本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)配件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輕量化高強(qiáng)度的柴油機(jī)滾輪搖臂。

背景技術(shù)：

隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，對(duì)機(jī)動(dòng)車的廢氣排放法規(guī)也愈加嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的革新是減少污染排放最重要的途徑。當(dāng)今各大發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠的新開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)都向著輕量化、高效率、節(jié)能減排的方向發(fā)展，其中配氣機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、降低能耗、減少排放的重要發(fā)展方向。目前具有自動(dòng)調(diào)節(jié)氣門(mén)間隙的液壓挺柱和具有滾動(dòng)摩擦的滾輪搖臂的配氣機(jī)構(gòu)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式滑動(dòng)摩擦配氣機(jī)構(gòu)。

現(xiàn)有某柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)采用便于裝配的模塊化結(jié)構(gòu)，其托盤(pán)模塊由托盤(pán)組件、液壓挺柱及滾輪搖臂組成，托盤(pán)組件由鋁合金材質(zhì)的托盤(pán)及兩個(gè)定位銷組成，托盤(pán)上設(shè)有機(jī)油油道和液壓挺柱安裝孔，裝配時(shí)，液壓挺柱插入托盤(pán)的安裝孔，設(shè)在液壓挺柱上的卡環(huán)利用彈性變形卡在托盤(pán)的油孔底部環(huán)槽處，實(shí)現(xiàn)液壓挺柱與托盤(pán)的裝配連接，保證液壓挺柱能夠承受足夠的拔脫力而不會(huì)從托盤(pán)的油孔中脫出。滾輪搖臂由搖臂架、滾輪軸承、銷軸、卡片組成，搖臂架使用金屬板材沖壓成型，搖臂架的截面形狀為倒“u’型，兩個(gè)側(cè)壁中間設(shè)有同心的銷軸孔，滾輪軸承在兩個(gè)側(cè)臂之間，銷軸穿過(guò)搖臂架上的小軸孔和滾輪軸承中心，將三者串聯(lián)在一起，銷軸兩端通過(guò)鉚壓變形與搖臂架固連在一起；在搖臂架的一端設(shè)有”w“型的氣門(mén)承載面，在搖臂架另一端的u型底板上設(shè)有凹陷的球窩，在底板上球窩兩端設(shè)有卡片裝配孔，卡片彈性安裝在兩個(gè)裝配孔中。滾輪搖臂與液壓挺柱裝配時(shí)，通過(guò)設(shè)在卡片上的彈性支臂張開(kāi)，使液壓挺柱的球頭穿過(guò)卡片，實(shí)現(xiàn)球頭與球窩的球鉸連接，同時(shí)卡片的彈性支臂間隙套在液壓挺柱的球頭頸部，使?jié)L輪搖臂自由旋轉(zhuǎn)支撐在液壓挺柱上，由于卡片的彈性支臂距離小于球頭直徑，滾輪搖臂不會(huì)從液壓挺柱上脫開(kāi)。另外，在托盤(pán)上設(shè)有凸起的塔臺(tái)，塔臺(tái)中心設(shè)有液壓挺柱安裝孔，搖臂裝配到液壓挺柱后，搖臂架上塔臺(tái)外輪廓由兩端圓弧及兩平行平面組成，該平行平面的距離小于搖臂u型截面?zhèn)缺鄣膬?nèi)寬，當(dāng)滾輪搖臂裝配到液壓挺柱后，塔臺(tái)兩平面與兩側(cè)臂之間有適當(dāng)?shù)拈g隙，限制滾輪搖臂的擺動(dòng)角度，同時(shí)又保證在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，不會(huì)接觸干涉，這樣的結(jié)構(gòu)是為了托盤(pán)組件與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋連接安裝后，保證滾輪搖臂的氣門(mén)承載面兩側(cè)壁剛好卡在氣門(mén)端部中間，防止?jié)L輪搖臂裝配不到位，而出現(xiàn)滾輪搖臂脫出氣門(mén)的現(xiàn)象。

但是現(xiàn)有的柴油機(jī)滾輪搖臂也存在著一些不足之處：

首先，搖臂架底板球窩向外側(cè)凸起，安裝至液壓挺柱安裝孔時(shí)，液壓挺柱和托盤(pán)凸臺(tái)均位于搖臂架兩側(cè)壁之間。為了避免搖臂架和托盤(pán)塔臺(tái)干涉，現(xiàn)有搖臂架側(cè)壁之間距離較寬，整體尺寸大；搖臂架側(cè)壁和發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)塔臺(tái)的間隙較小，限制了托盤(pán)塔臺(tái)上液壓挺柱安裝孔壁的厚度，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的強(qiáng)度，甚至?xí)?dǎo)致柱塞安裝孔壁發(fā)生疲勞斷裂，引起柱塞脫落。

其次，與底板球窩外凸相對(duì)應(yīng)的搖臂架右端的氣門(mén)桿承載面只能選擇w型折彎。這樣的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是：1.搖臂架側(cè)壁局部拉伸變薄現(xiàn)象嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有疲勞斷裂的風(fēng)險(xiǎn)；2.折疊成型用料更多，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，不適應(yīng)輕量化的要求。3.現(xiàn)有w型的氣門(mén)桿支撐面深度較小，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，尤其冷啟動(dòng)氣門(mén)桿和滾輪搖臂工作面存在間隙時(shí)，氣門(mén)桿有脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

另外，現(xiàn)有的滾輪搖臂多用活動(dòng)式的銷軸，雖然在工作中磨損均勻，但其突出的缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，成本較高。

滾輪搖臂是配氣機(jī)構(gòu)的重要部件之一，如何使?jié)L輪搖臂適應(yīng)高強(qiáng)度的工作狀態(tài)并滿足輕量化的市場(chǎng)需求是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直關(guān)注的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種新的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)滾輪搖臂，實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)增強(qiáng)原有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度：解決原有搖臂架兩側(cè)壁距離大，整體質(zhì)量大，容易和托盤(pán)塔臺(tái)引起干涉的問(wèn)題；改進(jìn)氣門(mén)桿支撐位置的結(jié)構(gòu)，改善了原結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和功能上的不足；使用了一種新型結(jié)構(gòu)的球頭卡片進(jìn)行限位。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種輕量化高強(qiáng)度的柴油機(jī)滾輪搖臂，由搖臂架、滾輪軸承組件和球頭卡片組成，用于柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)包括滾輪搖臂、發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)、液壓挺柱、凸輪組件和氣門(mén)組件，液壓挺柱插入固定于發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)的托盤(pán)塔臺(tái)安裝孔內(nèi)，滾輪搖臂與液壓挺柱通過(guò)球頭卡片連接，所述搖臂架呈u型結(jié)構(gòu)，由左右兩側(cè)板及底板組成，位于搖臂架中間位置的底板上設(shè)有凸起的凸包，凸包位于兩側(cè)板之間，凸包下空間形成用于連接液壓挺柱球頭的球窩，凸包頂端設(shè)有球窩油孔；搖臂架一端為無(wú)底板的滾輪避讓區(qū)，滾輪避讓區(qū)的兩側(cè)板上設(shè)有銷軸安裝孔，用于安裝滾輪軸承組件，凸輪組件與滾輪軸承組件滾動(dòng)相接；搖臂架另一端位于側(cè)板一側(cè)的底板表面設(shè)為承載面，氣門(mén)組件與承載面滑動(dòng)相接。滾輪搖臂的設(shè)計(jì)與以往不同，連接液壓挺柱球頭的球窩設(shè)置在搖臂架中間位置，并且球窩的開(kāi)口方向與搖臂架u型槽的開(kāi)口方向相反，因此連接的液壓挺柱方向朝外，不再位于兩側(cè)板之間，徹底解決了搖臂架兩側(cè)板可能與發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)塔臺(tái)干涉的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)側(cè)板尺寸不受托盤(pán)塔臺(tái)的限制，可以在合理范圍內(nèi)增加液壓挺柱安裝孔的側(cè)壁厚度，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述球頭卡片包括帶通孔的卡片底板及底板前后兩端的向上向中間彎折的夾爪，夾爪末端向外側(cè)彎折形成彎鉤，所述底板上開(kāi)設(shè)有缺孔，缺孔位于凸包向承載面一側(cè)，兩個(gè)夾爪分別夾持在滾輪避讓區(qū)處的底板邊沿及缺孔處的底板邊沿。滾輪搖臂與液壓挺柱裝配時(shí)，使液壓挺柱的球頭穿過(guò)球頭卡片的通孔，卡片底板間隙套在液壓挺柱的球頭頸部，使?jié)L輪搖臂自由旋轉(zhuǎn)支撐在液壓挺柱上，實(shí)現(xiàn)球頭與球窩的球鉸連接，由于通孔的寬度小于球頭直徑，滾輪搖臂不會(huì)從液壓挺柱上脫開(kāi)。

優(yōu)選的，所述球頭卡片的卡片底板左右兩端設(shè)有向下彎折的卡片側(cè)板。裝配后卡片側(cè)板位于托盤(pán)塔臺(tái)兩側(cè)，且具有適當(dāng)?shù)拈g隙，限制滾輪搖臂的擺動(dòng)角度，既有定位的作用，方便裝配，同時(shí)又保證在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，不會(huì)接觸干涉。

優(yōu)選的，所述通孔前后兩端設(shè)有延伸至夾爪的槽孔，使底板及夾爪具有適合的彈性變形剛度，以便于設(shè)備安裝和裝配。

優(yōu)選的，所述底板上位于承載面相反側(cè)表面設(shè)有沖壓槽，沖壓槽為沖壓工藝輔助成型，沖壓槽的寬度小于承載面的寬度。

優(yōu)選的，所述側(cè)板在靠近承載面設(shè)有高度減小的凹陷，其目的是為了縮短氣門(mén)組件承載面所在的側(cè)板高度，減輕搖臂架整體重量。

優(yōu)選的，與所述凹陷相應(yīng)位置的底板上設(shè)有隆起a，其作用為了保證搖臂架的整體強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述滾輪避讓區(qū)與所述底板相接處的側(cè)板具有隆起b，目的在于保障滾輪搖臂的強(qiáng)度，抵消由于底板內(nèi)凹的滾輪避讓區(qū)引起的整體強(qiáng)度損失，將隆起b處部分位于滾輪避讓區(qū)與底板相接處的正下方以達(dá)到最佳效果。

本發(fā)明的有益效果在于：實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)增強(qiáng)原有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。解決原有搖臂架兩側(cè)壁距離大，整體質(zhì)量大，容易和托盤(pán)塔臺(tái)引起干涉的問(wèn)題；改進(jìn)氣門(mén)桿支撐位置的結(jié)構(gòu)，改善了原結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和功能上的不足；使用了一種新型結(jié)構(gòu)的球頭卡片進(jìn)行限位。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中滾輪搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中滾輪搖臂的剖視圖；

圖4是本發(fā)明中搖臂架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中搖臂架的剖視圖；

圖6是本發(fā)明中球頭卡片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖1中a-a向剖視圖；

圖8是現(xiàn)有技術(shù)中搖臂架承載面部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、搖臂架；1.1、側(cè)板；1.2、底板；1.3、凸包；1.4、球窩；1.5、滾輪避讓區(qū)；1.6、銷軸安裝孔；1.7、承載面；1.8、球窩油孔；1.9、缺孔；1.10、沖壓槽；1.11、凹陷；1.12、隆起a；1.13、隆起b；2、滾輪軸承組件；3、球頭卡片；3.1、卡片底板；3.2、夾爪；3.3、通孔；3.4、卡片側(cè)板；3.5、槽孔；4、發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)；4.1、托盤(pán)塔臺(tái)；5、液壓挺柱；6、凸輪組件；7、氣門(mén)組件。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施方式為：如圖1-5所示，一種輕量化高強(qiáng)度的柴油機(jī)滾輪搖臂，由搖臂架1、滾輪軸承組件2和球頭卡片3組成，用于柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)包括滾輪搖臂、發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)4、液壓挺柱5、凸輪組件6和氣門(mén)組件7，液壓挺柱5插入固定于發(fā)動(dòng)機(jī)托盤(pán)4的托盤(pán)塔臺(tái)4.1安裝孔內(nèi)，搖臂架1呈u型結(jié)構(gòu)，由左右兩側(cè)板1.1及底板1.2組成，位于搖臂架1中間位置的底板1.2上設(shè)有凸起的凸包1.3，凸包1.3位于兩側(cè)板1.1之間，凸包1.3下空間形成球窩1.4，凸包1.3頂端設(shè)有球窩油孔1.8；搖臂架1一端為無(wú)底板1.2的滾輪避讓區(qū)1.5，滾輪避讓區(qū)1.5的兩側(cè)板1.1上設(shè)有銷軸安裝孔1.6，用于通過(guò)銷軸鉚壓安裝滾輪軸承組件2，銷軸兩端面平整，無(wú)凸起或凹陷；搖臂架1另一端位于側(cè)板1.1一側(cè)的底板1.2表面設(shè)為承載面1.7。

結(jié)合圖6所示，球頭卡片3包括帶通孔3.3的卡片底板3.1及底板3.1前后兩端的向上向中間彎折的夾爪3.2，通孔3.3前后兩端設(shè)有延伸至夾爪3.2的槽孔3.5。而底板1.2上開(kāi)設(shè)有缺孔1.9，缺孔1.9位于凸包1.3向承載面1.7一側(cè)，兩個(gè)夾爪3.2分別夾持在滾輪避讓區(qū)1.5處的底板1.2邊沿及缺孔1.9處的底板1.2邊沿，球窩1.4兩側(cè)與卡片底板3.1相抵部分的底板1.2表面在同一水平位置。并且球頭卡片3的卡片底板3.1左右兩端設(shè)有向下彎折的卡片側(cè)板3.4，裝配后卡片側(cè)板3.4有間隙的夾持在托盤(pán)塔臺(tái)4.1兩側(cè)。

結(jié)合圖7所示，底板1.2上位于承載面1.7相反側(cè)表面設(shè)有沖壓槽1.10，沖壓成型時(shí)只需要折彎90°形成u型結(jié)構(gòu)，成型工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。而如圖8所示為現(xiàn)有技術(shù)中搖臂架1承載面1.7部分的結(jié)構(gòu)示意圖，為拉伸變形后的w型彎折，缺點(diǎn)是在于搖臂架1側(cè)板1.1在圖中d處拉伸變薄現(xiàn)象嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，才c處有疲勞斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。而且折疊成型用料更多，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，不適應(yīng)輕量化的要求。此外，w型的氣門(mén)組件7承載面1.7深度較小，且存在圖中b所示的間隙，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，尤其冷啟動(dòng)氣門(mén)組件7和滾輪搖臂時(shí)，氣門(mén)組件7有脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，結(jié)合圖5所示，本發(fā)明搖臂架1的側(cè)板1.1和底板1.2還有幾處變形：側(cè)板1.1在靠近承載面1.7設(shè)有高度減小的凹陷1.11，在凹陷1.11相應(yīng)位置的底板1.2上設(shè)有隆起a1.12；滾輪避讓區(qū)1.5與底板1.2相接處的側(cè)板1.1具有隆起b1.13。

裝配后，液壓挺柱5與球窩1.4通過(guò)球頭卡片3球鉸連接，氣門(mén)組件7與承載面1.7滑動(dòng)相接，凸輪組件6與滾輪軸承組件2滾動(dòng)相接，當(dāng)凸輪組件6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪搖臂以液壓挺柱5為支撐驅(qū)動(dòng)氣門(mén)組件7上下滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣門(mén)的正常開(kāi)閉。

由上述可知，再結(jié)合附圖，根據(jù)所連接結(jié)構(gòu)的不同可以將搖臂架1分為三段：凸輪段、挺柱段及氣門(mén)段。從側(cè)板1.1的高度變化來(lái)看：凸輪段與挺柱段相接部分高度增大，之后的挺柱段高度緩慢降低或基本保持不變，挺柱段與氣門(mén)段相接部分及之后的氣門(mén)段高度有較大幅度的減小；從兩側(cè)板1.1的間距變化來(lái)看：挺柱段的間距寬，而凸輪段及氣門(mén)段間距小，即搖臂架1呈中間寬兩頭窄的形狀。底板1.2隨側(cè)板1.1的變化做相應(yīng)的改變。這樣的形狀減輕了搖臂架1整體重量，也保證搖臂架1的整體強(qiáng)度。同時(shí)，上述形狀的變化都是通過(guò)光滑連續(xù)的弧形過(guò)渡的。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，本發(fā)明可以用于類似的產(chǎn)品上，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。