用于可切换式摇臂的闩锁系统的制作方法

本公开总体上涉及一种用于内燃发动机的摇臂组件，更具体地涉及一种可切换式摇臂(ra)组件和一种用于停用摇臂的压紧式闩锁系统组件。

背景技术：

1、关于燃料消耗和温室气体排放增加、全球能源成本上升以及降低运行成本的需求等的全球环境和经济担忧正在推动立法法规和消费者需求的变化。随着这些法规和要求变得更加严格，需要开发和实施先进的发动机技术来实现期望的效益。

2、对于内燃发动机，许多工程师利用摇臂将凸轮的旋转运动转换成适合于打开和关闭发动机气门的线性运动。停用摇臂合并有允许选择性启用和停用摇臂的机构。在停用状态中，摇臂可能表现出空动移动。在处于停用状态时(诸如在间隙调节器过度增压期间)，为了从停用状态返回到启用状态，该机构可能需要摇臂在经历某些不受约束的移动时处于可能不容易达到的特定位置或在位置范围内。

3、现有系统使用柱形闩锁，这些柱形闩锁器面临需要平衡剪切力、高接触压力、材料选择和热处理工艺以使柱形闩锁能够工作的问题。此外，现有系统中的匹配部件之间的间隙需要维持得非常紧密，这在摇臂的部件之间导致极高的接触压力，并且这样的系统导致侧向公差累积。需要多个部件来用于保持、液压密封和偏置。因此，现有系统使用许多部件，并且目前来看，柱形闩锁的使用和安装是复杂的。

4、此外，现有的摇臂制动系统利用空动原理。传统摇臂制动系统的一个问题与排气/进气处气门重叠的延长(这导致制动性能降低)有关。此外，打开单个气门的问题与排气/进气重叠的延长有关，并且在初始正常排气提升期间排气桥的打开不平衡，这可能导致发动机顶置部件损坏。延长的重叠允许排气从排气歧管回流到发动机中，并且通过进气门进入进气歧管。换句话说，延长的气门重叠导致不希望的排气歧管空气质量流入发动机进气系统，从而导致排气冲程功减少并且制动性能降低。

5、因此，需要减少部件的数量以实现空动原理，并且提供与用于停用摇臂的机构相关联的压紧式闩锁系统，使得能够在可变气门致动模式期间在不同提升高度之间切换。

6、本文提供的背景技术描述是为了总体上呈现本公开的背景。本发明人在本背景技术部分所描述的范围内的工作以及在提交时可能不符合现有技术的描述的方面既不明示也不暗示地被承认为本公开的现有技术。

7、本文所公开的实施方式仅仅是示例，并且本公开的范围不由此限制。特定实施方式可以包括本文所公开的实施方式的部件、元件、特征、功能、操作或步骤中的全部、一些或不包括这些部件、元件、特征、功能、操作或步骤。根据本发明的实施方式在所附的针对方法、存储介质、系统和计算机程序产品的权利要求中具体公开，其中在一个权利要求类别(例如方法)中提到的任何特征也可以在另一权利要求类别(例如系统)中要求保护。所附权利要求中的从属关系或引用关系仅出于形式原因来选择。然而，也可以要求保护由有意引用任何前述权利要求(特别是多项从属)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开，并且可以要求保护，而不管在所附权利要求中选择的引用关系如何。可以要求保护的主题不仅包括在所附权利要求中所阐述的特征的组合，而且还包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中，权利要求中提到的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合结合。此外，本文所描述或描绘的任何实施方式和特征可以在单独的权利要求中要求保护，和/或在与本文所描述或描绘的任何实施方式或特征的任何组合中或者与所附权利要求的任何特征的任何组合中要求保护。

技术实现思路

1、本公开的实施方式提供了一种与控制机构相关的摇臂组件，通过该控制机构管理凸轮侧发动机摇臂与气门侧发动机摇臂之间的相对运动。特别地，摇臂组件利用压紧式闩锁组件来代替在销孔中使用滑动销。将闩锁系统集成到摇臂组件中使得闩锁系统能够用作凸轮杆与气门杆之间的载荷传递部件。通过使用闩锁系统，包括有凸轮侧摇臂和气门侧摇臂的摇臂可以彼此独立地旋转，并且能够进行不同的空动，这些空动包括但不限于完全提升、部分提升和无提升(零提升)。

2、根据特定实施方式，摇臂(ra)组件包括气门侧摇臂、凸轮侧摇臂和闩锁系统组件。气门侧摇臂可以配置成选择性地围绕摇轴旋转。气门侧摇臂包括具有枢转界面的圆角承窝和从枢转界面过渡的安置表面。气门侧摇臂中的圆角承窝可以是例如半球形承窝或者具有配置成提供到闩锁系统组件的侧部或边缘的枢转配合的任何形状。在实施方式中，圆角承窝可以包括连接气门侧摇臂的侧部伸长部的延伸表面，从而与圆角承窝和枢转界面一起形成角度部分，在允许枢轴和摇臂停用的同时将闩锁系统组件保持在位。特别地，延伸表面用作闩锁系统组件的根据行程界限方面而所允许的枢转量的止动部或限制部。气门侧摇臂的安置表面确保闩锁系统组件抵靠该安置表面并且抵靠摇臂半部安置，例如，使得能够与凸轮侧摇臂一致地围绕摇轴旋转和/或在将闩锁系统组件远离安置表面移位期间使气门侧摇臂和凸轮侧摇臂中的一者或两者彼此独立地旋转。凸轮侧摇臂可以配置成独立于气门侧摇臂选择性地围绕摇轴旋转。在闩锁状态中，包括气门侧摇臂和凸轮侧摇臂的摇臂组件配置成例如在驱动模式期间一致地围绕摇轴旋转。在特定实施方式中，凸轮侧摇臂包括闩锁界面，当摇臂组件可以处于闩锁状态时，闩锁界面使得凸轮侧摇臂能够集成到闩锁状态中，以将力分配到气门侧摇臂。虽然凸轮侧摇臂可以选择性地围绕摇轴旋转，例如，闩锁系统组件可以远离安置表面移位，但是摇臂组件基于内燃发动机中的摇臂组件的气缸停用(cda)模式而获得不同的空动模式。例如，不同的空动模式可以与停用提升模式或轮廓相关联，停用提升模式或轮廓可以包括但不限于在不同的提升轮廓(例如，完全提升高度、部分提升高度、中间提升高度、零提升高度、或任何其他提升高度或提升轮廓或空动)之间切换。

3、在特定实施方式中，闩锁系统组件可以被称为偏置系统，偏置系统是用于停用排气摇臂组件的压紧式闩锁系统。闩锁系统组件可以包括板和致动器。板可以被称为偏置板或翻板。板或偏置板或翻板可以设置在气门侧摇臂与凸轮侧摇臂之间，以用于在摇臂组件处于闩锁状态时，当凸轮侧摇臂朝向气门侧摇臂旋转时，接收并分配来自闩锁界面的压紧力。在实施方式中，板可以是轻量化板，该板可以是自保持的并且在安装时可以不需要附加的紧固件或夹子。另外，板可以成形为用于平衡轻量化和对应于与气门侧摇臂和凸轮侧摇臂相关联的期望接触点。通过使用在压紧中起作用的板，闩锁系统组件提供了可以防止气门侧摇臂与凸轮侧摇臂之间相对运动的机构。板包括第一板侧端部和第二板侧端部。第一板侧端部配置成抵靠气门侧摇臂的枢转界面旋转。在实施方式中，板的第一板侧端部可以具有任何形状或结构或外观，只要能对准气门侧摇臂中的枢转界面即可。例如，完全圆角化以配合气门侧摇臂中的圆角承窝，倒角形状、斜面形状、倒圆角形状、圆形、外圆角形等以对准成在匹配的圆角承窝中的枢转配合，从而减少接触应力。具有枢转界面的圆角承窝以及从枢转界面过渡的安置表面可以包括在气门侧摇臂中。气门侧摇臂中的圆角承窝可以是例如半球形承窝，或者具有配置成提供与闩锁系统组件的侧部或边缘的枢转配合的任何形状。在实施方式中，圆角承窝可以包括连接气门侧摇臂的多个侧部伸长部的延伸表面，从而与圆角承窝和枢转界面一起形成角度部分，并且在允许枢轴和摇臂停用的同时将闩锁系统组件保持在位。特别地，延伸表面用作闩锁系统组件根据行程界限方面而所允许的枢转量的止动部或限制部。第二板侧端部配置成当摇臂组件处于闩锁状态时(例如在驱动模式期间)与凸轮侧摇臂的闩锁界面对接，以用于经由在将摇臂组件置于不同的或特定的非闩锁状态和/或将摇臂组件置于特定的闩锁状态的不同空动之间进行切换来停用摇臂组件。在实施方式中，第二板侧端部可以是平坦形状的，该第二板侧端部可以被称为板的鼻部，该鼻部可以在闩锁状态与不同的空动(即，非闩锁状态)之间被牵引。在实施方式中，第二板侧端部可以沿着行程界限方面被牵引或移动，从而在第一侧端部在枢转界面中枢转时使第二板侧端部远离安置表面移位而处于非闩锁状态，行程界限方面由安置表面和具有枢转界面的圆角承窝限定。例如，行程界限方面限定板最接近与摇轴相交的大角度，并且能够在气缸停用(cda)模式期间使凸轮侧摇臂具有独立于气门侧摇臂围绕摇轴旋转的不同提升轮廓。闩锁系统组件的致动器可以配置成选择性地(a)使板的第二侧端部抵靠安置表面安置，以允许板与第一闩锁界面对接，使得凸轮侧摇臂和气门侧摇臂一致地围绕摇轴旋转，以及(b)使第二侧端部远离安置表面移位，以允许第一闩锁界面在板下方通行，使得凸轮侧摇臂独立于气门侧摇臂旋转。在示例中，致动器可以是弹簧和活塞的组件。闩锁系统组件或摇臂组件可以包括用于使板抵靠安置表面偏置的偏置部件，例如弹簧。在实施方式中，可以是偏置部件的弹簧可以被称为偏置弹簧，其可以是“u”形的线簧。包括弹簧和活塞的组件的预定部分或仅包括弹簧的致动器的预定部分可以穿过板的板狭槽联接到板。例如，偏置弹簧可以包括多个错开的偏移端部，这些偏移端部可以沿着气门侧摇臂的侧部伸长部通过一个或多个狭槽联接到气门侧摇臂，如图所示。此外，在示例性实施方式中，偏置弹簧可以是弯折的线簧，其配置成在闩锁状态中将板偏置在驱动模式位置，并且在不同的空动模式或提升轮廓中移动板，将板推离安置表面，从而将摇臂组件和闩锁系统组件置于特定的非闩锁状态或空动或提升轮廓。闩锁系统组件或摇臂组件可以包括一个或多个可移动活塞，该一个或多个可移动活塞配置成在(a)延伸状态与(b)回缩状态之间切换，在延伸状态中，一个或多个可移动活塞将板推离安置表面，从而将摇臂组件置于非闩锁状态，在回缩状态中，板可以被允许抵靠安置表面安置，从而将摇臂组件置于闩锁状态。

4、特定实施方式公开了一种闩锁系统组件，该闩锁系统组件可以利用空动弹簧系统来停用摇臂(ra)组件，从而使得凸轮侧摇臂独立于气门侧摇臂围绕摇轴旋转。闩锁系统组件可以是压紧式闩锁系统，该压紧式闩锁系统可以是偏置系统，该偏置系统可以包括板、致动器、偏置部件(例如弹簧)以及一个或多个可移动活塞。板可以被称为偏置板或翻板，偏置板或翻板可以设置在气门侧摇臂与凸轮侧摇臂之间，用于在摇臂组件处于闩锁状态时，当凸轮侧摇臂朝向气门侧摇臂旋转时，接收并分配来自闩锁界面的压紧力。在实施方式中，板可以是轻量化板，该板可以是自保持的并且在安装时可以不需要附加的紧固件或夹子。通过使用在压紧中起作用的板，闩锁系统组件提供了可以防止气门侧摇臂与凸轮侧摇臂之间相对运动的机构。板包括第一板侧端部和第二板侧端部。第一板侧端部配置成抵靠气门侧摇臂的枢转界面旋转。在实施方式中，板的第一板侧端部可以具有任何形状或结构或外观，只要对准气门侧摇臂中的枢转界面即可。例如，完全圆角化以配合气门侧摇臂中的圆角承窝，倒角形状、斜面形状、倒圆角形状、圆形、外圆角形等以对准成在匹配的圆角承窝中的枢转配合，从而减少接触应力。第二板侧端部配置成当摇臂组件处于闩锁状态时(例如在驱动模式期间)与凸轮侧摇臂的闩锁界面对接，以用于经由在将摇臂组件置于不同的或特定的非闩锁状态和/或将摇臂组件置于特定的闩锁状态的不同空动之间进行切换来停用摇臂组件。在实施方式中，第二板侧端部可以是平坦形状的，该第二板侧端部可以被称为板的鼻部，该鼻部可以在闩锁状态与不同的空动(即，非闩锁状态)之间被牵引。在实施方式中，第二板侧端部可以沿着行程界限方面被牵引或移动，从而在第一侧端部在枢转界面中枢转时使第二板侧端部远离安置表面移位而处于非闩锁状态，行程界限方面由安置表面和具有枢转界面的圆角承窝限定。例如，行程界限方面限定板最接近与摇轴相交的大角度，并且能够在气缸停用(cda)模式期间使凸轮侧摇臂具有独立于气门侧摇臂围绕摇轴旋转的不同提升轮廓。闩锁系统组件的致动器可以配置成选择性地(a)使板的第二侧端部抵靠安置表面安置，以允许板与第一闩锁界面对接，使得凸轮侧摇臂和气门侧摇臂一致地围绕摇轴旋转，以及(b)使第二侧端部远离安置表面移位，以允许第一闩锁界面在板下方通行，使得凸轮侧摇臂独立于气门侧摇臂旋转。在示例中，致动器可以是弹簧和活塞的组件。闩锁系统组件或摇臂组件可以包括用于使板抵靠安置表面偏置的偏置部件，例如弹簧。在实施方式中，可以是偏置部件的弹簧可以被称为偏置弹簧，其可以是“u”形的线簧。包括弹簧和活塞的组件的预定部分或仅包括有弹簧的致动器的预定部分可以穿过板的板狭槽联接到板。例如，偏置弹簧可以包括多个错开的偏移端部，这些偏移端部可以沿着气门侧摇臂的侧部伸长部通过一个或多个狭槽联接到气门侧摇臂，如图所示。此外，在示例性实施方式中，偏置弹簧可以是弯折的线簧，其配置成在闩锁状态中将板偏置在驱动模式位置，并且在不同的空动模式或提升轮廓中移动板，将板推离安置表面，从而将摇臂组件和闩锁系统组件置于特定的非闩锁状态或空动或提升轮廓。闩锁系统组件或摇臂组件可以包括一个或多个可移动活塞，该一个或多个可移动活塞配置成在(a)延伸状态与(b)回缩状态之间切换，在延伸状态中，一个或多个可移动活塞将板推离安置表面，从而将摇臂组件置于非闩锁状态，在回缩状态中，板可以被允许抵靠安置表面安置，从而将摇臂组件置于闩锁状态。

5、实施方式公开了较少的部件数量和低成本的闩锁组件和摇臂组件。闩锁系统组件提供了自保持的偏置系统和摇臂组件的部件之间较大的公差，克服了现有系统的缺点。板和致动器一起平衡了轻量化与凸轮侧和气门侧的接触点处所期望的大公差。闩锁系统组件防止发动机系统在机械和热方面过载，同时实现安静运行。在特定实施方式中，摇臂组件和/或闩锁系统组件可以配置成在不同的闩锁状态之间切换，不同的闩锁状态限定基于多个驱动模式的多个闩锁位置。

6、本文所公开的实施方式仅仅是示例，并且本公开的范围不限于此。特定实施方式可以包括本文所公开的实施方式的部件、元件、特征、功能、操作或步骤中的全部、一些或不包括这些部件、元件、特征、功能、操作或步骤。所附权利要求中的从属关系或引用关系仅出于形式原因来选择。然而，也可以要求保护由有意引用任何前述权利要求(特别是多项从属)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并且可以要求保护，而不管在所附权利要求中选择的引用关系如何。可以要求保护的主题不仅包括在所附权利要求中所阐述的特征的组合，而且还包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中，权利要求中提到的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文所描述或描绘的任何实施方式和特征可以在单独的权利要求中要求保护，和/或在与本文所描述或描绘的任何实施方式或特征的任何组合中或者与所附权利要求的任何特征的任何组合中要求保护。附加的目的和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显现出来，或者可以通过本公开的实践来得知。目的和优点还将借助于在所附权利要求中特别指出的元件和组合来实现和获得。应当理解，前述总体描述和以下详细描述都仅仅是示例性和解释性的，并不限制所要求保护的发明。