一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的制作方法

本发明涉及商用车重型柴油机摇臂制动领域，尤其涉及一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构，主要适用于提高可靠性能、降低成本、提高轻量化程度、简化结构、方便装配与维护、强化制动效果。

背景技术：

商用车重型柴油机摇臂制动是一种集成在商用车发动机上的辅助制动装置。长途运输的商用车行驶在长缓坡道路上需要常常使用制动，没有发动机制动等辅助制动装置的商用车需要不断使用脚刹的轮式制动来降低车速。但是，在长缓坡道路，长时间使用轮式制动会导致刹车片温升过快，进而导致刹车片温度过高而很可能发生制动效果降低甚至失效，很容易造成重大的不可挽回的人身安全隐患和财产损失，这也是在地形复杂的山路经常发生重大交通事故的重要原因之一，因此，对商用车配备辅助制动装置是很有必要的。通常的辅助制动有液力缓速器、发动机排气制动、发动机摇臂制动等形式。然而液力缓速器体积大、重量大，不利于汽车轻量化的实现；发动机排气制动制动功率并不是太高，通常需要和发动机摇臂制动配合使用；发动机摇臂制动具有质量轻，制动功率高等特点，其工作原理是：当发动机摇臂制动启用时，发动机排气门在凸轮上的小桃尖驱动下在发动机压缩冲程上止点的位置附近打开，此时缸内已经被压缩的高能气体迅速排出缸外，从而释放掉压缩气体的能量，达到制动效果，发动机的能量在此之后不断被往复释放消耗，最终使车辆减速，而不至于使刹车片温升过高，使得安全可靠。

中国专利，授权公告号为cn103758606b，授权公告日为2016年2月10日的发明公开了一种发动机的集成式摇臂制动装置，铰接在摇臂轴上的摇臂的一端通过铰接在该端的滚轮与排气凸轮接触连接，摇臂的另一端设置有控制排气门桥动作的制动机构，制动机构与摇臂轴之间的摇臂上设有控制机构，排气凸轮带动摇臂的转动配合电磁阀控制的液压机构通过控制机构和制动机构进而控制排气门桥的动作。虽然该发明提高了制动机构的集成化程度，但是其仍然存在以下缺陷：该发明中摇臂制动采用集成式布置，这样的设计不仅结构复杂、装配与维护困难、制动效果较差，而且液压管路复杂，可靠性较低，摇臂上开设较多深长孔，增加了加工成本，同时，该设计体积大，占用空间大，不利于汽车轻量化的实现。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的可靠性低、成本高、轻量化程度低、结构复杂、装配与维护困难、制动效果差的缺陷与问题，提供一种可靠性高、成本低、轻量化程度高、结构简单、装配与维护方便、制动效果好的商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构，包括摇臂本体，所述摇臂本体的一端通过第一销轴与滚子相铰接，滚子与凸轮相接触，所述摇臂本体的另一端设置有摆动机构，所述摇臂本体的中部设置有主安装孔，摇臂本体通过主安装孔安装在摇臂轴上；

所述摆动机构包括摆动头、第一调整螺栓、滚柱，所述摆动头的一端设置有安装腔，摆动头的另一端设置有第一安装孔，摆动头的中部设置有第二安装孔，所述摆动头的底部设置有片形弹簧，所述片形弹簧的一端固定在摆动头的底部，片形弹簧的另一端压装在摇臂本体的底部，所述第一安装孔内安装有第二销轴，所述摆动头通过第二销轴安装在摇臂本体上，所述第一调整螺栓包括螺杆与球头，所述螺杆螺纹连接在安装腔内，螺杆的一端连接有第一锁紧螺母，螺杆的另一端与球头相连接，所述球头通过象足卡箍安装在象足的球窝内，所述滚柱安装在第二安装孔内；

所述摇臂本体的上部设置有驱动腔，驱动腔内设置有液压系统，所述液压系统包括液压驱动系统，所述液压驱动系统包括液压柱塞、第二调整螺栓、摇臂凸轮，所述液压柱塞包括柱体与杆部，所述柱体设置在驱动腔内，所述杆部的一端穿经驱动腔后与摇臂凸轮螺纹连接，杆部的另一端与柱体相连接，杆部上位于驱动腔内的部位套设有回位弹簧，所述第二调整螺栓螺纹连接在驱动腔内，第二调整螺栓与柱体相接触，第二调整螺栓上位于驱动腔外的部位连接有第二锁紧螺母，所述摇臂凸轮与滚柱相接触；

所述摇臂本体内设置有制动液压油道，所述制动液压油道的一端延伸至主安装孔内，制动液压油道的另一端延伸至驱动腔内，所述摇臂轴上设置有摇臂轴液压油孔，摇臂轴液压油孔与制动液压油道相通。

所述片形弹簧包括平面部分与卷曲部分，所述平面部分通过弹簧紧固螺钉固定在摆动头的底部，所述卷曲部分压装在摇臂本体的底部。

所述平面部分与弹簧紧固螺钉之间安装有弹簧压片，所述弹簧压片靠近卷曲部分的一端设置成卷曲状。

所述摆动头上位于第二安装孔两侧的部位均设置有限位销孔，所述限位销孔内安装有限位销。

所述液压系统还包括过载保护系统，所述过载保护系统包括溢流弹簧、盘型活塞、活塞卡箍，所述柱体内设置有液压腔，所述溢流弹簧、盘型活塞、活塞卡箍都设置在液压腔内，所述溢流弹簧的一端与液压腔的底部相接触，溢流弹簧的另一端与盘型活塞的一端相接触，盘型活塞的另一端与活塞卡箍相接触，所述第二调整螺栓包括相连接的细长尖端与调整螺栓本体，所述细长尖端穿经活塞卡箍后与盘型活塞相接触，所述液压腔的内周面上设置有溢流槽，所述杆部内设置有与溢流槽相通的泄油道，所述摇臂凸轮的端部设置有与泄油道相通的摇臂凸轮油道。

所述主安装孔内镶嵌有衬套，所述衬套安装在摇臂轴上，衬套上设置有衬套液压油孔，所述衬套液压油孔与摇臂轴液压油孔、制动液压油道均相通。

所述摇臂本体内设置有润滑油道，润滑油道的一端延伸至主安装孔内，润滑油道的另一端延伸至第一销轴的安装孔内，所述摇臂轴上设置有与润滑油道相通的摇臂轴润滑油孔，所述衬套上设置有与润滑油道、摇臂轴润滑油孔均相通的衬套润滑油孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构中摇臂制动机构在达到现有摇臂制动基本性能的基础上，采用分体式设计，使得液压管路简化，精度和可靠性能更加容易得到保证，也大大减少了摇臂上深长孔的加工数量和长度，使得加工更加简单，从而降低了成本，同时，该设计体积小，能够节省空间，有利于汽车轻量化的实现，另外，这样的设计结构简单，装配与维护方便，具有很好的制动效果。因此，本发明可靠性高、成本低、轻量化程度高、结构简单、装配与维护方便、制动效果好。

2、本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构中摆动头的回位采用片形弹簧，在片形弹簧与弹簧紧固螺钉之间安装有弹簧压片，有利于提高片形弹簧的回位能力，且能改善片形弹簧的应力分布，有助于提高其疲劳强度，增加其使用寿命；摆动头上位于第二安装孔两侧的部位均设置有限位销孔，限位销孔内安装有限位销，增设限位销，用于对滚柱进行限位，从而提高滚柱工作的可靠性能。因此，本发明可靠性高、使用寿命长。

3、本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构中液压系统还包括过载保护系统，当油压超过阈值时，溢流弹簧被压缩，盘型活塞紧贴溢流弹簧运动，将溢流槽暴露在驱动腔内，高压油依次经溢流槽、泄油道、摇臂凸轮油道后流出，这样的设计不仅具有过载保护的功能，而且对部件起到润滑的作用；摇臂本体内设置有润滑油道，润滑油道的一端延伸至主安装孔内，润滑油道的另一端延伸至第一销轴的安装孔内，摇臂轴上设置有与润滑油道相通的摇臂轴润滑油孔，衬套上设置有与润滑油道，摇臂轴润滑油孔均相通的衬套润滑油孔，采用上述润滑油路能很好的对各部件进行润滑。因此，本发明不仅具有过载保护功能，而且润滑效果好。

附图说明

图1是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的结构爆炸示意图。

图2是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的非制动状态第一原理示意图。

图3是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的非制动状态第二原理示意图。

图4是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的制动未开启状态结构示意图。

图5是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的制动开启状态原理示意图。

图6是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的制动开启状态结构示意图。

图7是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的过载保护溢流状态原理示意图。

图8是本发明一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构的制动液压油道结构示意图。

图中：摇臂本体1、第一销轴11、主安装孔12、驱动腔13、制动液压油道14、衬套15、衬套液压油孔151、衬套润滑油孔152、润滑油道16、滚子2、凸轮3、小桃尖31、摆动头4、第一调整螺栓41、滚柱42、安装腔43、第一安装孔44、第二安装孔45、片形弹簧46、第二销轴47、第一锁紧螺母48、象足卡箍49、象足410、弹簧紧固螺钉411、弹簧压片412、限位销孔413、限位销414、螺杆415、球头416、平面部分417、卷曲部分418、摇臂轴5、摇臂轴润滑油孔51、摇臂轴液压油孔52、液压柱塞6、第二调整螺栓61、摇臂凸轮62、回位弹簧63、第二锁紧螺母64、溢流弹簧65、盘型活塞66、活塞卡箍67、柱体68、杆部69、溢流槽610、泄油道611、气阀轭7、排气门8、堵头9。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图8，一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构，包括摇臂本体1，所述摇臂本体1的一端通过第一销轴11与滚子2相铰接，滚子2与凸轮3相接触，所述摇臂本体1的另一端设置有摆动机构，所述摇臂本体1的中部设置有主安装孔12，摇臂本体1通过主安装孔12安装在摇臂轴5上；

所述摆动机构包括摆动头4、第一调整螺栓41、滚柱42，所述摆动头4的一端设置有安装腔43，摆动头4的另一端设置有第一安装孔44，摆动头4的中部设置有第二安装孔45，所述摆动头4的底部设置有片形弹簧46，所述片形弹簧46的一端固定在摆动头4的底部，片形弹簧46的另一端压装在摇臂本体1的底部，所述第一安装孔44内安装有第二销轴47，所述摆动头4通过第二销轴47安装在摇臂本体1上，所述第一调整螺栓41包括螺杆415与球头416，所述螺杆415螺纹连接在安装腔43内，螺杆415的一端连接有第一锁紧螺母48，螺杆415的另一端与球头416相连接，所述球头416通过象足卡箍49安装在象足410的球窝内，所述滚柱42安装在第二安装孔45内；

所述摇臂本体1的上部设置有驱动腔13，驱动腔13内设置有液压系统，所述液压系统包括液压驱动系统，所述液压驱动系统包括液压柱塞6、第二调整螺栓61、摇臂凸轮62，所述液压柱塞6包括柱体68与杆部69，所述柱体68设置在驱动腔13内，所述杆部69的一端穿经驱动腔13后与摇臂凸轮62螺纹连接，杆部69的另一端与柱体68相连接，杆部69上位于驱动腔13内的部位套设有回位弹簧63，所述第二调整螺栓61螺纹连接在驱动腔13内，第二调整螺栓61与柱体68相接触，第二调整螺栓61上位于驱动腔13外的部位连接有第二锁紧螺母64，所述摇臂凸轮62与滚柱42相接触；

所述摇臂本体1内设置有制动液压油道14，所述制动液压油道14的一端延伸至主安装孔12内，制动液压油道14的另一端延伸至驱动腔13内，所述摇臂轴5上设置有摇臂轴液压油孔52，摇臂轴液压油孔52与制动液压油道14相通。

所述片形弹簧46包括平面部分417与卷曲部分418，所述平面部分417通过弹簧紧固螺钉411固定在摆动头4的底部，所述卷曲部分418压装在摇臂本体1的底部。

所述平面部分417与弹簧紧固螺钉411之间安装有弹簧压片412，所述弹簧压片412靠近卷曲部分418的一端设置成卷曲状。

所述摆动头4上位于第二安装孔45两侧的部位均设置有限位销孔413，所述限位销孔413内安装有限位销414。

所述液压系统还包括过载保护系统，所述过载保护系统包括溢流弹簧65、盘型活塞66、活塞卡箍67，所述柱体68内设置有液压腔，所述溢流弹簧65、盘型活塞66、活塞卡箍67都设置在液压腔内，所述溢流弹簧65的一端与液压腔的底部相接触，溢流弹簧65的另一端与盘型活塞66的一端相接触，盘型活塞66的另一端与活塞卡箍67相接触，所述第二调整螺栓61包括相连接的细长尖端与调整螺栓本体，所述细长尖端穿经活塞卡箍67后与盘型活塞66相接触，所述液压腔的内周面上设置有溢流槽610，所述杆部69内设置有与溢流槽610相通的泄油道611，所述摇臂凸轮62的端部设置有与泄油道611相通的摇臂凸轮油道。

所述主安装孔12内镶嵌有衬套15，所述衬套15安装在摇臂轴5上，衬套15上设置有衬套液压油孔151，所述衬套液压油孔151与摇臂轴液压油孔52、制动液压油道14均相通。

所述摇臂本体1内设置有润滑油道16，润滑油道16的一端延伸至主安装孔12内，润滑油道16的另一端延伸至第一销轴11的安装孔内，所述摇臂轴5上设置有与润滑油道16相通的摇臂轴润滑油孔51，所述衬套15上设置有与润滑油道16、摇臂轴润滑油孔51均相通的衬套润滑油孔152。

本发明的原理说明如下：

本设计一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构主要由摇臂本体、液压系统、摆动机构构成；所述摇臂本体安装在摇臂轴上，并可以绕着摇臂轴转动，摇臂本体的主安装孔中固定镶嵌有衬套，衬套上设有衬套润滑油孔和衬套液压油孔，摇臂本体和衬套整体安装在摇臂轴上，摇臂轴上设有摇臂轴润滑油孔和摇臂轴液压油孔，滚子通过第一销轴安装在摇臂本体尾部，并可绕第一销轴转动，摇臂本体主安装孔内设有制动液压油道和润滑油道，制动液压油道延伸至驱动腔内，润滑油道延伸至滚子销孔，制动液压油道上方工艺孔用堵头9螺纹连接堵住；发动机排气门8处于关闭状态时，摇臂轴液压油孔与摇臂本体上的制动液压油道吻合，摇臂整体可以绕摇臂轴中心转动，实际工作过程中，凸轮转动并通过滚子驱动摇臂绕摇臂轴转动。

所述摆动机构由摆动头、第一调整螺栓、第一锁紧螺母、象足、象足卡箍、第二销轴、滚柱、两个限位销、片形弹簧、弹簧压片、弹簧紧固螺钉组成；摆动头通过第二销轴安装在摇臂本体上，并可绕第二销轴转动；第一调整螺栓通过螺纹连接安装在摆动头的安装腔中，第一锁紧螺母通过螺纹连接安装在第一调整螺栓上，第一调整螺栓的球头与象足的球窝进行可动配合安装，并通过象足卡箍进行限位；滚柱安装在摆动头的安装孔内，两根限位销安装在摆动头的两个限位销孔里，位于滚柱的上方对其进行限位；片形弹簧尾部呈卷曲状，压在摇臂本体底部，片形弹簧的平面部分与摆动头底部平面配合，并通过弹簧紧固螺钉固定，在弹簧紧固螺钉与片形弹簧之间安装有弹簧压片，弹簧压片有助于改善片形弹簧的力学性能，有助于提高片形弹簧的工作刚度、工作可靠性和寿命。弹簧压片在片形弹簧变形的那一侧设置成卷曲状，防止片形弹簧弯曲过程中产生应力集中而遭到破坏损伤。

所述液压系统包括液压驱动系统和过载保护系统，液压驱动系统由液压柱塞、回位弹簧、第二调整螺栓、第二锁紧螺母、摇臂凸轮组成，过载保护系统由盘型活塞和溢流弹簧组成；所述液压柱塞的前端设计有螺纹，与摇臂凸轮进行螺纹连接，摇臂凸轮端部钻有油道，液压柱塞的尾部设计有液压腔，液压腔内设有两个溢流槽，液压柱塞杆部内设泄油道；盘型活塞压在溢流弹簧上，盘型活塞通过活塞卡箍限位，溢流弹簧另一端压在液压柱塞的液压腔底部，第二调整螺栓的前端设计成细长尖端，顶在盘型活塞上端面，第二调整螺栓通过螺纹连接安装在摇臂本体驱动腔内，第二锁紧螺母与第二调整螺栓通过螺纹连接；回位弹簧的刚度小于溢流弹簧的刚度。

非制动状态时，液压柱塞处于回缩状态，摇臂本体尾部的滚子压在凸轮基圆位置时，摇臂轴液压油孔与摇臂本体内设的制动液压油道正好对接贯通，滚子与配气凸轮小桃尖整个工作循环中都不接触。制动开启时，在电磁阀的控制下，高压液压油进入摇臂轴中，并从摇臂轴腔内通过摇臂轴液压油孔，穿过衬套的衬套液压油孔，进入制动液压油道到达驱动腔，进而推动液压柱塞向前运动并伸出，从而推动摇臂凸轮向前运动，作用在滚柱上，进而使得摇臂整体绕摇臂轴发生转动，使得滚子压在配气凸轮上，在发动机工作循环的某些时刻小桃尖能够与滚子接触而发生作用，使得排气门有开启动作，实现发动机制动的效果。这个过程中，片形弹簧被压迫变形，回位弹簧被压缩，当制动功能被撤销时，液压柱塞复位，摆动头在片形弹簧的作用下复位。当高压油不是很高时，溢流弹簧将盘形活塞紧压在活塞卡箍上，高压油不能通过溢流槽流出；当油压超过阈值时，溢流弹簧被压缩，盘形活塞紧贴溢流弹簧运动，将溢流槽暴露在驱动腔内，高压油通过溢流槽，经过泄油道流出，并进入摇臂凸轮，然后部分流出，不仅具有过载保护的功能，而且对部件起到润滑的作用；当油压降低到一定程度时，在溢流弹簧作用下，盘形活塞复位。当关闭制动模式后，在回位弹簧的作用下，液压柱塞回位，摆动头在片形弹簧作用下回位。

本设计在达到现有摇臂制动基本性能的基础上，采用分体式摇臂，使得现有的液压集成式制动摇臂的液压管路简化，可靠性高，体积小，节省空间，有助于发动机结构轻量化的实现，节省成本；这种结构零部件数量少，结构简单，装配和维护方便，工作可靠，具有很好的制动效果。

实施例1：

参见图1至图8，一种商用车重型柴油机分体式摇臂制动机构，包括摇臂本体1，所述摇臂本体1的一端通过第一销轴11与滚子2相铰接，滚子2与凸轮3相接触，所述摇臂本体1的另一端设置有摆动机构，所述摇臂本体1的中部设置有主安装孔12，摇臂本体1通过主安装孔12安装在摇臂轴5上；所述摆动机构包括摆动头4、第一调整螺栓41、滚柱42，所述摆动头4的一端设置有安装腔43，摆动头4的另一端设置有第一安装孔44，摆动头4的中部设置有第二安装孔45，所述摆动头4的底部设置有片形弹簧46，所述片形弹簧46的一端固定在摆动头4的底部，片形弹簧46的另一端压装在摇臂本体1的底部，所述第一安装孔44内安装有第二销轴47，所述摆动头4通过第二销轴47安装在摇臂本体1上，所述第一调整螺栓41包括螺杆415与球头416，所述螺杆415螺纹连接在安装腔43内，螺杆415的一端连接有第一锁紧螺母48，螺杆415的另一端与球头416相连接，所述球头416通过象足卡箍49安装在象足410的球窝内，所述滚柱42安装在第二安装孔45内，所述摆动头4上位于第二安装孔45两侧的部位均设置有限位销孔413，所述限位销孔413内安装有限位销414；所述摇臂本体1的上部设置有驱动腔13，驱动腔13内设置有液压系统，所述液压系统包括液压驱动系统，所述液压驱动系统包括液压柱塞6、第二调整螺栓61、摇臂凸轮62，所述液压柱塞6包括柱体68与杆部69，所述柱体68设置在驱动腔13内，所述杆部69的一端穿经驱动腔13后与摇臂凸轮62螺纹连接，杆部69的另一端与柱体68相连接，杆部69上位于驱动腔13内的部位套设有回位弹簧63，所述第二调整螺栓61螺纹连接在驱动腔13内，第二调整螺栓61与柱体68相接触，第二调整螺栓61上位于驱动腔13外的部位连接有第二锁紧螺母64，所述摇臂凸轮62与滚柱42相接触；所述摇臂本体1内设置有制动液压油道14，所述制动液压油道14的一端延伸至主安装孔12内，制动液压油道14的另一端延伸至驱动腔13内，所述摇臂轴5上设置有摇臂轴液压油孔52，摇臂轴液压油孔52与制动液压油道14相通。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图8，所述片形弹簧46包括平面部分417与卷曲部分418，所述平面部分417通过弹簧紧固螺钉411固定在摆动头4的底部，所述卷曲部分418压装在摇臂本体1的底部；所述平面部分417与弹簧紧固螺钉411之间安装有弹簧压片412，所述弹簧压片412靠近卷曲部分418的一端设置成卷曲状。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图8，所述液压系统还包括过载保护系统，所述过载保护系统包括溢流弹簧65、盘型活塞66、活塞卡箍67，所述柱体68内设置有液压腔，所述溢流弹簧65、盘型活塞66、活塞卡箍67都设置在液压腔内，所述溢流弹簧65的一端与液压腔的底部相接触，溢流弹簧65的另一端与盘型活塞66的一端相接触，盘型活塞66的另一端与活塞卡箍67相接触，所述第二调整螺栓61包括相连接的细长尖端与调整螺栓本体，所述细长尖端穿经活塞卡箍67后与盘型活塞66相接触，所述液压腔的内周面上设置有溢流槽610，所述杆部69内设置有与溢流槽610相通的泄油道611，所述摇臂凸轮62的端部设置有与泄油道611相通的摇臂凸轮油道。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图8，所述主安装孔12内镶嵌有衬套15，所述衬套15安装在摇臂轴5上，衬套15上设置有衬套液压油孔151，所述衬套液压油孔151与摇臂轴液压油孔52、制动液压油道14均相通；所述摇臂本体1内设置有润滑油道16，润滑油道16的一端延伸至主安装孔12内，润滑油道16的另一端延伸至第一销轴11的安装孔内，所述摇臂轴5上设置有与润滑油道16相通的摇臂轴润滑油孔51，所述衬套15上设置有与润滑油道16、摇臂轴润滑油孔51均相通的衬套润滑油孔152。