气门推杆组件的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域。具体地，本发明涉及一种用于控制发动机气门的气门推杆组件。


背景技术：

2.在尚可预见的未来，内燃发动机仍然会是机动车辆的主要动力来源。内燃发动机(简称为发动机)使用汽油等燃料在气缸中燃烧时产生的能量来为车辆提供动力。发动机气缸的运行由气门机构的来控制。发动机正时系统可以通过凸轮或摇臂等驱动机构来驱动气门推杆组件，从而控制气门的开闭。
3.在现有技术中，气门推杆组件可以包括推杆、活塞和壳体等。活塞可移动地安装在壳体中并且与推杆固定连接。凸轮或摇臂等驱动机构可以驱动壳体。当液压流体被控制阀封闭在壳体内部时，活塞相对于壳体的位置被锁定，凸轮或摇臂等可以经由壳体驱动推杆；当控制阀打开时，液压流体能够流出壳体，凸轮或摇臂等不能经由壳体驱动推杆。在这种气门推杆组件中，当通过液压流体锁定活塞与壳体的位置时，活塞可能由于液压流体的状态而受到冲击，例如由于流体中存在颗粒或者液体压强不稳定等。


技术实现要素：

4.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种改进的气门推杆组件。
5.上述技术问题通过根据本发明的一种气门推杆组件而得到解决。该气门推杆组件包括可移动地组装在一起的推杆和壳体，壳体能够由驱动机构驱动来相对于推杆沿轴向移动，并且能够相对于推杆锁定在预定位置从而驱动推杆。其中，该气门推杆组件还包括锁定机构，锁定机构可移动地安装在推杆和/或壳体上，当壳体相对于推杆位于预定位置时，锁定机构能够移动到同时接合推杆和壳体的锁定位置，从而将壳体与推杆锁定在预定位置。锁定机构在锁定位置能够将壳体与推杆稳定地连接在一起，确保两者能够整体地沿轴向移动，从而控制气门开闭。相对于现有的液压装置，机械式的锁定机构不易受到运行条件的影响。
6.根据本发明的一个优选实施例，该气门推杆组件还可以包括第一弹性复位件和第二弹性复位件，第一弹性复位件沿轴向抵接在壳体与推杆之间，第二弹性复位件沿与第一弹性复位件相反的方向抵接推杆，第一弹性复位件能够向推杆施加的弹性力小于第二弹性复位件能够向推杆施加的反向弹性力。当锁定机构处于解锁位置时，这两个弹性复位件能够确保驱动机构壳体不能经由壳体驱动推杆，但是壳体能够始终保持与驱动机构接合。
7.根据本发明的另一优选实施例，锁定机构可以包括可移动地安装在壳体上的推动销以及可移动地安装在推杆上的锁定销，在预定位置，推动销与锁定销对准并且能够推动锁定销到达锁定位置，使得推动销和锁定销分别同时接合推杆和壳体。在预定位置，推动销可以相对于壳体移动而部分地插入推杆中，同时驱动锁定销相对于推杆移动而部分地插入到壳体中。在这种情况下，锁定机构到达锁定位置，壳体与推杆锁定在预定位置。
8.根据本发明的另一优选实施例，气门推杆组件还可以包括第三弹性复位件，第三弹性复位件抵接在锁定机构与壳体和/或推杆之间，使得锁定机构能够在不受驱动力时返回到解锁位置。例如，第三弹性复位件可以抵接在推杆与锁定销之间。在解锁位置，推动销不与推杆接合，同时锁定销不与壳体接合，使得壳体与推杆能够相对移动。在预定位置，当向锁定机构施加驱动力时，锁定机构能够克服第三弹性复位件的弹性力，从而到达锁定位置。
9.根据本发明的另一优选实施例，推杆可以包括推杆杆体和推杆端件，锁定销和第三弹性复位件安装在推杆端件中。推杆端件可以为锁定销和第三弹性复位件提供安装载体。
10.根据本发明的另一优选实施例，推杆端件可以固定在推杆杆体的端部，第一弹性复位件抵接在推杆端件与壳体之间。推杆端件可以为第一弹性复位件提供稳定的接触面。
11.根据本发明的另一优选实施例，推杆端件可以安装在壳体内部，推杆端件能够与壳体配合来引导壳体与推杆的相对移动。推杆端件可以起到类似于活塞的作用。这样的推杆端件例如可以形成为圆柱形。
12.根据本发明的另一优选实施例，该气门推杆组件还可以包括执行器，该执行器能够将锁定机构驱动到锁定位置。该执行器可以是电磁执行器、液压执行器或机械执行器等各种类型的装置。
13.根据本发明的另一优选实施例，该气门推杆组件还可以包括中间推杆，执行器和中间推杆设置在壳体外部，中间推杆具有沿轴向的延伸长度，使得中间推杆在气门推杆组件的轴向移动范围内始终抵接在执行器与推动销之间，从而能够经由推动销驱动锁定销。设置在外部的执行器不会随着壳体和推杆移动，这使得执行器便于安装，而轴向延伸的中间推杆能够确保固定的执行器始终能够保持与锁定机构接合。因此，只要启动执行器，执行器就能始终向锁定机构施加驱动力，在这种情况下，一旦壳体相对于推杆移动到预定位置，锁定机构就能自动移动到锁定位置。
14.根据本发明的另一优选实施例，锁定机构能够沿垂直于轴向的方向移动。这使得锁定机构在锁定位置能够更稳定地锁定壳体与推杆。
附图说明
15.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
16.图1示出根据本发明的示例性实施例的气门推杆组件的示意图；
17.图2a和2b分别示出由不同驱动机构驱动的、根据本发明的示例性实施例的气门推杆组件的示意图；和
18.图3示出根据本发明的示例性实施例的气门推杆组件的附加运行状态。
具体实施方式
19.以下将结合附图描述根据本发明的气门推杆组件的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
20.根据本发明的实施例，提供了一种用于机动车辆的内燃发动机的气门推杆组件。该气门推杆组件能够由驱动机构驱动来控制发动机气门的开闭状态。
21.图1示出了根据本发明的气门推杆组件的一个示例性实施例。如图1所示，该气门推杆组件包括可移动地组装在一起的两个部分，即壳体1和推杆。其中，壳体1和推杆能够进行相对移动的方向基本沿着推杆的延伸方向，在这里称为轴向方向。壳体1用于接合驱动机构。图2a和图2b示意性地示出了两种不同的驱动机构，其中，图2a所示的驱动机构为凸轮d1，图2b所示的驱动机构为摇臂d2。凸轮d1和摇臂d2能够在平行于轴向的平面中转动或摆动，从而能够推动壳体1沿轴向移动。本领域技术人员将会理解，所示的凸轮d1和摇臂d2仅是驱动机构的示例，驱动机构也可以是其他各种类型的装置。
22.壳体1可以形成为具有沿轴向延伸的内腔的筒状部件、特别是圆筒状部件。推杆可以包括推杆杆体2和推杆端件3。推杆杆体2可以形成为基本沿轴向延伸的细长部件。推杆杆体2的朝向驱动机构的一端插入壳体1的内腔中，而另一端背向驱动机构延伸到壳体1的外部。推杆端件3与推杆杆体2固定连接，并且安装在壳体1的内腔中。推杆端件3可以具有与壳体1的内腔对应的横截面形状(在本实施例中优选为圆形，也可以为方形或其他形状)，使得壳体1的内壁能够引导推杆端件3沿轴向滑动。推杆端件3特别是可以固定在推杆杆体2的朝向驱动机构的端部上，并且推杆杆体2可以优选地连接到推杆端件3的大致中心处。推杆杆体2的背向驱动机构的一端与气门固定连接(例如一体形成)，使得气门随着推杆移动。
23.该气门推杆组件还包括锁定机构，当壳体1和推杆相对移动到某一预定位置时，锁定机构能够移动到同时接合推杆和壳体1的锁定位置，从而将壳体1与推杆锁定在该预定位置(图1右侧所示状态)。锁定在预定位置的壳体1和推杆能够由驱动机构驱动来作为一个整体沿轴向移动，此时驱动机构能够通过壳体1驱动推杆，从而控制气门的开闭(图2a和图2b左侧和右侧所示状态)。当锁定机构脱离锁定位置而移动到解锁位置时，锁定机构将壳体1与推杆解锁，从而允许两者沿轴向的相对移动(图1左侧所示状态)。驱动机构不能通过解锁的壳体1来驱动推杆，因此不能控制气门的开闭(图2a和图2b中间所示状态)。
24.为了确保壳体1能够始终保持抵接驱动机构的状态，如图1所示，该气门推杆组件还包括第一弹性复位件4和第二弹性复位件5。第一弹性复位件4以预压缩的状态沿轴向抵接在壳体1与推杆之间，从而向壳体1施加沿轴向朝向驱动机构的弹性力，并且相应地向推杆施加沿轴向朝向气门的、等大反向的弹性力。第二弹性复位件5以预压缩的状态沿轴向抵接在推杆与发动机气缸盖(或者其他外部部件)之间，使得第二弹性复位件5沿与第一弹性复位件4相反的方向抵接推杆，从而向推杆施加与第一弹性复位件4反向的弹性力。第一弹性复位件4能够向推杆施加的弹性力小于第二弹性复位件4能够向推杆施加的反向弹性力。因此在解锁状态下，由驱动机构驱动的壳体1不能经由第一弹性复位件4向推杆施加足够的驱动力来克服第二弹性复位件5的弹性力，这使得推杆基本不能由壳体1驱动而沿轴向移动。但是，第一弹性复位件4向壳体1施加的弹性力可以确保壳体1始终抵接驱动机构。在锁定状态下，锁定机构位于锁定位置，壳体1和推杆能够作为一个整体沿轴向移动，驱动机构能够克服第二弹性复位件5的弹性力直接驱动壳体1和推杆两者，从而控制气门的开闭。
25.如图1所示，这两个弹性复位件都可以是螺旋弹簧或者其他形式的弹性部件。优选地，第一弹性复位件4可以沿轴向抵接在壳体1的朝向驱动机构的端部与推杆端件3之间。优选地，第二弹性复位件5可以设置在推杆杆体3的位于壳体1外部的部段上，例如可以围绕在
推杆杆体3的径向外侧。
26.在本实施例中，锁定机构可以包括推动销6和锁定销7。其中，推动销6可移动地安装在壳体1上。具体而言，推动销6可以安装在壳体1上的通孔中并且能够沿该通孔移动，该通孔贯穿壳体1的侧壁。锁定销7可移动地安装在推杆上。具体而言，锁定销7可以安装在推杆端件3中的通孔中并且能够沿该通孔移动，该通孔贯穿推杆端件3。推动销6和锁定销7的移动方向基本平行，并且当壳体1和推杆移动到上述预定位置时，推动销6和锁定销7对准，使得二者能够相互推动。如图1左侧所示，在解锁状态下，锁定机构位于解锁位置，推动销6基本不延伸到壳体1的内腔中，锁定销7不延伸到推杆端件3的外部，因此不阻碍壳体1与推杆的相对移动。如图1右侧所示，在预定位置，推动销6和锁定销7对准，朝向壳体1的内腔移动的推动销6能够部分地插入到推杆端件3中，并且推动锁定销7的相反端部部分地伸出推杆端件3而插入壳体1中(壳体1中形成有对应的另一通孔，锁定销7可以部分地插入该通孔中)。这使得锁定机构到达锁定位置。此时，推动销6和锁定销7分别同时与壳体1和推杆两者接合，从而将壳体1和推杆锁定在预定位置。
27.优选地，推动销6和锁定销7都可以形成为例如圆柱形的部件，其轴线方向可以基本其沿移动方向布置。优选地，推动销6和锁定销7的移动方向可以基本垂直于轴向。
28.该气门推杆组件还可以包括第三弹性复位件8，第三弹性复位件8以预压缩的状态抵接在锁定机构与推杆之间，从而提供使锁定机构返回到解锁位置的弹性力。当锁定机构受到驱动力时，锁定机构能够克服该弹性力，从而移动到上述锁定位置。当锁定机构不受驱动力时，该弹性力使锁定机构返回到解锁位置。具体而言，第三弹性复位件8也可以形成为螺旋弹簧或其他弹性部件。第三弹性复位件8例如可以安装在推杆端件3中并且以预压缩的状态抵接在推杆端件3的内壁与锁定销7之间。优选地，螺旋弹簧形式的第三弹性复位件8可以围绕在锁定销7的径向外侧并且抵接锁定销7上的凸缘。当锁定机构不受驱动力时，第三弹性复位件8提供的弹性力能够推动锁定销7并且进而驱动推动销6返回解锁位置。本领域技术人员将会理解，第三弹性复位件8也可以以其他形式设置，只要能够驱动推动销6和锁定销7返回解锁位置即可。
29.为了提供驱动力而将锁定机构驱动到锁定位置，该气门推杆组件还可以包括执行器9。执行器9可以为电磁执行器、液压执行器、机械执行器等各种类型的的装置。在本实施例中，执行器9布置在壳体1的外部，并且固定在车辆中的其他部件上，因此不会随着壳体1或推杆移动。推动销6的背向锁定销7的一端可以始终位于壳体1的外部，用于抵接执行器9。当执行器9启动时，执行器9能够始终保持向推动销6施加驱动力，此时一旦壳体1和推杆移动到预定位置，推动销6就与锁定销7对准，推动销6就能推动锁定销7到达锁定位置。
30.为了确保执行器9在气门推杆组件的整个轴向移动范围内能够始终抵接锁定机构，该气门推杆组件还可以包括中间推杆10。中间推杆10具有沿轴向的延伸长度，例如，中间推杆10可以形成为沿轴向延伸的细长部件。执行器9的驱动方向与推动销6的移动方向基本平行，中间推杆10也能够沿该方向移动，并且在气门推杆组件的轴向移动范围内始终抵接在执行器9与推动销6之间。因此，布置在壳体1外部的执行器9始终能够经由中间推杆10来驱动推动销6。
31.当需要改变气门升程时，根据本发明的气门推杆组件可以通过锁定机构来锁定壳体1和推杆，从而能够通过驱动机构推动气门，进而相应地改变气门升程。当不需要改变气
门升程时，根据本发明的气门推杆组件可以将壳体1与推杆解锁，使得驱动机构不能推动气门。这种气门推杆组件的锁定状态不受液压流体的状态(液体压强、颗粒、温度)的影响，因此具有稳定可靠的锁定效果。通过这种气门推杆组件，还可以支持发动机来实现多种不同的工作模式。例如，在一种工作模式下，可以在发动机运行时解除驱动机构对气门的驱动，使气门去激活；在另一种工作模式下，可以使用附加驱动机构d3经由连接桥11来重新打开该气门(图3左侧所示)；在又一种工作模式下，可以在关闭附加气门的情况下保持该气门打开(图3右侧所示)。
32.本发明旨在通过锁定机构控制壳体与推杆的连接关系，在此基础上，可以对上述实施例中壳体、推杆和锁定机构的具体结构进行各种改变。例如，推杆的推杆杆体和推杆端件可以具有不同的形状，并且也可以形成为一个部件。又例如，锁定机构可以形成为单个的锁定部件，其可以可移动地安装在壳体1和推杆中的一者上，并且仅在锁定位置移动到同时接合两者的状态。再例如，执行器9也可以设置在推杆上，从而可以通过锁定销7来驱动推动销6到达锁定位置，此时第三弹性复位件8优选地可以抵接在壳体1与推动销6之间。
33.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
34.附图标记表
[0035]1ꢀꢀꢀ
壳体
[0036]2ꢀꢀꢀ
推杆杆体
[0037]3ꢀꢀꢀ
推杆端件
[0038]4ꢀꢀꢀ
第一弹性复位件
[0039]5ꢀꢀꢀ
第二弹性复位件
[0040]6ꢀꢀꢀ
推动销
[0041]7ꢀꢀꢀ
锁定销
[0042]8ꢀꢀꢀ
第三弹性复位件
[0043]9ꢀꢀꢀ
执行器
[0044]
10
ꢀꢀ
中间推杆
[0045]
11
ꢀꢀ
连接桥
[0046]
d1
ꢀꢀ
凸轮
[0047]
d2
ꢀꢀ
摇臂
[0048]
d3
ꢀꢀ
附加驱动机构

技术特征：
1.一种气门推杆组件，包括可移动地组装在一起的推杆和壳体(1)，所述壳体(1)能够由驱动机构驱动来相对于所述推杆沿轴向移动，并且能够相对于所述推杆锁定在预定位置从而驱动所述推杆，其特征在于，所述气门推杆组件还包括锁定机构，所述锁定机构可移动地安装在所述推杆和/或所述壳体(1)上，当所述壳体(1)相对于所述推杆位于所述预定位置时，所述锁定机构能够移动到同时接合所述推杆和所述壳体(1)的锁定位置，从而将所述壳体(1)与所述推杆锁定在所述预定位置。2.根据权利要求1所述的气门推杆组件，其特征在于，所述气门推杆组件还包括第一弹性复位件(4)和第二弹性复位件(5)，所述第一弹性复位件(4)沿轴向抵接在所述壳体(1)与所述推杆之间，所述第二弹性复位件(5)沿与所述第一弹性复位件(4)相反的方向抵接所述推杆，所述第一弹性复位件(4)能够向所述推杆施加的弹性力小于所述第二弹性复位件(5)能够向所述推杆施加的反向弹性力。3.根据权利要求2所述的气门推杆组件，其特征在于，所述锁定机构包括可移动地安装在所述壳体(1)上的推动销(6)以及可移动地安装在所述推杆上的锁定销(7)，在所述预定位置，所述推动销(6)与所述锁定销(7)对准并且能够推动所述锁定销(7)到达所述锁定位置，使得所述推动销(6)和所述锁定销(7)分别同时接合所述推杆和所述壳体(1)。4.根据权利要求3所述的气门推杆组件，其特征在于，所述气门推杆组件还包括第三弹性复位件(8)，所述第三弹性复位件(8)抵接在所述锁定机构与所述壳体(1)和/或所述推杆之间，使得所述锁定机构能够在不受驱动力时返回到解锁位置。5.根据权利要求4所述的气门推杆组件，其特征在于，所述推杆包括推杆杆体(2)和推杆端件(3)，所述锁定销(7)和所述第三弹性复位件(8)安装在所述推杆端件(3)中。6.根据权利要求5所述的气门推杆组件，其特征在于，所述推杆端件(3)固定在所述推杆杆体(2)的端部，所述第一弹性复位件(4)抵接在所述推杆端件(3)与所述壳体(1)之间。7.根据权利要求5所述的气门推杆组件，其特征在于，所述推杆端件(3)安装在所述壳体(1)内部，所述推杆端件(3)能够与所述壳体(1)配合来引导所述壳体(1)与所述推杆的相对移动。8.根据权利要求3所述的气门推杆组件，其特征在于，所述气门推杆组件还包括执行器(9)，所述执行器(9)能够将所述锁定机构驱动到所述锁定位置。9.根据权利要求8所述的气门推杆组件，其特征在于，所述气门推杆组件还包括中间推杆(10)，所述执行器(9)和所述中间推杆(10)设置在所述壳体(1)外部，所述中间推杆(10)具有沿轴向的延伸长度，使得所述中间推杆(10)在所述气门推杆组件的轴向移动范围内始终抵接在所述执行器(9)与所述推动销(6)之间，从而能够经由所述推动销(6)驱动所述锁定销(7)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的气门推杆组件，其特征在于，所述锁定机构能够沿垂直于轴向的方向移动。

技术总结
本发明涉及一种气门推杆组件。该气门推杆组件包括可移动地组装在一起的推杆和壳体，壳体能够由驱动机构驱动来相对于推杆沿轴向移动，并且能够相对于推杆锁定在预定位置从而驱动推杆。其中，该气门推杆组件还包括锁定机构，该锁定机构可移动地安装在推杆和/或壳体上，当壳体相对于推杆位于预定位置时，锁定机构能够移动到同时接合推杆和壳体的锁定位置，从而将壳体与推杆锁定在预定位置。本发明的气门推杆组件具有改善的性能。杆组件具有改善的性能。杆组件具有改善的性能。


技术研发人员：解明祝
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/8/8