枢转的可变凸轮随动件制造技术

本发明专利技术提供一种凸轮随动件，所述凸轮随动件用于可操作附装到气门挺杆组件以用于与在可变气门定时系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述凸轮随动件包括：外壳，所述外壳具有中心腔体；和蘑菇头，所述蘑菇头具有主干部，所述主干部在中心腔体中可枢转地连接到外壳，所述蘑菇头具有圆弧表面，所述圆弧表面用于接触凸轮凸角表面。所述凸轮随动件与可轴向位移的凸轮轴的可变凸轮表面组合使用以获得对怠速转速和容积效率的改进。

Pivoting variable cam follower

The invention provides a cam follower and the cam follower for operation can be attached to the valve tappet assembly for use for variable cam lobe camshaft in variable valve timing system, wherein the cam follower includes a housing, the housing has a central cavity and mushroom head; the mushroom head, with the main cadres, cadres is pivotally connected to the housing in the center of the cavity, the mushroom head has a circular arc surface, the arc surface contact surface for the cam lobe. The cam follower is combined with a variable cam surface of an axially shifting cam shaft to obtain improvements in idle speed and volume efficiency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的凸轮接触装置，所述改进的凸轮接触装置用于在内燃机中使用并且优选地用于在具有可变气门致动的内燃机中使用。尤其，具有枢转的蘑菇头凸轮随动件的凸轮随动件与可轴向位移的凸轮轴的可变凸轮表面组合使用以获得对怠速转速和容积效率的改进。
技术介绍
内燃机的设计尤其相对于凸轮轴设计并且由此相对于气门致动在冲突设计或性能参数之间需要大量的权衡。例如，在发动机的设计中，设计师会想要在不危及令人满意的发动机性能的情况下将排气排放物减到最少并且提供提高的燃料经济性。在过去，这种发动机的设计将受到这样的冲突参数限制，导致设计师对该设计妥协以实现参数之间的平衡。照此，设计师将经常关注于主要性能目标(例如，较低的排放物)，这会不利于期望的发动机性能(例如，转矩或怠速稳定性)。这样的妥协经常由设计师的失败所导致而将透气性并入发动机中，如由最佳的燃料和空气的进气以及在燃烧之后的消耗的气体的排气所代表。发动机的透气性主要由凸轮轴、凸轮凸角、气门挺杆(及其相关联的推杆或摇臂，如果适用的话)的物理结构确定。尤其，凸轮的物理形状或轮廓以及它们相对于彼此的相对取向确定进气门和排气门打开的定时、打开的持续时间、气门升程和气门关闭的定时，所述气门关闭的定时连同相应的进气门和排气门围绕凸轮轴的取向一起确定气缸的功率曲线分布图。由于工作环境的高温、高压和机械速度以及这些部件的物理复杂性，在发动机操作期间对气门调节是困难的，并且因此，大多数的发动机利用固定的凸轮凸角设计，其中，气门操作的相对参数不随发动机转速而变化。结果，固定的凸轮凸角发动机需要在发动机的性能参数之间权衡。更具体地，凸轮轴的功能是在适当的时间打开和关闭气门，以便在燃烧之前填充气缸和在燃烧之后清空气缸。凸轮凸角被安装在凸轮轴上并且具有轮廓，所述轮廓确定气门打开的定时、气门升程和打开的持续时间以及气门关闭的定时。凸轮随动件与凸轮的表面密切接触并且骑跨在这些表面上，以便将打开/关闭的力施加到气门。气门的打开和关闭由此与凸轮轴的转动合拍，所述凸轮轴的转动继而由曲柄轴控制。因此，凸轮的物理尺寸或形状、挺杆、和凸轮相对于彼此的取向是可以变化的参数，以便获得需要的发动机性能。相对于凸轮的物理尺寸或设计，各种术语通常用于说明凸轮的形状和气门的物理运动。例如，凸轮的“基圆”限定气门关闭的周期，“间隙斜面”限定在关闭和可测量的气门升程之间的过渡时间，“侧翼”或“斜面”提供用于气门打开的时间和气门打开的特征，鼻部限定气门完全打开的时间和最大打开位移，并且“持续时间”限定气门离开其座部的时间。凸轮的这些参数中的每个都不能在发动机操作期间被独立地控制，并且因此需要在将关于其它参数所允许的凸轮的物理尺寸之间妥协。例如，持续时间是在通过打开气门太久而将气门打开久到足以填充和/或排空气缸但导致动态压缩损和增大的升程增加了动力但由挺杆直径限制之间妥协。相对于挺杆(或挺柱)的设计，挺杆的技术是可在发动机之间变化的。通常，挺杆设计的主要目标是在将操作期间的噪音减到最小的同时维持挺杆表面和凸轮表面之间的接触。挺杆的两大主要类别是固体挺杆和液压挺杆，每个类别都提供可变接触端部、蘑菇状物和滚子，所述可变接触端部包括平端部。液压挺杆的使用通常减小气门间隙和噪音。平坦的挺柱凸轮一般横过其表面具有轻微的锥度，而相对应的挺柱端面一般略微凸起，以便补偿未对准的挺杆孔。滚子挺杆包括与凸轮接触的轮或滚子。滚子挺杆允许用于高度积极的斜面轮廓，并且结果需要较高的气门弹簧张力以保持滚子与凸轮接触。滚子挺杆也减少挺杆和凸轮之间的摩擦损失，并且由此将提高发动机的总功率或效率。蘑菇挺杆在端部处具有凸起，并且用于在每一持续时间提供更大的升程。进气和排气凸轮相对于彼此的相对取向有助于限定发动机的功率曲线分布图。具体地，凸角分离角或重叠部确定由进气和排气门同时打开所持续的时间，其中较宽的凸角分离角通常提高怠速质量、怠速真空和高端功率，而较窄的凸角分离角降低怠速质量，但是提供较好的中间范围转矩。凸轮达到的程度也是这样的参数，即，所述参数可以用于影响发动机性能并且涉及改变供凸轮相对于曲柄轴促动气门的点。具体地，延迟凸轮轴，即，相对于曲柄轴较迟打开气门使功率向高转速运动，并且可以在降低下端部转矩的同时增大马力。相比之下，提前凸轮轴(较早打开气门)具有相反的效果。为了解决与固定的凸轮定时相关联的问题中的某些，已经设计出可变凸轮定时系统。通常，这样的系统提供具有三维表面的凸轮凸角和挺杆，所述挺杆允许轴向地运动越过三维凸轮表面。因此，凸轮轴的轴向位置将确定控制气门定时的特定凸轮轮廓。例如，通过稀释气缸内的混合物、通过降低燃料进入特征、通过提供较短的进入时间，提高了燃料经济性，但是降低了发动机的转矩响应。相比之下，通过使气缸内的混合物浓缩、通过增加燃料进入时间、通过提供更大的升程和更久的持续时间，引起马力增大。可变气门定时系统可以通过依据发动机的转速(每分钟转数)提供不同的凸轮轮廓由此有助于改进发动机的透气性和增大歧管压力来调解这样的冲突目标。在较高性能应用中，目前最先进的技术将基于单轴滚子或轮的挺杆认为用于气门机构操作的最优性能增强装置。然而，随着对更高发动机转速的渴望已经增长，已经发现，基于轮的挺杆将在构造成用于更高转速的发动机中使用的更高张力的弹簧下失效。典型地，失效在两种方式下发生；轮自身中的滚子轴承失效和/或挺杆的突变失效，二者均是由于在气门挺杆和气门机构中产生振动的轮“平点”。此外，现有的基于轮的挺杆设计不向滚子轴承提供直接输送的润滑，而是间接地发生润滑，这降低了从轴承表面散热的能力。因此，随着轮会在两个表面之间有最小油膜的情况下与轴承座圈间接接触，轴承寿命会减少。为了在基于单轴的系统中实现最大轴承寿命，鉴于在挺杆本体的界限内将轮直径最大化，设计师必须平衡三个参数。这三个因素是滚子轴承直径、轴直径和轮厚度。这些参数中的每个都必须改变以将轴承表面上的压缩和接触应力最小化、将轴中的应力最小化和将轴的偏转最小化，所述轴的偏转直接影响滚子轴承内的接触应力。虽然过去例如在美国专利2969051、德国公布DE 197 55 937、瑞士公布DE 304494和美国专利2307926以及PCT公布No.W002/12682中已经公开了可变气门定时系统，但是挺杆/凸轮接触系统还没有经历普遍的实施方案或成功。这种缺乏成功的原因在于假设是在这样的系统的实际实施方案中所经历的故障的结果。即，在内燃机的苛刻的操作条件内，推测先前的可变气门定时系统在这些系统的轴承/座圈内经历轴承故障。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种凸轮随动件，所述凸轮随动件用于可操作附装到气门挺杆组件以用于与在可变气门致动系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述凸轮随动件包括：外壳，所述外壳具有中心腔体；和蘑菇头，所述蘑菇头具有主干部，所述主干部在中心腔体中可枢转地连接到外壳，所述蘑菇头具有圆弧(radiused)表面，所述圆弧表面用于接触凸轮凸角表面。在一些实施例中，蘑菇头具有部分圆弧的凸轮表面和部分平坦的凸轮接触面。在凸轮随动件的一些实施例中，圆弧表面的边缘是弯曲的以帮助圆弧表面与凸轮凸角表面的边缘滑动接合。在凸轮随动件的一些实施例中，主干部通过轴可枢转地连接到外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮随动件，所述凸轮随动件用于能操作附装到气门挺杆组件以用于与在内燃机内的可变气门定时系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述凸轮随动件包括：a)外壳，所述外壳具有中心腔体；和b)蘑菇头，所述蘑菇头具有主干部，所述主干部在所述中心腔体中可枢转地连接到所述外壳，所述蘑菇头具有圆弧表面，所述圆弧表面用于接触凸轮凸角表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 US 61/970,9871.一种凸轮随动件，所述凸轮随动件用于能操作附装到气门挺杆组件以用于与在内燃机内的可变气门定时系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述凸轮随动件包括：a)外壳，所述外壳具有中心腔体；和b)蘑菇头，所述蘑菇头具有主干部，所述主干部在所述中心腔体中可枢转地连接到所述外壳，所述蘑菇头具有圆弧表面，所述圆弧表面用于接触凸轮凸角表面。2.根据权利要求1所述的凸轮随动件，其中，所述圆弧表面的端部是弯曲的以帮助所述圆弧表面与所述凸轮凸角表面的边缘滑动接合。3.根据权利要求1或2所述的凸轮随动件，其中，所述主干部通过轴可枢转地连接到所述外壳，所述轴延伸通过所述外壳的相对的侧中的开口且通过所述蘑菇头的主干部。4.根据权利要求3所述的凸轮随动件，其中，所述外壳操作地连接到用于向所述蘑菇头和所述凸轮凸角表面提供润滑的润滑系统，所述润滑系统包括：a)在所述外壳中的至少一个通道，所述在外壳中的至少一个通道从所述气门挺杆组件中的润滑剂储器延伸到所述外壳的相对的侧中的开口中的至少一个；b)在所述轴中的至少一个润滑剂接收端口和在所述轴中的至少一个润滑剂输送端口，所述在轴中的至少一个润滑剂接收端口用于接收穿过所述外壳中的通道的润滑剂，所述在轴中的至少一个润滑剂输送端口用于将所述润滑剂从所述轴传送到所述蘑菇头的主干部；和c)在所述蘑菇头中的通道，所述在蘑菇头中的通道从所述主干部延伸到所述圆弧表面以用于将所述润滑剂传送到所述圆弧表面，由此向所述圆弧表面和所述凸轮凸角表面提供润滑。5.根据权利要求4所述的凸轮随动件，其中，所述在外壳中的至少一个通道由一对通道提供，所述一对通道中的每个通道都从所述储器延伸到所述外壳的相对的侧中的开口中的一个，并且其中，所述在轴中的至少一个润滑剂接收端口由在所述轴中的一对润滑剂接收端口提供，每个润滑剂接收端口都与所述一对通道中的相对应的通道基本对准。6.根据权利要求4或5所述的凸轮随动件，其中，所述在轴中的润滑剂输送端口基本位于所述轴的纵向中心中。7.根据权利要求6所述的凸轮随动件，其中，所述在蘑菇头中的通道基本位于所述蘑菇头的纵向中心中并且与所述在轴中的润滑剂输送端口基本对准。8.一种气门挺杆组件，所述气门挺杆组件用于与在内燃机(ICE)内的可变气门定时系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述气门挺杆组件包括根据权利要求1至7中任一项所述的凸轮随动件，所述凸轮随动件操作地连接到所述ICE内的气门挺杆或与气门挺杆成一体地形成。9.一种具有枢转的凸轮随动件的摇臂气门挺杆组件，所述摇臂气门挺杆组件用于与在内燃机(ICE)内的可变气门定时系统中的可变凸轮凸角凸轮轴一起使用，所述摇臂气门挺杆组件包括：a)具有凸轮随动件外壳的摇臂，在所述摇臂内所述凸轮随动件外壳与所述摇臂成一体地形成，所述外壳具有中心腔体；和b)具有主干部的蘑菇头，所述主干部在所述中心腔体中可枢转地连接到所述外壳，所述蘑菇头具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·波默洛，
申请(专利权)人：丹尼尔·波默洛，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA