CN201924978U

CN201924978U - 一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置

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Publication number: CN201924978U
Application number: CN 201020677458
Authority: CN
Inventors: 杨洲
Original assignee: Shanghai Universoon Auto Parts Co Ltd
Current assignee: Shanghai Universoon Auto Parts Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-21

Abstract

一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，包括辅助摇臂和过渡摇臂，发动机包括常规气门驱动链，常规气门驱动链包括凸轮、摇臂轴、常规摇臂和气门，辅助摇臂和常规摇臂并排地安装在摇臂轴上，辅助摇臂的一端与凸轮外轮廓接触，辅助摇臂的另一端位于过渡摇臂上方，过渡摇臂位于发动机气门之上。凸轮上的辅助凸台推动辅助摇臂、过渡摇臂和气门产生辅助气门运动。辅助气门运动可以用于废气再循环，也可以用于发动机制动。本实用新型可以不增加或少增加发动机的高度、体积和重量；扩大了专用凸轮与专用摇臂制动装置的应用范围，提高了发动机的制动性能，减小了发动机制动运作对发动机点火运作的影响。

Description

一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置

技术领域：

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动技术，特别是一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置。

背景技术：

现有技术中，车辆发动机的常规气门驱动的方法为人共知，其应用已有一百多年的历史。但由于对发动机排放和发动机制动的额外要求，越来越多的发动机需要在常规气门运动的基础上，增加辅助气门运动，如用于废气再循环的气门运动和发动机制动的气门运动。尤其是，发动机制动器已经逐渐成为重型商用车发动机必配的装置。

发动机制动技术也广为人知。只需将发动机暂时转换为压缩机。转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩冲程接近结束时打开排气门，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。

发动机制动有许多不同的类型。通常情况下，发动机制动运作是在发动机的常规气门运动过程中添加用于发动机制动的辅助气门运动。根据该辅助气门运动是如何产生的，发动机制动可以定义为：

1.I型发动机制动：辅助气门运动是从发动机现有的邻近凸轮引进的，产生所谓的“皆可”(Jake)制动；

2.II型发动机制动：辅助气门运动是通过改变现有凸轮曲线，产生运动丢失型发动机制动；

3.III型发动机制动：辅助气门运动来自于专用制动凸轮，通过专用制动摇臂，产生专用制动气门运动；

4.IV型发动机制动：辅助气门运动由改变现有发动机的气门运动得到，通常产生泄气型发动机制动；及

5.V型发动机制动：辅助气门运动使用专用阀门系，生成一个专用阀门(第五气门)发动机制动。

发动机制动装置的一个先例是由康明斯(Cummins)提供的美国专利号3220392披露，根据该专利所制造的制动***在商业上很成功。不过，此类发动机制动***为顶置在发动机上的附件。为了安装此类装置，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加了发动机的高度、重量及成本。

上述五种发动机制动类型中，第三种，也就是专用凸轮或专用摇臂制动装置的制动功率为最佳。但现有的专用摇臂制动装置无法应用于气门桥(又叫阀桥)与摇臂平行或几乎平行的发动机。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，所述的这种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置要解决现有技术中专用摇臂制动装置无法应用于阀桥与摇臂平行的发动机中的技术问题，同时要解决传统的发动机制动装置增加发动机的高度、重量及成本的技术问题。

本实用新型的这种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，所述的发动机包括常规气门驱动链，所述的常规气门驱动链包括凸轮、摇臂轴、常规摇臂和气门，其中，所述的复合摇臂装置包括辅助摇臂和过渡摇臂，所述的辅助摇臂和常规摇臂并排地安装在所述的摇臂轴上，所述的辅助摇臂的一端与所述的凸轮的外轮廓接触，所述的辅助摇臂的另一端位于所述的过渡摇臂的上方，所述的过渡摇臂位于所述的气门的上方。

进一步的，所述的凸轮包括驱动常规摇臂的常规凸台，所述的常规摇臂驱动发动机常规气门运动，还包括驱动辅助摇臂的辅助凸台，所述的辅助摇臂驱动发动机辅助气门运动。

进一步的，所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机制动的气门运动。

进一步的，所述的辅助摇臂是制动摇臂，所述的制动摇臂包括制动驱动机构，所述的制动驱动机构中设有制动柱塞，所述的制动驱动机构含有非操作位置和操作位置；在非操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞缩回，所述的辅助摇臂与所述的过渡摇臂分离，在操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞伸出，所述的辅助摇臂与所述的过渡摇臂相连。

进一步的，所述的过渡摇臂摇动式地安装在所述的常规摇臂上，所述的过渡摇臂的摇动轴与所述的常规摇臂的摇臂轴平行。

进一步的，所述的过渡摇臂的摇动轴与所述的常规摇臂的摇臂轴为同一条摇臂轴。

进一步的，所述的复合摇臂装置中包括有辅助弹簧，所述的辅助弹簧位于所述的辅助摇臂和过渡摇臂之间。

进一步的，所述的过渡摇臂连接有摇动限位机构。

本实用新型的工作原理是：当需要发动机的辅助气门运动，也就是需要发动机从正常工作状态转换至发动机制动状态时，发动机的制动控制机构开通，辅助摇臂，也就是制动摇臂中的制动驱动机构从非操作位置伸出到操作位置，使得辅助摇臂与过渡摇臂相连接。发动机凸轮上的辅助凸台，也就是制动凸台的运动，通过辅助摇臂和过渡摇臂，传递到排气门上，增加辅助气门运动，实现发动机从正常工作状态至发动机制动状态的切换。当不需要发动机制动时，发动机的制动控制机构关闭，制动驱动机构从操作位置缩回到非操作位置，使得辅助摇臂与过渡摇臂分离，制动凸台的运动无法传递到排气门上，发动机脱离制动运作，回到正常工作状态。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型可以不增加或少增加发动机的高度、体积和重量；扩大了专用凸轮与专用摇臂制动装置的应用范围，提高了发动机的制动性能，减小了发动机制动运作对发动机点火运作的影响。

附图说明：

图1是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的过渡摇臂、常规摇臂以及气门驱动链之间的位置关系图，图中只画出了辅助摇臂的一部分。

图2是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的过渡摇臂的主视图。

图3是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的过渡摇臂的俯视图。

图4是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的辅助摇臂与常规摇臂的位置关系图。

图5是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的辅助摇臂(为制动摇臂)及其相对位置的示意图。

图6是本实用新型一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置中的常规气门运动曲线与辅助气门运动(发动机制动气门运动)曲线的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实用新型的这种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置包括辅助摇臂2102和过渡摇臂2103，所述的发动机包括常规气门驱动链，所述的常规气门驱动链包括凸轮、摇臂轴205、常规摇臂210和气门，所述的辅助摇臂2102和常规摇臂210并排地安装在所述的摇臂轴205上，所述的辅助摇臂2102的一端与所述的凸轮的外轮廓接触，所述的辅助摇臂2102的另一端位于所述的过渡摇臂2103的上方，所述的过渡摇臂2103位于所述的气门的上方。

进一步的，所述的凸轮包括驱动常规摇臂210的常规凸台，所述的常规摇臂210驱动发动机常规气门运动，还包括驱动辅助摇臂2102的辅助凸台，所述的辅助摇臂2102驱动发动机辅助气门运动。

进一步的，所述的辅助摇臂2102是制动摇臂，所述的制动摇臂包括制动驱动机构，所述的制动驱动机构中设有制动柱塞，所述的制动驱动机构含有非操作位置和操作位置；在非操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞缩回，所述的辅助摇臂2102与所述的过渡摇臂2103分离，在操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞伸出，所述的辅助摇臂2102与所述的过渡摇臂2103相连。

进一步的，所述的过渡摇臂2103摇动式地安装在所述的常规摇臂210上，所述的过渡摇臂2103的摇动轴与所述的常规摇臂210的摇臂轴平行。

进一步的，所述的过渡摇臂2103的摇动轴与所述的常规摇臂210的摇臂轴205为同一条摇臂轴。

进一步的，所述的复合摇臂装置中包括有辅助弹簧，所述的辅助弹簧位于所述的辅助摇臂2102和过渡摇臂2103之间。

进一步的，所述的过渡摇臂2103连接有摇动限位机构。

图1是本实用新型的复合摇臂装置的实施例中过渡摇臂2103与常规摇臂210和气门驱动链200之间的位置关系图。发动机的常规排气门运动由发动机的排气门驱动链200产生。排气门驱动链200包括凸轮230、凸轮从动轮235、常规摇臂210、阀桥400和排气门300，排气门300由排气门3001和排气门3002构成，排气门300由发动机的气门弹簧3101和3102偏置在发动机缸体500的阀座320上，阻止气体在发动机汽缸和排气管600之间流动。常规摇臂210摇动式地安装在摇臂轴205上，将凸轮230的运动，传递给排气门300，使其周期性地开闭。排气门驱动链200还包括阀隙调节螺钉110和象足垫114。阀隙调节螺钉110由螺母105固紧在摇臂210上。凸轮230在内基圆225以上有一常规凸台220，产生常规的气门升程曲线(见图6的2202)，用于发动机的常规(点火)运作。

图1、图2和图3中的过渡摇臂2103摇动式地安置在常规摇臂210上。常规摇臂210的下面有一切槽270。切槽270的两边形成安装座272和安装座274，安装座272和安装座274中有一轴孔276。过渡摇臂2103的轴孔278(图2和图3)套在过渡摇臂轴2052上，然后再安装在轴孔276内。过渡摇臂轴2052与摇臂轴205平行。所以，过渡摇臂2103可以相对常规摇臂210摇动，其摇动范围由摇动限位机构控制。摇动限位机构包括过渡摇臂2103的限位端217。通过控制限位端217与常规摇臂210之间的距离，即可控制过渡摇臂2103的摇动范围。过渡摇臂2103的摇动范围由辅助摇臂2102(图4和图5对辅助摇臂2102有更详细的描述)的摇动范围决定，因为过渡摇臂2103位于辅助摇臂2102的下面并受其作用，过渡摇臂2103同时位于制动顶杆116的上面。图1中的辅助弹簧或制动弹簧198用来防止过渡摇臂2103和辅助摇臂2102的不跟随或碰撞。

当然，过渡摇臂2103也可以不需要制动顶杆116，直接作用在阀桥400或排气门3001的上面。

图2和图3分别是过渡摇臂2103的主视图和俯视图，用来进一步描述过渡摇臂2103与辅助摇臂2102以及制动顶杆116(或排气门3001)之间的位置关系。过渡摇臂2103靠近排气门一端218的上侧面2181受辅助摇臂2102的作用，而其下侧面2182则作用于制动顶杆116(或排气门3001)，两个作用点的间距离为279，如图3所示。

图4是本实用新型的复合摇臂装置的实施例中辅助摇臂2102与常规摇臂210的位置关系图。辅助摇臂2102和常规摇臂210并排地安装在摇臂轴205上。

图5是本实用新型的复合摇臂装置的实施例中辅助摇臂(此处为制动摇臂)2102及其相对位置的示意图。制动摇臂2102包括制动驱动机构100，制动驱动机构100包括液压油路与制动柱塞1103。制动驱动机构100含有非操作位置和操作位置。在图5所示的非操作位置，也就是不需要发动机制动时，制动驱动机构100的制动柱塞1103缩回，辅助摇臂2102和过渡摇臂2103分离，其间隙为132，间隙132可以通过制动阀隙调节机构的调节螺钉1102调节，从而保证制动凸轮2302内基圆2252上的辅助凸台(制动凸台)232和233所产生的运动，无法传递到排气门3001上。

当需要辅助气门运动，也就是发动机制动时，发动机制动控制机构(图中未示)开通供油，机油作用于制动驱动机构100，使其制动柱塞1103从缩回的非操作位置(图5)伸出到操作位置，消除了辅助摇臂2102和过渡摇臂2103之间的间隙132，辅助摇臂2102和过渡摇臂2103相连。制动凸轮2302内基圆2252上的辅助凸台(制动凸台)232和233所产生的运动通过从动轮2352、辅助摇臂2102及其制动驱动机构100、过渡摇臂2103和制动顶杆116传递到排气门3001，产生发动机制动的辅助气门运动。

图5中再次显示了图1中的辅助弹簧或制动弹簧198。辅助弹簧198位于辅助摇臂2102和过渡摇臂2103之间，将两者分开。弹簧198向上的力使辅助摇臂2102偏置在制动凸轮2302上。弹簧198向下的力则使过渡摇臂2103偏置在制动顶杆116上。当制动顶杆116随同阀桥400和排气门300被排气门驱动链200(图1)驱动往下运动时，弹簧198向下的力则使过渡摇臂2103偏置在常规摇臂210上(图1)。

如果弹簧198的变形足够大的话，过渡摇臂2103可以不需要摇动限位机构，也就是说，不需要限位端217。这样，过渡摇臂2103就成了一种“半摇臂”，与制动顶杆116(或排气门3001)始终保持接触。注意到，这里要求辅助弹簧或制动弹簧198的力远小于发动机气门弹簧3101的预紧力。

图6是本实用新型的复合摇臂装置实施例的常规气门运动曲线2202 与辅助气门运动(发动机制动气门运动)曲线2322和2332的示意图。常规气门运动曲线2202与图1中的凸轮230内基圆225上的常规凸台220相对应，由气门驱动链200产生。辅助气门运动(发动机制动气门运动)曲线2322和2332与图5中的制动凸轮2302内基圆2252上的辅助凸台(制动凸台)232和233相对应，通过辅助摇臂2102和过渡摇臂2103产生。

图6中常规气门运动曲线2202与辅助气门运动曲线2322和2332是分开的，意味着常规摇臂210和辅助摇臂2102的运动相位是错开的，两者的运动互不干涉。当辅助摇臂2102推动过渡摇臂2103运动时，常规摇臂210是静止不动的。因此，安置在常规摇臂210上的过渡摇臂2103的摇动轴2052(图1)也是静止不动的。也就是说，在凸轮2302(图5)上的辅助凸台232和233推动辅助摇臂2102、过渡摇臂2103和气门3001产生辅助气门运动2322和2332的过程中，过渡摇臂2103的摇动轴线是静止不动的。

由此也可以推断，如果摇臂轴205上有空间的话，过渡摇臂2103也可以使用摇臂轴205。这样，过渡摇臂2103的摇动轴2052与常规摇臂210的摇臂轴205就成为同一条摇臂轴205了。

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，这里显示的复合摇臂装置，不但可以用来产生发动机制动的辅助气门运动，也可以用来产生废气再循环等其它辅助气门运动。

此外，这里显示的的复合摇臂装置，不但可用于顶置式凸轮发动机，也可用于推杆/管式发动机；不但可以用来驱动排气门，也可用来驱动进气门。

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

1.一种用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，所述的发动机包括常规气门驱动链，所述的常规气门驱动链包括凸轮、摇臂轴、常规摇臂和气门，其特征在于：所述的复合摇臂装置包括辅助摇臂和过渡摇臂，所述的辅助摇臂和常规摇臂并排地安装在所述的摇臂轴上，所述的辅助摇臂的一端与所述的凸轮的外轮廓接触，所述的辅助摇臂的另一端位于所述的过渡摇臂的上方，所述的过渡摇臂位于所述的气门的上方。

2.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的凸轮包括驱动常规摇臂的常规凸台，所述的常规摇臂驱动发动机常规气门运动，还包括驱动辅助摇臂的辅助凸台，所述的辅助摇臂驱动发动机辅助气门运动。

3.如权利要求2所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的发动机辅助气门运动包括用于发动机制动的气门运动。

4.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的辅助摇臂是制动摇臂，所述的制动摇臂包括制动驱动机构，所述的制动驱动机构中设有制动柱塞，所述的制动驱动机构含有非操作位置和操作位置；在非操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞缩回，所述的辅助摇臂与所述的过渡摇臂分离，在操作位置，所述的制动驱动机构的制动柱塞伸出，所述的辅助摇臂与所述的过渡摇臂相连。

5.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的过渡摇臂摇动式地安装在所述的常规摇臂上，所述的过渡摇臂的摇动轴与所述的常规摇臂的摇臂轴平行。

6.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的过渡摇臂的摇动轴与所述的常规摇臂的摇臂轴为同一条摇臂轴。

7.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的复合摇臂装置中包括有辅助弹簧，所述的辅助弹簧位于所述的辅助摇臂和过渡摇臂之间。

8.如权利要求1所述的用于产生发动机辅助气门运动的复合摇臂装置，其特征在于：所述的过渡摇臂连接有摇动限位机构。