CN102235202A - 发动机制动器定位控制方法及定位机构 - Google Patents

Abstract

一种发动机制动器定位控制方法，在需要发动机正常工作时使制动摇臂一端与制动凸轮相分离，另一端与制动垫相分离，在需要发动机制动时消除制动摇臂与制动凸轮和制动垫之间的间隙。一种发动机制动器定位机构，由制动凸轮、制动摇臂、摇臂轴、制动压块、排气阀和制动摇臂定位机构构成，制动摇臂摆动式地安装在摇臂轴上，制动摇臂一端靠近制动凸轮，另一端靠近制动压块，制动压块是制动活塞、或者是发动机的象足垫、阀桥、摇臂。本发明将定位机构集成设置在发动机的排气阀门系内，防止制动摇臂与制动凸轮、制动压块和其它发动机部件之间产生突然撞击，实现发动机制动和正常工作两种状态的平稳切换。制动摇臂定位机构发动机占用空间小，安装携带方便。

Description

发动机制动器定位控制方法及定位机构

技术领域：

本发明涉及汽车领域，尤其涉及汽车发动机的制动技术，特别是一种发动机制动器定位控制方法及定位机构。

背景技术：

现有技术中，利用内燃机作为制动的方法为人共知。通过将发动机暂时转换为压缩机就可以实现。所述的转换将切断燃油，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。

发明人在已申请的中国专利CN101338691中公开了一种带有专用制动摇臂的集成式发动机制动器。它由发动机制动的驱动机构、排气阀致动器、制动专用排气阀致动器和排气阀系统组成，其中，发动机制动的驱动机构中包括有制动液压系统，制动液压系统中包括了一个制动活塞，该制动活塞滑动式地安置在阀桥内，可以在非操作位置和操作位置之间运动。通常，在不需要发动机制动时，制动活塞由一个弹簧偏置在非操作位置，并与制动专用阀门致动器或者阀隙调节螺钉之间形成一个间隙。当需要发动机制动时，制动液压系统将制动活塞推出到操作位置，此时，所述的间隙被消除或大大减少。由于在发动机正常运作时，制动活塞与制动专用阀门致动器或者阀隙调节螺钉之间必须有所述的间隙，使制动凸轮上的两个小凸台可以被越过，为了防止专用制动摇臂飞脱或者与其它部件撞击，必须设置发动机制动器定位机构。现有技术中，定位机构利用弹簧将专用制动摇臂偏置在凸轮上，因此需要在发动机上有特别的弹簧安装位置，占用较大的空间，而且安装不方便。此外，该发动机制动器在非制动与制动两个状态切换时，由于之前所述的间隙，会导致突然的撞击，不能实现发动机制动和正常工作两种状态的平衡切换。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种发动机制动器定位控制方法，所述的这种发动机制动器定位控制方法要解决现有技术中发动机制动器定位机构的弹簧安装位置占用较大空间、不能平衡地实现发动机两种状态切换的技术问题。

本发明的这种发动机制动器定位控制方法，包括一个改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程，所述的发动机中包括有排气阀致动器和排气阀系统，所述的发动机制动器中还包括有制动凸轮、凸轮从动轮、摇臂轴和发动机制动的驱动机构，其特征在于：在所述的改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程中，当需要发动机正常工作时，使制动摇臂的一端与所述的制动凸轮分离，使制动摇臂的另一端与一个制动垫分离，当需要发动机制动时，消除制动摇臂与制动凸轮之间的间隙、制动摇臂与制动垫之间的间隙。

进一步的，在所述的制动摇臂上设置一个力矩，所述的力矩使制动摇臂的一端与制动凸轮分离，制动摇臂的另一端与制动垫分离。

本发明还提供了一种实现上述方法的定位机构，所述的这种发动机制动器的定位机构由制动凸轮、制动摇臂、摇臂轴、制动压块、排气阀和制动摇臂定位机构构成，其中，所述的制动摇臂摆动式地安装在所述的摇臂轴上，制动摇臂的一端靠近所述的制动凸轮，制动摇臂的另一端靠近所述的制动压块，所述的制动压块是制动活塞、或者是发动机的象足垫、或者是发动机的阀桥、或者是发动机的摇臂。

进一步的，所述的制动摇臂与制动压块之间设置有至少一根压缩弹簧，所述的压缩弹簧的一端位于制动摇臂上，另一端位于制动压块上。

进一步的，所述的制动摇臂定位机构中设置有至少一根扭转弹簧，所述的扭转弹簧的两端同时位于制动摇臂和摇臂轴的孔或槽内。

进一步的，所述的制动摇臂定位机构含有弹簧和定位块，所述的弹簧的一端位于制动摇臂上，另一端位于定位块上，所述的定位块由弹簧偏压在摇臂轴上。

进一步的，所述的制动摇臂中沿其径向设置有一个孔，所述的孔的内端到达所述的摇臂轴，摇臂轴上设置有凹孔，所述的定位块呈球体、或者锥形体、或者柱塞，所述的定位块设置在所述的凹孔内，所述的弹簧设置在径向孔内，弹簧的外端与制动摇臂连接，弹簧的内端与定位块接触。

进一步的，所述的制动摇臂中部与摇臂轴接触的地方开设有一个切槽，所述的摇臂轴上沿其径向与所述的切槽相邻处设置有孔，所述的扭转弹簧的两端同时插入所述的切槽和所述的孔内，扭转弹簧与制动摇臂之间设置有一个垫块。

进一步的，所述的制动活塞内嵌在所述的制动摇臂端部内，制动摇臂连接有一个推杆，制动活塞连接有一个压球杆，压球杆的另一端设置在象足垫内，压球杆上套设有一个弹簧，弹簧位于制动摇臂与象足垫之间，推杆的另一端通过滚轮与制动凸轮连接，象足垫位于发动机的排气阀之上，弹簧呈压缩状态。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明将制动摇臂摆动式地安装在摇臂轴上，其一端靠近制动凸轮，另一端靠近制动压块，制动压块位于排气阀的上方，制动摇臂定位机构防止制动摇臂与制动凸轮、制动压块和其它发动机部件之间产生突然撞击，实现发动机制动和正常工作两种状态的平稳切换。制动摇臂定位机构发动机集成设置在发动机的排气阀门系或制动专用排气阀门系的内部，占用空间小，安装携带方便。

附图说明：

图1是中国专利CN101338691中的带有专用制动摇臂的集成式发动机制动器处于“关”位置的结构示意图。

图2是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第一个实施例的结构示意图。

图3是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第二个实施例的结构示意图。

图4是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第三个实施例的结构示意图。

图5是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第四个实施例的结构示意图。

图6是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第五个实施例的结构示意图。

图7是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第六个实施例的结构示意图。

图8是本发明的发动机制动摇臂的定位机构的第六个实施例的另一个结构示意图。

具体实施方式：

图1是中国专利CN101338691中的带有专用制动摇臂的集成式发动机制动器在非制动状态的示意图。该专用制动摇臂集成式发动机制动器中包括：发动机制动的驱动机构100和制动专用排气阀致动器2002。发动机中包括有排气阀致动器200和排气阀系统300。排气阀致动器200和排气阀系统300组成通称的排气阀门系。排气阀致动器200包括凸轮230、摇臂210、以及阀桥400。凸轮230在内基圆225上有一大凸台220，用于发动机的正常运作。摇臂210摆动式地安装在摇臂轴205上，一端带有凸轮从动轮235，而另一端则含有阀隙调节螺钉110，与阀桥400接触。通常阀隙调节螺钉110下会有一象足垫，但因简要起见在此没有列出。阀隙调节螺钉110内含一流体通道115，并由锁紧螺帽105固定在摇臂210上。阀隙调节螺钉110上或其它地方可以加装一弹簧198，将摇臂210偏置在阀桥400上，更好地密封油流。发动机制动专用阀门致动器2002包括凸轮2302、凸轮从动轮2352、摇臂2102、以及阀隙调节螺钉1102。阀隙调节螺钉1102由锁紧螺帽1052固定在摇臂2102上。通常阀隙调节螺钉110下也会有一象足垫，但因简要起见在此没有列出。制动凸轮2302在内基圆2252上有小凸台232和233，用于发动机制动。制动摇臂2102摆动式地安装在摇臂轴2052上，通常由弹簧1982偏置在非操作位置，也是凸轮2302上。

排气阀系统300至少含有一个排气阀，此图中显示了排气阀3001和排气阀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，阻止气体(发动机制动时为空气)在发动机汽缸和排气管600之间的流动。通常，排气阀致动器200将凸轮230的大凸台220的机械运动通过凸轮从动轮235和阀桥400传递到排气阀3001和3002，使其周期性地打开和关闭。在发动机制动期间，制动凸轮2302的小凸台232和233的机械运动，通过专用阀门致动器2002传递到排气阀3001，产生单阀压缩释放型制动。

发动机制动的驱动机构100还包括制动液压系统，集成在排气阀门系内，包括制动活塞160，滑动式地安置在阀桥400内，可以在非操作位置和操作位置之间运动。通常，制动活塞160由弹簧177偏置在非操作位置，与制动专用阀门致动器2002，也就是阀隙调节螺钉1102分离，形成如图1所示的间隙132。此时，制动活塞160与排气阀3001不起作用或分离。制动弹簧177的一端在制动活塞160上，而另一端由螺钉179固定在阀桥400上。

当需要发动机制动时，发动机制动控制机构打开。机油通过制动流体网路，包括阀隙调节螺钉110内的流体通道115和阀桥400内的通道410，流向制动活塞160。机油将单向截流阀170推开，停靠在固定在阀桥400内的柱销175上。油压克服弹簧177的载荷，将制动活塞160从阀桥400的活塞孔190内推出到操作位置。制动活塞160停靠在卡环176上，其冲程为130。此时，阀隙132被消除或大大减少。因为制动活塞160伸出并由单向截流阀170液压锁住，当制动凸轮2302转动时，小凸台232和233的运动通过制动活塞160和阀桥400传递到排气阀3001，使其周期性的打开，产生发动机制动。与此同时，专用阀门致动器2002的凸轮2302上的小凸台232和233的驱动，使得阀隙调节螺钉1102或象足垫作用于制动活塞160上，堵塞(或密封)通常打开的制动活塞160上的泄流孔197。

当不需要发动机制动时，发动机制动控制机构关闭，无油供给制动流体网路。受弹簧177的载荷，制动活塞160将其下面的机油从泄流孔197压出，缩回到活塞孔190内的非操作位置，形成如图1所示的间隙132，与专用阀门致动器2002和排气阀3001不起作用(分离)，使制动凸轮2302上的小凸台232和233被越过。此时，整个发动机制动驱动机构100处于非操作位置，与发动机正常运作分离

从图1可以看出，该制动机构中采用了弹簧将专用制动摇臂偏置在凸轮上，这种定位机构需要在发动机上有特别的弹簧安装位置，占用较大的空间，而且安装不方便。

实施例1：

如图2所示：本发明的发动机制动器定位控制方法，包括一个改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程，所述的发动机中包括有排气阀致动器和排气阀系统，所述的发动机制动器中还包括有制动凸轮、凸轮从动轮、摇臂轴和发动机制动的驱动机构，其中，在所述的改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程中，当需要发动机正常工作时，使制动摇臂的一端与所述的制动凸轮分离，使制动摇臂的另一端与一个制动垫分离，当需要发动机制动时，消除制动摇臂与制动凸轮之间的间隙、制动摇臂与制动垫之间的间隙。

进一步的，在所述的制动摇臂上设置一个力矩，所述的力矩使制动摇臂的一端与制动凸轮分离，制动摇臂的另一端与制动垫分离。

本发明还提供了一种实现上述方法的定位机构，所述的这种发动机制动器的定位机构由制动凸轮、制动摇臂、摇臂轴、制动压块、排气阀和制动摇臂定位机构构成，其中，所述的制动摇臂摆动式地安装在所述的摇臂轴上，制动摇臂的一端靠近所述的制动凸轮，制动摇臂的另一端靠近所述的制动压块，所述的制动压块是制动活塞、或者是发动机的象足垫、或者是发动机的阀桥、或者是发动机的摇臂。

图2显示了制动专用排气阀致动器2002在非制动状态时的位置(又叫中性位置)。所述的发动机制动器的定位机构包括了凸轮2302、凸轮从动轮2352、摇臂2102、摇臂轴2052、阀隙调节螺钉1102、以及制动压块116。制动压块116可以是图1中的制动活塞160或其它部件，该定位机构还包括了压球122、弹簧1982、弹簧垫片197和卡环196。制动摇臂2102中部沿其径向开设有一个孔，该孔内端到达所述的摇臂轴2052，在所述的摇臂轴上设置有球形凹孔124，所述的压球122设置于所述的球形凹孔124内，所述的弹簧1982设置于所述的孔内，所述的弹簧1982外端通过卡环196和弹簧垫片197与所述的制动摇臂固定连接，所述的弹簧1982内端与所述的压球122压紧接触。当摇臂与摇臂轴有任何相对转动趋势时，这种弹簧与压块(球)组成的定位机构将产生一个与上述转动趋势相反的力矩，阻止这种相对转动。

当发动机不需要制动时，摇臂2102位于图2所示的中性位置。此时，压球122位于摇臂轴2052上的球面孔124内，将摇臂2102定位在摇臂轴2052上。摇臂2102靠近凸轮2302一端的从动轮2352与凸轮2302之间有一间隙234，用以跳过制动凸台232和233，使得制动凸轮2302的运动不会传递到制动压块116和图1所示的排气阀门3001上。摇臂靠近制动压块116一端的调节螺钉110与制动压块116之间也有一小间隙234，避免排气阀门3001(图1中)回位时推动摇臂2102。

当需要发动机制动时，发动机制动控制机构打开。制动压块116(如图1中的制动活塞160)将往上移，推动摇臂2102反时针旋转，使从动轮2352与凸轮2302的内基圆2252接触，消除了图2中摇臂两边的间隙132和234。制动凸轮2302上的小凸台232和233的运动通过制动压块116等传递到排气阀，使其周期性地打开，产生发动机制动。发动机制动器定位机构的压球122，克服弹簧1982的预紧力，在摇臂轴2052上滚动。

实施例2：

如图3所示，本实施例与第一实施例之间的区别在于压球122换成了压块123，在制动摇臂2052中部沿其径向开设一个孔，该孔内端到达摇臂轴，压块123设置于孔内并与摇臂轴2052相接触，弹簧1982设置于孔内，弹簧外端1982与制动摇臂2052固定连接，弹簧内端1982与压块123压紧接触，压块123直接作用在摇臂轴2052的圆柱面上。本实施例中，制动器定位的原理是依靠定位压块123与摇臂轴2052之间的摩擦阻尼自动定位。当发动机从制动状态转为非制动状态时，摇臂2102在制动凸轮2302或制动压块116的推动下，由于摩擦阻尼的作用，会找到一个平衡的中性位置，在其两边产生如图3所示的间隙132和234，由摩擦力定位在摇臂轴2052上，这就是所谓的自动定位。

实施例3：

如图4所示，本实施例也是采用摩擦阻尼的自动定位。定位压块126与制动摇臂2102的侧面125接触，制动弹簧1982安装在摇臂轴1052上、制动摇臂2102和进气摇臂2103之间，且弹簧呈压缩状态。

实施例4：

如图5所示，本实施例使用了一根扭转弹簧1982，扭转弹簧1982的两端同时插入摇臂轴2052上的孔116和摇臂2102上的切槽118内，垫块128将扭转弹簧1982与摇臂2102隔开，而且使扭转弹簧1982更好地固定在摇臂轴2052上的孔116内。当制动摇臂2102由扭转弹簧1982定位在图5所示的中性非制动位置时，扭转弹簧1982两端之间有一间隙133。此时，制动活塞160缩回，摇臂2102定位在摇臂轴2052上，其两边留有间隙，不与任何部件接触。

当需要发动机制动时，发动机制动控制机构打开。机油通过摇臂轴2052内的制动输油孔2112供油，制动活塞160伸出，推动摇臂2102反时针旋转。摇臂2102上的切槽118的下面将推动扭转弹簧1982的下端向上，靠拢固紧于摇臂轴孔116内的扭转弹簧1982上端，扭转弹簧1982两端间隙133减小，其扭力增大。但扭转弹簧1982的扭力远小于排气阀3002或凸轮对摇臂2102的推力，不影响摇臂2102在发动机制动时的运作。

当发动机从制动状态转为非制动状态时，摇臂2102在扭转弹簧1982扭力的推动下，回到图5所示的中性位置。扭转弹簧1982两端同时固紧在摇臂轴孔116内，将摇臂2102定位在摇臂轴2052上。弹簧1982有不同形式，如钢丝弹簧或片簧。

实施例5：

如图6所示，图中的发动机为推杆式，因此增加了推杆201。此外，发动机制动器为集成式摇臂制动器。发动机的制动摇臂与排气摇臂二者合一，相应地，制动凸台232和制动凸台233也与排气凸台220集成在同一凸轮230上，发动机制动机构100的制动活塞160集成在排气摇臂210内。而且制动压块和定位块都是象足116。本实施例采用了一根压缩弹簧1982，安装在排气摇臂210和象足116之间。

发动机在正常(非制动)运作时，象足压球杆112与象足116之间有一间隙132，用以跳过由小制动凸台232和233产生的运动。排气门300得到的只是由大排气凸台220产生的运动。当需要发动机制动时，发动机制动控制机构打开。制动活塞160将往外移，消除间隙132。制动凸轮230上的小凸台232和233的运动通过制动压块(象足)116等传递到排气阀300，使其周期性地打开，产生发动机制动。

实施例6：

如图7和图8所示，图中的发动机也为推杆式，不过，发动机制动器为开单阀的集成式摇臂制动器。发动机的制动摇臂与排气摇臂二者合一，发动机制动机构100的制动活塞160也集成在排气摇臂210内，但不是位于摇臂210的端部，而是在摇臂轴205和象足压球杆112之间。

在发动机制动时，制动活塞160通过压块114，打开靠近摇臂轴205的排气阀制动(单阀制动)。图7是当凸轮(图中未画出)的升程大于制动凸台的高度时，象足压球杆112与制动压块(象足)116接触(间隙132为零)后的示意图。图8显示的则是当凸轮的升程为零(位于内基圆上)时，象足压球杆112与象足116之间形成一间隙132。发动机制动器定位机构的定位弹簧1982将摇臂210偏置在凸轮上。弹簧预紧力的设计，使得整个排气阀门系在发动机的最高转速时不会飞脱(撞击)。

上述说明包含了很多具体的实施方式，这不应该被视为对发明范围的限制，而是作为代表发明的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里显示的发动机制动摇臂定位机构还可以含有油道，将润滑油(机油)从摇臂轴2052内的制动油孔2112(图5中)引向压球122(图2)或定位块123(图3)。机油本身增加润滑，而油压可以提升定位块，减小运动阻力。此外，定位弹簧1982可以是圆柱型、叶片型和波型等多种形式，也可以安装或定位在不同的地方。

因此，发明的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权力要求及其法律相当的权力来决定。

Claims (9)

1.一种发动机制动器定位控制方法，包括一个改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程，所述的发动机中包括有排气阀致动器和排气阀系统，所述的发动机制动器中还包括有制动凸轮、凸轮从动轮、摇臂轴和发动机制动的驱动机构，其特征在于：在所述的改变发动机制动器中的制动摇臂位置的过程中，当需要发动机正常工作时，使制动摇臂的一端与所述的制动凸轮分离，使制动摇臂的另一端与一个制动垫分离，当需要发动机制动时，消除制动摇臂与制动凸轮之间的间隙、制动摇臂与制动垫之间的间隙。

2.如权利要求1所述的发动机制动器定位控制方法，其特征在于：在所述的制动摇臂上设置一个力矩，所述的力矩使制动摇臂的一端与制动凸轮分离，制动摇臂的另一端与制动垫分离。

3.一种实现权利要求1所述的发动机制动器定位控制方法的定位机构，由制动凸轮、制动摇臂、摇臂轴、制动压块、排气阀和制动摇臂定位机构构成，其特征在于：所述的制动摇臂摆动式地安装在所述的摇臂轴上，制动摇臂的一端靠近所述的制动凸轮，制动摇臂的另一端靠近所述的制动压块，所述的制动压块是制动活塞、或者是发动机的象足垫、或者是发动机的阀桥、或者是发动机的摇臂。

4.如权利要求3所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动摇臂与制动压块之间设置有至少一根压缩弹簧，所述的压缩弹簧的一端位于制动摇臂上，另一端位于制动压块上。

5.如权利要求3所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动摇臂定位机构中设置有至少一根扭转弹簧，所述的扭转弹簧的两端同时位于制动摇臂和摇臂轴的孔或槽内。

6.如权利要求3所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动摇臂定位机构含有弹簧和定位块，所述的弹簧的一端位于制动摇臂上，另一端位于定位块上，所述的定位块由弹簧偏压在摇臂轴上。

7.如权利要求6所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动摇臂中沿其径向设置有一个孔，所述的孔的内端到达所述的摇臂轴，摇臂轴上设置有凹孔，所述的定位块呈球体、或者锥形体、或者柱塞，所述的定位块设置在所述的凹孔内，所述的弹簧设置在径向孔内，弹簧的外端与制动摇臂连接，弹簧的内端与定位块接触。

8.如权利要求5所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动摇臂中部与摇臂轴接触的地方开设有一个切槽，所述的摇臂轴上沿其径向与所述的切槽相邻处设置有孔，所述的扭转弹簧的两端同时插入所述的切槽和所述的孔内，扭转弹簧与制动摇臂之间设置有一个垫块。

9.如权利要求3所述的发动机制动器的定位机构，其特征在于：所述的制动活塞内嵌在所述的制动摇臂端部内，制动摇臂连接有一个推杆，制动活塞连接有一个压球杆，压球杆的另一端设置在象足垫内，压球杆上套设有一个弹簧，弹簧位于制动摇臂与象足垫之间，推杆的另一端通过滚轮与制动凸轮连接，象足垫位于发动机的排气阀之上，弹簧呈压缩状态。

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