阀释放器组件 【技术领域】
本发明涉及到用于内燃机的改进的气阀机构，尤其涉及到为其使用的阀释放器组件，更涉及到利用液压致动的锁闭装置类型的阀释放器。
背景技术
众所周知，在某种发动机负荷条件下，通过释放用于特定汽缸的进气和/或排气阀，能够增加在多缸(multiple-cylinder)内燃机中的总燃料效率(overall fuel efficiency)。在推杆发动机(push rod engine)中提供选择性阀释放的已知方法是，在将要释放的阀的升降杆上安装使升降杆不能够将发动机凸轮的循环运动传递为关联的推杆和阀地往复运动的装置。典型地，在推杆发动机中的释放升降杆包括同轴的内部和外部，它们分别对推杆和凸轮凸起做出机械反应，并且可以选择性地相互锁闭。
当锁闭时，内体部件被刚性地支撑在与外体部件相关的延伸位置。施加到锁闭组件的预定的发动机油压将锁闭部件移动到不锁闭位置。不锁闭的内体部件从它的锁闭、延伸位置塌陷(collapse)到外体部件中。引起的无效运动防止凸轮随动件的往复运动向发动机阀的传递。
在推杆型气阀机构中，这种类型的阀释放器组件与凸轮随动件合并在一起，使得无效运动防止凸轮从动件的往复运动被传递到推杆。在使用端部支点摇臂(end pivot rocker arm)型的上凸轮(“OHC”)发动机中，用于摇臂一端的支点(pivot point)通常是液压间隙调整装置(“HLA”)，而摇臂的相对端则与阀杆啮合。在OHC气阀机构中，阀释放器组件的构造使在HLA支点处产生无效运动。通过防止力传递到发动机阀杆，在HLA支点处的无效运动防止阀起动。
现有技术的阀释放器组件通常使用一个或多个弹簧偏转(spring-biased)锁闭部件，它们可对流体压力做出反应，从径向朝外的锁闭位置移动到径向朝内的非锁闭位置。在这些现有技术的组件中，锁闭部件本身受加压流体的作用，并且也与在外体部件中的锁闭表面啮合，以在与外体部件相关的其延伸的锁闭位置支撑内体部件。在这种类型的现有技术的释放器组件中，锁闭部件既起到液压反应部件的作用又起到往复机械锁闭的作用。配置实现这两种功能的锁闭部件的需要影响了锁闭组件的设计并使其复杂化。
美国专利号6,321,704和6,578,535讨论了采用圆柱销形式的沿直径方向相对的锁闭部件的现有阀释放器组件的缺点。这些销通过压缩弹簧径向朝外地向锁闭位置偏转。在它们的锁闭位置里，锁销被位于凹槽中并且暴露于发动机总油道。施加到这些销的外端的发动机油压压缩弹簧，将这些销径向向内地移动到不锁闭位置。这些锁闭部件具有较小的承载锁闭表面，导致力的集中和磨损问题。通过使各销具有与在外体部件上的锁闭表面互补的平坦表面，专利6,321,704和6,578,535致力于解决在销/外体接口处的力集中。然后，要求锁闭组件将锁销保持在特定的转动位置，以使这些平坦表面与外体部件的对应锁闭表面保持平行。
在现有技术中存在对提供可靠和坚固锁闭机构的简化设计的可靠阀释放器组件的需求。
【发明内容】
按照本发明的方案的阀释放器组件，包括内体部件，该内体部件可滑动地布置在由外体部件限定的纵向孔里。两个沿直径方向相对的活塞位于同样由外体部件限定的横向孔里。一对基本相同的锁闭部件通过压缩弹簧向活塞的内端朝外偏转。在公开的实施例中，锁闭部件通常是半圆柱形，并且包括邻接活塞内端的径向朝外突出的致动表面。活塞根据施加到与横向孔流体连通的总油道的发动机油压而产生径向向内的力。这一径向向内的力被传递到邻接锁闭部件的致动表面，以将锁闭部件对着偏转的压缩弹簧移动到不锁闭位置。
半圆柱形的锁闭部件具有大的平截半圆形上、下表面。锁闭部件上表面与内体部件的底部接触。每一个锁闭部件下表面的外围都具有弧形肩部与在外体部件里面的锁闭表面的有角度地分隔的部分啮合。锁闭部件的弧形肩部横向延伸到径向朝外突出的致动表面的任意一边。两个沿直径方向相对的锁闭部件在四个有角度地分隔的区域与锁闭表面啮合。这一构造将阀致动力散布到大的表面区域并且将力围绕外体部件的周围分布，减少力集中的可能性和超过阀释放器组件寿命的疲劳破坏。
通过由弹簧偏转的板状锁闭支撑，对着内体部件的底部，支撑锁闭部件。当释放器组件不锁闭时，通常为圆柱形的内体部件对着偏转的弹簧塌陷到外体部件的轴向孔中，将锁闭部件和锁闭支撑推过横向孔和活塞。本发明的一个方案涉及通过限制锁闭部件的向内运动而限制活塞的向内运动。挡块(stop)限制各锁闭部件的向内运动，其又限制邻接活塞的向内的运动。活塞的径向向内或致动的位置与内体部件到外体部件的移动不干涉。当内体部件、锁闭部件和锁闭支撑塌陷到外体部件中时，活塞的内端通过锁闭部件致动表面或者内体部件的圆柱形外表面中的至少一个连续地啮合。只要有预定的液压施加到活塞的外端，锁闭部件就保持在它们的径向向内、不锁闭位置并且不能啮合锁闭表面。
本发明的一个目的是要提供一种用于阀释放器组件的新的和改进的锁闭机构。
本发明的另一个目的是要提供一种用于阀释放器组件的新的和改进的锁闭机构，其通过分散阀致动负荷而防止组件中的力集中。
【附图说明】
图1是按照本发明的技术方案的阀释放器组件的纵向截面图；
图2是图1的沿着线2-2的阀释放器组件的水平截面图；
图3是图1和2的阀释放器组件的锁闭部件的侧向的平面图；
图4是图3的锁闭部件的俯视图；
图5是图3和4的沿着图3中的线5-5的锁闭部件的截面图；
图6是图1和2的阀释放器组件的外体部件的立体图；
图7是图6的外体部件的纵向截面图；和
图8是图6的外体部件的垂直于图7的截面图的部分放大的纵向截面图。
【具体实施方式】
现在，参考图1-8，将描述阀释放器组件的优选实施例。按照本发明的技术方案的阀释放器组件10的主要部件是外体部件12、内体部件14和锁闭组件16。通常为圆柱形的内体部件14可滑动地容纳在由外体部件12限定的纵向孔18中。在所示的实施例中，内体部件支撑通常由数字20表示的液压间隙调整装置(“HLA”)，它可以是本领域熟练技术人员众所周知的类型。HLA20不是本发明的实质特征，其功能将不在这里作进一步说明。HLA的上端是球塞22，球塞22通常被容纳在摇臂(图中未示出)的半球形插口中。球塞22提供端部支点摇臂的端部支点。
锁闭组件16布置为可选择性地防止或允许内体部件14到外体部件12的纵向孔18中的轴向移动。外体部件12限定通常垂直于纵向孔18的横向孔24。纵向孔的扩大部分26提供锁闭部件40和环形锁闭表面28径向移动的空间。
沿直径方向相对的活塞30布置为在横向孔24中径向滑动。每一个活塞30包括一个通常呈球形的外端32和基本为平面的内端34。活塞的外端32被暴露于来自发动机总油道(图中未示出)的流体压力。如在图6-8中所示，外体部件12的通常为圆柱形的外表面被周围凹槽36中断，周围凹槽36确保在发动机总油道和活塞30之间的流体流通。活塞30被构造为将预定的流体压力转变为足够把锁闭部件40从径向朝外的锁闭位置移动到径向向内的不锁闭位置的向内的力。活塞的尺寸和形状可以改变为适应这些变化。例如，在给定的流体压力下，较大直径的活塞将比较小直径的活塞产生一个较大的向内的力。
每一个锁闭部件40的配置如在图3-5中所示。锁闭部件40实质上是一样的，并因此可以互换。每一个锁闭部件40包括：朝向邻接的活塞的内端34的径向突出的致动表面46。在如图2和4中所示的配置中，锁闭部件是半圆柱形的。平截的半圆形上、下表面41、43分别与内体部件14的底部和锁闭支撑50接触。各锁闭部件下表面43的周围设置弧形肩部45，肩部45与在外体部件里面的锁闭表面28的有角度地分隔的部分啮合。锁闭部件的弧形肩部45横向延伸到径向朝外突出的致动表面46的任意一边。两个沿直径方向相对的锁闭部件40在四个有角度地分隔的区域啮合锁闭表面28。这一结构使阀致动力分散到大的表面区域并且使力分布到外体部件12的周围，减小发生的力集中的可能性和超过阀释放器组件寿命的疲劳破坏。
通过座落于在每一个锁闭部件后面限定的孔44中的压缩弹簧42，锁闭部件40径向朝外偏转。在所示的实施例中，活塞的内端34和锁闭部件的致动表面46基本上是平的。当两者接触时，这一表面结构使锁闭部件40相对于活塞30轴向滑动。表面34、36不必是平的，并且，能够促进活塞内端34和锁闭部件的致动表面46之间的轴向相对运动的任何表面结构都适合本发明。
通过延伸横过纵向孔18的锁闭支撑50，将锁闭部件40向内体部件14的底部支撑。通过压缩弹簧52，锁闭支撑50向锁闭部件40偏转。这一布置使得内体部件14向图1所示的轴向延伸位置偏转。板形(plate-shaped)锁闭支撑50包括朝上突出的挡块54，挡块54限制锁闭部件40的径向向内的移动。
图1和2的左手部分表示在锁闭位置的活塞30和锁闭部件40。在这一位置中，在活塞30上的流体压力不足以压缩弹簧42并从其锁闭位置移动锁闭部件40。如在图2中所示，在该锁闭位置中，锁闭部件的肩部45啮合锁闭表面28。
图1和2的右手部分表示在不锁闭位置的活塞30和锁闭部件40。在活塞的外端32上的流体压力足以压缩弹簧42，并将锁闭部件40径向向内移动到不锁闭位置。在不锁闭位置中，锁闭部件的肩部45径向向内，并且脱离锁闭表面28。当两个锁闭部件40在不锁闭位置时，内体部件14仅被锁闭支撑弹簧52支撑。对着不锁闭的阀释放器组件10的气阀机构中的往复运动，将迫使内体部件14对着锁闭支撑弹簧52的偏转进入外体部件12。沿直径方向相对的轴向狭槽38容纳锁闭部件的突出的致动表面46。狭槽38朝上延伸到纵向孔的扩大部分26，并与横向孔24连通。在其轴向运动的全部范围里，狭槽38使锁闭部件40与横向孔24保持对准。
如在图1和2的右手部分中所示，锁闭支撑挡块54限定锁闭部件40向内的移动范围。图1还表示在内体部件14的底部上的挡块54’的可替换位置。因为每一个活塞的内端34一般对着锁闭部件的致动表面46啮合，所以，锁闭部件移动的向内的范围也限定活塞行进的朝里的范围。当不锁闭时，内体部件14、锁闭部件40和锁闭支撑50对着锁闭支撑弹簧52的偏转轴向移动到外体部件12的纵向孔18中。在这一移动期间，锁闭部件致动表面46滑出活塞的内端34，并进入在横向孔24下面的纵向狭槽38中。内体部件14也向下移动，使得它的外表面15在滑动接触时与活塞的内端34啮合。因此，在相对于外体部件12的内体部件14的轴向移动期间，活塞的内端34与锁闭部件的致动表面46或内体部件的外表面15或者两者都接触。
这里揭示的锁闭部件40提供多个、与锁闭表面28啮合的有角度地间隔的区域。半圆柱形锁闭部件40具有弧形竖立表面47，弧形竖立表面47构造为可滑入外体部件12的纵向孔18里。锁闭部件40构造为形成具有与纵向孔18的直径基本相等的直径的圆的部分D。如在图2和4中所示，锁闭部件40和锁闭支撑挡块54构造为这样：锁闭部件40的向内移动的范围使锁闭部件的弧形竖立表面47邻接于纵向孔的里表面。在锁闭位置时，锁闭部件40构造为相对于外体部件12支撑内体部件14。所表示的锁闭部件的构造通过将气阀机构致动力散布到锁闭表面28的几个有角度地分隔的区域而对内体部件14提供稳固的支撑。
在典型的安装中，本发明的阀释放器组件10被应用于释放在多汽缸发动机中的一些阀，其中，气阀机构包括各汽缸的各进气和排气阀的摇臂。阀释放组件10被布置为在气阀机构中引入无效运动并防止阀致动。当释放时，在阀关闭弹簧(valve-closing spring)(这里未示出)的影响下，发动机阀保持关闭。
本领域技术人员应该理解，除了在所附的权利要求中注明的以外，本发明不限于任何特殊的阀释放器或HLA配置，。因此，本发明的说明结合了使用端部支点摇臂的HLA，但是，本发明也能够被应用在如用于推杆型气阀机构的阀释放滚轮随动件中。
为了说明的目的，本发明的示范性实施例已经被描述。由所附的说明书和附图，对于本领域技术人员，本发明的各种变更和修改将会变得明显。应注意到，当它们落入所附的权利要求的范围里时，所有这样的变更和修改被包括在本发明中。