CN201372829Y

CN201372829Y - 摇臂-阀桥组合式发动机制动装置

Info

Publication number: CN201372829Y
Application number: CN200920142242U
Authority: CN
Inventors: 杨洲; 奚勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2019-04-07

Abstract

本实用新型公开了一种摇臂－阀桥组合式发动机制动装置(发动机缓速器)。该装置包括驱动机构和控制机构。驱动机构含有安装在发动机上的制动承载***和集成于排气阀门系内的制动操作***。制动承载***包括摇臂和凸轮，摇臂由弹簧偏置在非操作位置。制动承载***还包括阀隙调节***，用以设定驱动机构与排气阀的阀隙。制动操作***包括安装在阀桥内的制动活塞。控制机构使得制动活塞在非操作位置和操作位置之间运动。在非操作位置，制动活塞缩回，驱动机构与发动机排气阀门系所含的排气阀分离；在操作位置，制动活塞伸出，驱动机构打开排气阀，产生发动机制动。本实用新型所述装置不增加发动机的高度和重量，结构简单，运行可靠，制动性能好。

Description

摇臂-阀桥组合式发动机制动装置

技术领域

本实用新型涉及到内燃机制动，特别涉及到摇臂-阀桥组合式发动机制动装置。

技术背景

用内燃机作为制动手段是人所共知的，只需将发动机暂时转换为压缩机。这种转换可以通过切断燃油，在发动机活塞压缩冲程结束时或接近结束时打开排气阀，允许被压缩气体(制动时为空气)被释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热***散发掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。美国专利第5626116号公开了一种带有专用摇臂的制动***。该***含有一液压制动活塞，安置在专用摇臂一端的活塞孔内。该活塞可以被液压锁止在伸出位置，产生制动运作。电磁阀或控制阀也集成在专用摇臂内。还有一专用凸轮，只含有用于制动的小突起部分。这样，发动机制动的性能可以进行优化，而不影响发动机正常运作的阀升曲线。当不需要发动机制动时，制动摇臂在摇臂轴上处于中性位置，摇臂的两端均不接触任何物体。其中一端与凸轮之间有一间隙，而另一端则与排气阀或阀桥之间有一间隙。由于其制动性能好、体积小，根据美国第5626116号专利所制造的发动机制动器在商业上取得了一定的成功。但该***仍然存在某些缺点。缺点之一在于制动摇臂会从摇臂轴上的中性位置脱开，在发动机正常运作时接触凸轮和排气阀。以致摇臂内的制动活塞受到高频撞击而松脱，造成发动机的损坏。上述制动***的缺点之二在于制动摇臂的体积和转动惯量太大。由于所有的制动液压部件，包括控制阀和液压制动活塞，都集成在摇臂内，使得其难于安装和控制。上述制动***的另一缺点在于它的复杂性。由于需要精确控制制动摇臂的位置和制动活塞的冲程，该***必须采用精密零部件。因此，制造复杂，价格偏高。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种可以克服上述缺陷的发动机制动装置。本实用新型所提供的一种摇臂-阀桥组合式发动机制动装置(发动机缓速器)，将发动机的正常运作转换成制动运作。所述装置包括驱动机构和控制机构。驱动机构含有安装在发动机上的制动承载***和集成于发动机排气阀门系内的制动操作***。制动操作***包括制动活塞。控制机构使得驱动机构的制动活塞在非操作位置和操作位置之间运动。在非操作位置，制动活塞缩回，驱动机构与发动机排气阀门系所含的排气阀分离；在操作位置，制动活塞伸出，驱动机构打开排气阀，产生发动机制动运作。

本实用新型所述装置的制动承载***包括专用摇臂和制动凸轮。专用摇臂由弹簧偏置在制动凸轮上。制动凸轮上有至少一个小凸起部分，在制动活塞处于操作位置时，打开排气阀。制动承载***还包括阀隙调节***，用以设定制动驱动机构与排气阀之间的阀隙。

本实用新型所述装置的制动操作***的制动活塞集成在发动机排气阀门系所含的阀桥内，并由制动弹簧偏置在非操作位置。

本实用新型所述制动操作***还包括运动限制机构，用以控制制动活塞的行程和转动。

本实用新型所述装置不增加发动机的高度和重量，结构简单，运行可靠，制动性能好。

附图说明

本实用新型的上述和其他优点，将从以下具体实施方式或装置的描述中越来越明显，这些实施方式或装置体现在下列图形中。

图1是根据本实用新型的一个流程图，描述发动机正常运作与所加制动运作的一般关系。

图2A和2B是根据本实用新型的发动机制动控制机构的示意图(“开”和“关”的位置)。

图3A和3B是本实用新型的第一个实施例在其“关”和“开”位置的示意图。

图4是第一个实施例的一种排列方式的示意图。

图5是是第一个实施例的一种供油方式的示意图。

图6A和6B是用于第一个实施例的不同制动活塞组成的示意图。

图7是本实用新型的第二个发动机制动装置实施例在其“关”位置的示意图。

具体实施方式

现将本实用新型所推荐的具体实施方式或装置作详细的考查，相关实施例在随附的图纸内有说明。每一个例子都是对本实用新型进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些精通本行的人可以显易地在本实用新型的范围和原理内对本实用新型进行修改和变动。举例来说，一个具体装置所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体装置，进而得到一个新的装置。因此，本实用新型将包括上述修改和变动，只要它们属于所附的权力要求或与所要求权力相当的范围之内。

图1所示的流程图是本实用新型的一部分，用以说明发动机正常运作20与添加的制动运作10之间的一般关系。一个典型的内燃机内有一排气阀***300和一个排气阀致动器200，在发动机正常运作时，周期性地打开和关闭排气阀。添加的发动机制动运作10是通过发动机制动控制机构50对发动机制动驱动机构100的驱动来实现的。该驱动机构含有一个非操作位置0和一个操作位置1。当发动机从它的正常运作20转换至发动机制动运作10时，制动控制机构50需要将制动驱动机构100从非操作位置0转换至操作位置1。通常情况下，发动机制动控制机构50处于“关”的位置，而发动机制动驱动机构100处于非操作位置0，此时发动机制动装置与排气阀分离。

图2A和2B是发动机制动的一种制动控制机构50分别在其″开″和″关″位置的示意图。当需要发动机制动时，制动控制机构50的三通电磁阀51由通过正负终端55和57的电流开通(图2A)。电磁阀51的阀芯58下滑，打开供油口111，让液压流体，例如发动机机油，流进用于制动的流体网路。该流体网路包括在摇臂轴205内的流体通道211和径向孔212、在摇臂210内的切口213和流体通道214(有关排气阀致动器200的细节将在下面阐述)。当不需要发动机制动时，三通电磁阀51关闭，阀柱58上移关闭供油口111，打开排油口222，让机油流出制动流体网路(图2B)。如果将排油口222堵住，也就是说，如果没有排油口222，三通电磁阀51就变成了双向电磁阀。后面会看到，如果制动流体网路内含有泄流孔，双向电磁阀就足够了。另外，发动机制动控制机构50可用来控制多汽缸发动机制动，流体网路也可涉及到发动机的其他部件。

图3A和3B是本实用新型的发动机制动装置的第一个实施例在其“关”和“开”位置的示意图。它包括三个主要部分：发动机制动器的驱动机构100、排气阀致动器200和排气阀***300。排气阀致动器200和排气阀***300组成通称为排气阀门系。驱动机构100含有制动承载***，使得发动机本身的排气阀致动器200不承受庞大的制动载荷。本实施例的制动承载***为一专用阀门致动器200b，用来产生压缩释放型制动。

排气阀致动器200包括凸轮230、摇臂210以及阀桥400。凸轮230在内基圆225上有一大凸起部分220，用于发动机的正常运作10。摇臂210摆动式地安装在摇臂轴205上，一端带有凸轮从动轮235，而另一端则与阀桥400接触。通常还有阀隙调节螺钉和象足垫，但因简要起见在此没有列出。摇臂210上可以加装一弹簧198，将摇臂210偏置在阀桥400上。

发动机制动器的专用阀门致动器200b包括专用制动凸轮230b、凸轮从动轮235b、专用制动摇臂210b、以及制动阀隙调节螺钉110b。阀隙调节螺钉110b由锁紧螺帽105b固定在专用摇臂210b上。阀隙调节螺钉110b下可带象足垫114b。制动凸轮230b在内基圆225b上至少有一个小凸起部分，用于发动机制动。本实施例使用两个小凸起部分232和233，分别用于压缩释放和排气再循环。专用制动摇臂210b摆动式地安装在摇臂轴205b上，通常由弹簧198b偏置在非操作位置，也就是制动凸轮230b上。

排气阀***300至少含有一个排气阀，此实施例图中显示了两个排气阀300a和300b。它们由气门弹簧310a和310b顶在发动机缸盖500内的阀座320上，控制气体在发动机汽缸和排气管600之间的流动。通常，排气阀致动器200将凸轮230的大凸起部分220的机械运动传递到排气阀300a和300b，使其周期性地打开和关闭。在发动机制动期间，制动凸轮230b的小凸起部分232和233的机械运动，由专用阀门致动器200b，通过处于操作位置的制动活塞传递到排气阀300a，产生压缩释放型制动。

发动机制动的驱动机构100还包括制动操作***，集成于排气阀门系内。本实施例的制动活塞160位于阀桥400内，可以在非操作位置和操作位置之间滑动。通常，制动活塞160由制动弹簧177向内偏置在如图3A所示的非操作位置，非操作表面145与象足垫114b之间有一间隙132，而与操作表面140的间距为130。弹簧177的一端在活塞160的卡环上，而另一端在弹簧座178上。弹簧座178靠在固定在阀桥400内的定位销142上。制动活塞160的孔上有一轴向切槽，其宽度略大于柱销定位销142直径。定位销142与切槽的组合，对制动活塞160形成一种运动限制机构和抗旋转机构或导向机构。也可以用压片来控制活塞的转动。

当需要发动机制动时，控制机构50打开(图2A)，机油通过发动机制动流体网路，包括通道410，进入阀桥400内的压力腔425(图3A)。油压克服弹簧177的预紧力，将阀桥孔415内的制动活塞160从非操作位置向外推出到操作位置，停靠在定位销142上。操作表面140被移到了象足垫114b之下。现在，活塞160完全伸出到操作位置，消除或减少了间隙132(图3B)。制动凸轮230b的小凸台232和233所产生的运动通过活塞160和阀桥400传递到排气阀300a，产生发动机制动。

在正常发动机运作或不需要发动机制动时，控制机构50关闭(图2B)，压力腔425内无油压或油压很低，制动活塞160被弹簧177推回到阀桥孔415内的非操作位置(图3A)，与制动专用摇臂210b(象足114b)分离。制动摇臂210b被弹簧198b偏置在制动凸轮230b上，与阀桥400上的非操作表面145分开，制动凸轮上小凸台232和233的运动被跳过。此时，发动机制动器的驱动机构100处于非操作位置，不参与由排气凸轮230产生的发动机正常运作。

图3A和3B所示的实施例可以被修改和变动而不脱离本实用新型的范围和原理。例如，制动活塞160上的操作表面140可以是从活塞上***的凸台面，非操作表面可以移到阀桥400上。此外，弹簧198和198b可以不用压缩弹簧，而用其它的弹簧，比如叶片弹簧或扭转弹簧。还有，制动凸轮和排气凸轮可以使用不同的凸轮轴(如双顶置凸轮)，那么制动摇臂210b和排气摇臂210也使用不同的摇臂轴。当然，制动凸轮和排气凸轮也可以使用同一根凸轮轴，那么制动摇臂210b和排气摇臂210也使用同一根摇臂轴205。此时，专用制动摇臂210b与排气摇臂210并排地安置在同一根摇臂轴205上，图3A和3B只是一个易于理解的展开示意图，而实际安装图如图4所示。

图5所示的为另一种供油方式。除了上面所说的制动油道或网络外，增加了润滑油道。机油从摇臂轴205内的另一条油道211p，流向摇臂210内的油道214p，然后从喷油孔射向象足，主要是在发动机点火时润滑象足等摩擦件。

图6A和6B提供了另外两种制动活塞结构。图6A使用了由螺帽173紧固在阀桥400上的弹簧导向支杆175。弹簧177的一头固定在支杆175上，而另一头则固定在置于制动活塞160内的卡环176上。通常，制动活塞160由弹簧177偏置在图6A所示的非操作位置。图6B则是直接将弹簧177装在阀桥地孔内，不需要卡环176和导向支杆175，但增加了一个闷头171。事实上，其它的制动活塞结构也可以采用，在此不一一列举。

图7是本实用新型的发动机制动装置的第二个实施例在其“关”位置的示意图，与第一个实施例的主要区别在于制动驱动机构与排气驱动机构集成在一起了。制动用的凸台232和233与排气凸台220在同一个凸轮上。制动阀隙调节螺钉110b由螺帽105b固定在排气摇臂210上，可以通过制动活塞160和阀桥400，直接作用在其下面的排气阀300a。制动活塞160采用的是图6A所示的结构，在不制动时，由弹簧177向内偏置在阀桥400内。此时，凸轮230与凸轮从动轮235之间有一间隙132，制动凸台232和233被跳过(图7)。当需要发动机制动时，控制机构50打开(图2A)，机油通过发动机制动流体网路进入阀桥400。油压克服弹簧177的预紧力，将制动活塞160向外推。在阀桥400被排气凸台220推下去的时候，制动活塞160从非操作位置向外推到操作位置，停靠在定位销142上。操作表面140被移到了调节螺钉110b之下。现在，活塞160完全伸出到操作位置，在阀桥400返回时，制动活塞160将摇臂210反时针推动，消除间隙132。制动小凸台232和233所产生的运动通过活塞160和阀桥400传递到排气阀300a，产生发动机制动。

上述说明包含了很多具体的实施方式，这不应该被视为对本实用新型范围的限制，而是作为代表本实用新型的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里显示的发动机制动装置，不但可用于顶置式凸轮发动机，也可用于推杆/管式发动机。弹簧198可以是叶片或其它形式，也可以安装在其它地方，如推杆和摇臂之间等。此外，驱动机构100可以集成到气阀系的其他部件，如摇臂；也可以由其它控制机构来控制，如专用液压***，共轨***，以及气动***。还有，这里显示的制动承载***，也可以由安装在发动机上的箱体来代替，从而将压缩释放制动转换为泄气型制动。

因此，本实用新型的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权力要求及其法律相当的权力来决定。

Claims

1一种摇臂-阀桥组合式发动机制动装置，将内燃机的发动机正常运作(20)转换为发动机制动运作(10)，所述装置含有：

1.1)驱动机构(100)，所述驱动机构(100)含有安装在发动机上的制动承载***和集成于发动机排气阀门系内的制动操作***；所述制动操作***包括制动活塞(160)，所述制动活塞(160)可以在非操作位置(0)和操作位置(1)之间运动；在非操作位置(0)，制动活塞(160)缩回，驱动机构(100)与发动机排气阀门系所含的排气阀(300a或300)分离；在操作位置(1)，制动活塞(160)伸出，驱动机构(100)使得排气阀(300a或300)打开，产生所述发动机制动运作(10)；及

1.2)用来使制动活塞(160)在非操作位置(0)和操作位置(1)之间运动的控制机构(50)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制动承载***包括专用制动摇臂(210b)和制动凸轮(230b)，制动凸轮(230b)上有至少一个小凸起部分(232或233)，专用制动摇臂(210b)摆动式地安装在摇臂轴(205b)上，在制动活塞(160)处于操作位置(1)时，打开排气阀(300a或300)，产生所述发动机制动运作。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制动承载***还包括集成摇臂(210)和集成凸轮(230)，集成凸轮(230)含有排气凸台(220)和制动凸台(232和233)。

4.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述制动承载***还包括弹簧(198或198b)，用以将所述驱动机构(100)偏置在非操作位置。

5.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述制动承载***还包括阀隙调节***，用以设定驱动机构(100)与排气***之间的阀隙(132)。

6.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述制动操作***的制动活塞(160)集成在发动机排气阀门系所含的阀桥(400)内，并由制动弹簧(177)偏置在非操作位置(0)。

7.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述制动操作***还包括运动限制机构，用以控制制动活塞的行程和转动。

8.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述控制机构(50)包括机电液压***，所述机电液压***包括电磁阀(51)，通过制动流体网路内的液流，控制制动活塞(160)在非操作位置(0)和操作位置(1)之间的运动。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述运动限制机构由制动活塞(160)的轴向切槽及定位销(142)组合而成，所述轴向切槽的宽度略大于定位销(142)的直径，而轴向切槽的长度决定制动活塞(160)的冲程。

10.如权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述驱动机构(100)还包括双油道(214和214p)。