CN102011622A - 一种改进的发动机制动的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种改进的发动机制动的驱动装置，由一个排气阀控制机构构成，排气阀控制机构由制动箱、制动柱塞和制动连接件构成，制动箱内有一柱塞孔，柱塞孔内以滑动方式设置有制动柱塞，制动柱塞上有一工作面，工作面与制动柱塞的中心轴线形成一夹角，制动箱内设置有流体通道与柱塞孔连通。本发明中设置制动柱塞和弹簧，由发动机制动流体网络的机油和弹簧控制制动柱塞移动，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。

Description

一种改进的发动机制动的驱动装置

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，特别是一种改进的发动机制动的驱动装置。

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改进的发动机制动的驱动装置，所述的这种改进的发动机制动的驱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。

本发明的这种改进的发动机制动的驱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制动箱、制动柱塞和制动连接件构成，所述的制动箱内有一柱塞孔，所述的制动柱塞以滑动方式设置在所述的柱塞孔内，制动柱塞与柱塞孔之间设置有液密封，制动柱塞上设置有一个工作面，所述的工作面与制动柱塞的中心轴线形成一夹角，制动箱内设置有流体通道，所述的流体通道与柱塞孔连通，所述的制动连接件设置在工作面的外侧。

进一步的，所述的制动柱塞与制动箱之间设置有制动柱塞导向机构，所述的制动柱塞导向机构由定位销和轴向切槽构成，所述的定位销固定在制动箱内，所述的轴向切槽设置在制动柱塞上，定位销伸入轴向切槽内。

进一步的，所述的制动柱塞与制动箱之间设置有制动柱塞行程控制机构，所述的制动柱塞行程控制机构由调节螺钉和回位弹簧构成，所述的调节螺钉通过螺母固定在所述的制动箱上，所述的回位弹簧设置在制动柱塞的端面和调节螺钉的端面之间，回位弹簧将制动柱塞的端面与所述的调节螺钉的端面分开一个预定的距离，所述的预定距离由调节螺钉设定。

进一步的，制动柱塞的端部与制动箱之间设置有螺钉，所述的螺钉通过螺母固定在所述的制动箱上。

进一步的，所述的工作面与制动柱塞中心轴线的夹角等于制动柱塞与柱塞孔之间的摩擦自锁角。

进一步的，所述的制动箱固定在一个发动机上。

进一步的，所述的制动箱是发动机的排气阀桥。

进一步的，所述的制动箱是发动机的排气摇臂。

进一步的，所述的制动箱是制动摇臂。

进一步的，所述的制动连接件是发动机的排气阀桥或者发动机的排气摇臂。

进一步的，所述的制动连接件是调节螺钉或销钉。

本发明的工作原理是：当需要发动机制动时，制动控制机构(如电磁阀)打开，机油流入发动机制动流体网路，通过制动箱内的流体通道流入柱塞孔。油压克服弹簧的预紧力，将制动柱塞从柱塞孔内的非操作位置向外推出到操作位置，工作面接触连接件，导致排气阀运动的改变，产生发动机制动。在正常发动机运作或不需要发动机制动时，制动控制机构关闭泄油，制动柱塞不受油压作用，被弹簧推回到柱塞孔内的非操作位置，工作面与连接件分离。整个改进的发动机制动的驱动装置与发动机正常的运作不发生任何关系。

本发明和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明中设置制动柱塞和弹簧，由发动机制动流体网络的机油和弹簧控制制动柱塞移动，进而通过制动连接件与排气阀形成固件连接，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。

附图说明：

图1是本发明的一种改进的发动机制动的驱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2是本发明的一种改进的发动机制动的驱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。

图3是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第一实施例处于“关”位置的结构示意图。

图4是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第一实施例处于“开”位置的结构示意图。

图5是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第二实施例处于“关”位置的结构示意图。

图6是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第二实施例处于“开”位置的结构示意图。

图7是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第三实施例的结构示意图。

图8是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第四实施例的结构示意图。

图9是本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置第五实施例的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种改进的发动机制动的驱动装置100，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制动箱125、制动柱塞160和制动连接件210构成，所述的制动箱125内有一柱塞孔166，所述的柱塞孔166内以滑动方式设置有所述的制动柱塞160，所述的制动柱塞160与所述的柱塞孔166之间设置有液密封，所述的制动柱塞160上有一工作面140，所述的工作面140与制动柱塞160的中心轴线形成一夹角141，制动箱125内设置有流体通道214与柱塞孔166连通。

进一步的，在所述的制动柱塞160与所述的制动箱125之间设置有制动柱塞行程控制机构，所述的的制动柱塞行程控制机构由弹簧177和定位销142构成，所述的弹簧177设置在所述的制动柱塞160和所述的柱塞孔166之间，所述的弹簧177套设于所述的制动柱塞160外侧，所述的弹簧177一端与所述的制动柱塞160端部固定连接，所述的定位销142固定于所述的制动箱125内，在所述的制动柱塞160上开设置有轴向切槽137，所述的定位销142伸入所述的切槽137内。制动柱塞160可以在柱塞孔166内的非操作位置和操作位置之间滑动，柱塞工作面140便相应地上下移动。柱塞工作面140的移动距离130与柱塞160的冲程和夹角141有关。

进一步的，所述的工作面140与所述的制动柱塞160轴线的夹角141等于所述的制动柱塞和柱塞孔之间的摩擦自锁角。当然，该夹角也可以在制动柱塞和柱塞孔之间的摩擦自锁角附近变动一个小范围。

进一步的，所述的制动箱125固定在发动机上。

进一步的，所述的制动箱125为发动机的排气气阀桥。

进一步的，所述的制动箱125为发动机的排气摇臂。

进一步的，所述的制动箱125为专用的制动摇臂。

进一步的，所述的制动连接件210为发动机的排气气阀桥。

进一步的，所述的制动连接件210为发动机的排气摇臂。

具体的，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，让液压流体通过制动箱125内的流体通道214流向制动驱动机构100，流入柱塞孔166。油压克服弹簧177的预紧力，将制动柱塞160从柱塞孔166内的非操作位置(图3)向外推出到操作位置(图4)，工作面140上移，接触连接件210，导致排气阀运动的改变，产生发动机制动。

在正常发动机运作或不需要发动机制动时，制动控制机构关闭泄油，制动柱塞160不受油压作用，被弹簧177推回到柱塞孔166内的非操作位置(图3)，工作面140下移，与连接件210分离，此时工作面140与制动连接件210下端之间有一定距离130。整个发动机制动的驱动装置100与发动机正常的运作不发生任何关系。

实施例2：

如图5和图6所示，该实施例与实施例1结构大致相同，只是将制动连接件210设置在制动活塞160的下方。

实施例3：

如图7所示，该实施例与实施例1的区别在于，制动柱塞160水平地设置在排气气阀阀桥125的柱塞孔166内。

进一步的，在所述的制动柱塞160设置弹簧177的端部与所述的排气气阀阀桥125之间设置有螺钉175，所述的螺钉175通过螺母173固定于所述的排气气阀阀桥125上。柱塞160的冲程136的控制是通过调节螺钉175上的端面与固定于柱塞160上的弹簧座176之间的距离来控制的。该距离调节好后，螺钉175由螺母173固定在气阀桥215上。螺钉175不但用来控制制动柱塞160的冲程136，还用作制动弹簧177的一个弹簧座，弹簧177的另一端固定在在弹簧座176上，弹簧座176固定于制动柱塞160端部。

实施例4：

如图8所示，该实施例与实施例3结构大致相同，区别在于螺钉175设置在制动柱塞160的另一端。通过调节安装在制动柱塞160左边的调节螺钉175与制动柱塞160左端163之间的距离来控制制动柱塞160的冲程136，从而控制制动柱塞160的工作面140与制动连接件210之间的距离130。

实施例5：

如图9所示，该实施例与实施例4结构大致相同，只是将制动连接件210设置在制动活塞160的下方。

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利要求或与所要求权利相当的范围之内。

Claims (10)

1.一种改进的发动机制动的驱动装置，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制动箱、制动柱塞和制动连接件构成，所述的制动箱内有一柱塞孔，所述的制动柱塞以滑动方式设置在所述的柱塞孔内，制动柱塞与柱塞孔之间设置有液密封，制动柱塞上设置有一个工作面，所述的工作面与制动柱塞的中心轴线形成一夹角，制动箱内设置有流体通道，所述的流体通道与柱塞孔连通，所述的制动连接件设置在工作面的外侧。

2.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动柱塞与制动箱之间设置有制动柱塞导向机构，所述的制动柱塞导向机构由定位销和轴向切槽构成，所述的定位销固定在制动箱内，所述的轴向切槽设置在制动柱塞上，定位销伸入轴向切槽内。

3.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动柱塞与制动箱之间设置有制动柱塞行程控制机构，所述的制动柱塞行程控制机构由调节螺钉和回位弹簧构成，所述的调节螺钉通过螺母固定在所述的制动箱上，所述的回位弹簧设置在制动柱塞的端面和调节螺钉的端面之间。

4.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的工作面与制动柱塞中心轴线的夹角等于制动柱塞与柱塞孔之间的摩擦自锁角。

5.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动箱固定在一个发动机上。

6.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动箱是发动机的排气阀桥。

7.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动箱是发动机的排气摇臂。

8.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动箱是制动摇臂。

9.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动连接件是发动机的排气阀桥或者发动机的排气摇臂。

10.如权利要求1所述的一种改进的发动机制动的驱动装置，其特征在于：所述的制动连接件是调节螺钉或销钉。

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