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内燃机系统的推杆机构

阅读:358发布:2020-05-14

专利汇可以提供内燃机系统的推杆机构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 内燃机 的气 门 系统的 推杆 机构,其结构如下:调节螺钉拧入 气门升程 可变装置的 摇臂 中,推杆部件连接在调节螺钉的下端部上,成为一个整体。推杆部件设置在摇臂上,使其能在调节螺钉的轴线方向上自由移位,并且限制其绕着轴线转动,同时把压接 阀 杆的表面做成圆筒形表面的一部分,两者的 接触 成为圆筒形表面的接触,从而能减小表面压 力 。因此,本 发明 的结构可以把阀杆端部的耐磨损性能设定得很低,而且由于调节螺钉也不用像以往那样直接与阀杆滑动接触,所以没有必要使用硬质材料,可以使用那些廉价的材料,因而降低了零件的成本。进而,由于使用调节螺钉能够进行推杆调节,改善了作业性能,所以特别适用于气门升程可变装置。,下面是内燃机系统的推杆机构专利的具体信息内容。

1.一种内燃机的气系统的推杆机构,其特征在于,该机构具有:调 节螺钉,安装在内燃机气门系统的摇臂上,用于进行推杆调节;推杆部 件,绕着上述螺钉轴线相对自由转动地连接在上述调节螺钉上,并且形 成由圆筒形表面的一部分构成的表面,使该面压接在杆上;止转装置, 设置在上述摇臂上,使上述推杆部件能在上述轴线方向自由移位,并限 制其绕着上述轴线转动。
2.如权利要求1所述的内燃机气门系统的推杆机构,其特征在于,在 凸轮和将其凸轮升程传递给上述阀杆的摇臂之间,设置气门升程可变装 置。

说明书全文

技术领域

发明涉及内燃机系统的推杆机构

背景技术

以往公知的四冲程内燃机的气门机构是用支承在汽缸盖上的能够摇 动的摇臂来驱动并开启菌形的进气门或者排气门。这种进气门或者排气 门,是借助压缩设置(縮設)在形成于汽缸盖上的弹簧座和通过销固定 在杆上的弹簧保持器之间的气门弹簧来压住气门,使气门处于经常关 闭的状态。此外,把摇臂设置在发动机主体上,使其能够自由摇动,并 由转动的凸轮使摇臂摇动,由此,通过该摇臂来开启进气门或者排气门。
在设置了上述摇臂的机构中,在其摇臂的阀杆一侧的摇动端部上设有 压接阀杆的推杆部件,需要进行推杆调节。在推杆调节结构中,除了具 有在摇臂的支点的调节机构之外,还在推杆部件上形成螺钉部分,在把 这种推杆部件拧入摇臂的摇动端部的同时,调节拧入量,并用螺母 将其固定(例如,参照专利文献1)。此外,在通过上述螺钉进行推杆调 节的机构中,还有把推杆部件上的压接阀杆的部分做成球面的结构。在 用锁紧螺母来固定具有该球面接触部分的螺钉轴线方向的位置的机构 中,由于能很方便地用螺钉来进行推杆调节,所以具有良好的作业性能, 而且结构简单,提高了可靠性的优点,因而获得了最广泛的应用。
专利文献1  特开平8-35408号公报(第3~4页,图1)
可是,在使用具有球面接触部分的螺钉和锁紧螺母的机构中,为了使 螺钉即推杆部件本身转动,接触部分就必须是球面,而由于是球面,接 触面压很大,要求这种部件有很高的耐磨性能和耐点状腐蚀的性能。 因此,就需要用高精技术来加工推杆部件,存在着制造成本很高的问题。

发明内容

为了解决上述问题,实现推杆调节性能良好且价格低廉的推杆机构, 在本发明中,推杆机构具有下列各种部件:调节螺钉31,安装在内燃机 气门系统的摇臂4上,用于进行推杆调节;推杆部件17,绕着上述螺钉 轴线相对自由转动地连接在上述调节螺钉31上,并且形成由圆筒形表面 的一部分构成的面17c,使该面17c压接在阀杆3a上;止转装置4a、4b, 设置在上述摇臂4上,使上述推杆部件17能在上述轴线方向自由移位, 并限制其绕着上述轴线转动。
特别是,把气门升程可变装置1设置在凸轮2和将该凸轮升程传递给 上述阀杆3a的摇臂4之间,就更加适宜。
按照本发明,连接在推杆调节用的调节螺钉上的推杆部件,由于压接 在阀杆(阀杆端部)上,并且其压接面是由圆筒形表面的一部分构成的, 所以两者的接触为圆筒形表面的接触,能减小表面压力。因此,可以把 阀杆端部的耐磨损性能设定得很低,并且由于调节螺钉也不像以往那样 直接与阀杆滑动接触,所以没有必要使用硬质材料,而是可以使用那些 廉价的材料,因而降低了零件的成本。进而,由于能使用调节螺钉进行 推杆调节,从而也改善了作业性能。
特别是,在设有气门升程可变装置的气门系统中,如果做成以往那样 的结构,就必须把调节螺钉前端部压接在阀杆上并产生滑动接触的面积 做得很大,很难将其做成球面接触,与此相反,按照本发明,就能很容 易地实现圆筒形表面接触,很适合于气门升程可变装置。
附图说明
图1是本发明切除了气门升程可变装置的一部分后的侧视图;
图2是本发明切除了气门升程可变装置的一部分后的立体图;
图3是驱动装置的主要部分立体图;
图4是气门升程可变装置的工作说明图;
图5是气门升程可变装置的工作说明图;
图6是气门升程可变装置的特性曲线图;
图7是表示调节螺钉与推杆部件的连接状态的主要部分放大侧视断面 图;
图8是表示摇臂与推杆部件的关系的主要部分立体图。
符号说明:
1:气门升程可变装置;
2:凸轮;
3a:阀杆;
4:摇臂;
4a:孔(止转装置);
4b:凹槽(止转装置);
17:推杆部件;
31:调节螺钉

具体实施方式

下面,参照附图说明本发明的实施例
图1和图2表示本发明所适用的内燃机的气门升程可变装置的基本结 构。这种气门升程可变装置1是一种使得进气门或者排气门的开度进行 连续而且无级地变化的装置。在附图所示的例子中,设有下列部件:摇 臂4,其将进气凸轮2的升程传递给进气门3;上联杆部件7,用上部销 子6将其叉形部分和辊子从动件5一起连接在摇臂4上部;下联杆部件9, 其一端用下部销子8连接在摇臂4的下部。
上联杆部件7的另一端枢轴安装(枢着する)在固定于汽缸盖(图中 未表示)上的摇臂支撑轴10,下联杆部件9的另一端枢轴安装在曲柄部 件11的曲柄销12上。
通过曲柄臂部分13a、13b连接在曲柄部件11的曲柄销部分12上的 曲柄轴部14的两端枢轴安装在,例如,在汽缸盖罩HC等实质上与汽缸 盖成为一体的部件上形成的支撑孔15中。上述曲柄轴部14的中间部分 把一对曲柄臂部分13a、13b彼此之间相互连接,并在气缸列的方向上延 伸,一对曲柄臂部分13a、13b夹着串联连接的各个气缸上的气门升程可 变装置1的摇臂4的下部和下联杆部件9的连接部。另外,在图2中, 为了明示摇臂4的下部与下联杆部件9的连接部分,把曲柄销部分12切 断,并将一侧的曲柄臂部分13a向右方偏移。
进气凸轮2与和内燃机曲柄轴同步旋转的凸轮轴16形成一个整体。 摇臂4的摇动端,通过推杆部件17压接在两个进气门3的各自的阀杆3a 的上端,由于凸轮轴16的转动,进气凸轮2便推压枢轴安装在摇臂4上 的辊子从动件5,从而同时开启并驱动两个进气门3,关于这一点,与公 知的内燃机的气门机构没有什么不同。另外,进气门3借助于气门弹簧 的弹力,平常都处于关闭状态,关于其结构将在后面详细描述。
在从支撑孔15突出来的曲柄轴部14的端部上,固定着控制臂18的 上端。而且,如图3所示,一端用销连接在螺合于丝杠轴20的螺母部件 21上的连接联杆22,其另一端用销连接在控制臂18的下端。该丝杠轴 20,例如,由安装在汽缸盖的曲柄轴方向的端面等的电动机(图中未表 示)来驱动。
曲柄部件11的曲柄轴部14,在进气凸轮2的基圆部分与辊子从动件 5滑动接触、摇臂4处于上升位置时(图1所示的状态),即在进气门3 处于关闭状态时,便处于与枢轴安装在摇臂4的下部的下部销子8同轴 的位置上。
当在这种状态下驱动电动机时,螺母部件21便由于丝杠轴20的旋转 而作直线移动,于是,通过连接联杆22连接在螺母部件21上的控制臂 18便转动。由此,曲柄部件11便以曲柄轴部14为中心进行转动,而曲 柄销部分12则在以曲柄部分14为中心的圆弧A上移动,使得曲柄销部 分12向上下方向移位。
接着,说明本装置的工作要点。
当驱动电动机,使螺母部件21从图3所示的前进位置向后退,并使 控制臂18向着图3中的逆时针方向转动时,连接在控制臂18上的曲柄 部件11便向逆时针方向转动,于是,如图4所示,曲柄部件11的曲柄 销部分12便向上移位。由此,将摇臂支撑轴10、上部销子6、下部销子 8和曲柄销部分12连结起来的四连杆的形状,便呈顶点放置在摇臂支承 轴10一侧的大致三形。当进气凸轮2在这样的状态下推压辊子从动件 5时,四连杆便变形,摇臂4便从假想线所示的位置向实线所示的位置作 大幅度的摇动,推杆部件17便推压进气门3的阀杆3a的上端,使得进 气门3打开一个很大的气门升程HL。
当驱动电动机,使螺母部件21回到图3所示的前进位置时,连接在 控制臂18上的曲柄部件11便向顺时针方向转动,于是,如图5所示, 曲柄部件11的曲柄销部分12便向下移位。由此,将摇臂支撑轴10、上 部销子6、下部销子8和曲柄销部分12连结起来的四连杆的形状,便呈 顶点放置在推杆部件17一侧的大致三角形。当进气凸轮2在这样的状态 下推压辊子从动件5时,四连杆便变形,摇臂4从假想线所示的位置向 实线所示的位置稍微摇动,推杆部件17便推压进气门3的阀杆3a的上 端,使得进气门3只打开一个很小的气门升程LL。
这样,按照本发明的气门升程可变装置1,借助于使下联杆部件9的 另一端(曲柄销部分12)的位置作无级的连续移动,便如图6所示,就 能在配气正时(valve timing)一定的条件下,可以使只有提升量在高升 程时(与图4相对应)的提升量与低升程时(与图5相对应)的提升量 之间作无级的连续的变化。
下面,说明摇臂4与进气门3的联动部分的结构。
在把凸轮升程变换为气门升程的摇臂4的摇动端部(与摇臂支撑轴10 和曲柄销部分12相反一侧的端部)上,用作调节的调节螺钉31拧入其 中。而直接压接在进气门3的阀杆3a的图中的上端(阀杆端部)的推杆 部件17(顶部)连接在这个调节螺钉31的下端部上,成为一个整体。
在本图所示的例子中,如图7所示,在调节螺钉31的前端部(图中 的下端部)形成的杆部31a上形成了圆周方向的槽,在与形成于推杆部 件17上的杆部插入用的圆环状凸起部分17a相对应的部分上也形成了圆 周方向的槽,在两槽之间嵌入开口环41,把调节螺钉31与推杆部件17 互相连接起来,处于不会脱开的状态。
如图7和图8所共同表示的,推杆部件17由上述圆环状的凸起部分 17a和船形的底部17b形成一整体。底部17b的底面17c压接在阀杆3a 上,并且形成圆筒形表面的一部分。
另外,弹簧保持器33通过销34卡合在阀杆3a的上端部。在这个弹 簧保持器33与固定在汽缸盖上的弹簧座38之间装入规定弹性系数的气 门弹簧39,使进气门3始终受到朝向关闭气门方向的压力。
接着,详细说明上述调节螺钉31与推杆部件17之间的连接结构。在 摇臂4上拧着调节螺钉31的部分上,形成了以插入状态收容推杆部件17 的凸起部分17a的孔4a、以及以嵌入状态收容底部17b在长度方向的两 端部的凹槽4b。借助于这样的结构,推杆部件17能在凸起部分17a的轴 线方向(调节螺钉31的轴线方向)上自由地移位,但是在绕着轴线的圆 周方向上构成了限制其转动的止转装置。另外,这种限制转动的位置是, 即使摇臂4进行摇动运动,推杆部件17的底面17c即圆筒形表面也以相 同的状态与阀杆3a的端部面接触的位置。
此外,与开口环41卡合的各圆周方向的槽中,至少一方的槽宽设定 为比开口环41的厚度还要宽,以使调节螺钉31能相对于推杆部件17绕 着轴线方向自由转动。这样,在进行推杆调节而旋转调节螺钉31时,由 于通过上述凹槽4b限制了底部17b的转动,就能使推杆部件17不发生 转动而在轴线方向上移位,从而能很容易地确保借助于调节螺钉31和锁 定螺母42的良好的调节作业性能。
借助于上述推杆部件17的止转装置以及推杆调节机构,在不影响推 杆调节的同时,还能确保基于推杆部件17的底面17c与阀杆3a的端部 的圆筒形表面的一部分与端面的经常接触状态。因此,由于推杆部件17 与阀杆3a呈面接触状态,从而能减小推杆部件17与阀杆3a的接触表面 上的压力。进而,虽然随着摇臂4的摇动运动,推杆部件17与阀杆3a 发生滑动接触,但因为该滑动接触部分呈面接触状态,所以油膜的厚度 增加,能实现提高耐久性的推杆机构。此外,由于是面接触,接触面压 力降低了,就可以把阀杆3a的端部的耐磨损性能设定得更低,也能使用 便宜的材料,能降低零件的成本。
此外,在把杆部31a的顶端做成球面的一部分的同时,也把凸起部分 17a的底面做成具有同样曲率的球面的一部分,使得杆部31a的顶端与凸 起部分17a的底面17c能紧密接触。此外,还使杆部31a的顶端的球面半 径R1的中心,与推杆部件17的底面17c的圆筒形表面的半径R2的中心 成为同一个中心。这样,即使来自阀杆3a的载荷(反作用力)F作用在 底面17c的任一位置上,如图7所示,载荷F的作用方向都朝向这两个 半径R1、R2的中心,所以,即使在推杆部件17上施加很大的载荷,推 杆部件17都不会对调节螺钉31产生偏移的力,因而也不会产生异常噪 音、以及推杆部件17中的插入调节螺钉31的部分(凸起部分17a)的磨 损。此外,在这种机构上使用的调节螺钉31,由于在工作过程中没有滑 动部分,所以没有必要使用特别硬的材料,也能够降低成本。
这样,按照本发明的推杆机构,由于推杆部件17的表面压力降低了, 因此提高了其耐磨性能,所以对于以往的摇臂设计中由于受到推杆部件 的耐久性能的限制的那一部分来说,增加了设计的自由度,就可能设计 出结构紧凑,重量轻且高刚性的气门系统,而且,无论是在高升程或低 升程时,还是在两者之间的任何一种状态下,都能保持由上述圆筒形表 面所形成的面接触状态,所以特别适用于气门的升程量可变的内燃机气 门系统的推杆机构。特别是,借助于本发明的结构可以避免,在设有附 图所示那样的气门升程可变装置的气门系统中,在低负荷的微小升程时, 不是在凸轮的缓冲曲线部分(图6中的区域a、b)上,而是在升程曲线 的部分(图6的区域c)上,气门开始打开时强烈地冲击,从而能减小这 种冲击。
另外,推杆部件17的底面17c的形状,除了圆筒形表面之外,还能 使用自由的曲面,所以,例如可以将表面压力大的部分的半径R加大, 以提高其耐久性,或者也可以改变气门升程曲线等等。此外,按照本发 明,还能设计出具有各种可变机构的气门系统。
另外,本发明还能适用于把曲柄轴设置在垂直方向上的船外机之类的 船舶推进机用发动机中。
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