专利名称：改良的发动机制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域，尤其涉及发动机的制动装置，特别是一种改良的发动机制动装置。
技术背景现有技术中，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。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种改良的发动机制动装置，所述的这种改良的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。本实用新型的这一种改良的发动机制动装置，由一个排气阀控制机构构成，所述的排气阀控制机构由驱动力输入凸轮、摇臂、摇臂轴和阀桥构成，所述的摇臂设置在所述的阀桥的上方，所述的阀桥内设置有一个竖直孔和一个水平孔，所述的竖直孔与所述的水平孔相交呈三通结构，所述的竖直孔内设置有制动柱塞，水平孔内设置有驱动活塞，所述的驱动活塞的外壁与水平孔之间设置有液密封连接，制动柱塞与所述的驱动活塞之间设置有连杆，所述的阀桥内还设有流体通道与水平孔底部相连通。进一步的，所述的阀桥上方还设有一个排气阀致动器，所述的排气阀制动器由致动凸轮、致动摇臂和致动摇臂轴构成，所述的致动摇臂连接有一个偏置弹簧，所述的致动摇臂轴内设置有轴向流体通道和径向孔，致动摇臂中设置有液体通道和液流切口，所述的液体通道的一端通过所述的液流切口与所述的径向孔连通，液体通道的另一端与所述的阀桥内的流体通道连通。进一步的，所述的连杆的一端与驱动活塞之间构成转动副，所述的连杆的另一端与制动柱塞之间构成转动副。进一步的，所述的制动柱塞的一端设置有一个弹簧的一端，所述的弹簧的另一端固定在阀桥上。进一步的，所述的驱动活塞外端设置有回位弹簧，所述的水平孔端口处设置有弹簧座，所述的回位弹簧外端与所述的弹簧座相接触。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小凸起部分。进一步的，所述的致动凸轮在其内基圆上设置有至少一个凸起部分。进一步的，所述的摇臂一端内通过螺母设置有呈竖直方向的调节螺钉，所述的调节螺钉与所述的制动柱塞呈上下对齐，所述的调节螺钉下端面与所述的制动柱塞上端面之间设置有间隙。进一步的，所述的致动摇臂轴内的流体通道与一个三通电磁阀中的供油口和排油 □连通。本实用新型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。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，包括致动摇臂轴流体通道和径向孔、致动摇臂内的切口和液压通道，流向阀桥内的流体通道，油流进入阀桥的水平孔内。油压克服驱动活塞左端回位弹簧的载荷，将驱动活塞从水平孔内向左推，连杆变为竖直，驱动机构从非操作位置变为操作位置，此时在驱动力输入凸轮作用下摇臂端部的调节螺钉周期性的触碰制动柱塞顶端，并将该运动通过阀桥传递到排气阀，实现发动机制动。当不需要发动机制动时，发动机制动控制机构关闭泄油，驱动活塞不受油压， 在其左端回位弹簧的作用下向右移，停靠在水平孔的右端面上，制动柱塞在弹簧的作用下在竖直孔内向下移，回到非操作位置，驱动凸轮机构与发动机正常运作分离。本实用新型和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本实用新型利用凸轮将发动机的动力周期性传递到摇臂，利用摇臂控制阀桥运动，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。
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图1是本实用新型的改良的发动机制动装置的制动驱动机构处于“关”位置的结构示意图。图2是本实用新型的改良的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3是本实用新型的改良的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4是本实用新型的改良的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。
具体实施方式
实施例1 如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的改良的发动机制动装置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、摇臂轴2052和阀桥400构成，阀桥400设置在摇臂2102的下方， 所述的摇臂2102的中部设置在摇臂轴2052上，所述的凸轮从动轮2352设置在摇臂2102 的另一端，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，摇臂2102的一端的下方的阀桥400内设置有一个竖直孔190和一个水平孔 260，所述的竖直孔190与所述的水平孔260相交呈三通结构，所述的竖直孔190内设置有制动柱塞160，所述的制动柱塞160的上端与阀桥400之间设置有弹簧177，水平孔沈0内设置有驱动活塞164，所述的驱动活塞164的外壁与水平孔260之间设置有液密封连接，制动柱塞160下端与所述的驱动活塞164上端之间设置有连杆184，所述的阀桥400内还设有流体通道与水平孔260底部相连通，阀桥400内的流体通道由水平段412和竖直段410构成，竖直段410的开口处位于阀桥400上侧面。进一步的，所述的阀桥400上方还设有一个排气阀致动器200，所述的排气阀制动器200由致动凸轮230、致动摇臂210和致动摇臂轴205构成，所述的致动摇臂210 —端竖直地设置有螺钉110，螺钉110上设置有螺母105，致动摇臂210连接有一个偏置弹簧198，螺钉110内设置有由竖直盲孔115和水平通孔构成的三通孔，所述的螺钉110下端与所述的阀桥400内的流体通道出口压紧配合，所述的螺钉110内的竖直盲孔115与所述的阀桥内的流体通道410连通，所述的致动摇臂210另一端固定有凸轮从动轮235，凸轮从动轮235 与致动凸轮230的外轮廓相接触，所述的致动摇臂轴205内沿轴向设置有流体通道211、 沿半径方向设置有径向孔212，所述的致动摇臂210中设置有液流切口 213和液体通道和 214，所述的液体通道214的一端通过所述的液流切口 213与所述的径向孔212连通，另一端与所述的螺钉110内的水平通孔连通。进一步的，所述的制动柱塞160下端设置有呈内凹球面的盲孔，所述的驱动活塞 164上侧设置有呈内凹球面的另一盲孔，所述的连杆184两端呈凸球面，所述的盲孔出口右侧呈斜面，所述的另一盲孔出口左侧呈斜面。进一步的，所述的制动柱塞160的上端设置有一个弹簧177的一端，所述的弹簧177的另一端通过螺钉179固定在阀桥400上。进一步的，所述的驱动活塞164外端设置有回位弹簧156，所述的水平孔260端口处通过卡环设置有弹簧座158，所述的回位弹簧158外端与所述的弹簧座158相接触。进一步的，所述的驱动力输入凸轮2302在其内基圆2252上设置有至少一个小凸起部分232,233ο进一步的，所述的致动凸轮230在其内基圆225上设置有至少一个凸起部分220。进一步的，所述的摇臂2102 —端内通过螺母1052设置有呈竖直方向的调节螺钉 1102，所述的调节螺钉1102与所述的制动柱塞160呈上下对齐，所述的调节螺钉1102下端面与所述的制动柱塞160上端面之间设置有间隙132。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。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沈0内，流向制动驱动机构100，油流通过液体通道214进入水平孔沈0内。油压克服驱动活塞左端弹簧156的载荷，将制动柱塞160向上推，在制动柱塞160移上去之后，驱动活塞164便可以在油压作用下，克服弹簧156的载荷向左移动，停靠在弹簧座158上。此时，制动柱塞160上端与调节螺钉1102下端的距离132被消除，形成固体链接，发动机制动的驱动机构处于操作位置。制动凸轮2302 的小凸起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和阀桥 400，传递到排气阀系统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的作用下向右移，停靠在水平孔沈0的右端面Μ6。制动柱塞160受制动弹簧177的作用在竖直孔190内向下移，回到非操作位置， 与发动机正常运作分离。在图1所示的实施例中，图示的排气阀系统300包括两个排气阀系统3001和 3002。它们由气门弹簧3101和3102顶在发动机缸盖500内的阀座320上。通常，由于间隙132的存在，排气阀控制机构2002与阀桥400分离，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系统3001和3002，使其周期性地打开和关闭，控制气体在发动机汽缸和排气管600之间的流动。当该制动机构处于图1所示“关”的状态时， 在凸轮230上大凸起220的作用下，摇臂210摆动使致动螺钉110向下压阀桥400，实现发动机正常运行中的排气动作。当该制动机构处于图2所示“开”的状态时，由于制动柱塞160向上伸出，制动柱塞160上端与调节螺钉1102下端的间隙132被消除或减小，在凸轮230的小突起232、233 作用下，制动柱塞160先压下排气阀杆连接件116，实现排气制动。本实施例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
6构。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。
权利要求1.一种改良的发动机制动装置，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、摇臂轴和阀桥构成，所述的摇臂设置在所述的阀桥的上方，所述的阀桥内设置有一个竖直孔和一个水平孔，所述的竖直孔与所述的水平孔相交呈三通结构，所述的竖直孔内设置有制动柱塞，水平孔内设置有驱动活塞，所述的驱动活塞的外壁与水平孔之间设置有液密封连接，制动柱塞与所述的驱动活塞之间设置有连杆， 所述的阀桥内还设有流体通道与水平孔底部相连通。
2.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的阀桥上方还设有一个排气阀致动器，所述的排气阀制动器由致动凸轮、致动摇臂和致动摇臂轴构成，所述的致动摇臂连接有一个偏置弹簧，所述的致动摇臂轴内设置有轴向流体通道和径向孔，致动摇臂中设置有液体通道和液流切口，所述的液体通道的一端通过所述的液流切口与所述的径向孔连通，液体通道的另一端与所述的阀桥内的流体通道连通。
3.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的连杆的一端与驱动活塞之间构成转动副，所述的连杆的另一端与制动柱塞之间构成转动副。
4.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的制动柱塞的一端设置有一个弹簧的一端，所述的弹簧的另一端固定在阀桥上。
5.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的驱动活塞外端设置有回位弹簧，所述的水平孔端口处设置有弹簧座，所述的回位弹簧外端与所述的弹簧座相接触。
6.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，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小凸起部分。
7.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的致动凸轮在其内基圆上设置有至少一个凸起部分。
8.如权利要求1所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的摇臂一端内通过螺母设置有呈竖直方向的调节螺钉，所述的调节螺钉与所述的制动柱塞呈上下对齐，所述的调节螺钉下端面与所述的制动柱塞上端面之间设置有间隙。
9.如权利要求2所述的改良的发动机制动装置，其特征在于所述的致动摇臂轴内的流体通道与一个三通电磁阀中的供油口和排油口连通。
专利摘要一种改良的发动机制动装置，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、摇臂、摇臂轴和阀桥构成，摇臂设置在阀桥的上方，阀桥内设置有一个竖直孔和一个水平孔，竖直孔与水平孔相交呈三通结构，竖直孔内设置有制动柱塞，水平孔内设置有驱动活塞，驱动活塞的外壁与水平孔之间设置有液密封连接，制动柱塞与驱动活塞之间设置有连杆，阀桥内还设有流体通道与水平孔底部相连通。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阀桥上制动柱塞之间的间隙，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F01L1/20GK202140125SQ20112002734
公开日2012年2月8日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年2月26日
发明者杨洲 申请人:上海尤顺汽车部件有限公司