[发明专利]气门摇臂组件和包括气门摇臂组件的内燃机

说明书

本发明涉及气门摇臂组件和包括气门摇臂组件的内燃机。气门摇臂组件包括可切换摇臂和锁止机构，可切换摇臂包括安装在摇臂轴上并且能够相对彼此绕摇臂轴枢转的第一分臂和第二分臂，锁止机构包括可滑动地设置在摇臂轴与可切换摇臂之间的锁定套筒和能够使锁定套筒沿摇臂轴的轴向移动的致动器；第一分臂和第二分臂分别具有用于容纳锁定套筒的第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔和第二容纳腔分别在其内周面上设有沿轴向延伸的第一锁定槽和第二锁定槽，锁定套筒的外周面上设有与第一锁定槽和第二锁定槽形状匹配的锁定齿，当锁定套筒沿轴向滑动时，锁定齿与第一锁定槽和/或第二锁定槽相互配合，从而将第一分臂和第二分臂彼此锁定或解锁。

技术领域

本发明涉及内燃机的技术领域，更具体地，涉及气门摇臂组件和包括 气门摇臂组件的内燃机。

背景技术

为了提高内燃机性能、提升燃油经济性并且减少废气排放，通常使用 可变气门机构。已知一种可行的方案是可切换摇臂，其中，可切换摇臂包 括多个分臂，例如能够相对彼此枢转的两个分臂。可切换摇臂可以借助锁 止机构实现在锁定状态和解锁状态之间的切换，以控制气门致动。在一种 可能的方式中，锁止机构具有锁定销，当锁定销处于连接位置时，可切换 摇臂处于锁定状态，锁定销使两个分臂以一个单元运动，而当锁定销在分 离位置时，可切换摇臂处于解锁状态，两个分臂能够相互独立地运动。在 一种可能的方式中，可切换摇臂在不同的状态中借助不同的分臂接触不同 的凸轮凸角，例如低升程凸角、高升凸角和无升程凸角，由此将不同的升 程传递到相关联的进气门的气门杆或排气门的气门杆。气门机构系统以适 合内燃机运行的方式切换摇臂模式。

然而，在可切换摇臂的两个分臂通过锁定销锁定的技术方案中，由于 两个分臂之间只存在一个锁定点，因此，在某些情况下如果锁定销的剪切 应力太高，这将导致可切换摇臂的刚度太低，从而使其使用寿命和工作模 式受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在可切换摇臂的两个分臂之间实现多点接 触以提高整个组件刚度的气门摇臂组件。本发明的目的还在于提供一种包 括这种气门摇臂组件的内燃机。

为了实现上述目的，本发明提出了一种气门摇臂组件，包括可切换摇 臂和锁止机构，可切换摇臂包括安装在摇臂轴上并且能够相对彼此绕摇臂 轴枢转的第一分臂和第二分臂。锁止机构包括锁定套筒和致动器，锁定套 筒可滑动地设置在摇臂轴与可切换摇臂的第一分臂和第二分臂之间并且能 够使第一分臂和第二分臂彼此锁定和解锁，致动器能够致动锁定套筒，使 得锁定套筒在第一分臂和第二分臂彼此锁定的连接位置与第一分臂和第二 分臂彼此解锁的分离位置之间移动。第一分臂和第二分臂分别具有用于容 纳锁定套筒的第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔和第二容纳腔沿摇臂 轴的轴向对齐并且分别在其内周面上设有沿轴向延伸的第一锁定槽和第二 锁定槽。锁定套筒的外周面上设有与第一锁定槽和第二锁定槽形状匹配的 锁定齿，其中，锁定套筒能够在第一容纳腔和/或第二容纳腔中沿轴向滑 动，使得锁定齿与第一锁定槽和/或第二锁定槽相互配合，从而将第一分 臂和第二分臂彼此锁定或解锁。

在本发明中，气门摇臂组件包括可切换摇臂和锁止机构。可切换摇臂 包括两个分臂，这两个分臂能够相对彼此枢转，其中一个分臂连接到凸轮 轴，另一个分臂连接到气门连杆。锁止机构包括锁定套筒和能够致动锁定 套筒的致动器。锁止机构能够通过移动锁止机构的锁定套筒将两个分臂固 定连接，使得两个分臂作为一个整体单元运动。

因此，根据锁定套筒的位置，可切换摇臂具有两种状态，即锁定套筒 处于连接位置时的锁定状态和锁定套筒处于分离位置时的解锁状态。在锁 定状态中，锁定套筒位于连接位置，并且例如通过形状配合等方式使得两 个分臂无法相对转动。在解锁状态中，锁定套筒位于不同于连接位置的分 离位置，此时例如通过解除上述形状配合式连接使得两个分臂能够相对运 动。本发明不限定可切换摇臂的两个分臂之间的连接关系以及进行相对运 动的方式。由于可切换摇臂，特别是两个分臂在两个状态中的运动特性不 同，因此，可切换摇臂作为凸轮的从动件，对于由凸轮轴驱动的凸轮的响 应不同，从而使得气门升程也不同，实现摇臂的“可切换”功能。