专利名称：一种新型发动机制动装置的制作方法
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，特别是一种新型发动机制动装置。
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新型发动机制动装置，所述的这种新型发动机制动装 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。本发明的这种新型发动机制动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， 摇臂一端设置有竖直盲孔和水平盲孔，竖直盲孔与水平盲孔相交，水平盲孔内设有导向活 塞，所述的导向活塞内端设有活塞孔，所述的活塞孔内设有驱动活塞，所述的导向活塞中部 设置有沿其直径方向的切槽，所述的活塞孔与所述的切槽相交呈三通结构，所述的竖直盲孔下部置有制动柱塞，所述的制动柱塞上端设置有另一个竖直盲孔，所述的另一个竖直盲 孔开口处设置有倾斜向外的过渡锥面，所述的摇臂上设置有阀隙调节螺钉，阀隙调节螺钉 底面和另一竖直盲孔底面之间设有上连杆和下连杆，上连杆和下连杆穿过所述的切槽，所 述的驱动力输入凸轮机构设置在摇臂的另一端。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 的水平孔连通。进一步的，所述的制动柱塞上端设置有一个内凹球面，所述的制动柱塞的上端面 与所述的凹球面之间设置有所述的过渡锥面，所述的阀隙调节螺钉下端穿过所述的摇臂进 入所述的竖直盲孔底部，所述的阀隙调节螺钉上端由螺母固定，所述的阀隙调节螺钉下端 设置有另一个凹球面，所述的上连杆的上端呈凸球面，所述的上连杆的下端呈凸另一个凸 球面，所述的下连杆的上端呈第三个凹球面，所述的下连杆的下端呈第三个凸球面，所述的 凸球面与所述的另一个凹球面配合，所述的第三个凸球面与所述的凹球面配合，所述的第 三个凹球面与所述的另一个凸球面配合构成转动副。进一步的，所述的竖直盲孔上端面高于所述的水平盲孔，所述的水平盲孔与所述 的竖直盲孔相交处上下侧边设置有倒角。进一步的，所述的切槽右端上下侧设置有另一倒角，所述的切槽在宽度方向与所 述的上连杆和下连杆为间隙配合。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，在所述的水平盲孔外端通过卡环固定有一个呈圆环形的弹簧座，所 述的导向活塞外端与所述的弹簧座之间设置有另一个弹簧。进一步的，所述的活塞孔是盲孔，所述的导向活塞中部设置有沿其轴向的泄流孔， 所述的泄流孔将所述的切槽孔和另一个轴向盲孔连通。进一步的，所述的水平盲孔外端与所述的摇臂端面齐平，所述的液体通道另一端 与所述的水平盲孔内端连通，所述的液体通道的直径小于所述的水平盲孔直径，所述的竖 直盲孔下端与所述的摇臂下端齐平，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，所述的液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 液压通道，流向制动驱动机构，油压克服导向活塞右端弹簧的载荷，将导向活塞从水平盲孔 内向右推，停靠在弹簧座和卡环上。驱动活塞继续右移，将上、下连杆机构推直，使制动柱塞 伸出到操作位置。当不需要发动机制动时，发动机制动控制机构关闭泄油，驱动活塞和导向 活塞不受油压，在导向活塞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，也就是“关”的位置，与发动机正 常运作分离。导向活塞内切槽右端上下设置有倒角，同时水平盲孔与竖直盲孔交叉出左边的上下设置倒角，这样，在保证上连杆和下连杆的夹角不变(即制动柱塞的冲程不变)的 情况下，制动阀隙调节螺钉与制动弹簧一起，可以将上连杆、下连杆和制动柱塞同步上下移 动，调节制动阀隙。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是本发明的一种新型发动机制动装置的结构示意图(图1中未画出制动柱 塞、驱动活塞和导向活塞部分)。图2是本发明的一种新型发动机制动装置中的制动驱动机构处于“关”位置的示 意图。图3是本发明的一种新型发动机制动装置中的制动驱动机构处于“开”位置的示 意图。图4是本发明的一种新型发动机制动装置中的流体通道与三通电磁阀的工作状 态的示意图。图5是本发明的一种新型发动机制动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、图4和图5所示，本发明的一种新型发动机制动装置100，由一个 排气阀控制机构200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190和一个水平盲孔260，所述的水平盲孔162外端 与所述的摇臂2102端面齐平，所述的液体通道214另一端与所述的水平盲孔260内端连 通，所述的液体通道214的直径小于所述的水平盲孔260直径，所述的竖直盲孔190下端与 所述的摇臂2102下端齐平，所述的竖直盲孔190上端与所述的水平盲孔260相交呈三通结 构，所述的竖直盲孔190上端面高于所述的水平盲孔260，所述的水平盲孔260与所述的竖 直盲孔190相交处上下侧边设置有倒角243，所述的水平盲孔260内设置有导向活塞162， 所述的导向活塞162外壁与所述的水平盲孔260之间设置有液密封连接，所述的导向活塞162内端设置有沿其轴向的活塞孔183，所述的活塞孔183是盲孔，所述的活塞孔183内设 置有驱动活塞164，所述的驱动活塞164外壁与所述的活塞孔183之间设置有液密封连接， 在所述的导向活塞162中部设置有沿其直径方向的切槽137，所述的切槽137是通槽，所述 的切槽137右端上下侧设置有另一倒角163，所述的活塞孔183底端与所述的切槽137相交 构成三通结构，所述的竖直盲孔190下部设置有制动柱塞160，所述的制动柱塞160上端设 置有一个内凹球面128，所述的制动柱塞160的上端面与所述的凹球面128之间设置有过渡 锥面126，所述的摇臂2102上设置有阀隙调节螺钉1102，所述的阀隙调节螺钉1102下端穿 过所述的摇臂2102进入所述的竖直盲孔190底部，所述的阀隙调节螺钉1102上端由螺母 1052固定，所述的阀隙调节螺钉1102下端设置有另一个凹球面122，所述的切槽137内设 置有上连杆184和下连杆186，所述的切槽137的宽度大于所述的上连杆184和下连杆186 的宽度，所述的上连杆184的上端呈凸球面124，所述的上连杆184的下端呈凸另一个凸球 面，所述的下连杆186的上端呈第三个凹球面125，所述的下连杆186的下端呈第三个凸球 面1241，所述的上连杆184上端的凸球面124与所述的阀隙调节螺钉1102下端的另一个 凹球面122配合，所述下连杆186下端的的第三个凸球面1241与所述的制动柱塞160上端 的凹球面128配合，所述的下连杆186上端的第三个凹球面125与所述的上连杆184下端 的另一个凸球面配合构成转动副，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，在所述的水平盲孔260外端通过 卡环157固定有一个呈圆环形的弹簧座158，所述的导向活塞162外端与所述的弹簧座158 之间设置有另一个弹簧156，另一弹簧156给导向活塞162向左的偏置作用力，使所述的导 向活塞162内端面与所述的水平盲孔260内端面接触246，同时，所述的上连杆184和下连 杆186呈“〈”倾斜状，所述的上连杆184下端和下连杆186上端与驱动活塞164外端面接 触，所述的驱动活塞164内端面与所述的水平盲孔260内端面246接触。进一步的，所述的导向活塞162外端设置有另一个轴向盲孔，所述的另一个弹簧 156 —端设置于所述的另一轴向盲孔内，所述的另一个弹簧156的另一端与所述的弹簧座 158连接。进一步的，所述的导向活塞中部设置有沿其轴向的泄流孔168，所述的泄流孔168 将所述的活塞孔183和另一个轴向盲孔连通。所述的泄流孔168与所述的切槽137空间连 通，进而与所述的竖直孔190连通，以免竖直孔190内产生任何油压。进一步的，所述的切槽137在宽度方向与所述的上连杆184和下连杆186为间隙 配合，可对上连杆184和下连杆186实现导向作用。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 ο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210内的切口 213和 液压通道214进入到摇臂的水平孔260内，油压克服导向活塞162右端弹簧156的载荷，将 导向活塞162从水平孔内向右推，停靠在弹簧座158和卡环157上。驱动活塞164继续右 移，将上、下连杆机构184、186推直，使制动柱塞160伸出到如图3所示的操作位置，此时制 动柱塞160的冲程为130，消除或减小制动柱塞160与排气阀杆连接件116之间的距离，该 冲程130由切槽137的轴向长度决定。导向活塞162内有一泄流孔168，以避免竖直孔190 内产生任何油压。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和 导向活塞162不受油压，在导向活塞右端弹簧156的作用下向左移，停靠在水平孔的左端面 146上。制动柱塞160在制动弹簧177的作用下在竖直孔190内向上移，回到如图2所示的 非操作位置，也就是“关”的位置，与发动机正常运作分离。导向活塞162内切槽137右端 上下设置有倒角163，同时水平盲孔260与竖直盲孔190交叉出左边的上下设置倒角243， 这样，在保证上连杆184和下连杆186的夹角不变，即制动柱塞160的冲程130不变的情况 下，制动阀隙调节螺钉1102与制动弹簧177 —起，可以将上连杆184、下连杆186和制动柱 塞160同步上下移动，调节制动阀隙。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3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 隙被消除或减小，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
1.一种新型发动机制动装置，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，摇 臂一端设置有竖直盲孔和水平盲孔，竖直盲孔与水平盲孔相交，水平盲孔内设有导向活塞， 所述的导向活塞内端设有活塞孔，所述的活塞孔内设有驱动活塞，所述的导向活塞中部设 置有沿其轴向的导向切槽，所述的活塞孔与所述的导向切槽相通，所述的竖直盲孔下部置 有制动柱塞，所述的制动柱塞上端设置有另一个竖直盲孔，所述的摇臂上设置有阀隙调节 螺钉，阀隙调节螺钉底面和所述的另一竖直盲孔底面之间设有上连杆和下连杆，上连杆和 下连杆穿过所述的导向切槽，所述的驱动力输入凸轮机构设置在摇臂的另一端。
2.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，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，另一端与所述的水平孔连通。
3.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的制动柱塞上端 设置有一个内凹球面，所述的阀隙调节螺钉下端穿过所述的摇臂进入所述的竖直盲孔底 部，所述的阀隙调节螺钉上端由螺母固定，所述的阀隙调节螺钉下端设置有另一个凹球面， 所述的上连杆的上端呈凸球面，所述的上连杆的下端呈另一个凸球面，所述的下连杆的上 端呈第三个凹球面，所述的下连杆的下端呈第三个凸球面，所述的凸球面与所述的另一个 凹球面配合，所述的第三个凸球面与所述的凹球面配合，所述的第三个凹球面与所述的另 一个凸球面配合构成转动副。
4.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的竖直盲孔上端 面高于所述的水平盲孔。
5.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的导向切槽在宽 度方向与所述的上连杆和下连杆为间隙配合。
6.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，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，在所述的水平盲孔 外端通过卡环固定有一个呈圆环形的弹簧座，所述的导向活塞外端与所述的弹簧座之间设 置有另一个弹簧。
7.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的导向活塞中部 设置有沿其轴向的泄流孔，所述的泄流孔将所述的切槽和另一个轴向盲孔连通。
8.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的液体通道的直 径小于所述的水平盲孔直径。
9.如权利要求1所述的一种新型发动机制动装置，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所述的一种新型发动机制动装置，其特征在于所述的液体通道与一 个三通电磁阀中的供油口和排油口连通。
全文摘要
一种新型发动机制动装置，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，摇臂另一端设置有竖直的导向活塞、水平的驱动活塞和竖直的制动柱塞，导向活塞内设有两个连杆，上连杆上端的凸球面与阀隙调节螺钉的凹球面配合，下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F01L13/06GK102003238SQ200910194859
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