專利名稱：具有過載部件的配氣機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及配氣機構，更具體地涉及具有過栽部件的配氣機構。
技術背景在這一部分中的綜述僅僅提供了與本發(fā)明有關的背景信息并且可 以或不會構成現(xiàn)有技術。內(nèi)燃機通常包括位于發(fā)動機氣缸體內(nèi)的活塞和氣缸的布置。在四 沖程發(fā)動機中，每個氣缸具有至少兩個氣門。這些氣門控制空氣向燃 燒室的流動并允許燃燒廢氣的排放。筒單的氣門結構包括各自由配氣 機構致動的進氣門和排氣門。配氣機構通常包括具有凸輪從動件的凸 輪軸，所述凸輪從動件使相應的推桿和搖臂組件致動。搖臂組件又使 相應的進氣門和排氣門致動。盡管未必發(fā)生，但在配氣機構操作過程中有可能在多個部件中的 一個上發(fā)生故障。 一種這樣的故障可能包括誤時事件。當發(fā)動機上表 現(xiàn)為氣缸不動作的進氣門在排氣門致動之前無意中重新動作時會發(fā)生 誤時事件。在這種情況下，進氣門在較大壓力下被迫克服燃燒和廢氣作用打開。這些氣體可以形成高達19.5kN的力并導致故障出現(xiàn)在配氣 機構或發(fā)動機內(nèi)更換昂貴和/或困難的部件上。因而，要求配氣機構被 設計成在可控位置出現(xiàn)故障，以防在誤時事件中對配氣機構和/或發(fā)動 機產(chǎn)生更大的破壞。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一方面，提供一種用于發(fā)動機的配氣機構。該配氣機 構包括具有氣門側臂和凸輪側臂的搖臂組件。氣門與發(fā)動機相連并與 氣門側臂接觸。推桿通過凸輪軸往復運動并與凸輪側臂接觸。過載部 件定位在搖臂組件或推桿中的至少一個上。該過載部件具有得到校準 以在預定負載下致動的減小的橫截面積。在本發(fā)明的另一方面，過載部件位于推桿上。在本發(fā)明的另一方面，推桿包括具有第一厚度的第一壁部以及在過載部件內(nèi)具有第二厚度的第二壁部，第二厚度小于第一厚度。在本發(fā)明的另一方面，第二壁部被定位成靠近推桿接觸凸輪側杠 桿臂的一端。在本發(fā)明的另一方面，搖臂組件包括限定了孔的環(huán)形延伸部，所 述過載部件包括定位在環(huán)形延伸部上的第一槽和第二槽。在本發(fā)明的另一方面，第一槽和笫二槽定位在環(huán)形延伸部的相對側。在本發(fā)明的另一方面，第一槽使環(huán)形延伸部的橫截面積減小第一 量，并且第二槽使環(huán)形延伸部的橫截面積減小第二量，笫二量不同于 第一量。在本發(fā)明的另一方面，搖臂組件還包括使搖臂組件與發(fā)動機相連 的螺栓，并且所述過載部件位于螺栓上。在本發(fā)明的另一方面，所述螺栓包括圓柱形軸，該圓柱形軸的一 部分具有第一橫截面積，另一部分在過載部件內(nèi)并具有比第一橫截面 積更小的第二橫截面積。在本發(fā)明的另一方面，提供一種用在具有推桿和氣門的配氣機構 上的搖臂組件。所述搖臂組件包括搖臂主體、從搖臂主體上延伸并與 氣門接觸的氣門側臂、以及從搖臂主體上相對氣門側臂延伸并與推桿 接觸的凸輪側臂。槽位于凸輪側臂上并且其尺寸得到校準，使得凸輪 側臂將在預定負載下失效。在本發(fā)明的另一方面，所述槽是圓形的。在本發(fā)明的另一方面，圓形槽位于搖臂第一表面上并且推桿與搖 臂相對于第一表面的第二表面接觸.在本發(fā)明的另一方面，圓形槽與推桿對準。在本發(fā)明的另一方面，搖臂組件還包括從圓形槽延伸的一對側槽。 在本發(fā)明的另一方面，側槽沿第二搖臂長度從圓形槽的相對側延伸。在本發(fā)明的另一方面，搖臂組件還包括在第二搖臂的上表面上形 成的并位于圓形槽內(nèi)的流體口。在本發(fā)明的另一方面，當推桿穿過第二搖臂的圓形槽時，發(fā)生失效。在本發(fā)明的另一方面，如果在失效過程中推桿穿過第二搖臂上的圓形槽，則第二搖臂夾緊推桿。從在此提出的描述中將會清楚地了解到其它應用領域。應該認識 到這些描述和具體實例僅僅是示例性的，并不是要限制本發(fā)明的范圍。


在此描述的附圖僅僅是示例性的，絕不是要限制本發(fā)明的范圍。 圖1是在示例性內(nèi)燃機中示出的根據(jù)本發(fā)明原理的配氣機構的側視圖；圖2是在本發(fā)明配氣機構內(nèi)的推桿的放大側視圖； 圖3A是在本發(fā)明配氣機構內(nèi)的搖臂組件的立體圖； 圖3B是圖3A所示的搖臂組件沿箭頭3B-3B方向截取的一部分的 橫截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的另一搖臂組件的立體圖；以及圖5是在根據(jù)本發(fā)明原理的搖臂組件中采用的螺栓的側視圖。
具體實施方式
以下描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，并不是要限制本發(fā)明、應用或 用途?，F(xiàn)在參照圖1，內(nèi)燃機的一部分被示出并總體由附圖標記10表示。 內(nèi)燃機10包括限定多個氣缸14的發(fā)動機氣缸體12，在圖1中僅示出 了一個氣缸。氣缸蓋16固定在發(fā)動機氣缸體12的頂部并對每個氣缸 14限定至少一個進氣通道18A和一個排氣通道18B。內(nèi)燃機IO還包括根據(jù)本發(fā)明原理的配氣機構20。配氣機構20包 括容納并旋轉(zhuǎn)支承在發(fā)動機氣缸體12內(nèi)的孔24中的凸輪軸22。在所 提供的特定實例中，氣缸14布置成V型結構并且凸輪軸22位于"V" 形底部。然而，應該認識到本發(fā)明可以采用多種其它的氣缸14和凸輪 軸22的布置。配氣機構20還包括推桿26、搖臂組件28和至少一個進氣門29。 凸輪軸22包括與推桿26—端的液壓滾子式氣門挺桿32接合。推桿26 在其相對一端與搖臂組件28相連。搖臂組件28又與進氣門29相連。 進氣門29由偏壓元件31偏壓，所述偏壓元件31在所提出的特定實例 中被表示為彈簧。在配氣機構20的操作過程中，凸輪軸22和進氣凸輪30的旋轉(zhuǎn)使 液壓滾子式氣門挺桿32和推桿26往復運動。推桿26隨后使搖臂組件 28致動，使得搖臂組件28在支承軸33上繞樞轉(zhuǎn)軸線34擺動。樞轉(zhuǎn)軸 線34與凸輪軸24的軸線平行。當通過推桿26往復運動使搖臂組件28 致動時，搖臂組件28打開和關閉進氣門29。進氣門29與氣缸14連通 并在凸輪軸22旋轉(zhuǎn)和推桿26往復運動時可以向氣缸14內(nèi)吸入空氣。還針對發(fā)動機12對排配氣機構36進行說明。排配氣機構36包括 排氣推桿38 (示出其頂部)，其通過凸輪軸22上的排氣凸輪40往復 運動。排氣推桿38又式排氣搖臂42擺動，從而使排氣門44往復運動。 盡管排氣門44的打開和關閉與成對的進氣門29的打開和關閉不同步， 但排配氣機構36以與配氣機構20類似的方式操作。參照圖2，示出了在本發(fā)明配氣機構20上采用的推桿26的放大視 圖。如上所述，推桿26在一端與搖臂組件28相連并在相對一端與液 壓滾子式氣門挺桿32相連。推桿26大體上為圓柱形并包括壁46。壁 46包括內(nèi)表面48和外表面50.壁46的內(nèi)表面48限定了凈皮用于使液壓 流體可以從液壓滾子式氣門挺桿32流到搖臂組件28的內(nèi)腔52,盡管 如此，應該認識到推桿2 6在不脫離本發(fā)明范圍內(nèi)的情況下可以是實心 的。壁46具有貫穿第 一壁部47并由附圖標記54表示的第 一厚度。推桿26還包括過載部件60。過載部件60包括推桿26的壁46的 厚度沿推桿26的第二壁部49減小。因而，過載部件60的壁46具有穿 過第二壁部49并由附圖標記62表示的第二厚度，其小于第一厚度54。 這樣，過載部件60的橫截面積小于推桿26其余部分的橫截面積。在 所提出的特定實例中，通過去除壁46的外表面50上的材料來減小穿 過過載部件60的壁46的厚度。備選地，通過去除壁46的內(nèi)表面48 上的材料來減小穿過過載部件60的壁46的厚度。過載部件50作為用 于配氣機構20的"保險絲"。更具體地，在過栽部件60 (第二壁部 49)上的壁46減小的橫截面積具有比沿推桿26其余部分(第一壁部 47)的壁46的橫截面積更小的抗壓強度。因而，如果推桿26通過過 載部件60承受超過推桿26強度的預定壓縮負載或力，則過載部件60 致動并且推桿26將在過載部件60內(nèi)的一點處分離或彎曲。在過載部 件60上導致致動的負載或力通過調(diào)節(jié)壁46在過栽部件60上的橫截面 積來得到校準。過載部件60優(yōu)選定位成靠近搖臂組件28，使得在過栽部件60的致動過程中，可以最小的困難從發(fā)動機10中拔出推桿26。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3A和3B，提出了在配氣機構20上采用的搖臂組件28 的放大視圖。搖臂組件28包括搖臂主體70，其具有限定出圓柱孔72 的一對環(huán)形延伸部71。圓柱形孔72的尺寸被設計成在其中容納支承軸 33 (圖1)。兩個杠桿臂從搖臂主體70上延伸并包括第一或氣門側杠 桿臂74以及第二或凸輪側杠桿臂76。氣門側杠桿臂74和凸輪側杠桿 臂76從搖臂主體70的相對側延伸。氣門側杠桿臂74與進氣門29 (圖 1)相連。凸輪側杠桿臂76包括上表面78和下表面80。推桿26 (圖1) 在下表面80與凸輪側杠桿臂76相連。流體口 82延伸穿過凸輪側杠桿 臂76并與推桿26配合以穿過推桿26將來自液壓滾子式氣門挺桿32 的液壓流體例如油傳送到搖臂組件28。搖臂組件28還包括位于凸輪側杠桿臂76上的過栽部件84。過栽 部件84包括在凸輪側杠桿臂76的上表面78上形成的圓形槽86。圓形 槽86環(huán)繞流體口 82并定位成使得圓形槽86與推桿26在凸輪側杠桿臂 76的下表面80上的一端大致對準。 一對側槽88A和88B在相對側從 圓形槽86伸出。側槽88A和88B優(yōu)選定位成使得它們沿凸輪側杠桿臂 76的長度延伸。在所提出的特定實例中，側槽88A延伸到凸輪側杠桿 臂76的端部或頂端并且側槽88B向搖臂主體70延伸。過載部件84作 為用于配氣機構20的"保險絲"。更具體地，槽86， 88A和88B配合 以減小凸輪側杠桿臂76的橫截面積，由此降低穿過該橫截面積的凸輪 側杠桿臂76的強度。因而，如果推桿26承受超過過載部件84上凸輪 側杠桿臂76的強度的預定壓縮負栽，則過載部件84將致動并且推桿 26將在圓形槽86附近穿通凸輪側杠桿臂76。凸輪側杠桿臂76還優(yōu)選 在側槽88B與搖臂主體70之間分離或彎曲。在這種致動過程中，凸輪 側杠桿臂76將在推桿26穿通凸輪側杠桿臂76時夾緊推桿26，由此防 止推桿26在發(fā)動機10內(nèi)脫開。槽86， 88A和88B在凸輪側杠桿臂76通凸輪側杠桿臂76。參照圖4，圖3所示的搖臂組件28的備選實施方式被示出并由附 圖標記90表示。搖臂組件90基本上與搖臂組件28類似并包括搖臂主 體92、限定出圓柱形孔95的一對環(huán)形延伸部94A和94B，氣門側杠桿 臂96、以及凸輪側杠桿臂98。搖臂組件卯還^t示出具有位于圓柱形孔95內(nèi)的示例性軸承組件100和示例性支承軸102。搖臂組件90還包括位于環(huán)形延伸部94A上的過載部件104。應該 認識到過載部件104備選地在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以位于環(huán) 形延伸部94B上或位于兩個環(huán)形延伸部94A和94B上。過載部件104 包括第一槽106A和第二槽106B。槽106A和106B位于環(huán)形延伸部94A 的相對側。每個槽106A和106B從環(huán)形延伸部94A的外邊緣107向樞 轉(zhuǎn)軸線34徑向向內(nèi)延伸。槽106A和106B使環(huán)形延伸部94A的壁厚減 小預定量。過載部件104作為用于配氣機構20的"保險絲"。更具體 地，環(huán)形延伸部94A在過載部件104上減小的橫截面積具有比環(huán)形延 伸部94A其余部分更小的強度。因而，如果在誤時事件過程中推桿26 使搖臂組件90承受的負載或力超過穿過過載部件104的環(huán)形延伸部 94A的強度，則過載部件104將致動，由此環(huán)形延伸部94A將在過載 部件104內(nèi)的一點處分離或彎曲。導致在過載部件104上致動的負載 或力的量可以通過調(diào)節(jié)槽106A和106B的深度或尺寸得到校準，調(diào)節(jié) 槽106A和106B的深度或尺寸又改變了穿過環(huán)形延伸部94A的橫截面 積并由此改變穿過橫截面積的強度。在優(yōu)選實施方式中，槽106A和 106B具有不同的深度和尺寸，使得第一槽106A使環(huán)形延伸部94A的 橫截面積或壁厚減小第一量值，并且第二槽106B使環(huán)形延伸部94A的 橫截面積或壁厚減小第二量值，所述第二量值不同于第一量值。因而， 環(huán)形延伸部94A將在槽106A或106B中的一個上分離發(fā)生在其在另一 個上分離之前。因此，環(huán)形延伸部94A將保持連接在穿過槽106A或 106B的橫截面積具有更大強度的槽上。這一特征防止環(huán)形延伸部94A 的一部分完全從搖臂組件28中脫開以及在發(fā)動機10;J^動地移動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，在圖3和4中的搖臂組件28和90上采用的中心螺 栓總體由附圖標記110表示。中心螺栓110延伸穿過中心軸102(圖4) 并使搖臂組件28和卯與發(fā)動機10(圖l)相連。中心螺栓110包括在 狹窄尖部114與頭部116之間延伸的圓柱形軸112。圓柱形軸112具有 由附圖標記118表示的第一直徑。中心螺栓110還包括位于圓柱形軸112上的過載部件120。過栽部 件120包括圓柱形軸112直徑的減小。因而，穿過過栽部件120的圓柱 形軸112具有由附圖標記122表示的第二直徑，該第二直徑小于第一 直徑118，使得穿過過載部件120的橫截面積小于穿過圓柱形軸112其余部分的橫截面積.過載部件120作為用于配氣機構20的"保險絲"。 更具體地，圓柱形軸112在過載部件120上減小的橫截面積具有比沿 圓柱形軸112其余部分更小的強度。因而，如果在誤時事件過程中推 桿26使搖臂組件90并由此使中心螺栓IIO承受的負載或力超過穿過過 載部件120的中心螺栓110的強度，則過載部件致動，由此中心螺栓 110將在過栽部件120內(nèi)的一點處斷裂或分離。導致在過載部件120上 致動的負載或力的量可以通過調(diào)節(jié)圓柱形軸112在過載部件120上的 橫截面積得到校準。優(yōu)選地，在任意給定應用中僅采用在幾個視圖中描述的過載部件 60， 84, 104和120中的一個。然而，應該i人識到在不脫離本發(fā)明范圍 的情況下可以采用任何數(shù)量的組合。本發(fā)明的描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，不脫離本發(fā)明主旨的改變 落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些改變不被認為是脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于發(fā)動機的配氣機構，包括推桿，具有第二端以及與凸輪軸接觸的第一端；搖臂組件，具有第二臂以及與推桿的第二端接觸的第一臂；通過搖臂組件的第二臂致動的氣門；以及位于搖臂組件和推桿中的至少一個上的過載部件，其中所述過載部件得到校準以在預定負載下致動。
2. 如權利要求1所述的配氣機構，其特征在于，所述過載部件位 于推桿上。
3. 如權利要求2所述的配氣機構，其特征在于，推桿包括具有第 一厚度的第一壁部并且過載部件包括具有第二厚度的第二壁部，第二 厚度小于第一厚度。
4. 如權利要求3所述的配氣機構，其特征在于，第二壁部被定位 成靠近推桿接觸搖臂組件的第一壁的第二端。
5. 如權利要求1所述的配氣機構，其特征在于，搖臂組件包括環(huán) 形延伸部，所述過載部件布置在環(huán)形延伸部上并且包括使環(huán)形延伸部 壁厚減小的笫一槽和第二槽。
6. 如權利要求5所述的配氣機構，其特征在于，過栽部件的第一 槽和第二槽定位在環(huán)形延伸部的相對側。
7. 如權利要求6所述的配氣機構，其特征在于，笫一槽使環(huán)形延 伸部壁厚減小的量不同于第二槽使其減小的量。
8. 如權利要求1所述的配氣機構，其特征在于，搖臂組件還包括 使搖臂組件與發(fā)動機相連的螺栓，并且所述過載部件位于螺栓上。
9. 如權利要求8所述的配氣機構，其特征在于，所述螺栓包括圓 柱形軸，該圓柱形軸的一部分具有第一橫截面積，另一部分在過栽部 件內(nèi)并具有比第一橫截面積更小的第二橫截面積。
10. —種用在具有推桿和氣門的配氣機構上的搖臂組件，所述搖臂 組件包括搖臂主體；從搖臂主體上延伸并與氣門接觸的第 一臂；從搖臂主體上相對第一臂延伸的第二臂，所述第二臂與推桿接觸；以及位于笫二臂上的槽，所述槽的尺寸得到校準，使得第二臂將在預 定負栽下分離.
11. 如權利要求10所述的搖臂組件，其特征在于，所述槽是圓形的。
12. 如權利要求11所述的搖臂組件，其特征在于，圓形槽位于第 二臂的第一表面上并且推桿與第二臂相對于笫一表面的第二表面接 觸。
13. 如權利要求12所述的搖臂組件，其特征在于，圓形槽與推桿 對準。
14. 如權利要求13所述的搖臂組件，其特征在于，還包括從圓形 槽延伸的一對側槽。
15. 如權利要求14所述的搖臂組件，其特征在于，所述側槽沿第 二臂長度從圓形槽的相對側延伸。
16. 如權利要求15所述的搖臂組件，其特征在于，還包括在第二 臂的上表面上形成的并位于圓形槽內(nèi)的流體口。
17. 如權利要求16所述的搖臂組件，其特征在于，當推桿穿過第 二臂的圓形槽時，第二臂分離。
18. 如權利要求17所述的搖臂組件，其特征在于，如果推桿穿過 第二臂上的圓形槽，則第二臂夾緊推桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有過載部件的配氣機構，提供一種用在發(fā)動機上的配氣機構。該配氣機構包括具有氣門側臂和凸輪側臂的搖臂組件。推桿通過凸輪軸往復運動并與凸輪側臂接觸。過載部件定位在搖臂組件或推桿中的至少一個上。該過載部件具有得到校準以在預定負載下致動的減小的橫截面積。
文檔編號F01L1/14GK101333947SQ20081012853
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2007年6月28日
發(fā)明者F·J·羅扎里奧, G·J·帕特森, J·B·?？怂? W·C·阿爾伯森 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司