CN103397923B - 一种压缩释放发动机制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种压缩释放发动机制动装置，结构可靠，结构上布置方便，不增加发动机高度。其技术要点是：主摇臂及副摇臂摆动式地安装在摇臂轴上，摇臂轴固定在固定盘上，两个执行活塞总成均匀布置在固定盘上，其活塞杆直接与副摇臂进行联接，其缸体与固定盘的内孔过盈联接，主摇臂前端的象足位置、副摇臂前端的象足分别与气阀轭的上平面、气阀轭上的制动推杆相应；主摇臂的末端设有凸轮轴，凸轮轴的凸轮型线上设有两个小凸台；主摇臂与副摇臂之间的齿形联接方式是通过执行活塞总成控制的，发动机制动不工作时，两者之间仅一个齿接触；发动机制动工作时，两者之间多个齿进行接触。

Description

一种压缩释放发动机制动装置

技术领域

本发明涉及到机械和内燃机领域，尤其涉及到内燃机的空气管理领域中的气门驱动机构，特别是一种压缩释放发动机制动装置。

背景技术

发动机制动有两种结构形式分别是压缩释放型和泄气型。压缩释放型制动是在四冲程发动机压缩冲程终了前打开排气门，排气打开持续到膨胀冲程的前期。压缩释放型的制动器是由美国Cummins于1965年在美国专利号为3220392中表述。该专利描述了此制动系统的动作过程。系统为液压系统，包括主活塞与副活塞，主活塞的运动由专用凸轮或相邻缸的排气凸轮来驱动，主活塞的运动通过液压流体传递到副活塞，通过副活塞有规则地打开排气门来实施对发动机气体管理达到制动效果。

泄气型发动机制动是除四冲程中排气门正常开启外，还在部分周期内保持少量恒开。具体是在非排气冲程中(进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程)保持少量恒开。此发明专利在Jacobs公司的美国专利号6594996有所详细地描述。

发动机制动的两种结构形式的主要区别有两点：一、制动的排气阀的开启相位不同。上面针对此作了说明。二、制动排气阀的开启行程不同；对于泄气型一般来说大致在0.5-0.7mm；压缩释放型的一般来说在1.5-2.0mm，对于液压形式由于有压缩性，所以理论行程为2.0以上。顺便说明一下，泄气制动必须与排气制动结合使用才能达到一定效果；而压缩释放型可以单独使用。

对于现阶段所有的泄气型发动机制动，都通过液压系统来驱动活塞来打开排气阀。此结构的缺点是液压系统承受较大的油压。

压缩释放型的现阶段的结构原理有三种，一种通过液压系统驱动活塞下移与排气阀接触，然后通过凸轮来驱动排气门开启与关闭，系统所承受的压力由液压系统来承担。所代表的美国专利号5146890。一种制动系统通过改变凸轮轴的中心高度达到有规律打开排气门。所代表的专利为Iveco/Nissan所提出的。另外是上海尤顺汽车零部件有限公司的，通过液压系统推动摇臂前端内连杆下和活塞下移移接触排气门，再通过凸轮来驱动排气门；液压系统只驱动连杆，在工作过程中连杆承受压力，液压系统不承受工作中的压力，所代表的是公开号为CN202140127U的专利。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种压缩释放发动机制动装置，所提出的结构解决在制动工作过程中液压系统所承受高的制动油压所带来可靠性、系统响应及油压千斤顶效应问题；同时在结构上布置方便，不增加发动机高度。

本发明的一种压缩释放发动机制动装置，包括一个主摇臂、一个副摇臂、一个固定盘、一根有两个油道的摇臂轴、两个执行活塞总成、一个凸轮轴，摇臂轴固定在固定盘上，主摇臂及副摇臂摆动式地安装在摇臂轴上，摇臂轴的一个油道来润滑摇臂轴，摇臂轴的另一个油道是由电磁阀控制的动力油路，用来驱动执行活塞总成；两个执行活塞总成均匀布置在固定盘上，执行活塞总成的活塞杆一端有螺纹，它直接与副摇臂进行联接，执行活塞总成的缸体与固定盘的内孔过盈联接；

主摇臂的前端固定有象足，副摇臂前端通过调整螺栓、复位弹簧固定有象足，主摇臂的象足位置与气阀轭的上平面相应，副摇臂的象足与气阀轭上的制动推杆相应；凸轮轴设置在主摇臂的末端，凸轮轴的凸轮型线上设有两个小凸台；

主摇臂与副摇臂之间是一种齿形联接方式，发动机制动不工作时，两者之间仅一个齿接触，主摇臂仅传递给副摇臂逆时针方向的转动；发动机制动工作时，两者之间多个齿进行接触，主、副摇臂旋转运动同步；制动工作状态下，齿联接必须能保证传递运动的准确性和可靠性，齿联接的两种工作状态是通过执行活塞总成带动副摇臂运动来实现的。

有益效果：本发明提出的结构可靠，能解决在制动工作过程中液压系统所承受高的制动油压所带来可靠性、系统响应及油压千斤顶效应问题；同时在结构上布置方便，不增加发动机高度。

附图说明

图1是发动机制动非工作状态图。

图2是发动机制动非工作状态立体图。

图3是发动机制动工作状态图。

图4是发动机制动工作状态立体图。

图5是发动机制动工作状态主、副摇臂展开图。

图6是发动机制动非工作状态主、副摇臂展开图。

图7是发动机制动工作状态执行活塞动作及油路流动示意图

图8是发动机制动非工作状态执行活塞动作及油路流动示意图。

图中所示：1、主摇臂；2、副摇臂；3、固定盘；4、凸轮轴；5、润滑油道；6、执行油道；7、制动推杆；8、复位弹簧；9、气阀轭；10、摇臂轴；11、执行活塞总成；12、回位弹簧；13带螺纹的阶梯轴；14、主摇臂的齿；15、副摇臂的齿；16、象足；17、调整螺栓。

具体实施方式

如图1、图3、图7、图8所示的一种压缩释放发动机制动装置，包括一个主摇臂1、一个副摇臂2、一个固定盘3、一根有两个油道的摇臂轴10、两个执行活塞总成11、一个凸轮轴4，摇臂轴10固定在固定盘3上，主摇臂1及副摇臂2摆动式地安装在摇臂轴10上，摇臂轴的一个油道（润滑油道5）来润滑摇臂轴，摇臂轴的另一个油道（执行油道6）是由电磁阀控制的动力油路，用来驱动执行活塞总成；两个执行活塞总成11均匀布置在固定盘上，执行活塞总成11的活塞杆一端有螺纹，它直接与副摇臂2进行联接，执行活塞总成的缸体与固定盘3的内孔过盈联接；

主摇臂1的前端固定有象足，副摇臂前端通过调整螺栓17、复位弹簧8固定有象足16，主摇臂的象足位置与气阀轭9的上平面相应，副摇臂的象足16与气阀轭上的制动推杆7相应；凸轮轴4设置在主摇臂的末端，凸轮轴的凸轮型线上设有两个小凸台；

主摇臂1与副摇臂2之间是一种齿形联接方式，发动机制动不工作时，两者之间仅一个齿接触（如图6所示，标号14是主摇臂的齿，标号15是副摇臂的齿，=在非工作状态下，主、副摇臂总成的两个齿在顶根对齐处，齿顶面为斜面，同时主、副摇臂总成齿顶与齿根间有一个合理的间隙。），主摇臂仅传递给副摇臂逆时针方向的转动；发动机制动工作时，两者之间多个齿进行接触（如图5所示），主、副摇臂旋转运动同步；制动工作状态下，齿联接必须能保证传递运动的准确性和可靠性，齿联接的两种工作状态是通过执行活塞总成带动副摇臂运动来实现的。

针对排气摇臂作为主摇臂时，凸轮轴的凸轮型线包括两个小凸台和排气门正常工作时的凸轮型线；对于主摇臂为作单独设计时，针对发动机制动需要增加一个凸轮，凸轮型线仅只有两个小凸台。

图1、2所示状态为发动机制动非工作状态，凸轮与主摇臂滚轮接触在基圆位置，此时副摇臂在象足弹簧8作用下，象足16与制动推杆7接触(此时象足16与调整螺栓17有较大间隙)，同时如图6所示副摇臂与主摇臂齿的接触状态也在象足16作用下处于图示状态，主摇臂在凸轮的作用下，带着副摇臂一起转动，由于主摇臂的摇臂比大，所以打开气门的运动由主摇臂控制。

图3、图4所示状态为发动机制动工作状态，此时象足16与推杆接触，同时象足16与调整螺栓17没有间隙，而主摇臂象足与气阀轭有间隙；在小凸台上，副摇臂2通过制动推杆7打开一个排气门；而主摇臂的象足运动仅克服其与气阀轭9之间的间隙，所以凸轮轴4的两个小凸台能很好地控制一个排气门的开启；图5表示了制动状态下主摇臂1与副摇臂2齿的接触状态，此时主副摇臂成为一个零件体。

如图7、图8所示，执行活塞总成11包括固定盘上的活塞缸体、带螺纹的阶梯轴13、回位弹簧12，回位弹簧12是阶梯轴13的回位装置；阶梯轴13是执行活塞总成11的活塞杆与活塞的合二为一的整体件。

下面用实例说明此发动机所使用技术驱动排气门开启的步骤：

1、电磁阀通电，电磁阀油路开启，此时执行油道6有2-4bar油，此油路通过固定盘3的油孔进入执行活塞总成11，在油压的作用下带螺纹的阶梯轴13移动，由于固定盘3在轴向是固定的，所以执行活塞总成推动副摇臂向主摇臂靠拢。主、副摇臂的两个带有斜面的齿在轴向力的作用下，发生相对转动(由图6的状态变成图5的状态)；

2、此时的执行活塞作用下的副摇臂的轴向位移刚好克服主、副摇臂之间的轴向间隙。主、副摇臂成一体。副摇臂相对此前状态，逆时针转动一个角度；在基圆的状态下刚好使用象足16与制动推杆7接触(同时调整螺栓17与象足16间无间隙)；在凸轮的驱动下(凸轮只也主摇臂有接触，也只作用于主摇臂1。)在正常排气门开启下，另外两个小凸台控制的一个排气门开启，从而达到压缩释放型发动机制动的所需要的排气门运动规律的要求；

3、电磁阀断电，此时执行油道6油压变为0bar，执行活塞11在执行活塞弹簧作用下回位，即带螺纹的阶梯轴13回位，同时带动副摇臂脱离主摇臂。由于轴向移动位移有限，主、副摇臂之间的联接状态由图5变成图6。同时象足弹簧8作用下调整螺栓17与象足16间有间隙，但象足16与制动推杆间还处于接触状态。主、副摇臂的齿接触状态也在象足作用下，主摇臂的一个齿侧面与副摇臂的一个齿的侧面接触传递运动。

Claims (2)

1.一种压缩释放发动机制动装置，其特征在于：包括一个主摇臂、一个副摇臂、一个固定盘、一根有两个油道的摇臂轴、两个执行活塞总成、一个凸轮轴，摇臂轴固定在固定盘上，主摇臂及副摇臂摆动式地安装在摇臂轴上，摇臂轴的一个油道来润滑摇臂轴，摇臂轴的另一个油道是由电磁阀控制的动力油路，用来驱动执行活塞总成；两个执行活塞总成均匀布置在固定盘上，执行活塞总成的活塞杆一端有螺纹，它直接与副摇臂进行联接，执行活塞总成的缸体与固定盘的内孔过盈联接；

主摇臂的前端固定有象足，副摇臂前端通过调整螺栓、复位弹簧固定有象足，主摇臂的象足位置与气阀轭的上平面相应，副摇臂的象足与气阀轭上的制动推杆相应；凸轮轴设置在主摇臂的末端，凸轮轴的凸轮型线上设有两个小凸台；

主摇臂与副摇臂之间是一种齿形联接方式，发动机制动不工作时，两者之间仅一个齿接触，主摇臂仅传递给副摇臂逆时针方向的转动；发动机制动工作时，两者之间多个齿进行接触，主、副摇臂旋转运动同步；制动工作状态下，齿形联接必须能保证传递运动的准确性和可靠性，齿形联接的两种工作状态是通过执行活塞总成带动副摇臂运动来实现的。

2.如权利要求1所述的一种压缩释放发动机制动装置，其特征在于：执行活塞总成(11)包括固定盘上的活塞缸体、带螺纹的阶梯轴(13)、回位弹簧(12)，回位弹簧(12)是阶梯轴(13)的回位装置。