本申請是國際申請日為2013年7月1日、發(fā)明名稱為“氣門橋”、國家申請?zhí)枮?01380034885.0的專利申請的分案申請。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用在配氣機(jī)構(gòu)總成中的氣門橋。尤其是但非唯一地，本發(fā)明涉及用在配氣機(jī)構(gòu)總成中的、提供壓縮發(fā)動機(jī)制動功能的氣門橋。

發(fā)明背景

除輪制動裝置外，壓縮發(fā)動機(jī)制動裝置一般還作為輔助制動裝置被用在由重型或中型的柴油發(fā)動機(jī)提供動力的較大型的運輸工具如卡車上。壓縮發(fā)動機(jī)制動系統(tǒng)被布置成在被啟動的情況下當(dāng)缸內(nèi)活塞靠近其壓縮行程的上死點中心位置時產(chǎn)生發(fā)動機(jī)氣缸排氣門的額外開啟，從而經(jīng)排氣門釋放壓縮空氣。這造成發(fā)動機(jī)起到減緩運輸工具速度的耗功空壓機(jī)的作用。

在與壓縮發(fā)動機(jī)制動系統(tǒng)連用的典型的配氣機(jī)構(gòu)總成中，排氣門被搖臂驅(qū)動，該搖臂通過氣門橋接合排氣門。搖臂響應(yīng)于在轉(zhuǎn)動的凸輪軸上的凸輪搖擺并下壓氣門橋，氣門橋本身下壓排氣門以打開排氣門。液壓間隙調(diào)節(jié)器也可以設(shè)置在該配氣機(jī)構(gòu)總成內(nèi)用于消除在配氣機(jī)構(gòu)總成內(nèi)的組成部件之間出現(xiàn)的任何間隙(即空隙)。

因此，需要改進(jìn)的氣門橋，尤其是但非唯一地需要一種能與壓縮發(fā)動機(jī)制動系統(tǒng)連用的氣門橋。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種如權(quán)利要求1所述的氣門橋。

在靠近氣門橋一端形成的空腔內(nèi)設(shè)置帶有液壓間隙調(diào)節(jié)器的氣門橋保證了特別緊湊且節(jié)省空間的布局，其能夠針對配氣機(jī)構(gòu)內(nèi)的間隙做出調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明，還提供一種如權(quán)利要求9所述的配氣機(jī)構(gòu)總成。

附圖說明

圖1是配氣機(jī)構(gòu)總成的平面示意圖。

圖2是配氣機(jī)構(gòu)總成的一部分的橫剖側(cè)視示意圖。

圖3是表示氣門橋的橫剖側(cè)視示意圖。

圖4a是氣門橋的組成部件的透視圖。

圖4b是所述組成部件的橫剖視圖。

圖5是夾箍件的透視圖。

圖6是排氣制動搖臂和氣門橋的橫剖側(cè)視示意圖。

圖7是排氣制動搖臂和氣門橋的側(cè)視示意圖，以橫剖視圖示出了致動器的一部分。

圖8示出了致動器的組成部件。

圖9a示出了在第一形態(tài)中的致動器和發(fā)動機(jī)制動腔體。

圖9b示出了在第二形態(tài)中的致動器和發(fā)動機(jī)制動腔體。

圖10示出了氣門升程與曲軸轉(zhuǎn)動關(guān)系的曲線圖。

圖11示出了替代的配氣機(jī)構(gòu)總成的一部分的橫剖側(cè)視示意圖。

具體實施方式

圖1和圖2示意性示出了配氣機(jī)構(gòu)總成1，其包括進(jìn)氣搖臂3、排氣搖臂5和發(fā)動機(jī)制動搖臂7，它們?nèi)计叫邪惭b以便在同一個搖臂軸9上樞轉(zhuǎn)運動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，配氣機(jī)構(gòu)總成1是所謂的‘偏置氣門’總成。每個所述搖臂3、5、7在一端包括各自可轉(zhuǎn)動安裝的滾子11、13和15。進(jìn)氣搖臂的滾子11用于接合進(jìn)氣凸輪(在附圖中看不到)，排氣搖臂的滾子13用于接合排氣凸輪(在附圖中看不到)，而發(fā)動機(jī)制動搖臂的滾子15用于接合發(fā)動機(jī)制動凸輪(在附圖中看不到)，這些凸輪安裝在同一個凸輪軸20上。

如圖2所示，排氣搖臂5在其另一端配設(shè)有插接頭21，該插接頭位于排氣搖臂象腳25的互補(bǔ)成形的窩座23內(nèi)。排氣搖臂象腳25接合操作發(fā)動機(jī)氣缸33的一對排氣門29、31的排氣搖臂氣門橋27。

相似地，進(jìn)氣搖臂3在其另一端配設(shè)有插接頭(未示出)，該插接頭位于進(jìn)氣搖臂象腳(在附圖中看不到)的互補(bǔ)成形的窩座(在附圖中看不到)內(nèi)。該進(jìn)氣搖臂象腳接合操作發(fā)動機(jī)氣缸33的一對進(jìn)氣門39、41的進(jìn)氣搖臂氣門橋37。

在正常的動力發(fā)動機(jī)操作中(即當(dāng)發(fā)動機(jī)正產(chǎn)生動力沖程時)，進(jìn)氣凸輪的凸角(未示出)使進(jìn)氣搖臂3繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)以向下推動進(jìn)氣門橋37和進(jìn)而進(jìn)氣門39、41，以便針對發(fā)動機(jī)周期的進(jìn)氣部分來打開它們。同樣，在發(fā)動機(jī)周期的后面一段時間內(nèi)，排氣凸輪的凸角(未示出)使排氣搖臂5繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)以向下推動氣門橋27和進(jìn)而排氣門29、31，以便針對發(fā)動機(jī)周期的排氣部分來打開它們。與過去一樣，所有氣門29、31、39、41配設(shè)有氣門回位彈簧(未示出)，所述氣門回位彈簧被偏置以便當(dāng)相關(guān)的凸輪凸角脫離與其相應(yīng)的滾子11、13的接合時使氣門29、31、39、41回到其關(guān)閉位置。

如圖2和圖3所示，排氣門橋27在第一端包括空腔45，該空腔內(nèi)設(shè)置有液壓間隙調(diào)節(jié)器(hla)47。如圖2所示，在一端7a，排氣搖臂7配設(shè)有接觸液壓間隙調(diào)節(jié)器47的發(fā)動機(jī)制動控制腔體112。如以下將更詳細(xì)解釋地，控制腔體112能可選擇地配置在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)或者發(fā)動機(jī)制動‘關(guān)閉’形態(tài)中。在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)中，發(fā)動機(jī)制動搖臂7響應(yīng)于轉(zhuǎn)動的發(fā)動機(jī)制動凸輪(未示出)的樞轉(zhuǎn)下壓hla，該hla又下壓排氣門29，其每個發(fā)動機(jī)周期有一次地造成排氣門29的附加氣門升程，從而產(chǎn)生發(fā)動機(jī)制動動作。相比之下，在發(fā)動機(jī)制動‘關(guān)閉’形態(tài)中，發(fā)動機(jī)制動搖臂7的樞轉(zhuǎn)被發(fā)動機(jī)制動控制腔體112的“空動行程”所吸收，因而禁止排氣門29的附加氣門升程。

液壓間隙調(diào)節(jié)器47包括具有閉合端51和敞開端53的外主體49并且在閉合端51和敞開端53之間限定出縱向孔55。閉合端51用于接合氣門29的氣門桿29a。柱塞機(jī)構(gòu)57能來回滑動地安裝在孔55內(nèi)且其上端在孔55的上方延伸。

柱塞機(jī)構(gòu)57和外主體49在它們之間限定出靠近孔55底部(即靠近hla47底部)的第一油壓腔60。在柱塞機(jī)構(gòu)57底部處的開孔62容許油從柱塞機(jī)構(gòu)57內(nèi)的第二油壓腔64或者儲油腔流入到第一油壓腔60。保持油從發(fā)動機(jī)供油裝置(未示出)通過一連串相連的供油管路50被供給第二油壓腔64，所述供油管路穿過搖臂軸9、排氣搖臂5、象腳25和排氣門橋27形成。

在開孔62的下方設(shè)有球閥，該球閥包括被殼體70限制并被彈簧72偏壓到關(guān)閉該開孔62的位置的止回球68。柱塞機(jī)構(gòu)57被保持在第一油壓腔60內(nèi)的彈簧74偏壓伸出該外主體49。

在使用中，彈簧74通過將柱塞機(jī)構(gòu)57推壓出外主體49而伸展液壓間隙調(diào)節(jié)器47的整個長度，以收緊已形成在配氣機(jī)構(gòu)總成1內(nèi)的任何間隙。在此運動過程中，油從第二油壓腔64經(jīng)開孔62流入到第一油壓腔60中。當(dāng)壓力被施加到hla47的上端時，柱塞機(jī)構(gòu)57的內(nèi)縮運動被第一油壓腔60內(nèi)的高油壓所禁止。第一油壓腔60內(nèi)的油因所述球68而無法流回到第二油壓腔64。就像標(biāo)準(zhǔn)做法，油能通過在孔55的表面和柱塞機(jī)構(gòu)57的外表面之間的泄漏而逸出第一油壓腔60，但這只能很緩慢地發(fā)生(尤其如果油是冷的)，因為孔55和柱塞機(jī)構(gòu)57是按照緊公差制造的以限制油流動。

hla47通過伸展來補(bǔ)償氣門間隙，以消除兩個氣門前端上的所有間隙。為此，hla47將伸展，直到排氣門橋27的上表面接觸到象腳25的下表面并與該象腳下表面對齊，而hla47的下表面沒有任何間隙地落座在氣門29前端上，支承件80的另一接觸面沒有任何間隙地落座在氣門30前端上。

在已經(jīng)移動而消除所有間隙之后，排氣門橋27將不一定是水平的，因此緣故，在此例子中，hla47的下表面47a以球面的一部分或較大曲率半徑形式形成，另外，排氣門橋27能繞容置在排氣門橋27的一端的開孔中的支承件80樞轉(zhuǎn)運動地安裝。下表面47a的曲率半徑有助于保證在下表面47a和氣門29前端之間保持良好接觸，尤其當(dāng)氣門橋27并非水平時，并且該接觸遠(yuǎn)離氣門29前端的邊緣。

如圖4a和圖4b所示，支承件80包括大致呈管狀的管狀體84，該管狀體具有一對突耳84a，其從管狀體84的每一端伸出一個。該管狀體還配設(shè)有穿過在使用中大體向下(就附圖而言)的部分表面形成的盲孔86。橫截面大致呈圓形的孔86容納氣門31的氣門前端31a?？?6的直徑僅略大于該氣門前端的直徑，從而該氣門前端在孔86內(nèi)與限定出落座在氣門30前端上的另一接觸面的孔86的盲端緊密配合。

在此例子中，排氣門橋27繞支承件80的樞轉(zhuǎn)有助于保證在氣門橋27并非水平時在支承件80和氣門30前端之間保持良好接觸。在替代實施例(未示出)中，氣門橋27不包括支承件80，相反，為了保持與氣門30前端的良好接觸，氣門橋27配設(shè)有固定的氣門前端接觸面(即氣門橋27無法繞之樞轉(zhuǎn)的表面)，類似于hla47的下表面47a的該氣門前端接觸面以球面部段或者較大曲率半徑形式形成。

排氣門橋27還配設(shè)有如圖5具體所示的夾箍90，夾箍幫助將氣門橋27保持就位在氣門29、30的前端上。夾箍90包括底部段92、第一側(cè)部段94和第二側(cè)部段96，第一和第二側(cè)部段在底部段92的任一側(cè)配置一個并且從底部段92大體垂直突出。底部段92的一端從第一側(cè)部段94和第二側(cè)部段96延伸出并且分成第一部分97a和第二部分97b，這兩個部分通過大致呈c形的橫連件98一體相連。在其另一端，第一側(cè)部段94和第二側(cè)部段96懸伸到底部段92外，第一側(cè)部段94和第二側(cè)部段96均配設(shè)有一對同心開口100中的各自一個。如圖7最清楚所示，夾箍90夾緊到排氣門橋27上，管狀體84的每個突耳84a容納在各自一個所述開孔100內(nèi)，在排氣門橋27的第一端上的凸起102接觸c形橫連件98的底面。

現(xiàn)在參見圖6和圖7，發(fā)動機(jī)制動搖臂7在一端7a包括裝有發(fā)動機(jī)制動控制腔體112的空腔110。相似的腔體在我們的申請wo2011/015603中有描述。發(fā)動機(jī)制動控制腔體112可通過致動器120被配置在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)或者發(fā)動機(jī)制動‘關(guān)閉’形態(tài)中。在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)中，發(fā)動機(jī)制動搖臂7的響應(yīng)于轉(zhuǎn)動的發(fā)動機(jī)制動凸輪(未示出)的樞轉(zhuǎn)在每個發(fā)動機(jī)周期有一次地造成排氣門29的附加氣門升程，以產(chǎn)生發(fā)動機(jī)制動動作。相比之下，在發(fā)動機(jī)制動‘關(guān)閉’形態(tài)中，發(fā)動機(jī)制動搖臂7的樞轉(zhuǎn)通過發(fā)動機(jī)制動控制腔體112的“空動行程”被吸收，因而排氣門29的附加氣門升程被禁止。

發(fā)動機(jī)制動控制腔體112包括第一空心件122、第二空心件124、推壓件126和彈簧128。致動器120使第二空心件124轉(zhuǎn)動以將發(fā)動機(jī)制動控制腔體112配置在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)或者發(fā)動機(jī)制動‘關(guān)閉’形態(tài)中。第一空心件122配設(shè)有阻止第一空心件122轉(zhuǎn)動的限位銷123。第一空心件122的敞開端面向第二空心件124的敞開端，從而第一空心件122和第二空心件124限定出彈簧128所處的內(nèi)腔130。推壓件126沿制動腔體112的縱軸線穿過腔室130設(shè)置并包括上端和下端，該上端穿過在第一空心件122的閉合端內(nèi)形成的孔，該下端穿過在第二空心件124的閉合端內(nèi)形成的孔。第一和第二空心件的敞開端為繞其周向的細(xì)圓齒狀，每一個均包括一連串交替的凸部和凹部。

致動器120包括缸140，該缸設(shè)于搖臂7的一側(cè)并容納有活塞142，該活塞在發(fā)動機(jī)制動關(guān)閉位置和發(fā)動機(jī)制動開通位置之間能往復(fù)運動地安裝在缸內(nèi)，在發(fā)動機(jī)制動關(guān)閉位置上該活塞完全收縮，在發(fā)動機(jī)制動開通位置上該活塞完全伸展。致動器120還包括回位彈簧144，其安置在缸140內(nèi)并被布置成將活塞142偏壓向發(fā)動機(jī)制動開通位置?；钊?42包括伸出缸140外且例如用鉚釘被固定至平面環(huán)件146上的一端。如圖8最清楚所示，平面環(huán)件146包括中心六角形孔148，第二空心件124穿過該中心六角形孔。環(huán)件146還包括圍繞其周向間隔開的三個弧形槽150，各有一個導(dǎo)銷152穿過每一個弧形槽。每個導(dǎo)銷152被固定在搖臂7中并從搖臂7向下延伸。環(huán)件146還包括孔156，環(huán)件可借助所述孔例如通過鉚釘被固定至活塞142。

在如圖9a所示的無效發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)中，第一空心件122的敞開端的每個凸部122a面向第二空心件124的敞開端的凸部124a，每個導(dǎo)銷152處于其槽150的第一端(圖9a所示的右端)。

在發(fā)動機(jī)制動處于開通時的發(fā)動機(jī)工作過程中，凸輪軸每轉(zhuǎn)動一圈有一次地，該發(fā)動機(jī)制動凸輪的凸角(未示出)使排氣制動搖臂7繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)，從而第一空心件122下壓第二空心件124，第二空心件又使推壓件126下壓hla47(即腔體動作像一個整體)。于是，hla47下壓排氣門29，排氣門29打開而產(chǎn)生與活塞壓縮沖程時間吻合的發(fā)動機(jī)制動動作。當(dāng)排氣凸輪凸角脫離與相關(guān)滾子的接合時，氣門回位彈簧(未示出)使排氣門29返回其關(guān)閉位置。

如圖2所示，偏置機(jī)構(gòu)48如片簧被布置成當(dāng)發(fā)動機(jī)制動搖臂7在發(fā)動機(jī)制動動作過程中向下作用于hla47時向上偏壓氣門橋27，以保持氣門橋27和象腳25之間的接觸，從而在供油路徑75中不存在中斷(中斷將會允許空氣進(jìn)入供油路徑)。在此例子中，偏置機(jī)構(gòu)48落座在氣門彈簧擋座48a上。

為了停動發(fā)動機(jī)制動系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)(未示出)通過在發(fā)動機(jī)制動搖臂7內(nèi)形成的供流路徑141(如圖2最佳所示)供應(yīng)液壓流體(如油)至缸140，該缸使活塞142從其收縮位置移動至其伸展位置?；钊?42使環(huán)件146和進(jìn)而第二空心件124移動至如圖9b所示的形態(tài)，其中每個導(dǎo)銷152處于其各自槽150的第二端(如圖9b所示的最前方銷的左端)并且第一空心件122的敞開端的每個凸部122a面向第二空心件124的敞開端的凹部且第一空心件122的敞開端的每個凹部面向第二空心件124的敞開端的凸部124a，因此在這兩個空心件122和124之間有空隙。

在發(fā)動機(jī)制動處于關(guān)閉時的發(fā)動機(jī)工作過程中，當(dāng)發(fā)動機(jī)制動凸輪的凸角(未示出)使排氣制動搖臂7繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)時，第一空心件122和環(huán)件146相對于保持固定不動的第二空心件124運動。第一空心件122和第二空心件124在此運動過程中保持不接觸，即使在排氣搖臂行程末段，因此沒有力施加在推壓件126上，進(jìn)而排氣門29不打開。當(dāng)排氣制動搖臂7返回其初始位置時，第一空心件122和環(huán)件146回到其初始位置，第一空心件122在回位彈簧130的作用下。應(yīng)該認(rèn)識到，圖9b示出了在排氣搖臂7空動行程末段(即當(dāng)?shù)谝豢招募?22相對于第二空心件124完全縮回時)的發(fā)動機(jī)制動控制腔體112。

致動器102配設(shè)有安全止回閥143，安全止回閥143被偏置到關(guān)閉位置，但在缸140內(nèi)的、當(dāng)活塞142有時被撞回到缸140中時所造成的增強(qiáng)流體壓力下打開。安全止回閥在這樣的情況下釋放增強(qiáng)的流體壓力，由此避免液壓鎖死。

圖10示出了氣門升程與曲軸轉(zhuǎn)動之間的關(guān)系，排氣制動升程標(biāo)為300。排氣門的由排氣搖臂5造成的標(biāo)準(zhǔn)排氣升程標(biāo)為301，而進(jìn)氣門39、41的由進(jìn)氣搖臂3造成的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣升程標(biāo)為302。

圖11示出了一個替代實施例，在這里沒有單獨的排氣制動搖臂，相反，發(fā)動機(jī)制動腔體112容置在排氣搖臂5的一端內(nèi)。在此實施例中，推壓件126被連接至落座在排氣門橋27上的象腳25。滾子13接觸包括單凸輪輪廓200的排氣凸輪，該單凸輪輪廓包含主排氣門升程和較小的排氣制動升程。在工作中，當(dāng)發(fā)動機(jī)制動腔體122處于發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)時，凸輪軸每轉(zhuǎn)一圈有一次地，單凸輪輪廓200使排氣制動搖臂5繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)，從而發(fā)動機(jī)制動腔體通過象腳25下壓氣門橋27以打開排氣門29和30，從而產(chǎn)生與活塞壓縮沖程時間吻合的發(fā)動機(jī)制動動作。當(dāng)排氣凸輪凸角脫離與滾子的接觸時，排氣門29、30在氣門回位彈簧(未示出)的作用下關(guān)閉。于是，在凸輪軸轉(zhuǎn)動中的隨后階段，單凸輪輪廓200使排氣制動搖臂5繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)，從而在發(fā)動機(jī)周期的排氣部分中有排氣門29、30的主升程。

在發(fā)動機(jī)制動處于關(guān)閉時的發(fā)動機(jī)工作過程中，當(dāng)單凸輪輪廓200接觸滾子而在將會在發(fā)動機(jī)制動‘開通’形態(tài)中產(chǎn)生發(fā)動機(jī)制動動作的周期部分中造成排氣搖臂5繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)時，就像利用上述實施例那樣，第一空心件122和環(huán)件146相對于在搖臂5的整個運動過程中保持固定不動的第二空心件124自由運動，因而沒有力傳遞至排氣門29和30，排氣門保持關(guān)閉。接著，在凸輪軸轉(zhuǎn)動的隨后階段，當(dāng)單凸輪輪廓又使排氣制動搖臂5繞搖臂軸9樞轉(zhuǎn)時，第一空心件122進(jìn)一步運動且被置入與第二空心件124的嚙合接觸中。結(jié)果，第一空心件122和第二空心件124于是作為一整體動作，并且當(dāng)搖臂5繼續(xù)其向下行程時，力被傳遞給排氣門29和30，其打開并產(chǎn)生主排氣門動作。

以上實施例應(yīng)被理解為只是本發(fā)明的示范例?？梢韵氲奖景l(fā)明的其它實施例。例如，雖然已經(jīng)就被用在提供發(fā)動機(jī)制動功能的配氣機(jī)構(gòu)中的氣門橋而言描述了這些實施例，但這不一定如此。實現(xiàn)本發(fā)明的氣門橋可被用于實現(xiàn)除上述那些動作之外的氣門升程動作。另外，也可以在不超出如所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍的情況下實施以上未描述的等同和修改。