发动机气门驱动装置的定位机构和定位方法与流程

1.本发明涉及机械领域，尤其涉及发动机，特别是一种发动机的气门驱动装置的定位机构和定位方法。


背景技术：

2.现有技术中，车辆发动机的常规气门驱动的方法为人共知，其应用已有一百多年的历史。但由于对发动机排放和发动机制动的额外要求，越来越多的发动机需要在常规气门运动的基础上，增加辅助气门运动，如用于废气再循环的气门运动和发动机制动的气门运动。其中，发动机制动器已经成为重型商用车发动机必配的装置。
3.传统的发动机制动器为顶置在发动机上的箱体式液压驱动机构。为了安装此类发动机制动器，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加了发动机的高度、重量及成本。上述这些问题是由于将发动机制动系统当作发动机的一个额外的附件，而不是发动机的一个组成部分或集成件所造成的。
4.液压驱动的传统发动机制动器存在另一缺点，即液压系统的可缩性或变形，这与液体的柔性有关，高柔性导致制动阀升的大量压缩减小，阀升的减小导致阀载的增加，而阀载的增加导致更高的柔性，造成一种恶性循环。此外，由液压变形造成的阀升减小随着发动机转速的增加而增加，与发动机制动性能所要求的制动阀升趋势恰恰相反。为了减少液压柔性，必须使用大直径的液压活塞，增加体积和重量。而且油流需要很长时间使大直径活塞伸出或缩回，导致制动系统惯性大、反应慢。
5.本技术人在中国专利申请201921342048.5中提供了一种固链式的发动机气门驱动装置，用来解决顶置式发动机制动系统增加发动机的高度、重量和制造成本的技术问题，以及液压驱动的发动机制动器存在的制动系统变形和惯性大、反应慢的技术问题。但上述固链式发动机气门驱动装置的定位机构有定位精度不准、钢球接触应力大和可靠性较差等问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于发动机气门驱动装置的定位机构，所述的这种定位机构要解决现有技术中发动机气门驱动装置的定位精度不准、钢球接触应力大和可靠性较差的技术问题。
7.本发明的这一种用于发动机气门驱动装置的定位机构，所述的气门驱动装置包括一个非工作状态和一个工作状态，其特征在于：所述的定位机构包括一个定位件和一根推杆，定位件中设有一孔，推杆滑动式地安置在定位件的孔内并具有一个缩回位置和一个伸出位置，在所述的缩回位置，推杆将气门驱动装置定位在工作状态，在所述的伸出位置，推杆将气门驱动装置置于非工作状态。
8.进一步的，所述的气门驱动装置还包括箱体、连杆、启动活塞和驱动活塞，箱体内设有垂直相交的启动活塞孔和驱动活塞孔，启动活塞孔内设有启动活塞，驱动活塞孔内设
有驱动活塞，连杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的第一端面与箱体之间设有转动副，第一连杆的第二端面和第二连杆的第一端面通过转动副相连接，第二连杆的第二端面与驱动活塞的第一端面之间设有转动副，驱动活塞的第二端面位于发动机气门的上方，驱动活塞第一端面的上方设有导向槽，第二连杆位于导向槽内，第一连杆和第二连杆在所述的非工作状态和工作状态之间沿导向槽做平面运动，其特征在于：在所述的伸出位置，定位机构的推杆将第一连杆和第二连杆推斜到非工作状态,驱动活塞的第二端面离开发动机气门；在所述的缩回位置，定位机构的推杆将第一连杆和第二连杆保持在位于同一轴线上的工作状态，驱动活塞的第二端面靠近发动机气门。
9.进一步的，所述的定位件包括一个端面，所述的驱动活塞包括与导向槽垂直的防转面，所述定位件上的端面与驱动活塞上的防转面相邻。
10.进一步的，所述的推杆包括大小不同的圆柱面，所述大小不同的圆柱面形成不同的台阶面，其中的一个圆柱面与定位件中的孔形成滑动式的配合，最大的圆柱面的直经小于导向槽的宽度，靠近最大圆柱面的端面为定位面，所述的定位面与位于同一轴线上的第一连杆和第二连杆靠紧或相邻。
11.进一步的，所述定位机构还包括回位弹簧和止位卡簧，所述的回位弹簧的两端分别安置在定位件和推杆上，所述的止位卡簧安置在推杆上，止位卡簧和其中的一个台阶面控制推杆在缩回位置和伸出位置之间的冲程。
12.进一步的，所述的定位件为一个螺塞。
13.进一步的，所述的箱体为发动机的摇臂。
14.进一步的，所述的箱体为发动机的阀桥。
15.本发明还提供了一种用于发动机气门驱动装置的定位方法，采用一个工装件，所述的工装件包括一个大圆柱面和一个小圆柱面，大圆柱面与小圆柱面同轴，大圆柱面与所述的驱动活塞孔形成滑动式的配合，小圆柱面与第一连杆或第二连杆有相同或相近的直径，所述的方法由下述步骤组成：
16.1.将启动活塞装入启动活塞孔；
17.2.将工装件装入驱动活塞孔；
18.3.将定位机构的定位件装入箱体，直到定位机构上的推杆接触工装件的小圆柱面并产生预定的安装阻力为止；
19.4.将定位机构的定位件固定在箱体上；
20.5.从驱动活塞孔中卸下工装件；
21.6.安装发动机气门驱动装置的其余零部件。
22.进一步的，所述的将定位机构的定位件固定在箱体上的方式包括焊、铆和冲击螺纹等。
23.本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明的气门驱动装置与发动机集成为一体，采用固链式的方式承载，新颖独特的定位机构结构紧凑，装配简单，定位精准，提高了整体的可靠性和耐久性。
附图说明
24.图1是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置的箱体示
意图。
25.图2是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置处于非工作状态、定位机构处于伸出位置的示意图。
26.图3是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置处于工作状态、定位机构处于缩回位置的示意图。
27.图4是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置的驱动活塞的正视图。
28.图5是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置的驱动活塞的侧视图(沿轴线的剖面图)。
29.图6是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置的定位机构处于伸出位置的示意图。
30.图7是本发明的定位机构和定位方法的实施例1的发动机气门驱动装置的定位机构处于缩回位置的示意图。
31.图8是本发明的定位机构和定位方法的实施例2的发动机气门驱动装置的定位方法示意图。
具体实施方式
32.实施例1:
33.如图1、2、3、4和5所示，本发明的用于发动机气门驱动装置的定位机构150为气门驱动装置100的组成部分，位于箱体210内(图1所示的箱体是摇臂，摇臂通过孔212装配在发动机的摇臂轴(未显示)上)。气门驱动装置100还包括连杆(图2和图3中的第一连杆184和第二连杆186)、启动活塞162和驱动活塞130。箱体210内设有垂直相交的启动活塞孔260和驱动活塞孔190，启动活塞孔260内设有启动活塞162，驱动活塞孔190内设有驱动活塞130。第一连杆184的第一端面与箱体210(这里所示的是固定在箱体210上的调节螺钉110)之间设有转动副122，第一连杆184的第二端面和第二连杆186的第一端面通过转动副125相连接，第二连杆186的第二端面与驱动活塞130的第一端面之间设有转动副128，驱动活塞130的第二端面(底面)131位于发动机气门(未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副122、125和128均为球形转动副(球头与球窝配合)。
34.驱动活塞130的大圆外周面135与箱体210内的驱动活塞孔190(图1)滑动式地配合。驱动活塞130的第一端面134的上方设有导向槽137和球窝133面(见图4和图5)，导向槽137的宽度等于或稍大于第二连杆186的外径。第二连杆186位于导向槽137内，第一连杆184和第二连杆186在非工作状态(图2)和工作状态(图3)之间沿导向槽137做平面运动。
35.如图6和7所示，本发明的用于发动机气门驱动装置100的定位机构150包括一个定位件164(这里采用的是螺塞)和一根推杆188，螺塞164中设有一孔103，推杆188包括大小不同的圆柱面102、112和123，形成不同的台阶面106和109，其中的一个圆柱面102与螺塞中的孔103形成滑动式的配合，最大的圆柱面123的直经小于导向槽137的宽度(图4)，靠近最大圆柱面123的(右)端面111为定位面，定位面111与位于同一轴线上的第一连杆184和第二连杆186靠紧或相邻(图3)。螺塞164的圆柱面104的端面146与驱动活塞130上的防转面139相邻(图2和图3)。
36.定位机构150还包括回位弹簧156和止位卡簧157，回位弹簧156的两端分别安置在螺塞164(孔103的右端止位面105)和推杆188(台阶面106)上，止位卡簧157安置在推杆188(卡簧槽107)上。推杆188滑动式地安置在螺塞164中的孔103内并具有一个缩回位置(图7)和一个伸出位置(图6)，止位卡簧157(停靠于孔103的左端止位面108)和台阶面109控制推杆188在缩回位置和伸出位置之间的冲程。
37.当发动机的机油通过箱体210内设置的流体通道214向启动活塞孔260(图1)供油时，机油的压力作用于启动活塞162，克服回位弹簧156和驱动活塞弹簧177的作用力，将第一连杆184和第二连杆182沿导向槽137从非工作状态(图2)推向工作状态(图3)，第一连杆184和第二连杆186从倾斜(形状一个夹角)变成垂直(位于同一轴线)，驱动活塞130下移，其底面(第二端面)131与发动机气门(未显示)靠近。此时，定位机构150的推杆188从伸出位置(图2和图6)变为缩回位置(图3和图7)，推杆188的台阶面109停靠在螺塞188的止位面105上，定位面111阻止第一连杆184和第二连杆186的运动，保持第一连杆184和第二连杆186位于同一轴线上，处于如图3所示的垂直位置的工作状态。
38.当箱体210内启动活塞孔260(图1)往外卸油时，启动活塞162上面失去油压，定位机构150的回位弹簧156(这里是锥形弹簧)将推杆188从缩回位置(图3和图7)推到伸出位置(图2和图6)，使第一连杆184和第二连杆186从垂直(位于同一轴线)的工作状态(图3)变成倾斜(形状一个夹角)的非工作状态(图2)，启动活塞162被压靠在启动活塞孔260的底面246(图1)上。与此同时，驱动活塞弹簧177使得驱动活塞130上移，其底面(第二端面)131与发动机气门(未显示)分离，气门驱动装置100与发动机气门不发生任何关系。
39.实施例2:
40.如图8所示，本发明的用于发动机气门驱动装置的定位机构150可以精准地为气门驱动装置100的两根连杆184和186定位。定位方法为：采用一个工装件187，工装件187包括一个大圆柱面185和一个小圆柱面189，大、小两圆柱面同轴，大圆柱面185与驱动活塞孔190形成滑动式的配合，小圆柱面189与第一连杆184或第二连杆186有相同或相近的直径，所述的方法由下述步骤组成：
41.1.将启动活塞162(图2和图3)装入启动活塞孔260(图1)，
42.2.将工装件187装入驱动活塞孔190(图1)，
43.3.将定位机构的定位件164(这里采用的是螺塞)装入箱体210(这里采用的是摇臂)，直到定位机构150上的推杆188接触工装件
44.187的小圆柱面189并产生预定的安装阻力为止，
45.4.将定位机构150的定位件164固定在箱体210上，
46.5.从驱动活塞孔190中卸下工装件187，
47.6.安装发动机气门驱动装置100的其余零部件。
48.其中定位件164固定在摇臂210上的方式包括焊、铆和冲击螺纹等。
49.本发明的实施例是对本发明进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些熟悉本行的人可以显易地在本发明的范围和原理内对本发明进行修改和变动。举例来说，一个具体机构所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体机构，进而得到一个新的机构。实施例中的箱体不但可以是摇臂，还可以是阀桥甚至固定的箱体。此外，定位机构的回位弹簧可以是其它形式的弹簧，如片弹簧。还有，定位机构的定位件除了螺塞之外还可以是其它零
件，其安装与固定也可以有不同的方式。本发明的发动机气门驱动装置除了可以产生发动机制动的气门运动之外，还可以产生其它类型的可变气门运动。因此，本发明将包括上述修改和变动，只要它们属于所附的权力要求或与所要求权力相当的范围之内。