CN104989477A

CN104989477A - 一种自润滑型两级可变式vvl摇臂

Info

Publication number: CN104989477A
Application number: CN201510422785.6A
Authority: CN
Inventors: 谭建伟; 张金伟; 胡荣; 刘健; 胡胜龙; 王军
Original assignee: Mianyang Fulin Precision Machinery Co Ltd
Current assignee: Mianyang Fulin Jinggong Co.,Ltd.
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: CN104989477B

Abstract

本发明提供一种自润滑型两级可变式VVL摇臂，包括静摇臂、锁销和动摇臂，在静摇臂上开设第一进油孔和第二油通道，在锁销上设置第一油通道和锁销推压部，所述锁销推压部与锁销安装孔之间形成锁销储油腔，在复位弹簧座上开设第二进油孔，所述第一进油孔、第一油通道、第二进油孔、复位弹簧座安装槽、第二油通道之间依次贯通组成摇臂自润滑通道，所述第一进油孔同时与锁销储油腔相通，所述第二油通道出口同静摇臂与气门杆接触R面贯通。本发明可以在静摇臂与气门杆接触R面不需要额外增加润滑系统的情况下，仍然能够对摇臂的运动部件进行润滑，有效地减轻了摇臂工作过程中的摩擦损耗和接触动能损耗，提高了摇臂的磨损耐久度。

Description

一种自润滑型两级可变式VVL摇臂

技术领域

本发明涉及一种VVL摇臂，尤其是涉及用于内燃机的一种自润滑型两级可变式VVL摇臂。

背景技术

VVL(英文Variable Valve Lift的简写，意为可变气门升程)的采用，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而改善发动机高速功率和低速扭矩。两级可变气门升程技术可以使发动机在不同转速下有选择性地匹配高或低的气门行程量，以进一步提升发动机在低速时的扭矩输出，以及提升发动机在高转速时的功率输出。当发动机在高转速运行时，选择匹配较大的气门行程量可以明显地增加吸气量，从而提高发动机高转速时的功率输出；当发动机在低转速运行时，选择匹配较小的气门行程量可以提高燃油的燃烧速度，从而提高发动机低转速时的扭矩输出。

两级可变式VVL摇臂是两级可变气门升程系统的核心部件，它根据发动机控制器发出的控制信号来控制摇臂锁销驱动机构，并通过锁销的打开、锁止状态来控制摇臂的高、低升程状态，从而达到在两级范围内控制气门升程的目的。现有的两级可变式VVL摇臂在工作过程中主要存在如下缺陷：

第一，现有的两级可变式VVL摇臂的滚轮表面与凸轮轴的凸轮表面直接接触，VVL系统无法直接给摇臂滚轮润滑，因此，摇臂的滚轮与凸轮轴的凸轮之间不可避免地会有摩擦和接触动能损耗。在摇臂的静摇臂与气门杆接触R面上通常会设置一层涂层，通过该涂层可以起到减小摩擦和提高磨损耐久度的作用，但是，在该接触R面上，静摇臂与气门杆之间仍然是直接接触，因此，在摇臂工作过程中，这种直接接触会使摇臂因受到冲击和因摩擦而导致动能损耗；同时，由于VVL静摇臂与气门杆接触R面无润滑设计，从而导致静摇臂与气门杆接触R面需要额外地增加润滑系统，增加了发动机缸盖的设计、加工难度。

第二，在现有的两级可变式VVL摇臂中，其中的锁销的工作端直径受到锁销安装端直径和锁销复位空间的影响，无法直接通过增大直径来解决锁销的塑形变形问题，因此，锁销很容易因塑性变形而导致锁销失效。

第三，在现有的两级可变式VVL摇臂中，动摇臂的复位装置一般采用外置扭簧方式，不利于空间的布置，而且增加了摇臂质量。另外，由于锁销主体与锁销弹簧座是一体化加工制造，其加工工艺比较复杂，加工难度较大，导致锁销的加工成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种自润滑型两级可变式VVL摇臂，减轻摇臂的摩擦损耗，降低摇臂的应用成本。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种自润滑型两级可变式VVL摇臂，包括静摇臂、锁销和动摇臂，位于静摇臂上的锁销安装孔与锁销滑动套接，在所述静摇臂上还开设第一进油孔、复位弹簧座安装槽和第二油通道，所述复位弹簧座安装槽与复位弹簧座滑动套接，在复位弹簧座安装槽与复位弹簧座之间设置复位弹簧，在复位弹簧座上开设第二进油孔，在锁销上设置第一油通道和锁销推压部，所述锁销推压部与锁销安装孔之间形成锁销储油腔，所述第一进油孔、第一油通道、第二进油孔、复位弹簧座安装槽、第二油通道之间依次贯通组成摇臂自润滑通道，所述第一进油孔同时与锁销储油腔相通，所述第二油通道出口同静摇臂与气门杆接触R面贯通。

优选地，所述的第一进油孔、第一油通道、第二进油孔、第二油通道的中心线处于同一平面上。

优选地，所述的锁销由锁销工作端和锁销导向端固定连接成T形结构，所述锁销导向端与锁销弹簧座固定连接，在锁销弹簧座与锁销工作端之间安装与锁销导向端套接的锁销弹簧，所述的第一油通道贯通锁销工作端与锁销导向端。

优选地，所述的锁销工作端、锁销导向端均为圆柱体结构，且锁销工作端的外径大于锁销导向端的外径。

优选地，所述的锁销工作端上设置进油环槽，所述进油环槽与第一油通道相互贯通。

优选地，所述的复位弹簧座上设置凸肩，所述第二进油孔位于凸肩与复位弹簧座底部封闭端之间，所述复位弹簧座与静摇臂之间在凸肩处形成环形槽，所述环形槽与第一油通道相通。

优选地，所述的第二进油孔是与复位弹簧座内腔相通的径向通孔。

优选地，所述的第二进油孔设置若干个，且第二进油孔均位于复位弹簧座的同一径向平面内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于第一进油孔、第一油通道、第二进油孔、复位弹簧座安装槽、第二油通道之间依次贯通组成摇臂自润滑通道，且第二油通道出口同静摇臂与气门杆接触R面贯通，因此，在摇臂工作过程中，从第一进油孔进入摇臂内部的润滑油可以经过该摇臂自润滑通道来使得复位弹簧座与静摇臂之间、静摇臂与气门杆接触R面得到润滑，从而在静摇臂与气门杆接触R面不需要额外增加润滑系统的情况下，仍然能够对摇臂的运动部件进行润滑，从而有效地减轻了摇臂工作过程中的摩擦损耗和接触动能损耗，改善了摇臂和气门挺柱的工作环境，提高了摇臂的磨损耐久度，并降低了发动机缸盖的设计、加工难度，因此，使得摇臂的应用成本得以有效地降低。

附图说明

图1为本发明一种自润滑型两级可变式VVL摇臂的整体构造图(主视图)。

图2为本发明一种自润滑型两级可变式VVL摇臂的整体构造图(俯视图)。

图3为图1中静摇臂的构造图。

图4为图1中复位弹簧座的构造图。

图5为图1中锁销的构造图。

图中标记：1-定位销，2-静摇臂，3-复位弹簧座，4-复位弹簧，5-静摇臂与气门杆接触R面，6-滚轮，7-销轴，8-滚针，9-锁销，10-动摇臂，11-锁销储油腔，12-锁销弹簧，13-锁销弹簧座，14-环形槽，21-第一进油孔，22-锁销安装孔，23-复位弹簧座安装槽，24-第二油通道，31-凸肩，32-第二进油孔，91-第一油通道，92-锁销工作端，93-锁销止挡部，94-锁销导向端，95-锁销推压部，96-进油环槽，101-动摇臂横梁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示的一种自润滑型两级可变式VVL摇臂，主要包括静摇臂2、复位弹簧座3、锁销9和动摇臂10，其中的静摇臂2与动摇臂10之间通过定位销1枢接成可以相对转动的摇臂体，所述静摇臂2中心部与销轴7相互铆接固定，所述销轴7与滚轮6、滚针8共同组成滚轮组件，所述滚针8位于销轴7与滚轮6之间。如图3所示，在静摇臂2上开设有分别位于滚轮6两侧的锁销安装孔22和复位弹簧座安装槽23，在静摇臂2与挺柱相互接触的球窝结构处开设第一进油孔21，所述第一进油孔21与锁销安装孔22之间相通，在静摇臂2上还开设第二油通道24，所述第二油通道24进口端与复位弹簧座安装槽23相通，所述第二油通道24出口端同静摇臂与气门杆接触R面5贯通；所述的复位弹簧座安装槽23与复位弹簧座3滑动套接，在复位弹簧座安装槽23与复位弹簧座3之间设置复位弹簧4，通过复位弹簧4使得复位弹簧座3的封闭端与动摇臂10上的动摇臂横梁101之间接触连接。由复位弹簧座安装槽23、复位弹簧座3和复位弹簧4共同组成了动摇臂10复位组件，即，当动摇臂10相对于静摇臂2顺时针转动时，动摇臂横梁101压迫复位弹簧座3并使得复位弹簧4被压缩变形，压缩变形后的复位弹簧4将对动摇臂横梁101产生反方向的弹性力，以使得动摇臂10可以正常复位。动摇臂10的复位装置采用上述结构，可以取消传统的外置扭簧方式，从而更加有利于摇臂整体结构的紧凑，并且减轻了摇臂的质量。

如图4所示，所述的复位弹簧座3呈一端封闭的中空圆柱体状，在复位弹簧座3上开设有第二进油孔32，所述第二进油孔32是与复位弹簧座3内腔相通的径向通孔。如图5所示，所述的锁销9由均为圆柱体结构的锁销工作端92、锁销导向端94通过一体化成型连接成T形结构，且锁销工作端92的外径大于锁销导向端94的外径；锁销9与锁销弹簧座13、锁销弹簧12共同组成摇臂的气门升程切换锁销组件，其中的锁销工作端92与锁销安装孔22滑动套接，所述锁销导向端94与锁销弹簧座13之间以过盈配合方式或者焊接方式固定连接，在锁销弹簧座13与锁销工作端92之间安装与锁销导向端94套接的锁销弹簧12。采用这种分体式结构的气门升程切换锁销组件，不仅使得锁销9与锁销弹簧座13的加工更加简单，加工成本更低，而且，组装更加方便。另外，在锁销9上还设置有第一油通道91和圆台状的锁销推压部95，所述第一油通道91贯通锁销工作端92与锁销导向端94。由于锁销工作端92的外径大于锁销导向端94的外径，因此，可以将锁销工作端92在向锁销导向端94延伸方向上直接加工出一个锥形圆台状的锁销推压部95，该锁销推压部95的锥形面即为锁销推压部95的受力面，该锁销推压部95的相对较小端的端面为锁销止挡部93，如图5所示。锁销9采用这样的结构可以使得锁销9的结构简单、紧凑，加工容易，加工成本低。其中的锁销推压部95与锁销安装孔22之间形成锁销储油腔11，如图1所示。所述的第一进油孔21、第一油通道91、第二进油孔32、复位弹簧座安装槽23、第二油通道24之间依次贯通组成摇臂的自润滑通道，所述第一进油孔21同时与锁销储油腔11相通。

当润滑油进入锁销储油腔11后，润滑油的油压作用于锁销推压部95，如果锁销推压部95所承受的轴向油压力超过锁销弹簧12的弹性力，锁销工作端92将在锁销安装孔22所限定的空间内相对于静摇臂2向右滑动。当锁销储油腔11中的润滑油油压降低，锁销推压部95所承受的轴向油压力也随之降低，锁销9在锁销弹簧12的复位弹性力作用下相对于静摇臂2向左滑动，通过锁销止挡部93即可以有效地避免锁销推压部95与静摇臂2发生直接接触冲击，以保证锁销9的工作可靠性。

本发明的摇臂在工作过程中，其中的锁销工作端92与锁销安装孔22之间滑动套接，因此，锁销组件可以在锁紧、解锁位置之间移动。当来自液压挺柱的油压处于低油压状态时，锁销9处于解锁状态，此时，锁销储油腔11内的润滑油油压不足以推动锁销9向右运动，第一油通道91与第一进油孔21连通，于是，来自挺柱的润滑油可以通过第一进油孔21被引入第一油通道91中，同时也通过第一进油孔21给锁销储油腔11进行供油，进入第一油通道91中的润滑油被第一油通道91引导而喷射至滚轮6表面。为了使喷射至滚轮6表面的润滑油量尽量多，且保证流经滚轮6表面的润滑油可以尽量多地从第二进油孔32进入复位弹簧座3的内腔中，所述第一油通道91的直径较小而不宜过大，以使得在低油压状态时，通过第一油通道91的润滑油可以较大的流速能够被喷射到滚轮6的上表面，从而对滚轮6进行润滑。由于第二进油孔32是与复位弹簧座3内腔相通的径向通孔，因此，滚轮6可以将其上面的润滑油的一部分通过第二进油孔32飞溅入复位弹簧座3内腔中，同时，也将其上面的润滑油的另一部分飞溅入复位弹簧座3与静摇臂2相对滑动接触面的间隙中，以对复位弹簧座3与静摇臂2之间的相对滑动接触面进行润滑，从而减轻了复位弹簧座3与静摇臂2之间的摩擦损耗，有利于提高动摇臂10复位组件机构的可靠性和耐久性。进入复位弹簧座3内腔中的润滑油再通过第二油通道24缓慢引导流出至静摇臂与气门杆接触R面5上，从而对静摇臂与气门杆接触R面5进行有效的润滑，因此，有效地减轻了摇臂工作过程中的摩擦损耗和接触动能损耗，提高了摇臂的磨损耐久度，改善了摇臂和气门挺柱的工作环境。

需要说明的是，由于本发明的摇臂在工作过程中，其中的锁销工作端92与锁销安装孔22之间滑动套接，因此，锁销工作端92在滑动过程中可能会相对于锁销安装孔22发生转动，使第一油通道91与第一进油孔21发生错位，从而导致进入第一油通道91中的润滑油量不足，影响摇臂的润滑效果。为了保证足够的润滑油量能够进入第一油通道91中，确保摇臂的润滑需求，可以在锁销工作端92上设置进油环槽96，所述进油环槽96与第一油通道91相互贯通，如图1、图5所示。因此，通过进油环槽96与锁销安装孔22壁面可以共同形成一个环形进油腔，利用该环形进油腔即可保证第一油通道91的进油量，从而确保摇臂工作时所需的润滑油量。

在静摇臂2中，由于第二油通道24是设置在复位弹簧座安装槽23底部且靠近静摇臂与气门杆接触R面5，该第二油通道24一端连通了复位弹簧座3内腔底部，以保证复位弹簧座3内腔中的润滑油能够完全被引导流出，避免润滑油在复位弹簧座安装槽23之内储存，该第二油通道24另一端则连通静摇臂与气门杆接触R面5但不通过该静摇臂与气门杆接触R面5，因此，通过第二油通道24被引导而出的润滑油在重力和摇臂摆动运动的作用下缓慢浸润到该静摇臂与气门杆接触R面5，以使其受到充分润滑。

当来自液压挺柱的油压处于高油压状态时，润滑油被引导进入锁销储油腔11后，处于锁销储油腔11内的高油压的润滑油将推动锁销9向右运动，最终使锁销9处于锁止状态，此时，第一油通道91与第一进油孔21之间的供油通道被切断，即第一油通道91的入口被切断，以保证不会对锁销储油腔11泄压而影响锁销9工作。因此，整个摇臂的自润滑通道被切断，滚轮6表面、复位弹簧座3与静摇臂2相对滑动接触面以及静摇臂与气门杆接触R面5不再接收到更多的润滑油，而是依靠锁销9切换工作之前残留的润滑油保持润滑。

本发明中的第一进油孔21、第一油通道91、第二进油孔32、第二油通道24的中心线最好是处于同一平面上，这样可以保证整个摇臂的自润滑通道中的润滑油的流速均匀，提高摇臂的润滑效果。需要说明的是，如果复位弹簧座3与复位弹簧座安装槽23之间未进行防转设计，在摇臂工作过程中，复位弹簧座3会相对于复位弹簧座安装槽23绕复位弹簧座安装槽23中心线转动，这将使第二进油孔32的通孔方向不再对准滚轮6方向，从而最终使得静摇臂与气门杆接触R面5上不能接收到足够的润滑油，影响了润滑效果。为此，如图4所示，可以在复位弹簧座3上设置凸肩31，所述第二进油孔32位于凸肩31与复位弹簧座3底部封闭端之间，复位弹簧座3与静摇臂2之间即可以在凸肩31处形成环形槽14，所述环形槽14与第一油通道91相通，如图1所示；同时，所述的第二进油孔32设置若干个，且第二进油孔32均位于复位弹簧座3的同一径向平面内。采用这样的结构设计，可以使润滑油通过环形槽14最终被引导至一个或者多个第二进油孔32，并通过第二进油孔32进入复位弹簧座3内腔中，最终从第二油通道24流出以对静摇臂与气门杆接触R面5进行有效润滑，同时，处于环形槽14中的润滑油也可以对复位弹簧座3与静摇臂2之间的相对滑动接触面进行充分的润滑。但需要注意的是，增加第二进油孔32的数量，会使复位弹簧座3的制造成本增加，同时也会降低复位弹簧座3的机械强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自润滑型两级可变式VVL摇臂，包括静摇臂(2)、锁销(9)和动摇臂(10)，位于静摇臂(2)上的锁销安装孔(22)与锁销(9)滑动套接，其特征在于：在所述静摇臂(2)上还开设第一进油孔(21)、复位弹簧座安装槽(23)和第二油通道(24)，所述复位弹簧座安装槽(23)与复位弹簧座(3)滑动套接，在复位弹簧座安装槽(23)与复位弹簧座(3)之间设置复位弹簧(4)，在复位弹簧座(3)上开设第二进油孔(32)，在锁销(9)上设置第一油通道(91)和锁销推压部(95)，所述锁销推压部(95)与锁销安装孔(22)之间形成锁销储油腔(11)，所述第一进油孔(21)、第一油通道(91)、第二进油孔(32)、复位弹簧座安装槽(23)、第二油通道(24)之间依次贯通组成摇臂自润滑通道，所述第一进油孔(21)同时与锁销储油腔(11)相通，所述第二油通道(24)出口同静摇臂与气门杆接触R面(5)贯通。

2.根据权利要求1所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的第一进油孔(21)、第一油通道(91)、第二进油孔(32)、第二油通道(24)的中心线处于同一平面上。

3.根据权利要求1所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的锁销(9)由锁销工作端(92)和锁销导向端(94)固定连接成T形结构，所述锁销导向端(94)与锁销弹簧座(13)固定连接，在锁销弹簧座(13)与锁销工作端(92)之间安装与锁销导向端(94)套接的锁销弹簧(12)，所述的第一油通道(91)贯通锁销工作端(92)与锁销导向端(94)。

4.根据权利要求3所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的锁销工作端(92)、锁销导向端(94)均为圆柱体结构，且锁销工作端(92)的外径大于锁销导向端(94)的外径。

5.根据权利要求3或者4所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的锁销工作端(92)上设置进油环槽(96)，所述进油环槽(96)与第一油通道(91)相互贯通。

6.根据权利要求1或者2所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的复位弹簧座(3)上设置凸肩(31)，所述第二进油孔(32)位于凸肩(31)与复位弹簧座(3)底部封闭端之间，所述复位弹簧座(3)与静摇臂(2)之间在凸肩(31)处形成环形槽(14)，所述环形槽(14)与第一油通道(91)相通。

7.根据权利要求6所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的第二进油孔(32)是与复位弹簧座(3)内腔相通的径向通孔。

8.根据权利要求6所述的自润滑型两级可变式VVL摇臂，其特征在于：所述的第二进油孔(32)设置若干个，且第二进油孔(32)均位于复位弹簧座(3)的同一径向平面内。