РЫЧАГ УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ, РЫЧАЖНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЫЧАГА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ, А ТАКЖЕ СПОСОБ СБОРКИ РЫЧАГА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ Российский патент 2008 года по МПК F01L1/12 

Настоящее изобретение относится в основном к двигателям внутреннего сгорания. Более подробно настоящее изобретение относится к прямому рычагу для управления открытием и закрытием клапана.

Двигатели внутреннего сгорания включают в себя клапаны, которые работают с точным интервалом для обеспечения попадания топлива и воздуха в цилиндр или для обеспечения выхода отработавшего газа. Как правило, кулачковый вал, приводимый от двигателя, приводит в действия клапаны для управления моментом открытия/закрытия клапанов.

Многие двигатели включают в себя рычаги привода клапанов, которые приводят в действие штоки толкателя для открытия и закрытия клапанов. Приводные рычаги включают в себя одно плечо, опирающееся на кулачок, и второе плечо, приводящее в движение шток толкателя. Один из таких рычагов привода клапанов описан в Патенте США №6349688. Однако рычаг привода клапанов согласно упомянутому патенту является дорогим в изготовлении и требует точных технологий для соблюдения необходимых допусков.

Согласно первому объекту настоящего изобретения создан рычаг управления клапаном, содержащий плечо клапана, включающее в себя первое отверстие, образующее участок зацепления плеча клапана; соединительный элемент; первый упор, взаимодействующий с соединительным элементом для, по меньшей мере, частичного образования первого участка зацепления, причем участок зацепления плеча клапана зацепляется с первым участком зацепления; второй упор и плечо следящего элемента, прикрепленное к соединительному элементу.

Предпочтительно, первое отверстие является по существу круглым.

Предпочтительно, соединительный элемент включает в себя цилиндрическую трубку.

Предпочтительно, первый упор включает в себя первый участок меньшего диаметра, который образует первый уступ.

Предпочтительно, плечо клапана имеет толщину, а первый участок зацепления имеет осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча клапана.

Предпочтительно, плечо клапана образовано из штампованного металла.

Предпочтительно, участок зацепления плеча клапана и/или первый участок зацепления включает в себя накатку.

Предпочтительно, первое отверстие включает в себя некруглую область, и соединительный элемент включает в себя некруглую область, которая зацепляется с некруглой областью первого отверстия.

Предпочтительно, плечо следящего элемента включает в себя второе отверстие, образующее участок зацепления плеча следящего элемента.

Предпочтительно, плечо следящего элемента включает в себя следящую поверхность, предназначенную для зацепления с поверхностью кулачка.

Предпочтительно, плечо клапана включает в себя участок привода клапана, предназначенный для приведения клапана в действие в соответствии с движением плеча следящего элемента.

Предпочтительно, первый упор выполнен как одно целое с соединительным элементом.

Предпочтительно, второй упор выполнен как одно целое с соединительным элементом.

Предпочтительно, первый упор перекрывает участок плеча клапана.

Предпочтительно, соединительный элемент включает в себя обжимку, причем соединительный элемент и обжимка взаимодействуют для образования второго участка зацепления.

Предпочтительно, обжимка выполнена за одно целое с соединительным элементом.

Предпочтительно, обжимка включает в себя второй участок меньшего диаметра, который образует второй уступ.

Предпочтительно, второй участок соединительного элемента перекрывает участок плеча следящего элемента вблизи второго отверстия, и участок зацепления плеча следящего элемента зацепляется со вторым участком зацепления.

Предпочтительно, участок зацепления плеча следящего элемента и/или второй участок зацепления включает в себя участок, имеющий накатку.

Предпочтительно, второе отверстие включает в себя некруглую область, и второй участок зацепления включает в себя некруглую область, которая зацепляется с некруглой областью второго отверстия.

Предпочтительно, плечо следящего элемента имеет толщину плеча следящего элемента, а второй участок зацепления имеет осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча следящего элемента.

Согласно второму объекту настоящего изобретения создана рычажная система для двигателя, снабженного цилиндром; кулачковым узлом, имеющим, по меньшей мере, одну поверхность кулачка; двумя клапанами, имеющими положения открытия и закрытия; головкой цилиндра, в которую посажены клапаны; содержащая два шарнирно установленных рычага управления клапаном, причем, по меньшей мере, один из рычагов управления клапаном включает в себя соединительный элемент, имеющий конец плеча следящего элемента и конец плеча клапана и имеющий ось вращения, вокруг которой поворачивается рычаг управления клапаном; плечо следящего элемента, включающее в себя отверстие, причем участок соединительного элемента зацепляется с, по меньшей мере, участком плеча следящего элемента, смежным с отверстием, для прочного присоединения плеча следящего элемента к соединительному элементу, причем плечо следящего элемента имеет следящую поверхность для контакта с, по меньшей мере, одной поверхностью кулачка; при этом плечо клапана включает в себя отверстие, причем участок соединительного элемента зацепляется с, по меньшей мере, участком плеча клапана, смежным с отверстием, для жесткого присоединения плеча клапана к соединительному элементу.

Предпочтительно, отверстие плеча следящего элемента и отверстие плеча клапана являются по существу круглыми.

Предпочтительно, плечо клапана выполнено из штампованного металла.

Предпочтительно, конец плеча клапана соединительного элемента включает в себя первый упор.

Предпочтительно, первый упор включает в себя первый уступ, образованный первым участком меньшего диаметра.

Предпочтительно, плечо клапана имеет толщину, а первый участок меньшего диаметра имеет первую осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча клапана.

Предпочтительно, конец плеча клапана соединительного элемента содержит первый упор, выполненный с ним за одно целое.

Предпочтительно, соединительный элемент включает в себя первый упор, образованный первой обжимкой.

Предпочтительно, соединительный элемент включает в себя второй упор, образованный второй обжимкой.

Предпочтительно, отверстие плеча следящего элемента и/или конец плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя накатку.

Предпочтительно, отверстие плеча клапана и/или конец плеча клапана соединительного элемента включает в себя накатку.

Предпочтительно, конец плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя концевой упор.

Предпочтительно, концевой упор плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя второй уступ, образованный участком конца плеча следящего элемента меньшего диаметра.

Предпочтительно, плечо следящего элемента имеет толщину плеча следящего элемента, а второй участок меньшего диаметра имеет вторую осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча следящего элемента.

Предпочтительно, конец плеча следящего элемента соединительного элемента имеет первое некруглое поперечное сечение, а отверстие плеча следящего элемента имеет второе некруглое поперечное сечение, соответствующее первому поперечному сечению и зацепляющееся с ним для предотвращения относительного вращения между плечом следящего элемента и соединительным элементом.

Предпочтительно, конец плеча клапана соединительного элемента имеет третье поперечное сечение, причем, по меньшей мере, часть третьего поперечного сечения является некруглой, и отверстие плеча клапана имеет четвертое поперечное сечение, соответствующее третьему поперечному сечению и зацепляющееся с ним для предотвращения относительного вращения между плечом клапана и соединительным элементом.

Согласно третьему объекту настоящего изобретения создан способ изготовления рычага управления клапаном, включающего в себя соединительный элемент, имеющий наружный диаметр, при котором изготавливают плечо клапана, имеющее первое отверстие;

формируют первый упор вблизи первого конца соединительного элемента; устанавливают плечо клапана вблизи первого упора так, что, по меньшей мере, часть соединительного элемента размещена внутри первого отверстия; деформируют первый конец соединительного элемента для жесткого крепления плеча клапана к соединительному элементу; изготавливают плечо следящего элемента; и прикрепляют плечо следящего элемента к соединительному элементу.

Предпочтительно, первое отверстие выполняют по существу круглым, а соединительный элемент по существу цилиндрическим.

Предпочтительно, плечо клапана формируют посредством штамповки.

Предпочтительно, плечо клапана выполняют по существу плоским.

Предпочтительно, деформирование осуществляют накатыванием ролика.

Предпочтительно, при деформировании осуществляют обжимку.

Предпочтительно, дополнительно накатывают внутреннюю поверхность первого отверстия и/или внешнюю поверхность соединительного элемента.

Предпочтительно, плечо следящего элемента выполняют со вторым отверстием и следящей поверхностью для кулачка.

Предпочтительно, дополнительно формируют второй упор на втором конце соединительного элемента и устанавливают плечо следящего элемента вблизи второго упора соединительного элемента.

Предпочтительно, дополнительно деформируют второй конец соединительного элемента для жесткого крепления плеча следящего элемента к соединительному элементу.

Предпочтительно, деформирование второго конца выполняют накатыванием роликом.

Предпочтительно, при деформировании второго конца выполняют обжимку.

Предпочтительно, дополнительно располагают плечо следящего элемента под углом относительно плеча клапана.

Предпочтительно, соединительный элемент включает в себя участок, имеющий некруглое поперечное сечение.

Предпочтительно, дополнительно предотвращают относительное вращение между соединительным элементом и плечом клапана посредством образования первого отверстия, имеющего некруглое поперечное сечение, которое зацепляется с некруглым в поперечным сечении участком соединительного элемента.

Предпочтительно, первый конец соединительного элемента включает в себя трубчатый участок, имеющий полое внутреннее пространство.

Предпочтительно, при образовании упора дополнительно образуют первый уступ на соединительном элементе, который, по меньшей мере, частично образован первым участком меньшего диаметра.

Предпочтительно, при образовании упора осуществляют вторую обжимку в соединительном элементе.

Согласно четвертому объекту настоящего изобретения создан способ сборки рычага управления клапаном, включающего в себя плечо клапана, имеющее первое отверстие, плечо следящего элемента, имеющее второе отверстие, и соединительный элемент, при котором устанавливают плечо клапана на первом конце соединительного элемента так, что участок соединительного элемента проходит, по меньшей мере, частично через первое отверстие; накатывают роликом первый конец соединительного элемента для деформации первого конца соединительного элемента и жесткого крепления плеча клапана к соединительному элементу; устанавливают плечо следящего элемента на втором конце соединительного элемента так, что участок соединительного элемента, по меньшей мере, частично проходит через второе отверстие; и накатывают роликом второй конец соединительного элемента для деформации второго конца соединительного элемента и жесткого крепления плеча следящего элемента к соединительному элементу.

Предпочтительно, первое отверстие и второе отверстие являются по существу круглыми, и соединительный элемент является по существу цилиндрическим.

Предпочтительно, дополнительно накатывают внутреннюю поверхность первого отверстия и/или внешнюю поверхность первого конца соединительного элемента.

Предпочтительно, дополнительно накатывают внутреннюю поверхность второго отверстия и/или внешнюю поверхность второго конца соединительного элемента.

Предпочтительно, дополнительно формируют соединительный элемент, имеющий уменьшенный диаметр вблизи первого конца.

Предпочтительно, дополнительно формируют соединительный элемент, имеющий уменьшенный диаметр вблизи второго конца.

Предпочтительно, дополнительно выполняют первый участок меньшего диаметра, имеющего некруглую область, и зацепляют некруглую область первого участка меньшего диаметра с соответствующей некруглой областью первого отверстия для предотвращения вращения плеча клапана относительно соединительного элемента.

Предпочтительно, дополнительно выполняют второй участок меньшего диаметра, имеющего некруглую область, и зацепляют некруглую область второго участка меньшего диаметра с соответствующей некруглой областью второго отверстия для предотвращения вращения плеча следящего элемента относительно соединительного элемента.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид спереди двигателя, включающего в себя рычаги привода клапанов согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг.2 - вид в перспективе рычагов привода клапанов с Фиг.1;

Фиг.3 - вид в перспективе с разнесением деталей одного из рычагов привода клапанов с Фиг.2;

Фиг.4 - вид в перспективе соединительного элемента рычага привода клапанов;

Фиг.5 - вид в перспективе частичной сборки, включающей соединительный элемент и плечо клапана;

Фиг.6 - вид в перспективе частичной сборки с Фиг.5 с помещенным роликовым накатником;

Фиг.7 - поперечное сечение частичной сборки после накатывания роликом;

Фиг.8 - поперечное сечение другой частичной сборки, включающей обжатый участок;

Фиг.8а - поперечное сечение частичной сборки с Фиг.8, включающей в себя второй обжатый участок;

Фиг.9 - вид в перспективе плеча клапана;

Фиг.10 - вид в перспективе другого плеча клапана;

Фиг.11 - вид в перспективе другого плеча клапана;

Фиг.12 - вид в перспективе другого плеча клапана;

Фиг.13 - вид в перспективе другого плеча клапана;

Фиг.14 - вид спереди рычага привода клапанов с Фиг.2;

Фиг.15 - вид в перспективе рычага привода клапанов с Фиг.2; и

Фиг.16 - поперечное сечение рычага привода клапанов после накатывания роликом.

На Фиг.1 показан двигатель 10 внутреннего сгорания, включающий в себя два рычага 15 привода клапанов согласно настоящему изобретению. Двигатель 10 подобен двигателю, описанному в Патенте США №6349688, содержание которого приведено здесь в качестве ссылки.

Двигатель 10 с Фиг.1 включает в себя цилиндр 20, имеющий канал, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение. Канал цилиндра имеет внешний конец, смежный с головкой цилиндра 25 и положением поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). Двигатель 10 также включает в себя кулачковый узел 30, который включает в себя одну или более поверхностей 35 кулачка. Кулачковый узел 30 поворачивается вокруг оси 1-1, которая расположена внутри или, как показано на Фиг.1, ниже и спереди от внешнего конца канала цилиндра. В течение работы двигателя два клапана перемещаются между положениями открытия и закрытия для впуска топлива и воздуха и выпуска отработавших газов.

Как показано на Фиг.1 и 2, каждый рычаг 15 управления клапаном включает в себя следящую часть 40, которая перемещается по поверхности 35 кулачка, и участок 45 привода клапана, который перемещает шток 50 толкателя для привода клапана. Каждый клапан связан со своим рычагом 15 привода клапана, за счет чего обеспечивается индивидуальное управление клапанами. Смещающий элемент, такой как торсионная пружина 52, смещает рычаг 15 для обеспечения того, что следящая часть 40 остается в контакте с поверхностью 35 кулачка при рабочих скоростях.

На Фиг.3 более подробно показаны компоненты рычага 15 управления клапаном. Рычаг 15 управления клапаном включает в себя соединительный элемент 55, плечо 60 клапана и плечо 65 следящего элемента. Соединительный элемент 55 предпочтительно представляет собой полый трубчатый элемент, имеющий первый конец 70 и второй конец 75. Первый конец 70 включает в себя первый участок 80 меньшего диаметра, а второй конец 75 включает в себя второй участок 85 меньшего диаметра. Первый участок 80 меньшего диаметра образует первый упор в форме первого уступа 90, в то время как второй участок меньшего диаметра образует второй упор в форме второго уступа 92. Участки 80, 85 меньшего диаметра образуют узлы крепления для плеча 60 клапана и плеча 65 следящего элемента.

В других конструкциях упоры имеют другую форму, отличную от формы уступов 90, образованных участками 80, 85 меньшего диаметра. Например, в одной конструкции используется выступ, расположенный по существу по всему диаметру соединительного элемента. В этой конструкции нет необходимости в участках меньшего диаметра или уступах. В еще одной конструкции несколько прерывистых высадок материала соединительного элемента объединяются для выполнения функции упоров. В еще одной конструкции соединительный элемент 55 включает в себя пики, которые слегка выступают из поверхности соединительного элемента 55. Пики образуют осевое перемещение плеч 60, 65 вдоль соединительного элемента 55. Следует отметить, что упоры могут иметь много форм. По существу, изобретение не должно ограничиваться несколькими примерами, приведенными здесь. Любой компонент или отличительный признак, который выполняет функцию сдерживания свободного перемещения плеч 60, 65 по соединительному элементу 55, могут считаться упором.

Толщина стенки соединительного элемента 55 наряду с диаметром выбираются для обеспечения достаточной жесткости при кручении при работе, а также для обеспечения необходимой обрабатываемости материала для осуществления сборки. Таким образом, в то время как толстая стенка приводит к хорошей жесткости, стенка может быть слишком толстая для деформации при сборке. С другой стороны, тонкая стенка может привести к недостаточной жесткости, что может вызывать неточные перемещения, недостаточное срабатывание клапана или ранний отказ соединительного элемента 55. Таким образом, можно использовать множество различных диаметров стенки и толщин стенки. В одной конструкции используется сплошной (или литой) цилиндр. Концы сплошного цилиндра расточены для обеспечения областей, присоединяемых к плечу 60 клапана и плечу 65 следящего элемента. В другой конструкции толщина стенки является достаточно тонкой для облегчения присоединения плеча 60 клапана и плеча 65 следящего элемента без образования участков 80, 85 меньшего диаметра. В этой конструкции плечи прикреплены непосредственно к внешней поверхности соединительного элемента и используется другой упор, отличный от участка меньшего диаметра (например, пики).

На Фиг.4 наилучшим образом показан первый участок 80 меньшего диаметра соединительного элемента 55. Первый участок 80 меньшего диаметра образует первый уступ 90, смежный с большим диаметром соединительного элемента 55. Дополнительно первый участок 80 меньшего диаметра с Фиг.4 включает в себя накатанную поверхность 95. Накатка 95 образует шероховатую или неровную поверхность, которая улучшает соединение между соединительным элементом 55 и плечами 60, 65. Хотя термин «накатка» обычно используется для описания особой текстуры поверхности, которая улучшает сцепление с объектом, при использовании здесь термин «накатка» должен пониматься шире. Более подробно подразумевается, что термин «накатка» включает в себя особенности поверхности, такие как, но не ограничиваясь накаткой, осевые пазы, радиальные пазы, наклонные пазы, и редкие образцы, такие как проколы шпилькой, вдавливания и подобные процессы, которые обеспечивают шероховатую поверхность.

Второй участок 85 меньшего диаметра подобен первому участку 80 меньшего диаметра. При этом второй участок 85 меньшего диаметра не будет здесь описан или проиллюстрирован подробно.

Плечо 60 клапана, наилучшим образом показанное на Фиг.3 и 9-13, как правило, является плоской металлической деталью, которая включает в себя участок 45 привода клапана, выполненный с возможностью перемещения штока 50 толкателя. В других конструкциях могут быть использованы плечи клапанов, имеющие другие формы, или плечи клапанов, изготовленные из других материалов, что может соответствовать их применениям. Однако использование плоских металлических плеч клапанов предусматривает быструю штамповку по существу идентичных плеч 60 клапанов, таким образом, снижая стоимость выполняемого плеча 60.

Плечо 60 клапана включает в себя отверстие 105, имеющее такую форму и размер, чтобы обеспечивать присоединение плеча 60 клапана к первому концу 70 соединительного элемента 55. На Фиг.9 показано плечо 60 клапана, выполненное с возможностью присоединения к соединительному элементу 55 с Фиг.4. Отверстие 105, как правило, имеет круглую форму и включает в себя накатанную поверхность 95. Накатка 95 отверстия 105 зацепляется с накаткой 95 соединительного элемента 55 для препятствования относительному вращению компонентов последующей сборки. В других конструкциях накатана лишь одна из двух поверхностей (внешняя поверхность соединительного элемента или внутренняя поверхность отверстия).

В других конструкциях неровная или некруглая поверхность контакта используется вместо или совместно с накатанными поверхностями 95 для предотвращения относительного вращения между соединительным элементом 55 и плечом 60 клапана. На Фиг.10 показана одна из таких конструкций плеча 60а клапана, имеющая плоское место 110 или сторону внутри отверстия 105а. Примыкающий соединительный элемент (не показан) имеет форму, включающую соответственную особенность, что позволяет по существу зафиксировать ориентацию двух компонентов друг относительно друга.

На нескольких примерах, показанных на Фиг.11-13, проиллюстрированы многие другие конструкции. На Фиг.11 показано плечо 60b клапана, имеющее в основном круглое отверстие 105b с язычком 115, выступающим в отверстие 105b. Соответствующий соединительный элемент (не показан) включает в себя паз, который принимает язычок 115. В другой конструкции (не показана) отверстие в плече клапана включает в себя паз, а также соединительный элемент. Шпонка зацепляет оба паза для фиксации относительного расположения компонентов. На Фиг.12 показана другая конструкция, в которой отверстие 105с имеет многоугольную форму. Соответствующий соединительный элемент (не показан) включает в себя по существу соответствующий многоугольник. Несмотря на то, что показан шестигранный многоугольник, следует понимать, желаемую функцию можно осуществить при помощи любого количества граней. В еще одном примере, показанном на Фиг.13, круговой выступ 120 выступает в отверстие 105d плеча 60d клапана. Подобно язычку 115, круговой выступ 120 зацепляется с пазом или вырезом в соединительном элементе (не показан). Несмотря на то, что пример с Фиг.13 включает в себя отверстие 105d, образованное из круговых частей, оно все же включает в себя некруглую область, которая предотвращает относительное вращение между соединительным элементом и плечом 60d клапана. Следует отметить, что такие термины, как «некруглый» или «поперечное сечение» обозначают форму отверстия, которую оно имеет в плоскости, которая по существу параллельна плоскости плеча или перпендикулярна центральной линии, проходящей через отверстие.

Плечо 65 следящего элемента, наилучшим образом показанное на Фиг.2 и 3, прикреплено ко второму концу 75 соединительного элемента 55 таким же образом, что и плечо 60 клапана прикреплено к первому концу 70. Действительная форма плеча 65 следящего элемента не является важной для изобретения при условии, если оно может выполнять свою заданную функцию. При этом штампованное или скомпонованное плечо 65 следящего элемента будет работать согласно настоящему изобретению так же, как и другие плечи толкателя, выполненные другими способами.

Плечо 65 следящего элемента включает в себя второе отверстие 125, которое способствует его присоединению к соединительному элементу 55. Отверстие 125 подобно отверстию 105 в плече 60 клапана и может включать в себя любые или все из свойств, описанных выше со ссылкой на отверстие 105 плеча клапана. При этом подробное описание отверстия 125 плеча следящего элемента является лишним.

Далее со ссылкой на Фиг.5-7 и 14-16 будет описан способ сборки рычага 15 управления клапаном. Как показано на Фиг.5, плечо 60 клапана располагается над первым участком 80 меньшего диаметра до тех пор, пока оно не упрется в уступ 90. В конструкции с Фиг.5 соединительный элемент 55 и плечо 60 клапана включают в себя накатанные поверхности 95, которые служат для блокирования углового положения этих двух компонентов. Затем роликовый накатник 130, показанный на Фиг.6, помещается в отверстие в первом конце 70 соединительного элемента 55. Роликовый накатник 130 деформирует участок 80 меньшего диаметра первого конца 70 для образования фланца 135. Фланец 135 является участком соединительного элемента 55, который перекрывает участок плеча 60 клапана и предотвращает его удаление из соединительного элемента 55.

Накатывание роликом представляет собой процесс холодной обработки, посредством которого можно производить размерную обработку, чистовую обработку и механическое упрочнение металлических поверхностей путем прижимного контакта закаленными роликами. Один роликовый накатник 130, показанный на Фиг.6, включает в себя планетарную систему конических роликов 140, которые равномерно отстоят друг от друга в удерживающей полости (не показана). Когда инструмент 130 зацепляется с соединительным элементом 55, упрочненная оправка (внутри инструмента), которая сужается внутрь к уклону роликов 140, прижимает ролики к внутренней поверхности соединительного элемента 55. Инструмент 130 является немного большим, чем предыдущий диаметр отверстия, и создает давление, которое превышает предел текучести более мягкого соединительного элемента 55 в точке контакта. В результате возникает небольшая деформация участка 80 меньшего диаметра соединительного элемента 55, как показано на Фиг.7.

Плечо 65 следящего элемента располагают на втором конце 75 соединительного элемента 55 для продолжения процесса сборки. Как показано на Фиг.14 и 15, плечо 65 следящего элемента располагают под заданным углом 145 относительно плеча 60 клапана и на желаемой высоте 150 или расстоянии от плеча 65 следящего элемента. Угол 145 и расстояние 150 будут изменяться в зависимости от применения, для которого предназначен изготовленный рычаг 15 управления клапаном. После правильного расположения плеча 65 следящего элемента второй конец 75 соединительного элемента 55 подвергается накатыванию роликом для завершения сборки.

В одном сборочном процессе зажимное приспособление (не показано) жестко удерживает узел соединительный элемент 55/плечо 60 клапана и также располагает рычаг 65 следящего элемента под заданным углом 145 и на высоте 150 от плеча 60 клапана. Зажимное приспособление заметно улучшает точность и скорость процесса сборки. Дополнительно зажимное приспособление делает менее важным регулировку положения упоров 90, так как зажимное приспособление обеспечивает надлежащую ориентацию и зазор между плечами 60, 65 независимо от того, где расположено первое присоединенное плечо 60.

Следует отметить, что, несмотря на то, что выше описан процесс сборки, при котором в первую очередь осуществляют присоединение плеча 60 клапана к соединительному элементу 55, специалисту в данной области техники понятно, что сначала может быть присоединено плечо 65 следящего элемента. По существу, способ сборки не должен восприниматься, как требующий присоединение плеча 60 клапана до плеча 65 следящего элемента.

В еще одной конструкции одно зажимное приспособление поддерживает соединительный элемент 55, плечо 65 следящего элемента и плечо 60 клапана в заданном положении для сборки. Оба конца соединительного элемента 70, 75 затем подвергаются накатыванию роликом по существу одновременно или последовательно. На Фиг.16 показан результат этого способа сборки. Благодаря тому, что зажимное приспособление должным образом блокирует части 55, 60, 65, сборка не зависит от положения уступов для расположения одного или обоих плеч 60, 65. Таким образом, при помощи накатывания роликом выполняются два фланца (внутренний фланец 135а и внешний фланец 135b), которые перекрывают каждое из плеч 60, 65. Два фланца 135а, 135b сообщаются для препятствования осевому перемещению плеч 60, 65 относительно соединительного элемента 55.

На Фиг.8 и 8а показан еще один способ присоединения плеча 60 к соединительному элементу 55. Как показано на Фиг.8, одна обжимка 155 образована на соединительном элементе 55. Обжимка 155 представляет собой деформацию участка 80 меньшего диаметра соединительного элемента 55, которая целиком проходит вокруг соединительного элемента 55. Плечо 60 помещается на конец соединительного элемента 55 до тех пор, пока оно не упрется в первую обжимку 155. Вторая обжимка 160 затем образуется выше плеча 60 для закрепления его осевого положения относительно соединительного элемента 55, как показано на Фиг.8а. Этот процесс повторяется для второго плеча 60. Подобно другим способам, описанным здесь, для поддержки различных компонентов 55, 60, 65 в заданных положениях может быть использовано зажимное приспособление, тем самым обеспечивая одновременное присоединение обоих плеч 60, 65.

Обжимки могут быть образованы любым известным способом при условии, что они могут быть использованы для удержания плеч 60, 65. Сжатие соединительного элемента в осевом направлении для деформирования материала во внешнем (радиальном) направлении может образовывать обжимки. В другой системе подача сжатой текучей среды внутрь соединительного элемента 55 в то время, как соединительный элемент удерживается внутри зажимного соединения, формирует обжимки. Сжатая текучая среда способна образовывать обжимки в соединительном элементе 55 в то время, как плечи 60, 65 занимают заданные положения. Специалисту в данной области техники понятно, что может использоваться множество способов образования обжимок, которые подходят для образования плеча 15 рычага, как описано здесь.

Несмотря на то, что изобретение было подробно описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты воплощения, могут быть выполнены любые изменения и модификации в объеме и сущности настоящего изобретения, что описано и определено в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель содержит цилиндр, кулачковый узел, имеющий, по меньшей мере, одну поверхность кулачка, два клапана, имеющие положения открытия и закрытия, головку цилиндра, в которую посажены клапаны, и рычажную систему. Последняя содержит два шарнирно установленных рычага управления клапаном. По меньшей мере, один из рычагов управления включает в себя соединительный элемент, имеющий конец плеча следящего элемента и конец плеча клапана, и ось вращения, вокруг которой поворачивается рычаг. Плечо следящего элемента включает отверстие, причем участок соединительного элемента зацепляется с участком плеча следящего элемента, смежным с отверстием. Плечо следящего элемента имеет поверхность для контакта с одной поверхностью кулачка. Плечо клапана включает отверстие, участок соединительного элемента зацепляется с участком плеча клапана, смежным с отверстием. Приведен способ изготовления рычага и способ сборки. Такое выполнение упрощает технологию изготовления. 4 н. и 59 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Рычаг управления клапаном, содержащий плечо клапана, включающее в себя первое отверстие, образующее участок зацепления плеча клапана; соединительный элемент; первый упор, взаимодействующий с соединительным элементом для, по меньшей мере, частичного образования первого участка зацепления, причем участок зацепления плеча клапана зацепляется с первым участком зацепления; второй упор и плечо следящего элемента, прикрепленное к соединительному элементу.2. Рычаг по п.1, в котором первое отверстие является по существу круглым.3. Рычаг по п.1, в котором соединительный элемент включает в себя цилиндрическую трубку.4. Рычаг по п.1, в котором первый упор включает в себя первый участок меньшего диаметра, который образует первый уступ.5. Рычаг по п.1, в котором плечо клапана имеет толщину, а первый участок зацепления имеет осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча клапана.6. Рычаг по п.1, в котором плечо клапана образовано из штампованного металла.7. Рычаг по п.1, в котором участок зацепления плеча клапана и/или первый участок зацепления включает в себя накатку.8. Рычаг по п.1, в котором первое отверстие включает в себя некруглую область, и соединительный элемент включает в себя некруглую область, которая зацепляется с некруглой областью первого отверстия.9. Рычаг по п.1, в котором плечо следящего элемента включает в себя второе отверстие, образующее участок зацепления плеча следящего элемента.10. Рычаг по п.9, в котором плечо следящего элемента включает в себя следящую поверхность, предназначенную для зацепления с поверхностью кулачка.11. Рычаг по п.10, в котором плечо клапана включает в себя участок привода клапана, предназначенный для приведения клапана в действие в соответствие с движением плеча следящего элемента.12. Рычаг по п.1, в котором первый упор выполнен как одно целое с соединительным элементом.13. Рычаг по п.1, в котором второй упор выполнен как одно целое с соединительным элементом.14. Рычаг по п.1, в котором первый упор перекрывает участок плеча клапана.15. Рычаг по п.13, в котором соединительный элемент включает в себя обжимку, причем соединительный элемент и обжимка взаимодействуют для образования второго участка зацепления.16. Рычаг по п.15, в котором обжимка выполнена за одно целое с соединительным элементом.17. Рычаг по п.15, в котором обжимка включает в себя второй участок меньшего диаметра, который образует второй уступ.18. Рычаг по п.15, в котором второй участок соединительного элемента перекрывает участок плеча следящего элемента вблизи второго отверстия, и участок зацепления плеча следящего элемента зацепляется со вторым участком зацепления.19. Рычаг по п.15, в котором участок зацепления плеча следящего элемента и/или второй участок зацепления включает в себя участок, имеющий накатку.20. Рычаг по п.15, в котором второе отверстие включает в себя некруглую область, и второй участок зацепления включает в себя некруглую область, которая зацепляется с некруглой областью второго отверстия.21. Рычаг по п.15, в котором плечо следящего элемента имеет толщину плеча следящего элемента, а второй участок зацепления имеет осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча следящего элемента.22. Рычажная система для двигателя, снабженного цилиндром; кулачковым узлом, имеющим, по меньшей мере, одну поверхность кулачка; двумя клапанами, имеющими положения открытия и закрытия; головкой цилиндра, в которую посажены клапаны; содержащая два шарнирно установленных рычага управления клапаном, причем, по меньшей мере, один из рычагов управления клапаном включает в себя: соединительный элемент, имеющий конец плеча следящего элемента и конец плеча клапана и имеющий ось вращения, вокруг которой поворачивается рычаг управления клапаном; плечо следящего элемента, включающее в себя отверстие, причем участок соединительного элемента зацепляется с, по меньшей мере, участком плеча следящего элемента, смежным с отверстием, для прочного присоединения плеча следящего элемента к соединительному элементу, причем плечо следящего элемента имеет следящую поверхность для контакта с, по меньшей мере, одной поверхностью кулачка; при этом плечо клапана включает в себя отверстие, причем участок соединительного элемента зацепляется с, по меньшей мере, участком плеча клапана, смежным с отверстием, для жесткого присоединения плеча клапана к соединительному элементу.23. Система по п.22, в которой отверстие плеча следящего элемента и отверстие плеча клапана являются по существу круглыми.24. Система по п.22, в которой плечо клапана выполнено из штампованного металла.25. Система по п.22, в которой конец плеча клапана соединительного элемента включает в себя первый упор.26. Система по п.25, в которой первый упор включает в себя первый уступ, образованный первым участком меньшего диаметра.27. Система по п.25, в которой плечо клапана имеет толщину, а первый участок меньшего диаметра имеет первую осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча клапана.28. Система по п.22, в которой конец плеча клапана соединительного элемента содержит первый упор, выполненный с ним за одно целое.29. Система по п.22, в которой соединительный элемент включает в себя первый упор, образованный первой обжимкой.30. Система по п.29, в которой соединительный элемент включает в себя второй упор, образованный второй обжимкой.31. Система по п.22, в которой отверстие плеча следящего элемента и/или конец плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя накатку.32. Система по п.22, в которой отверстие плеча клапана и/или конец плеча клапана соединительного элемента включает в себя накатку.33. Система по п.22, в которой конец плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя концевой упор.34. Система по п.33, в которой концевой упор плеча следящего элемента соединительного элемента включает в себя второй уступ, образованный участком конца плеча следящего элемента меньшего диаметра.35. Система по п.33, в которой плечо следящего элемента имеет толщину плеча следящего элемента, а второй участок меньшего диаметра имеет вторую осевую длину, которая, по меньшей мере, равна толщине плеча следящего элемента.36. Система по п.22, в которой конец плеча следящего элемента соединительного элемента имеет первое некруглое поперечное сечение, а отверстие плеча следящего элемента имеет второе некруглое поперечное сечение, соответствующее первому поперечному сечению и зацепляющееся с ним для предотвращения относительного вращения между плечом следящего элемента и соединительным элементом.37. Система по п.36, в которой конец плеча клапана соединительного элемента имеет третье поперечное сечение, причем, по меньшей мере, часть третьего поперечного сечения является некруглой, и отверстие плеча клапана имеет четвертое поперечное сечение, соответствующее третьему поперечному сечению и зацепляющееся с ним для предотвращения относительного вращения между плечом клапана и соединительным элементом.38. Способ изготовления рычага управления клапаном, включающего в себя соединительный элемент, имеющий наружный диаметр, при котором изготавливают плечо клапана, имеющее первое отверстие; формируют первый упор вблизи первого конца соединительного элемента; устанавливают плечо клапана вблизи первого упора так, что, по меньшей мере, часть соединительного элемента размещена внутри первого отверстия; деформируют первый конец соединительного элемента для жесткого крепления плеча клапана к соединительному элементу; изготавливают плечо следящего элемента; и прикрепляют плечо следящего элемента к соединительному элементу.39. Способ по п.38, при котором первое отверстие выполняют по существу круглым, а соединительный элемент по существу цилиндрическим.40. Способ по п.38, при котором плечо клапана формируют посредством штамповки.41. Способ по п.38, при котором плечо клапана выполняют по существу плоским.42. Способ по п.38, при котором деформирование осуществляют накатыванием ролика.43. Способ по п.38, при котором при деформировании осуществляют обжимку.44. Способ по п.38, при котором дополнительно накатывают внутреннюю поверхность первого отверстия и/или внешнюю поверхность соединительного элемента.45. Способ по п.38, при котором плечо следящего элемента выполняют со вторым отверстием и следящей поверхностью для кулачка.46. Способ по п.45, при котором дополнительно формируют второй упор на втором конце соединительного элемента и устанавливают плечо следящего элемента вблизи второго упора соединительного элемента.47. Способ по п.46, при котором дополнительно деформируют второй конец соединительного элемента для жесткого крепления плеча следящего элемента к соединительному элементу.48. Способ по п.47, при котором деформирование второго конца выполняют накатыванием ролика.49. Способ по п.47, при котором при деформировании второго конца выполняют обжимку.50. Способ по п.45, при котором дополнительно располагают плечо следящего элемента под углом относительно плеча клапана.51. Способ по п.38, при котором соединительный элемент включает в себя участок, имеющий некруглое поперечное сечение.52. Способ по п.51, при котором дополнительно предотвращают относительное вращение между соединительным элементом и плечом клапана посредством образования первого отверстия, имеющего некруглое поперечное сечение, которое зацепляется с некруглым в поперечном сечении участком соединительного элемента.53. Способ по п.38, при котором первый конец соединительного элемента включает в себя трубчатый участок, имеющий полое внутреннее пространство.54. Способ по п.38, при котором при образовании упора дополнительно образуют первый уступ на соединительном элементе, который, по меньшей мере, частично образован первым участком меньшего диаметра.55. Способ по п.38, при котором при образовании упора осуществляют вторую обжимку в соединительном элементе.56. Способ сборки рычага управления клапаном, включающего в себя плечо клапана, имеющее первое отверстие, плечо следящего элемента, имеющее второе отверстие, и соединительный элемент, при котором устанавливают плечо клапана на первом конце соединительного элемента так, что участок соединительного элемента проходит, по меньшей мере, частично через первое отверстие; накатывают роликом первый конец соединительного элемента для деформации первого конца соединительного элемента и жесткого крепления плеча клапана к соединительному элементу; устанавливают плечо следящего элемента на втором конце соединительного элемента так, что участок соединительного элемента, по меньшей мере, частично проходит через второе отверстие; и накатывают роликом второй конец соединительного элемента для деформации второго конца соединительного элемента и жесткого крепления плеча следящего элемента к соединительному элементу.57. Способ по п.56, при котором первое отверстие и второе отверстие являются по существу круглыми, и соединительный элемент является по существу цилиндрическим.58. Способ по п.56, при котором дополнительно накатывают внутреннюю поверхность первого отверстия и/или внешнюю поверхность первого конца соединительного элемента.59. Способ по п.58, при котором дополнительно накатывают внутреннюю поверхность второго отверстия и/или внешнюю поверхность второго конца соединительного элемента.60. Способ по п.56, при котором дополнительно формируют соединительный элемент, имеющий уменьшенный диаметр вблизи первого конца.61. Способ по п.56, при котором дополнительно формируют соединительный элемент, имеющий уменьшенный диаметр вблизи второго конца.62. Способ по п.56, при котором дополнительно выполняют первый участок меньшего диаметра, имеющего некруглую область, и зацепляют некруглую область первого участка меньшего диаметра с соответствующей некруглой областью первого отверстия для предотвращения вращения плеча клапана относительно соединительного элемента.63. Способ по п.56, при котором дополнительно выполняют второй участок меньшего диаметра, имеющего некруглую область, и зацепляют некруглую область второго участка меньшего диаметра с соответствующей некруглой областью второго отверстия для предотвращения вращения плеча следящего элемента относительно соединительного элемента.