一种可自行开闭滚轮轴润滑油孔的发动机摇臂
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是一种可自行开闭滚轮轴润滑油孔的发动机摇臂。
背景技术
摇臂是发动机配气机构中的主要部件之一，顶置凸轮轴的发动机通常会采用由凸轮轴直接驱动的滚轮摇臂，滚轮摇臂可以减小凸轮与摇臂间的摩擦阻力，并可以承受较高的接触应力，在顶置凸轮轴发动机上广泛应用。滚轮摇臂工作时摇臂上的滚轮在滚轮轴上转动，滚轮与滚轮轴之间需要润滑，目前采用的润滑方式通常有两种：一种是在摇臂上设置油孔对滚轮喷油润滑，该方式结构简单，但容易造成润滑油流量消耗过多以及由于喷油飞溅造成气门室内产生过多油雾，增大曲轴箱通风系统中油气分离装置的工作负担，另外该方式润滑油很难进入滚轮与滚轮轴之间的间隙内，润滑效果差；另外一种润滑方式是在滚轮轴内设置润滑油孔，直接提供润滑油到滚轮与滚轮轴之间的间隙内，该方式不会消耗过多润滑油流量，也不会产生飞溅使气门室内产生过多油雾，并且润滑效果好。
目前随着可变气门技术的发展，出现了带有可滑动滚轮的滚轮摇臂，中国专利申请201910423341.2公开了一种气门驱动装置，其采用了可滑动滚轮的滚轮摇臂，摇臂的滚轮可在两个工作位置滑动切换，以实现可变气门，对于这种滚轮摇臂，即使采用在滚轮轴内设置润滑油孔的润滑方式，也可能会造成润滑油流量消耗过多以及在气门室内产生过多油雾，原因是由于滚轮会在两个工作位置切换，需要在滚轮的两个工作位置设置润滑油孔，当滚轮在其中一个工作位置运行时，另一个工作位置的润滑油孔就会暴露在外，润滑油会直接喷到气门室内，造成润滑油流量消耗过多以及气门室内产生过多的油雾。
发明内容
为解决上述不足，本发明提供了一种可自行开闭滚轮轴润滑油孔的发动机摇臂。
本发明提供的一种可自行开闭滚轮轴润滑油孔的发动机摇臂，包括有摇臂体、滚轮及滚轮轴，所述摇臂体的一端设有用于安装滚轮的缺口，所述缺口的两侧壁上设有滚轮轴安装孔，所述滚轮轴固定地安装在所述滚轮轴安装孔内，所述滚轮可转动地安装在所述滚轮轴上，并可在滚轮轴上滑动，所述摇臂体的缺口部分宽度大于所述滚轮的厚度，使所述滚轮在所述滚轮轴上具有两个工作位置，在所述摇臂体的缺口两侧侧壁内分别设有摇臂润滑油孔，在所述滚轮轴的两端内部分别设有滚轮轴润滑油孔，所述滚轮轴的两个滚轮轴润滑油孔的一端分别与所述摇臂体两侧的摇臂润滑油孔连通，所述滚轮轴的两个滚轮轴润滑油孔的另一端分别通向所述滚轮的两个工作位置，所述滚轮轴的两个滚轮轴润滑油孔之间不连通，在所述摇臂体或滚轮轴上还设有控制柱塞和弹簧，所述控制柱塞和弹簧控制所述滚轮轴上滚轮所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔开启，滚轮非所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔关闭。
进一步地，在所述摇臂体的缺口两侧侧壁上分别设有柱塞孔，所述柱塞孔与所述摇臂润滑油孔连通，在所述柱塞孔内设有控制柱塞，所述控制柱塞一端带有法兰结构，所述控制柱塞的法兰端安装于所述摇臂体缺口侧壁的外侧，所述控制柱塞上设有环槽，在所述摇臂体两侧面上分别设有弹簧，所述弹簧一端固定在摇臂体上，另一端压在所述控制柱塞的法兰端。
进一步地，在所述滚轮轴上所述滚轮所处的其中一个工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞被所述滚轮压入到该侧的所述柱塞孔内，此时该侧的所述控制柱塞上的环槽与该侧的所述摇臂润滑油孔对齐，在所述滚轮轴上滚轮非所处的另一工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞的法兰端被该侧的所述弹簧压紧在所述摇臂体上，该侧的所述控制柱塞的另一端伸出到所述摇臂体缺口侧壁内侧一段距离，此时该侧的所述控制柱塞上的环槽与该侧的所述摇臂润滑油孔错开。
进一步地，在所述滚轮轴上所述滚轮的两个工作位置处分别设有柱塞孔，所述两处柱塞孔分别与所述滚轮轴的两处滚轮轴润滑油孔连通，所述两个柱塞孔之间不连通，在所述柱塞孔内设有控制柱塞，所述控制柱塞一端设有弹簧，另一端为球面，所述柱塞孔润滑油出口一端孔口处直径小于所述控制柱塞的球面端直径。
进一步地，在所述滚轮轴上所述滚轮所处的其中一个工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞的球面端被所述滚轮压缩到所述柱塞孔内，此时该侧的所述控制柱塞的球面端与所述柱塞孔之间产生间隙，并使该侧的所述柱塞孔与该侧的所述滚轮轴润滑油孔连通，在所述滚轮轴上所述滚轮非所处的另一工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞在所述弹簧的作用下压紧到所述柱塞孔上，该侧的所述控制柱塞的球面端突出到所述滚轮轴的外部，并使该侧的所述柱塞孔与该侧的所述滚轮轴润滑油孔封闭。
进一步地，本发明还提供了一种技术方案，所述摇臂润滑油孔只设置在摇臂体一侧，并只采用一个控制柱塞和弹簧来控制所述两个滚轮轴润滑油孔的开启和关闭，详见具体实施方式中第三个实施例。
进一步地，本发明还提供了另一种技术方案，所述摇臂体上设有柱塞孔、摇臂体进油孔以及摇臂润滑油孔，在所述柱塞孔内可转动地安装有控制柱塞，所述控制柱塞上设有拨杆并装有弹簧，所述弹簧使控制柱塞的拨杆始终与滚轮保持接触，所述控制柱塞上设有两处缺口，所述缺口随控制柱塞转动的位置变化控制摇臂润滑油孔与摇臂体进油孔的连通和关闭，所述滚轮在滚轮轴上的工作位置变化时会推动控制柱塞的拨杆，使控制柱塞转动，所述控制柱塞通过自身转动控制摇臂体两侧的摇臂润滑油孔与摇臂体进油孔的连通与关闭，详见具体实施方式中第四个实施例。
本发明的有益效果是：该摇臂可以为滚轮的两个工作位置提供润滑油，并且在滚轮切换到另一个工作位置时，原工作位置的润滑油孔会自行关闭，避免了润滑油流量消耗过多以及气门室内产生过多的油雾，并且该装置结构简单，成本低，易于应用。
附图说明
附图是用来提供对本发明更好地理解，与下面的具体实施方式一起用于描述、解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在不同的实施例或设计方案的附图中，部分零件具有相同的标记，这只代表其是起相同或相似作用的零件，并不意味着是同一个零件或具有完全相同的结构，具体应以附图和说明书描述为准。附图中：
图1和图2分别是本发明的第一个实施例从左右两侧方向观察的轴侧视图；
图3是本发明的第一个实施例从顶部观察的俯视图以及沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图；
图4是本发明的第一个实施例沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图的放大示意图；
图5和图6分别是本发明的第二个实施例从左右两侧方向观察的轴侧视图；
图7是本发明的第二个实施例从顶部观察的俯视图以及沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图；
图8是本发明的第二个实施例沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图的放大示意图；
图9是本发明第三个实施例结构的轴侧视图；
图10是本发明的第三个实施例滚轮处在其中一个工作位置时从顶部观察的俯视图以及沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图；
图11是本发明的第三个实施例当滚轮滑动到另一工作位置时沿摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图；
图12是本发明第四个实施例结构的轴侧视图；
图13是本发明第四个实施例摇臂体的结构示意图；
图14是本发明第四个实施例控制柱塞的结构示意图；
图15是本发明第四个实施例的侧向视图；
图16是本发明第四个实施例滚轮处在其中一个工作位置时从顶部观察的俯视图以及沿摇臂体进油孔、摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图；
图17是本发明第四个实施例当滚轮滑动到另一工作位置时的俯视图以及沿摇臂体进油孔、摇臂润滑油孔和滚轮轴润滑油孔的剖视图。
具体实施方式
图1至图4描述了本发明的第一个实施例，所述一种可自行开闭滚轮轴润滑油孔的发动机摇臂包括有摇臂体1，滚轮2，滚轮轴3，控制柱塞4，以及弹簧5，所述摇臂体1的一端设有用于安装滚轮的缺口，所述缺口的两侧壁上设有滚轮轴安装孔，所述滚轮轴3的两端固定地安装在所述摇臂体1的滚轮轴安装孔内，所述滚轮2安装在所述滚轮轴3上，可在滚轮轴3上转动，并可在所述滚轮轴3上滑动，所述摇臂体1的缺口部分宽度大于所述滚轮2的厚度，使所述滚轮2在所述滚轮轴3上分别具有位于所述滚轮轴3的左端和位于所述滚轮轴3的右端两个工作位置。在所述摇臂体1的缺口两侧侧壁内分别设有摇臂润滑油孔11，如图3及图4所示，在所述滚轮轴3的两端内部分别设有滚轮轴润滑油孔31，所述滚轮轴3的两个滚轮轴润滑油孔31的一端分别与所述摇臂体1两侧的摇臂润滑油孔11连通，所述滚轮轴3的两个滚轮轴润滑油孔31的另一端分别通向所述滚轮2的两个工作位置，所述滚轮轴3的两个滚轮轴润滑油孔31之间不连通。在所述摇臂体1的缺口两侧侧壁上分别设有柱塞孔12，所述柱塞孔12与所述摇臂润滑油孔11相通，在所述柱塞孔12内装有控制柱塞4，所述控制柱塞4一端带有法兰结构，所述控制柱塞4的法兰端安装于所述摇臂体1缺口侧壁的外侧，所述控制柱塞4上设有一环槽41，在所述摇臂体1的两侧面上还分别设有弹簧5，所述弹簧5一端固定在摇臂体1上，另一端压在所述控制柱塞4的法兰端上，另外，在所述滚轮轴3的两个滚轮轴润滑油孔31的最外端还装有堵塞。
如图4所示，在所述滚轮轴3上所述滚轮2所处的其中一个工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞4被所述滚轮2压入到该侧的所述柱塞孔12内，此时该侧的所述控制柱塞4上的环槽41与该侧的所述摇臂润滑油孔11对齐。在所述滚轮轴3上所述滚轮2非所处的另一工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞4的法兰端被该侧的所述弹簧5压紧在所述摇臂体1上，该侧的所述控制柱塞4的另一端伸出到所述摇臂体1缺口侧壁内侧一段距离，此时该侧的所述控制柱4上的环槽41与该侧的所述摇臂润滑油孔11错开。
本发明的第一个实施例的工作原理是：如图4所示，当所述滚轮2处于所述滚轮轴3上的其中一个工作位置时，如前所述，所述滚轮2将该工作位置一侧的控制柱塞4的一端压入到所述柱塞孔12内，此时该侧的所述控制柱塞4上的环槽41与该侧的所述摇臂润滑油孔11对齐，使该侧的所述摇臂润滑油孔11与该侧的所述滚轮轴润滑油孔31连通，润滑油通过所述摇臂润滑油孔11和所述滚轮轴润滑油孔31为滚轮提供润滑。在所述滚轮轴3上滚轮非所处的另一工作位置，如前所述，该侧的所述控制柱塞4上的环槽41与该侧的所述摇臂润滑油孔11错开，该侧的所述摇臂润滑油孔11关闭，使该工作位置的滚轮轴润滑油孔31关闭。同理，当所述滚轮2从现所处工作位置滑动到另一处工作位置时，原工作位置的控制柱塞4在所述弹簧5的作用下被压紧到摇臂体上，所述控制柱塞4上的环槽41与所述摇臂润滑油孔11错开，所述摇臂润滑油孔11被关闭，润滑油被切断，而所述滚轮2当前所处的工作位置的控制柱塞4被滚轮推动，所述控制柱塞4上的环槽41与所述摇臂润滑油孔11对齐，使所述摇臂润滑油孔11与所述滚轮轴润滑油孔31连通，为滚轮提供润滑，从而实现了所述滚轮轴3上的两处滚轮轴润滑油孔31随所述滚轮2的工作位置变化自行开启和关闭。
图5至图8描述了本发明的第二个实施例，在本实施例中，与实施例一的主要不同在于油孔的开启和关闭的控制，如图8所示，在本实施例中，在所述滚轮轴3上所述滚轮2的两个工作位置处分别设有柱塞孔32，所述两处柱塞孔32分别与所述滚轮轴3的两处滚轮轴润滑油孔31连通，所述两个柱塞孔32之间不连通，在所述柱塞孔32内设有控制柱塞4，所述控制柱塞4一端设有弹簧5，另一端为球面，所述柱塞孔32润滑油出口一端孔口处直径小于所述控制柱塞4的球面端直径。
如图8所示，在所述滚轮轴3上所述滚轮2所处的其中一个工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞4的球面端被所述滚轮2压缩到所述柱塞孔32内，此时该侧的所述控制柱塞4的球面端与所述柱塞孔32之间产生间隙，并使该侧的所述柱塞孔32与该侧的所述滚轮轴润滑油孔31连通。在所述滚轮轴3上所述滚轮2非所处的另一工作位置，该工作位置一侧的所述控制柱塞4在所述弹簧5的作用下压紧到所述柱塞孔32上，该侧的所述控制柱塞4的球面端突出到所述滚轮轴3的外部，并使该侧的所述柱塞孔32与该侧的所述滚轮轴润滑油孔31封闭。
本发明的第二个实施例的工作原理是：如图8所示，当所述滚轮2处于所述滚轮轴3上的其中一个工作位置时，如前所述，该工作位置一侧的控制柱塞4的球面端被所述滚轮2压缩到所述柱塞孔32内，此时该侧的所述控制柱塞4的球面端与所述柱塞孔32之间产生间隙，并且所述控制柱塞4使所述柱塞孔32与该侧的滚轮轴润滑油孔31连通，润滑油通过所述控制柱塞4与柱塞孔32之间的间隙流出为所述滚轮2提供润滑。在所述滚轮轴3上所述滚轮2非所处的另一工作位置，如前所述，该工作位置一侧的控制柱塞4在所述弹簧5的作用下将该侧的所述柱塞孔32与该侧的所述滚轮轴润滑油孔31封闭，润滑油不能外泄。同理，当所述滚轮2从现所处工作位置滑动到另一工作位置时，原工作位置的控制柱塞4在所述弹簧5作用下将所述柱塞孔32封闭，所述滚轮2当前所处的工作位置的控制柱塞4被压下使所述柱塞孔32与所述滚轮轴润滑油孔31连通为所述滚轮2提供润滑油，从而实现了所述滚轮轴3上的两处滚轮轴润滑油孔31随所述滚轮2的工作位置变化自行开启和关闭。
图9至图11描述了本发明的第三个实施例，在本实施例中，滚轮及弹簧的结构与实施例一相同，摇臂体、滚轮轴、控制柱塞的主要结构与实施例一类似，与实施例一的主要不同在于摇臂体及滚轮轴内油孔的设置和控制柱塞及弹簧的安装布置，在本实施例中，摇臂体内的摇臂润滑油孔只设置在一侧，并且只采用一个控制柱塞及弹簧，如图9及图10所示，在所述摇臂体1安装滚轮的缺口一侧侧壁内设有一个摇臂润滑油孔11以及两个短的连接孔11a及11b，在所述滚轮轴3的内部设有两个滚轮轴润滑油孔31和32，所述滚轮轴润滑油孔31和32分别由几个在滚轮轴内加工的直孔连接组成，并且每个直孔在滚轮轴端面的开口处装有堵塞。所述两个滚轮轴润滑油孔31和32的一端分别与所述两个连接孔11a和11b连通，另一端分别通向所述滚轮2的两个工作位置，两个滚轮轴润滑油孔31和32之间不连通。在所述摇臂体1上设有摇臂润滑油孔一侧的侧壁内设有柱塞孔12，所述柱塞孔12与所述摇臂润滑油孔11以及两个连接孔11a和11b连通，在所述柱塞孔12内安装有控制柱塞4，所述控制柱塞4一端带有法兰结构，其法兰端安装于所述摇臂体侧壁的外侧，在所述控制柱塞4上设有环槽41，所述环槽41的宽度较实施例一更宽，可使摇臂润滑油孔11与连接孔11a或11b连通，在所述摇臂体1安装控制柱塞4一侧上设有弹簧5，所述弹簧5为片状结构，一端固定在摇臂体上，另一端压在控制柱塞4的法兰端上。如图10所示，当所述滚轮2处在滚轮轴上靠近控制柱塞一侧的工作位置时，所述控制柱塞4与滚轮2接触并被所述滚轮2压入到所述柱塞孔12内，在此位置所述控制柱塞4上的环槽41同时与摇臂润滑油孔11以及连接孔11a连通，进而使摇臂润滑油孔11与滚轮当前所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔31连通，润滑油可通过摇臂润滑油孔11及滚轮轴润滑油孔31为滚轮提供润滑，同时控制柱塞4使滚轮当前非所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔32封闭，反之，如图11所示，当所述滚轮2滑动到远离控制柱塞的另一工作位置时，所述控制柱塞4在所述弹簧5的作用下伸出到摇臂体的缺口内，在此位置所述控制柱塞4上的环槽41同时与摇臂润滑油孔11以及连接孔11b连通，进而使摇臂润滑油孔11与滚轮当前所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔32连通，润滑油可通过摇臂润滑油孔11及滚轮轴润滑油孔32为滚轮提供润滑，同时控制柱塞4使滚轮当前非所处的工作位置的滚轮轴润滑油孔31封闭，从而实现了所述滚轮轴3上的两个滚轮轴润滑油孔31和32随所述滚轮2的工作位置变化自行开启和关闭。
图12至图17描述了本发明的第四个实施例，在本实施例中，滚轮及滚轮轴的结构与实施例一相同，摇臂体的主要结构与实施例一类似，与实施例一的主要不同在于摇臂体内油孔的设置和控制柱塞及弹簧的结构及其安装布置和作用方式，在本实施例中，如图12、图13及图16所示，在所述摇臂体1上设有柱塞孔12、摇臂体进油孔10以及摇臂润滑油孔11和13，所述柱塞孔12位于摇臂体上滚轮安装缺口中部位置，并与滚轮轴3的轴线垂直设置，所述摇臂润滑油孔11和13分别由两条直孔连接组成，并在直孔的开口处装有堵塞，所述柱塞孔12与所述摇臂润滑油孔11和13连通，并同时与摇臂体进油孔10连通。在所述滚轮轴3的内部设有两个滚轮轴润滑油孔31和33，所述滚轮轴润滑油孔31和33分别由几个在滚轮轴内加工的直孔连接组成，并且每个直孔在滚轮轴端面的开口处装有堵塞。所述两个滚轮轴润滑油孔31和33的一端分别与所述摇臂润滑油孔11和13连通，另一端分别通向所述滚轮2的两个工作位置。在所述柱塞孔12内可转动地安装有控制柱塞4，如图14及12所示，所述控制柱塞4为圆柱体结构，在所述控制柱塞4上与控制柱塞轴线垂直地设有拨杆42，在所述控制柱塞4上装有弹簧5，所述弹簧5为扭力弹簧，所述控制柱塞4的拨杆42在所述弹簧5的作用下始终与滚轮2保持接触，为减小滚轮与拨杆之间的摩擦，所述拨杆42与滚轮接触一端为球面，在所述控制柱塞4与摇臂润滑油孔及摇臂体进油孔接触位置设有两处缺口41，当控制柱塞4转动到某一位置时，所述缺口41可使两个摇臂润滑油孔11和13其中之一与摇臂体进油孔10连通，同时使另一个摇臂润滑油孔封闭，在控制柱塞下端还设有卡簧槽，在卡簧槽上装有卡簧6，如图15所示，以防止控制柱塞4在柱塞孔12中窜动或脱出。所述滚轮2在滚轮轴3上的工作位置变化时，滚轮2会推动控制柱塞4的拨杆42，使控制柱塞4转动，所述控制柱塞4通过自身转动控制摇臂体两侧的摇臂润滑油孔11或13与摇臂体进油孔10的连通与关闭。如图16所示，当所述滚轮2处在滚轮轴3上其中一处工作位置时，所述弹簧5使所述控制柱塞4的拨杆42与滚轮2保持接触，在此位置所述控制柱塞4上的其中一处缺口41使摇臂润滑油孔11与摇臂体进油孔10连通，进而使滚轮当前所处工作位置的滚轮轴润滑油孔31与摇臂体进油孔10连通，为滚轮提供润滑，同时控制柱塞4使另一摇臂润滑油孔13关闭。当滚轮2滑动到滚轮轴上另一工作位置时，如图17所示，所述滚轮2推动控制柱塞4的拨杆42使控制柱塞4转动到另一位置，在此位置所述控制柱塞4上的另一处缺口41使摇臂润滑油孔13与摇臂体进油孔10连通，进而使滚轮当前所处工作位置的滚轮轴润滑油孔33与摇臂体进油孔10连通，为滚轮提供润滑，同时控制柱塞4使另一摇臂润滑油孔11关闭，同理，当所述滚轮2再次回到图16所示工作位置时，所述控制柱塞4会在弹簧5作用下再次转动回到图16所示位置，从而实现了所述滚轮轴3上的两个滚轮轴润滑油孔31和33随所述滚轮2的工作位置变化自行开启和关闭。
在上述的具体实施方式中，滚轮处在某一工作位置时会受到弹簧及控制柱塞的作用力，由于控制柱塞的滑动或转动所需弹簧力很小，并且对于此类可滑动滚轮的摇臂，会有外部装置驱动滚轮滑动并使其保持在某一工作位置，因此控制柱塞对滚轮的作用力不会使滚轮工作位置发生变化，不影响其正常运行。
需要说明的是，上述实施方式仅仅是为说明本发明的设计方案和原理采用的优选的实施方式，不能理解为对本发明的限制，对本发明所属技术领域人员来说，在不脱离本发明的构思前提下，依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行进一步修改，或对其上分技术特征进行替换、组合等，而这些均应视为本发明的保护范围。
