专利名称：带有液压挺杆的内燃机中用来驱动发动机减压制动的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机中驱动发动机制动的装置，尤其关于一种配置有液压挺杆 的内燃机中用来驱动发动机减压制动的装置。
背景技术：
配置有用来增加压力、使发动机加压和增加制动功率的附加排气阀或瓣的系统在 现有技术已熟知。但是，这样的系统不适合用于高功率的应用。对于高惯性负载的应用，例如，重型货车，使用减压发动机制动系统；在该系统中， 排气阀相对活塞运动提前打开。这通过特定驱动器使排气阀附加打开来实现。例如，排气阀的附加开启可以通过在压缩最后阶段附加凸轮抬升来实现，凸轮前 进大约70度。因此，基于压缩冲程在燃烧室中减压的发动机惯性制动原理在现有技术中已经熟 知。这种系统使用在空气压缩循环中以压力方式积聚的能量来“制动”惯性或施加到曲轴
上的重量。现有技术中熟知的一些发动机减压制动系统应用到配置有机械挺杆的发动机中， 而这些比液压挺杆坚固，也通过水平组件承担负载，这样简化了用来驱动减压的驱动机构。而配置有液压挺杆的发动机具有另外的一个问题，这些挺杆比机械挺杆更易碎。为了便于工作，液压挺杆要求最小的垂直负载，该负载提供恒定(至少最小)的压 力，否则挺杆伸展太多，有被损坏的危险。而且，液压挺杆能够承受竖直分量的负载，而只能承受适度的水平分量负载。水平 分量能够造成永久的损坏。因此，提供的装置和/或驱动器增加了机构的复杂性，而需要解决的问题是不能 过度地复杂、庞大或昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种配置有液压挺杆 的内燃机中的减压制动装置，该装置很容易生产和具有高可靠性。本发明的另一个目的是提供一种配置有液压挺杆的内燃机中的减压制动装置，该 装置坚固，具有有限的尺寸，几乎不需要维护以及是一种低成本方案。本发明涉及一种内燃机中驱动发动机减压制动的装置，所述的内燃机包括配置 有一个或多个排气阀的一个或多个直列式气缸；摇杆和液压挺杆连接到所述的排气阀；所 述摇臂配置有每个气缸的公共轴；所述一个或多个直列式气缸的凸轮轴，其中，其包括每 个气缸的至少一个附加摇臂，该附加摇臂绕着所述公共轴转动以便与安装在所述凸轮轴上 的相应附加凸轮接合；每个气缸的、所述附加摇臂的至少一个驱动系统。而且，根据本发明 的装置可以优选包括至少一个配置有一个或多个附加凸轮的附加轴，以决定每个气缸所述驱动系统的运动，从而在所述附加轴的第一位置中小，所述附加摇臂不与所述一个或多个 附加凸轮接触；在所述附加轴的第二位置中，所述附加摇臂与所述一个或多个附加凸轮接 触，以执行所述发动机制动。其中一种选择，根据本发明的驱动发动机减压制动的装置，可以包括利用发动机 管路中的油压的摇臂的液压驱动系统，来替代所述配置有一个或多个附加凸轮的附加轴。尤其，本发明涉及一种驱动配置有液压挺杆的内燃机中的发动机减压制动的装 置，配置有所述装置的发动机是本发明的组成部分，并将在权利要求中详细描述。
以下结合附图，仅仅以示例的方式对本发明中配置有液压挺杆内燃机中的减压制 动装置的一个优选实施例进行详细地描述。
图1至图4为包括用来驱动本发明中发动机制动系统装置的气缸盖一部分的不同 角度视图，第一实施例包括使用轴和摇臂的所述附加摇臂的驱动系统；图5和图6为用来驱动图1至4所示本发明第一实施例的发动机制动系统的装置 的前后透视图；图7和图8为包括用来驱动图1至4所示本发明第一实施例的发动机制动系统装 置的气缸盖一部分的侧视图，分别是发动机制动启动和停止状态；图9和图10分别是包括用来驱动本发明发动机制动系统装置一个可选实施例的 气缸盖一部分的后剖视图和侧剖视图；图11和图12为包括用来驱动本发明驱动系统第三实施例中发动机制动系统装置 的气缸盖一部分的侧视图，分别是发动机制动启动和停止状态。在附图中，相同的数字和字母指相同的部分和组件。
具体实施例方式附图示出了发动机气缸体1的一部分，其包括配置有一对排气阀2. 1和2. 2的气 缸，两个排气阀连接到各自的摇臂3. 1和3. 2的一端。一对液压挺杆5. 1和5. 2连接到摇臂的另一端。摇臂可以绕着一公共轴4转动， 且包含各自的滚轮6. 1和6. 2。凸轮轴7以常规的方式排布在滚轮6. 1和6. 2上，该凸轮轴 包括用来正常开关排气阀2. 1和2. 2的偏心凸轮8. 1和8. 2。在发动机中，一般含有一定数量的直列式气缸(附图中未示出)，这些气缸具有公 共的凸轮轴7。在本发明中，发动机制动功能按以下方式驱动在两个摇臂3. 1和3. 2的中间位置安装另一个具有摇臂功能的附加元件9(下面 称为摇臂)，该摇臂同样绕着摇臂3. 1和3. 2的公共轴4转动。在现有公共凸轮轴7上包含 第三偏心凸轮10。在摇臂9的一端(朝向排气阀的那端)，有一个滚轮11，而摇臂9的另一端(朝向 液压挺杆)连接到一驱动系统。根据此装置的第一个优选实施例，所述驱动系统包括一配 置有凸轮13的附加轴12。因此，根据第一个优选实施例，在控制器系统中，连杆14的一端连接到凸轮13上，而所述连接杆另一端绕着活塞(或销)15转动，该活塞在发动机气缸体一合适的固定外壳 (孔或凹槽)16中滑动。摇臂9的一端17绕着活塞15转动。在操纵过程中，附加轴12可以在附图的字母 A和B所指的角度位置间转动。由于具有偏心凸轮13，连接到该凸轮上的连杆一端14可以 位于两个相应的位置，以便将活塞15移动到升高的位置或降低的位置。活塞15位于升高的位置(图8中轴12在角位置A)，摇臂9绕着轴4转动，以便移 动滚轮11使之远离偏心凸轮10。在这种情况下，偏心凸轮10不会与滚轮11接触，这样发 动机制动功能就会一直停止。活塞15位于降低的位置(图7中，轴12在角位置B)，摇臂9绕着轴4转动，移动 滚轮11使之与偏心凸轮10接触，这样发动机就具有了制动功能。实际上，偏心凸轮10能 够驱动摇臂9使之降低，以除了由偏心凸轮8. 1和8. 2以及摇臂3. 1和3. 2确定的开启之 外，确定排气阀2. 1和2. 2的附加开启。当偏心凸轮10位于一个比较合适地角度位置时，排气阀2. 1和2. 2的附加开启在 发动机循环的特定阶段中实现，朝向最后的压缩阶段，相对于正常的排气相位凸轮前进大 约70度的角度。这里所描述的实施例的举例中，两个角度位置A和B之间的角度距离大约80度。发动机气缸直线单行排列时，优选所有的气缸共用附加轴12。通过气动驱动器的 方法驱动发动机制动功能，通过将附加轴从角度位置A移动到角度位置B。尤其从图9和10中可以看出，根据本发明装置中摇臂9驱动系统的第二个优选实 施例，连杆14和活塞15由气缸臂和弹簧系统所代替，其包括靠着轴12的偏心凸轮13安装的托板20 ；第一曲形体21，在该曲形体的上端是所述的托板20 ；在曲形体21的另一端有一个 腔22，弹簧23位于所述的腔中；第二圆柱体24位于气缸盖中，该圆柱体的外端伸进腔22中，并与弹簧23接合，该 弹簧支撑托板20使之靠着偏心凸轮13。摇臂9的一端17绕着曲形体21转动。偏心凸轮13的两个角度位置A和B决定相对弹簧3的托板20和曲形体21的升 高和降低，摇臂9随之对应的两个位置可以驱动或使发动机制动功能停止。曲形体21的形 状需要适应第二圆柱体24的轴和附加轴12的相对位置，并且确保曲形体21和圆柱体24 的很好的滑动。根据本发明发动机制动装置驱动系统的第三个优选实施例，通过对汽油发动机管 路中的汽油施加压力，对摇臂9进行液压控制。从图11和12中可以看出，在这种情况下，既没有附加轴12也没有偏心凸轮13，活 塞15直接由液压管路驱动。活塞在图12中所示的使发动机制动停止的A位置和图11所 示的使发动机制动启动的B位置间移动。如前面的实施例所描述的，附加摇臂9相应地在 滚轮11不会与凸轮接触的位置(图12中，发动机制动停止状态)和滚轮11与第三凸轮10 接触的位置(图11中，发动机制动启动状态)间移动。在这种情况下，活塞15在A位置和B位置间的移动直接由一液压驱动系统控制， 这样具有更好的优点，因为不再需要如附加轴12和偏心凸轮13的附加组件。
根据本发明液压制动装置的最后一个可选的实施例，该装置的构造和安装比较简单，而且体积小，因此更容易安装在气缸盖罩中。如果发动机的气缸有单个排气阀，在所保护的范围内，本发明可以进行一些改变。 例如，使用偏心凸轮的轴7控制排气阀的开关；在排气阀摇臂的轴4上可以安装双摇臂，以 便横跨通常已经存在的摇臂9，并如前面所述摇臂9相同方式控制附加开启相位。如果发动机有超过一列的发动机，如两列，则前面所述类型的装置安装在每一列 气缸。本发明的减压制动装置具有许多优点。首先，本发明的制动装置生产非常简单，而且具有较高的可靠性。其承担所有的水 平荷载，排除液压挺杆上的荷载，使用相同的轴作为挺杆。其使用很容易安装在气缸盖上的单个控制轴，只需要在现有发动机生产上做一些 稍微改动即可，而且使用气缸盖罩上的空间。其可以通过单一控制进行驱动，因此占据有限 的空间；并且也很坚固，几乎不需要维护，所以是一个低成本方案。而且，驱动器可以是任何合适的类型；本发明一个优点是驱动器可以安装在发动 机的外部，尤其是挺杆盖上。这就意味着不存在驱动器与其所处环境兼容性问题，如温度、 震动和油的存在。根据本发明使用具有液压挺杆的发动机制动装置避免了在发动机工作寿命期间， 对阀门间隙的调整(维护费)。
权利要求
一种驱动内燃机中的发动机减压制动的装置，所述内燃机包括一个或多个直列式气缸，每个气缸配置有一个或多个排气阀(2.1，2.1)；分别连接到所述排气阀上的摇臂(3.1，3.1)和液压挺杆(5.1，5.2)；每个气缸中，所述摇臂(3.1，3.2)配置有公共轴(4)；用于所述一个或多个直列式气缸的凸轮轴(7)，其特征在于，其包括每个气缸的至少一个附加摇臂(9)，该摇臂绕着所述公共轴转动以便与安装在所述凸轮轴(7)上的相应附加凸轮(10)接合；每个气缸中所述附加摇臂(9)的至少一个驱动系统，该驱动系统可使所述摇臂(9)在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置中所述摇臂(9)没有与附加凸轮(10)接合从而处于发动机制动停止状态，所述第二位置中所述摇臂(9)与所述附加凸轮(10)接合从而处于发动机制动启动状态。
2.根据权利要求1所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于每个气缸中，所述 附加摇臂(9)的所述驱动系统至少包括配置有一个或多个附加凸轮(13)的附加轴(12)，所 述附加凸轮(13)决定所述摇臂(9)的移动，以至于在所述附加轴(12)的第一位置(A)时， 所述附加摇臂(9)与决定发动机制动启动的所述一个或多个附加凸轮(13)接触。
3.根据权利要求2所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于所述附加轴(12) 在作为角度位置的所述第一位置(A)和所述第二位置(B)间转动。
4.根据前面任一项权利要求所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于每个气 缸有两个排气阀(2. 1，2.2)时，所述在两个排气阀(2. 1，2.2)中间位置的至少一个附加摇 臂(9)绕着所述公共轴(4)转动。
5.根据前面任一项权利要求所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于所述附 加摇臂(9)通过安装在其第一端的滚轮(11)与所述附加凸轮(10)接合，附加摇臂(9)的 另一端(17)绕着所述驱动系统转动。
6.根据权利要求5所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于，所述每个气缸的驱 动系统包括连杆(14)，该连杆的一端安装在所述附加凸轮(13)上；活塞(15)，所述连杆 的另一端绕着该活塞(15)转动，所述活塞能够在所述发动机中的固定外壳(16)内滑动，所 述附加摇臂(9)的另一端(17)绕着所述活塞(15)转动。
7.根据权利要求5所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于，所述每个气缸的驱 动系统包括一靠着所述附加凸轮(13)的托板(20)；一第一曲形体(21)，在其上端是所述托板(20)，在其另一端是空腔(22)，在该空腔中 有一弹簧(23)；一在所述发动机的盖中装有第二圆柱体(24)，该第二圆柱体的外端伸进所述空腔 (22)中，与所述弹簧(23)接合，附加摇臂(9)的另一端(17)绕着所述第一曲形体(21)转动。
8.根据权利要求5所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于，所述每个气缸的 驱动系统包括通过发动机油路液压驱动的活塞(15)，所述摇臂(9)的另一端(17)绕着所 述活塞(15)转动，所述活塞可在发动机制动停止的第一位置(A)和发动机制动启动的第二 位置(B)之间移动，所述第一位置(A)中所述摇臂(9)第一端的滚轮(11)与所述附加凸轮(10)脱离，所述第二位置⑶中所述滚轮(11)与所述附加凸轮(10)接合。
9.根据权利要求7所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于所述第一曲形体 (21)形状适应第二圆柱体(24)的轴和附加轴(12)的相对位置。
10.根据前面任一权利要求所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于每个气缸 的所述附加凸轮(10)安装在所述凸轮轴(7)上的角度，使在发动机循环的特定阶段确定所 述排气阀(2. 1，2.2)的附加开启，朝向压缩阶段末端，相对正常的排气相位凸轮前进大约 70度。
11.根据前面任一权利要求所述内燃机(1)中的减压制动装置，其特征在于在多个直 列式气缸的情况下，所有直列式气缸共用所述附加轴(12)。
12.一种内燃机，其特征在于，包括根据前面任一权利要求所述的驱动发动机减压制动 的装置。
全文摘要
本发明提供了一种驱动配置有液压挺杆内燃机中发动机减压制动的装置，其特征在于每个气缸中具有一附加摇臂(9)，该摇臂绕着其与排气阀摇臂共用的轴(4)转动，并且与一安装在气缸凸轮轴(7)上的相应的附加凸轮(10)接合；每个气缸中有对于所述附加摇臂(9)的驱动系统。在所述附加摇臂(9)的驱动系统中有一铰链在所述摇臂一端的活塞(15)，所述活塞(15)由液压或一包含由偏心凸轮(13)控制的附加臂(12)的机械系统驱动来回移动。
文档编号F01L1/24GK101849086SQ200880103453
公开日2010年9月29日 申请日期2008年8月5日 优先权日2007年8月6日
发明者丹尼尔·马里亚诺, 马蒂亚斯·拜恩德尔 申请人:依维柯公司