)整元件21相對(duì)的槽22。此槽22在凸輪5基圓區(qū)α以外沿其全部周緣延伸。與一段調(diào)整元件21相結(jié)合的槽22有這樣的深度，即，當(dāng)調(diào)整元件21面對(duì)著槽22時(shí)，調(diào)整元件21使閉合體16卸荷到這樣的程度，即，使閉合體完全封閉最好制成鉆孔的通孔19。另一方面，調(diào)整元件21在接觸凸輪5的基圓區(qū)α?xí)r，被迫朝壓力活塞10底11的方向移動(dòng)，使閉合體16與通孔19之間產(chǎn)生足夠大的用于液壓介質(zhì)的流通截面。因此，一方面在凸輪5升程階段為了補(bǔ)償間隙而從高壓腔13壓出的液壓介質(zhì)量可以簡(jiǎn)單的方式再吸入高壓腔13內(nèi)。另一方面通過這種強(qiáng)迫打開，凸輪軸的橫向振動(dòng)、凸輪5的不圓度以及別的影響(可見說明書引言部分)不再對(duì)間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)7的間隙補(bǔ)償作用造成負(fù)面的影響。
通過閉合體16在整個(gè)基圓區(qū)α釋放通孔19，不再會(huì)導(dǎo)致帶來行家們已知的缺點(diǎn)的高壓腔13不希望的硬化并因而換氣門卸荷或甚至開啟換氣門。彈性裝置17也不再需要借助于來自儲(chǔ)備腔14沿橫截面A作用的液體平均壓力通過閉合體16打開。因此，與迄今設(shè)計(jì)的彈性力相比，彈性裝置17的力可大大提高。
在儲(chǔ)備腔14內(nèi)部，調(diào)整元件21的外表面24上裝有碟簧狀小板25。雖然此小板25允許調(diào)整元件21朝底11的方向軸向運(yùn)動(dòng)，但可防止調(diào)整元件21從它的孔20掉落。
符號(hào)表1挺桿 16 閉合體2套筒 17 彈性裝置3底18 承托架4上側(cè) 19 通孔5凸輪 20 孔6下側(cè) 21 調(diào)整元件7液壓式間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)22 槽8套筒 23 外表面9外表面24 外表面10 壓力活塞 25 小板11 底A通孔19橫截面12 環(huán)形凸臺(tái) α 基圓區(qū)13 高壓腔β 關(guān)閉斜面14 儲(chǔ)備腔γ 凸輪回程段曲面15 止回閥
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)的挺桿(1)，它以其套筒(2)在氣缸蓋的孔中振動(dòng)并在其底(3)的上側(cè)(4)由凸輪軸的凸輪(5)操縱，液壓式間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(7)以套筒(8)壓靠在底(3)的下側(cè)上，該套筒(8)在其一個(gè)外表面(9)上受一個(gè)可相對(duì)于套筒(8)軸向移動(dòng)的壓力活塞(10)加載，此壓力活塞(10)通過它的底(11)面對(duì)至少一個(gè)換氣門，其中沿軸向在底(11)和套筒(8)的環(huán)形凸臺(tái)(12)之間形成液壓介質(zhì)的高壓腔(13)以及最好沿軸向在環(huán)形凸臺(tái)(12)與底(3)之間形成一液壓介質(zhì)的儲(chǔ)備腔(14)，環(huán)形凸臺(tái)(12)至少有一個(gè)通孔(19)，通孔在高壓腔(13)側(cè)被一個(gè)可朝高壓腔(13)的方向打開的止回閥(15)關(guān)閉，止回閥的閉合體(16)受彈性裝置(17)朝儲(chǔ)備腔(14)的方向加載，以及，此閉合體(16)通過一個(gè)穿過底(3)的孔(20)的調(diào)整元件(21)可朝底(11)的方向移動(dòng)，該調(diào)整元件(21)與凸輪(5)外表面(23)上的槽(22)配合作用，其特征為槽(22)除凸輪基圓區(qū)α外沿凸輪(5)的整個(gè)外表面(23)延伸，其中槽(22)有這樣的深度，即，使延伸到槽(22)內(nèi)的調(diào)整元件(21)將閉合體(16)釋放到這樣的程度，即，使閉合體(16)在其彈性構(gòu)件(17)的力作用下貼靠在通孔(19)上；以及，彈性裝置(17)力的大小設(shè)計(jì)成這樣，即，為了在凸輪(5)基圓內(nèi)打開閉合體(16)，在通孔(19)截面A處需要液壓介質(zhì)的壓差Δp≥0.4bar。
2.按照權(quán)利要求1所述的挺桿，其特征為作為彈性裝置(17)使用一個(gè)螺旋彈簧，作為止回閥(15)使用一個(gè)球閥。
3.按照權(quán)利要求1所述的挺桿，其特征為孔(20)同時(shí)設(shè)計(jì)作為儲(chǔ)備腔(14)的排氣小道。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的挺桿，其特征為調(diào)整元件(21)從其閥端起制成錐形、部分錐形或有逐漸增大的外徑。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的挺桿，其特征為作為調(diào)整元件(21)使用一個(gè)銷子或類似銷子的構(gòu)件。
6.按照權(quán)利要求1所述的挺桿，其特征為調(diào)整元件(21)在儲(chǔ)備腔(14)內(nèi)部它的外表面(24)上連接保險(xiǎn)裝置(25)。
7.按照權(quán)利要求6所述的挺桿，其特征為保險(xiǎn)裝置(25)設(shè)計(jì)為彈簧，該彈簧支承在底(3)的下側(cè)(6)，其中，此彈簧的力明顯小于彈性裝置(17)的力。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的挺桿，其特征為保險(xiǎn)裝置(25)制成朝底(3)的方向的碟簧狀小板或制成圓盤等。
9.按照權(quán)利要求1所述的挺桿，其特征為沿凸輪(5)旋轉(zhuǎn)方向看連接在凸輪回程段曲面(γ)上的關(guān)閉斜面(β)的高度＜0.1mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種挺桿(1),它有液壓式間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(7),在這種挺桿中,在操縱凸輪(5)的基圓區(qū)α內(nèi)強(qiáng)迫打開它的止回閥(15)。按本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)用一調(diào)整元件(21)操縱止回閥(15)的閉合體(16)。此調(diào)整元件(21)穿過挺桿(1)的底并與凸輪(5)外表面(23)上的槽(22)配合作用。除凸輪的基圓區(qū)外此槽(22)沿凸輪(5)的整個(gè)周緣延伸。若現(xiàn)在基圓區(qū)α對(duì)著底(3),則實(shí)施閉合體(16)的強(qiáng)制開啟。因此,在凸輪(5)基圓區(qū)α內(nèi)可以不再導(dǎo)致由挺桿(1)操縱的換氣門不應(yīng)有的卸荷,或不再由于凸輪(5)在間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(7)上不希望的伴隨的開啟運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致?lián)Q氣門開啟。
文檔編號(hào)F01L1/08GK1240497SQ97180764
公開日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1997年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
發(fā)明者沃爾特·斯佩爾 申請(qǐng)人:Ina滾柱軸承制造無限責(zé)任公司