专利名称：一种发动机制动的改进装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械领域，尤其涉及发动机的制动装置，特别是一种发动机制动的改
进装置。
背景技术：
现有技术中，将内燃机作为制动手段的方法为人共知，只需将发动机暂时转换为 压缩机。这种转换切断燃油，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系统散发掉。最终的结 果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。发动机制动器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发动机制动系统在商业上很成功。不过，此类发动机制动系统为顶 置在发动机上的附件。为了安装此类发动机制动器，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。上述这些问题是由于将发动机制动系统当作发 动机的一个附件，而不是发动机的一个组成部分或集成件所造成的。现有技术中的发动机制动器经过液压回路将机械输入传递到要打开的排气阀。液 压回路上通常包括在主活塞孔内往复运动的主活塞，该往复运动来自于发动机的机械输 入，比如说喷油器摇臂的摇动，主活塞的运动通过液压流体传递到液压回路上的副活塞，使 其在副活塞孔内往复运动，副活塞直接或间接地作用在排气阀上，产生发动机制动运作的 阀动。因此，上述由液压驱动的传统发动机制动器存在另一缺点，即液压系统的可缩性 或变形，这与液体的柔性有关，高柔性导致制动阀升的大量压缩减小，阀升的减小导致阀载 的增加，而阀载的增加导致更高的柔性，造成一种恶性循环。此外，由液压变形造成的阀升 减小随着发动机转速的增加而增加，与发动机制动性能所要求的制动阀升趋势恰恰相反。 为了减少液压柔性，必须使用大直径的液压活塞，增加体积和重量。而且油流需要很长时间 使大直径活塞伸出或缩回，导致制动系统惯性大、反应慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机制动的改进装置，所述的这种发动机制动的改 进装置要解决现有技术中发动机制动系统的顶置方式增加了发动机的高度和制造成本的 技术问题，同时要解决液压驱动的发动机制动器存在的制动系统惯性大、反应慢的技术问题。本发明的这种发动机制动的改进装置由一个排气阀控制机构构成，其中，所述的 排气阀控制机构由驱动力输入凸轮、摇臂和摇臂轴构成，所述的摇臂的中部设置在摇臂轴 上，所述的驱动力输入凸轮机构设置在摇臂的一端，摇臂的另一端设置有一个竖直盲孔，所 述的竖直盲孔下端设置有套筒，所述的套筒内设置有制动柱塞，所述的制动柱塞上端设置有轴向盲孔，所述的轴向盲孔出口处左侧面为倾斜向外的斜面，所述的竖直盲孔中部设置 有驱动活塞，所述的驱动活塞下侧面与所述的套筒上端接触，所述的驱动活塞中下部沿其 径向设置有另一个盲孔，所述的另一个盲孔的右侧面为倾斜向外的另一个斜面，所述的驱 动活塞和制动柱塞之间设置有连杆，所述的竖直盲孔顶部设置有阀隙调节活塞。进一步的，所述的摇臂轴内沿轴向设置有流体通道、沿半径方向设置有径向孔，所 述的摇臂中设置有液体通道，所述的液体通道的一端与所述的径向孔连通，另一端与所述 的竖直盲孔连通。进一步的，所述的制动柱塞的轴向盲孔底面设置有凹球面，所述驱动活塞中部的 另一个盲孔的底面呈另一内凹球面，所述的连杆两端设置有凸球面，所述的连杆下端与所 述的凹球面配合，所述的连杆上端与所述的另一个凹球面配合。进一步的，所述的阀隙调节活塞下端面与所述的驱动活塞上侧面接触，所述的摇 臂上端通过螺纹孔设置有制动阀隙调节螺钉，所述的制动阀隙调节螺钉穿过摇臂的一端后 与一个螺帽连接，所述的制动阀隙调节螺钉下端与所述的阀隙调节活塞上端面接触。进一步的，所述的制动柱塞下端固定有弹簧的一端，所述的弹簧另一端通过螺钉 固定于所述的摇臂上。进一步的，所述的制动柱塞外侧壁中部设置有轴向切槽，所述的套筒中部沿其径 向固定有圆柱销，所述的圆柱销一端伸入所述的切槽内。进一步的，所述的驱动活塞右端与所述的竖直盲孔右侧壁之间设置有另一个弹簧。进一步的，所述的阀隙调节活塞的直径小于所述的竖直盲孔的直径，所述的竖直 盲孔顶部设置有与所述的摆臂外部空间连通的泄流孔，所述的泄流孔通过所述的阀隙调节 活塞与所述的竖直盲孔内部空间连通。进一步的，所述的驱动力输入凸轮在其内基圆上设置有至少一个凸起部分。进一步的，所述的流体通道与一个三通电磁阀中的供油口和排油口连通。本发明的工作原理是驱动力输入凸轮与发动机的动力输出机构连接，驱动力输 入凸轮在发动机的动力驱动下，使摇臂摇动。排气阀阀杆连接件设置在发动机排气阀的控 制阀杆上。需要发动机从正常工作状态转换至发动机制动时，通过一个控制器向三通电磁 阀发送动作信号。三通电磁阀由通过其正接线端和负接线端的电流开通，电磁阀的阀芯下 滑，打开供油口，机油通过制动流体网路，包括摇臂轴流体通道和径向孔、摇臂内的切口和 流体通道，流向制动驱动机构，油流进入摇臂的竖直盲孔内。油压克服驱动活塞右端弹簧的 载荷，将驱动活塞向右推，连杆变为竖直，制动柱塞在连杆作用下向下运动，驱动机构从非 操作位置变为操作位置。当不需要发动机制动时，发动机制动控制机构关闭泄油，驱动活塞 不受油压，在其右端弹簧的作用下向左移，停靠在水平孔的左端面上。制动柱塞在制动弹簧 的作用下在竖直孔内向上移，回到非操作位置，与发动机正常运作分离。竖直盲孔顶部的泄 流孔，可以避免竖直盲孔内产生油压。本发明和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明利用凸轮将发动机的 动力周期性传递到摇臂，利用摇臂操作排气阀的排气动作，利用电磁阀控制摇臂与排气阀 驱动端之间的间隙，实现制动和发动机正常工作两种状态的切换和维持，可与发动机集成， 从而减小发动机制动器的体积和重量，不需采用液压制动控制阀，降低了成本，减少了制动反应时间，没有高油压和高油压引起的泄漏、变形和载荷波动，制动阀升不受油温、油压和 空气含量的影响，制动阀升可获得更小值，减小对发动机活塞与气阀间隙的要求。
图1是本发明的一种发动机制动的改进装置的制动驱动机构处于“关”位置的结 构示意图。图2是本发明的一种发动机制动的改进装置中的制动驱动机构处于“开”位置的 示意图。图3是本发明的一种发动机制动的改进装置中的流体通道与三通电磁阀的工作 状态的示意图。图4是本发明的一种发动机制动的改进装置中的流体通道与三通电磁阀的另一 个工作状态的示意图。
具体实施例方式实施例1 如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种发动机制动的改进装置100，由一个排 气阀控制机构2002构成，其中，所述的排气阀控制机构2002由驱动力输入凸轮2302、凸轮 从动轮2352、摇臂2102和摇臂轴205构成，所述的摇臂2102的中部设置在摇臂轴205上， 所述的驱动力输入凸轮2302设置在凸轮从动轮2352外，驱动力输入凸轮2302中凸出部的 旋转圆周与凸轮从动轮2352的外圆周相交，摇臂2102外侧设置有一个偏置复位弹簧1982， 所述的摇臂2102中设置有流体通道214，摇臂轴205内沿轴向设置有流体通道211、沿一条 半径设置有一个径向孔212，所述的径向孔212与所述的流体通道连通214，摇臂210中设 置有一个切口 213，所述的切口 213分别与径向孔212和所述的流体通道214—端连通，摇 臂2102的另一端设置有一个竖直盲孔260，所述的流体通道214另一端与所述的竖直盲孔 260侧壁连通，所述的竖直盲孔260下端与所述的摇臂2102下端齐平，所述的竖直盲孔下端 设置有套筒，所述的套筒与所述的竖直盲孔紧配合，所述的套筒内设置有制动柱塞160，所 述的制动柱塞160上端设置有底面呈内凹球面128的轴向盲孔，所述的盲孔出口处左侧面 为倾斜向外的斜面，所述的竖直盲孔260中部设置有驱动活塞164，所述的驱动活塞164下 侧面与所述的套筒上端接触，所述的驱动活塞164中下部设置有另一个盲孔，所述的另一 个盲孔的底面呈另一内凹球面122，所述的另一个盲孔的右侧面为倾斜向外的另一个斜面， 所述的凹球面128和另一个凹球面122之间设置有一个两端呈凸球面的连杆184，所述的 连杆184下端与所述的凹球面128配合，所述的连杆184上端与所述的另一个凹球面122 配合，所述的竖直盲孔260顶部设置有阀隙调节活塞162，所述的阀隙调节活塞162下端面 与所述的驱动活塞164上侧面接触，所述的摇臂2102上端通过螺纹孔设置有制动阀隙调节 螺钉1102，所述的制动阀隙调节螺钉1102穿过摇臂2102的一端后与一个螺帽1052连接， 所述的制动阀隙调节螺钉1102下端与所述的阀隙调节活塞162上端面接触，所述的制动柱 塞160下端固定有弹簧177的一端，所述的弹簧177另一端通过螺钉179固定于所述的摇 臂2102上，所述的制动柱塞160上端面与所述的驱动活塞164外侧面接触，所述的制动柱 塞160外侧壁中部设置有轴向切槽137，所述的套筒中部沿其径向固定有圆柱销142，所述的圆柱销142 —端伸入所述的切槽137内，所述的驱动活塞164右端与所述的竖直盲孔260 右侧壁之间设置有另一个弹簧156，所述的驱动活塞164左端面与所述的竖直孔260的左侧 面接触、并且正对于所述的流体通道214另一端，如图1所示该制动机构处于的“关”位置 时，驱动活塞164左端面覆盖流体通道214的另一端开口。进一步的，所述的另一个斜面与所述的斜面平行，当控制机构关闭泄油时，驱动活 塞164在弹簧156作用下左移，此时连杆184受到球面128和另一个球面122的约束左移 而向左倾斜，依靠在斜面和另一个斜面上。进一步的，所述的阀隙调节活塞162的直径小于所述的竖直盲孔260的直径，所述 的竖直盲孔260顶部设置有与所述的摆臂2102外部空间连通的泄流孔168，所述的泄流孔 168通过所述的阀隙调节活塞162与所述的竖直盲孔260内部空间连通。进一步的，所述的驱动活塞164外端设置有轴向盲孔，所述的另一个弹簧156—端 设置于所述的盲孔内，所述的另一个弹簧156的另一端抵靠在所述的竖直盲孔260侧壁。进一步的，所述的驱动力输入凸轮2302在其内基圆2252上设置有两个凸起部分 232、233 。进一步的，所述的流体通道211与一个三通电磁阀51中的供油口 111和排油口 222连通。本实施例的工作过程是驱动力输入凸轮2302与发动机的动力输出机构(图中未 示)连接，驱动力输入凸轮2302在发动机的动力驱动下，使摇臂2102摇动。排气阀阀杆连 接件116设置在发动机排气阀300的控制阀杆3001上。需要发动机从正常工作状态转换 至发动机制动时，通过一个控制器(图中未示)向三通电磁阀51发送动作信号。三通电磁 阀51由通过其正接线端55和负接线端57的电流开通，电磁阀的阀芯58下滑，打开供油口 111，让液压流体通过摇臂轴205内的流体通道211和径向孔212、摇臂2102内的切口 213 和液压通道214流向制动驱动机构100，油流进入摇臂2102的竖直盲孔260内。油压克服 驱动活塞164右端弹簧156的载荷，将制动柱塞160向下推，制动柱塞160通过其侧壁的切 槽137与柱销142间的配合实现导向，在制动柱塞160移下去之后，驱动活塞164便可以在 油压作用下，克服弹簧156的载荷向右移动，停靠在弹簧座158上。此时，制动柱塞160下端 与排气阀杆连接件116上端的距离132被消除，制动柱塞160的下表面与排气阀杆连接件 116接触，形成固体链接，发动机制动的驱动机构处于图2所示的操作位置。制动凸轮2302 的小凸台232、233所产生的运动，通过制动摇臂2102、驱动活塞164、制动柱塞160和排气 阀杆连接件116，传递到排气阀300，产生发动机制动。当不需要发动机制动时，发动机制动 控制机构关闭泄油，驱动活塞164不受油压，在弹簧156的作用下向左移，停靠在竖直孔260 的左侧面。制动柱塞160受制动弹簧177的作用在竖直孔260内向上移，回到图1所示的 非操作位置，与发动机正常运作分离。在图1所示的实施例中，发动机中还设置有另一个排气阀300，这个排气阀300中 设置有控制阀杆3002，控制阀杆上设置有另一个气门弹簧3102，气门弹簧3101和气门弹簧 3102设置在发动机缸盖500与阀桥400之间，阀桥400使两个排气阀300联动。阀桥400 上设置有排气阀致动器200，排气阀致动器200由排气阀致动凸轮230、排气阀致动摇臂210 和阀桥400构成。排气阀凸轮230在其内基圆225上有一大凸起部分220，排气阀致动摇臂 210摆动式地安装在排气阀摇臂轴2051上，排气阀致动摇臂210的一端设置有凸轮从动轮235，排气阀致动摇臂210的另一端与阀桥400顶部接触。当该制动机构处于图2所示“开” 的状态时，由于制动柱塞160向下伸出，制动柱塞160下端与排气阀杆连接件116上端的间 隙132被消除，在凸轮2302的小突起232、233作用下，制动柱塞160压下排气阀杆连接件 116，实现排气制动。 本实施例是对本发明进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些精通本行的 人可以显易地在本发明的范围和原理内对本发明进行修改和变动。举例来说，一个具体机 构所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体机构，进而得到一个新的机构。因此，本 发明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。
权利要求
1.一种发动机制动的改进装置，由一个排气阀控制机构构成，其特征在于所述的排 气阀控制机构由驱动力输入凸轮、摇臂和摇臂轴构成，所述的摇臂的中部设置在摇臂轴上， 所述的驱动力输入凸轮机构设置在摇臂的一端，摇臂的另一端设置有一个竖直盲孔，所述 的竖直盲孔下端设置有阀隙调节活塞，所述的阀隙调节活塞内设置有一个水平通孔和另一 个竖直盲孔，所述的另一个竖直盲孔上端与所述的水平通孔相交呈三通结构，所述的水平 通孔内设置有驱动活塞，所述的另一个竖直盲孔内设置有制动柱塞，所述的驱动活塞中下 部沿其径向设置有另一个盲孔，所述的制动柱塞上端设置有轴向盲孔，所述的驱动活塞的 径向盲孔内和制动柱塞的轴向盲孔内设置有连杆。
2.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的摇臂轴内沿 轴向设置有流体通道、沿半径方向设置有径向孔，所述的摇臂中设置有液体通道，所述的液 体通道的一端与所述的径向孔连通，另一端与所述的阀隙调节活塞内的水平通孔连通。
3.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的制动柱塞的 轴向盲孔底面设置有凹球面，所述驱动活塞中部的径向盲孔的底面呈另一内凹球面，所述 的连杆两端设置有凸球面，所述的连杆下端与所述的凹球面配合，所述的连杆上端与所述 的另一个凹球面配合。
4.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的摇臂上端通 过螺纹孔设置有制动阀隙调节螺钉，所述的制动阀隙调节螺钉穿过摇臂的一端后与一个螺 帽连接，所述的制动阀隙调节螺钉下端与所述的阀隙调节活塞上端面接触。
5.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的制动柱塞下 端固定有弹簧的一端，所述的弹簧另一端通过螺钉固定于所述的摇臂上。
6.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的制动柱塞外 侧壁中部设置有轴向切槽，所述的阀隙调节活塞中部沿其径向固定有圆柱销，所述的圆柱 销一端伸入所述的切槽内。
7.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的驱动活塞右 端与所述的竖直盲孔右侧壁之间设置有另一个弹簧。
8.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的阀隙调节活 塞的直径小于所述的竖直盲孔的直径，所述的竖直盲孔顶部设置有与所述的摆臂外部空间 连通的泄流孔，所述的泄流孔通过所述的阀隙调节活塞与所述的竖直盲孔内部空间连通。
9.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的驱动力输入 凸轮在其内基圆上设置有至少一个凸起部分。
10.如权利要求1所述的一种发动机制动的改进装置，其特征在于所述的流体通道与 一个三通电磁阀中的供油口和排油口连通。
全文摘要
一种发动机制动的改进装置，由一个排气阀控制机构构成，排气阀控制机构由驱动力输入凸轮、凸轮从动轮、摇臂和摇臂轴构成，驱动力输入凸轮设置在凸轮从动轮外，摇臂另一端设置有水平的驱动活塞、竖直的阀隙调节活塞和竖直的制动柱塞，驱动活塞和制动柱塞之间设有两端呈凸球面的连杆，连杆上端的凸球面与驱动活塞的凹球面配合，连杆下端的凸球面与制动柱塞的凹球面配合，制动柱塞下方设置有排气阀阀杆连接件。驱动力输入凸轮将发动机动力周期性传递到摇臂，利用电磁阀控制摇臂与排气阀阀杆连接件之间的间隙，实现制动和正常工作两种状态的切换，减小了制动器的体积和重量，没有高油压和高油压引起的泄漏、变形和载荷波动。
文档编号F01L13/06GK102003237SQ200910194858
公开日2011年4月6日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者杨洲, 王琳 申请人:上海尤顺汽车部件有限公司