CN101191429A - 吸热型发动机中的减压制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸热型发动机(1)中的减压制动装置，包括：杆轴(2)，该杆轴(2)上可旋转地偏心安装有相应的多根杆(3)的多个偏心轴套(31)，每根杆(3)均设有用于驱动多个排气阀(5)的挺杆(4)和驱动所述多根杆(3)的凸轮轴(30)，其特征在于，所述装置还包括驱动件(6，61)，该驱动件(6，61)安装在所述杆轴(2)的外侧，并通过连杆机构(8，9，10)连接至所述轴套，所述安装方式使得：所述轴套(31)的预定角度(α)的各自旋转、和随之而来的所述杆(3)的铰链轴的偏移，与所述驱动件(6，61)的每次偏移相对应。

Description

吸热型发动机中的减压制动装置
技术领域
本发明涉及一种吸热型发动机中的发动机制动执行装置，更特别地，涉及一种吸热型发动机中的减压发动机制动执行装置。
背景技术
现今，在气体压缩冲程时进行燃烧室的减压这一发动机惯性制动原理已广为人知。事实上，众所周知的是：在压缩循环过程中，使用以压缩气体压能的形式积聚的能量来“刹”住所述惯性或与曲轴相连的质量。
在缺乏适当的系统时，气体压缩之后，在排气阀开启的同时，所述气体会扩充到下行活塞冲程之中；这会产生一种弹性效应，由于产生于所述活塞上的推力，所述弹性效应会部分地返回所述活塞，从而不利地降低发动机制动效率。
在一些惯性更高的使用类型如重物拖运中，目前采用试图相对于活塞连杆机构更早开启排气阀的方案。该方案通过设计不同的执行器来增加辅助的排气阀开口而获得。这种方案尽管比上段所述的方案更有效，但也意味着要使用更复杂的机构和/或作用于阀门杆轴上的执行器，或者，在某些情形下，需要各种按需要驱动的凸轮和控制杆。
专利文献EP0 543 210需要将摇臂安装在偏心轴套上，所述偏心轴瓦又反过来安装在摇臂轴上。液压执行器在需要时可转动所述轴瓦，从而转移所述摇臂的旋转中心。
然而，这种方案试图采用的装置和/或执行器增加了所述连杆机构的复杂度，从而显示出复杂、笨重和昂贵的缺点。
发明内容
因此本发明的目的是克服上述现有技术状况中的缺点和不足，提供一种吸热型发动机中的减压制动装置，该装置极其简单，因此高度可靠。
本发明进一步的目的是提供一种吸热型发动机中的减压制动装置，该装置坚固、尺寸小、维护费用低且便宜。
因此本发明提供了一种如权利要求1所述的吸热型发动机中的减压制动装置。
附图说明
以下将通过一个非限定性的实施例，并参照附图，来对本发明的吸热型发动机中的减压制动装置的一种优选实施方式进行详细说明：
图1为气缸盖的顶视图，该图部分展示了本发明的减压制动装置；
图2A～2C为部分展示本发明的制动装置的局部剖视图；
图2D为同一气缸盖的正面视图；
图3A～3D展示了本发明的制动装置的一个零件；
图4为概略展示依靠偏心轴套的减压制动执行原理的局部剖视图；
图5A和5B为本发明的减压制动装置的一个支承件的两个零件的透视图；
图5C为由图5A和5B中的两个零件彼此装配组合成的所述支承件的剖视图。
具体实施方式
图1展示了安装有本发明的减压制动装置的吸热型发动机1的盖。本发明设有杆轴2，该杆轴2上旋转安装有多根杆3，每根杆3均具有挺杆4，该挺杆4驱动一个或多个阀门，图1中为驱动一对排气阀，排气阀的弹簧5可见(其本质原理为已知，将在下文中详细说明)。每根杆3由相应的凸轮驱动，所述凸轮与凸轮轴30以本身已知的方式结合为一体。
本发明的制动装置的第二驱动轴6设在杆轴2的顶部。轴6旋转安装在相应的多个支承件7上，该支承件7与所述发动机1的盖结合为一体。
此外，轴6包括多根整体安装于其上的销8，每根销8均具有球形末端80，该球形末端80适于铰链连接至相应的多个臂9，该多个臂9整体安装在由杆轴2旋转支承的一系列偏心轴套31上。通过刚性元件10(将在下文详述)来实现每根销8和每个臂9之间的所述铰链连接。
此外，轴6的末端设有轴驱动装置10(将在下文详述)，该装置10整体安装在发动机的合适零件、如气缸盖罩上。
图2A～2D部分展示了结合有本发明的装置的图1中的盖的一些剖视图。
从图中可以看出，支承件7旋转支撑轴6，使得铰接在臂8和臂9之间的每个连接元件10构成四杆机构；杆轴2与气缸盖为一体，且根据本发明的一个特殊实施例，杆轴2通过支承件7本身或另外的合适方式定位。
从图2C中可以更好地看出，轴6平行于杆轴2。如图所示，借助相应的销8和臂9，连接元件10将轴6连接至由轴2支承的偏心轴套31，销8和臂9的连接方式使得轴6的预定角度的旋转被转化为轴套31的预定的相应旋转。
此外，如图2B所示，执行器60，其可为气动式，通过与轴6合为一体的杆61连接至杆6。执行器60的每次冲击将引起轴6的角度偏移，从而由于上述的连杆机构，也会导致轴套31的相应的角度偏移。在这一点上必须注意的是由于将执行器60连接至轴6的末端，使本发明的减压制动装置的操作和维修变得容易了。
图2A展示了轴6和轴套31之间的连杆机构。优选地，与气缸盖的一对排气阀5相对应，每根杆3均安装在由杆轴2旋转支承的轴套31上。轴套31反过来相对于轴2显示出预定的偏心距。因此，依靠前述的连杆机构，执行器60可通过臂9上的元件10驱动轴套31旋转一个预定的角度值，从而可以转移由轴套31支承的杆3的旋转中心。关于通过偏心轴套的旋转来实现杆的旋转中心的转移这一点，本发明的做法类似于专利文献EP0 543210。但本发明系统的使偏心轴套旋转的装置整体(与上述专利文献)不同，这是本发明的目的。
图3A～3D展示了根据本发明一个特别实施例的连杆元件10的构造。从图中可以看出，元件10具有第一末端11，该第一末端11的形状和与轴6为一体的销8的球形末端80的形状互补，一旦球形末端80被连接至所述部分11，就获得了元件10和销8之间的旋转连接；由于设有槽形区域12，销8还可以自由转动更大的角度值。球形80和部分11之间的连接通过冲突的弹性插入来实现，插入方式本身为已知的各种方式。
另一方面，如图3A～3D所示，元件10的另一末端包括叉形部分13，该叉形部分13适于摆动容纳轴套31的相应臂9。末端13具有与臂9(图2B中可看得更清楚)上整体可转的相应连接销相连的啮合区域14。在这种情形下，部分13的结构使得臂9一旦与其连接就可在叉13内转动(图1和2B中可看得更清楚)。
图4更好地展示了上述的减压制动系统，通过对图4的理解，可以更好的应用本发明的设计目的。
在凸轮轴排气阀的开口侧面上设有凸轮部件，从而产生一个比通常存在于挺杆和阀之间的间隙值更短的冲程。通过杆3的支点的偏心转移来缩小所述间隙，从而使所述凸轮部件活动，并获得所述有关阀的一个额外的开口。
如图所示，杆3旋转安装在轴套31上，轴套31又旋转偏心安装在轴2上。轴套31的安装带有预定的偏心距“e”，从而，如果轴套31旋转“α”角，通过臂9上的元件10和前述的连杆机构，就可使杆3的旋转中心偏移，从而将所述间隙减小“δ”。
显然，如果向相反方向旋转“-α”，就会将气缸内气体的减压制动效果消除，从而使偏心距“e”回到设定值，如果阀5没有被与压缩制动相对应的凸轮部件所驱动的话。
所述旋转的实现也可以不需要额外的返回装置，实际上，没有执行器的作用，在阀的转动过程中由主凸轮部件施加在杆3上的力足以使轴套回到初始位置，通过采用可能的复位弹簧(图中未示出)可获得对所述连杆机构的更好控制，这更便于偏心轴套回到执行器动作之前它们所在的位置。
杆轴2和轴6以任何合适的方式固定至气缸盖，轴6可如上所述的自由转动。
根据本发明的一个特殊实施例，参见附图5A、5B和5C，支承件7可包括两个零件，该两零件通过螺纹固定至气缸盖。图5A中的下侧零件90和图5B中的上侧零件91在图5C中被互相装配到一起。所述下侧零件具有凹座92，该凹座92适于靠着气缸盖上的特殊座部按压杆轴2，将杆轴2限制在位置中。所述上侧部件具有适于旋转容纳轴6的有眼螺栓93。孔94和95中的过螺杆相互对齐以装配零件和拧入到气缸盖上的螺纹孔中，该过螺杆将支承件7固定到气缸盖上，将杆轴紧固在其座位上。被容纳于前述孔94和95内的特殊位置中的柱形元件96使所述对齐更准确和牢固。所述两个零件90和91的结构使得位于所述螺杆的对面的有眼螺栓93，只通过一端98支托在下侧部件90上。元件97有利于对准中心。所述二零件构造，特别是所述有眼螺栓支托系统，使得可以适当的扭矩来紧固螺杆，使所述有眼螺栓上的机械张力最小、从而使其形变最小，因而避免了导致轴6的摩擦的所述形变。
本发明的减压制动系统具有一系列的优点。
第一个优点是：所述制动装置的结构极其简单，且可靠性高。
第二个优点是：所述装置只从轴6的一端驱动，即从所述挺杆盖的外侧驱动，省去了位于所述罩内的尺寸，因此牢固、低保养，从而低成本。
另外，所述执行器可为其它类型；实际上，本发明的一个优点就是它可设在发动机的外部、特别是挺杆盖上。在这种方式下，不会产生由于例如温度、振动、油的存在等执行器所在的环境而引起的特殊的兼容性问题。

Claims (10)

1.一种吸热型发动机(1)中的减压制动装置，包括：具有至少一根杆轴(2)的盖，该杆轴(2)上可旋转地偏心安装有相应的多根杆(3)的多个偏心轴套(31)，每根杆(3)均设有用于驱动一个或多个排气阀(5)的挺杆(4)和驱动所述多根杆(3)的凸轮轴(30)，其特征在于：
所述装置还包括驱动件(6，61)，该驱动件(6，61)安装在所述杆轴(2)的外侧，并通过连杆机构(8，9，10)连接至所述轴套，所述轴套(31)的预定角度(α)的各自旋转、和随之而来的所述杆(3)的铰链轴的位移，与所述驱动件(6，61)的每次偏移相对应。
2.根据权利要求1所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述驱动件包括轴(6)，该轴(6)与杆(3)的所述杆轴(2)平行、且可绕其轴心转动。
3.根据权利要求1或2所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于，所述连杆机构包括：
-多个设在所述轴套(31)上的臂(9)；
-多个设在所述驱动件(6)上的销(8)；以及
-相应的多个连接元件(10)，每个连接元件(10)均被铰链式安装在所述多个臂(9)中的一个臂和所述多个销(8)中的一个销之间；所述多个臂(9)、所述多个销(8)和所述多个连接元件(10)构成四杆机构。
4.根据权利要求3所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：每个销(8)均具有球形末端(80)，该球形末端(80)与相应的连接元件(10)上的相应互补末端(11，12)相连接，所述销(8)的所述球形末端(80)和所述连接元件(10)的所述互补末端(11，12)之间的铰链连接通过弹性过盈接合而获得。
5.根据权利要求4所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述连接元件(10)通过将合适形状的金属板弯曲而制得。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：每个连接元件(10)均具有叉形末端(13)，该叉形末端(13)适于可摆动地容纳所述轴套(31)的相应臂(9)的互补末端，所述叉形末端(13)和所述臂(9)之间的铰链连接通过安装在所述臂(9)上的相应紧固销来实现。
7.根据以上任一项权利要求所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述驱动件进一步包括一个连接至所述轴(6)的执行器(60)，该执行器(60)适于驱动所述轴(6)旋转。
8.根据以上任一项权利要求所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述执行器(60)安装在所述吸热型发动机(1)的挺杆盖的外侧。
9.根据权利要求2所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述轴(6)和所述杆(3)的所述轴(2)由整体安装在所述气缸盖上的支承件(7)支承，并相互平行。
10.根据权利要求9所述的吸热型发动机(1)中的减压制动装置，其特征在于：所述支承件(7)具有两个分别制成的零件(90，91)，其中下侧零件(90)靠着气缸盖扣住所述轴杆(2)，而上侧元件(91)具有有眼螺栓(93)，该有眼螺栓(93)旋转支撑所述轴(6)。
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