CN102733884A - 一种集成式的发动机制动装置 - Google Patents

Abstract

一种集成式的发动机制动装置，包括制动驱动机构和制动控制机构。制动驱动机构包括集成在发动机摇臂内的制动活塞和阀升重置机构。制动活塞位于摇臂的一端下侧面中的制动活塞孔内。制动活塞的上面与阀隙调节螺钉相邻，制动活塞的下面位于发动机的排气门之上。阀升重置机构根据摇臂与排气门之间的距离开启和关闭，重置气门升程。制动控制机构使制动驱动机构在非操作位置和操作位置之间运动。本发明将整个制动机构集成在发动机现有的气门驱动链内，结构紧凑，安装和调整方便，减小了发动机的重量和高度，简化了发动机制动装置，增加了发动机运作的可靠性和耐久性。

Description

一种集成式的发动机制动装置

技术领域：

本发明涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动领域，特别是一种集成式的发动机制动装置。

背景技术：

已有技术中，发动机制动技术已广为人知。将发动机暂时转换为压缩机就可以实现发动机制动。在转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩冲程接近结束时打开排气门，允许被压缩气体(制动时为空气)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。

发动机制动装置的一个先例是由康明斯(Cummins)于1965年在美国专利号3,220,392披露的液压式发动机制动器。该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门。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，比如说发动机喷油凸轮的运动或相邻排气凸轮的运动。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门上，产生发动机制动运作的气门运动。

康明斯的发动机制动装置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，额外地增加发动机的高度、重量及成本。很显然，解决上述问题的方案是将制动装置的部件集成于发动机的现有部件内，如集成在发动机的摇臂内或者阀桥内，形成集成式制动器。现将现有技术中的集成式摇臂制动器介绍如下。

安德森(Jonsson)于1968年在美国专利第3367312号公开了一种集成式压缩释放型发动机制动系统，该制动系统集成于发动机的摇臂，内有一个柱塞，或制动活塞，在摇臂靠近排气门一端的摇臂缸内被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给一个排气门(早期的每缸单阀发动机)，产生发动机制动运作。安德森还用了一个弹簧将柱塞从缸内偏置向外，与排气门保持持续的接触，使得凸轮驱动的摇臂在动力和制动时都能操作排气门。此外，通向摇臂缸的承压流体是由一控制阀来控制的，从而可以选择性地切换制动运作和正常的动力运作。

美国马克(Mack)卡车公司于1974年在专利第3786792号公开了另一种集成式摇臂制动器。该制动系统的制动活塞在靠近推杆一端的摇臂缸内被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给一个排气门(早期的每缸单阀发动机)，产生发动机制动运作。凸轮将常规凸台和制动凸台集成在一块。该制动系统的制动控制阀机构(漏斗形柱塞阀+单向球阀的组合)后来被广泛采用。

美国皆可博(JVS)公司于1974年在专利第3809033号公开了另一种集成式摇臂制动器。该制动系统的制动活塞安置在靠近阀桥一端的摇臂缸内，可以在非制动位置和制动位置之间运动。在制动位置，制动活塞被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给阀桥，打开两个排气门(每缸双阀发动机)，产生发动机制动运作。该制动系统采用两种分开的油道，一种油道只为制动器供油，另一种乃常规的发动机润滑油道。

瑞典沃尔沃(Volvo)公司于1996年在美国专利第5564385号公开了一种用于顶置凸轮式四气门发动机的集成式摇臂制动系统。该制动系统与美国皆可博(JVS)公司于1974年在专利第3809033号公开的集成式摇臂制动器在结构和原理上非常相近。液压制动活塞安置在靠近阀桥一端的摇臂缸内，可以在非制动位置和制动位置之间运动，在发动机气门驱动链内部形成一间隙。承压油通过压力控制阀供给制动活塞来填补摇臂内的间隙，形成液压链接。该发动机制动系统采用了“漏斗形柱塞阀+单向球阀”的组合机构，增加了超载卸压机构和采用单油道提供双油压的供油机构。双油压的低油压(低于发动机的润滑油压)用于发动机的润滑，双油压的高油压(等于发动机的润滑油压)用于发动机的制动。制动时，制动活塞推动阀桥，同时打开两个排气门制动。

美国马克(Mack)卡车公司于2001年在专利第6234143号公开了又一种集成式摇臂制动器。该制动系统与其1974年在专利第3786792号公开的专利技术相比，有较大变动。首先，常规凸台和制动凸台形成的集成式凸轮增加了排气再循环(EGR)凸台，有利于提高制动功率。其次，每缸单阀的发动机变成了每缸双阀，因此增加了阀桥(气门桥或横臂)。还有，制动活塞从推杆一端移到了阀桥一端的摇臂活塞孔内，位于靠近摇臂轴的排气门(内阀门)上方。制动时，制动活塞通过制动顶块或直接作用在阀桥上，打开一个排气门。不过，由于开单阀制动，阀桥处于倾斜状态，在阀桥和摇臂上会产生不对称载荷。此外，制动气门(内气门)的升程曲线大于非制动气门(外气门)或常规气门的升程曲线(开量更大，关闭更晚)。

康明斯(Cummins)发动机公司于2001年在美国专利第6253730号公开了一种带有阀升重置机构的集成式摇臂制动系统，用来解决制动时开单阀(内阀门)所造成的非对称载荷以及制动气门(内气门)的升程曲线大于非制动气门(外气门)或常规气门的升程曲线(开量更大，关闭更晚)等问题。阀升重置机构将摇臂内的制动活塞在制动阀达到最高制动阀升前复位或缩回，使制动阀在主阀门动作开始前回到阀座，阀桥回到水平位置，摇臂可以平衡地打开制动阀和非制动阀，消除任何不对称载荷。

不过，使发动机制动系统在制动气门达到最高制动阀升前重置或复位，问题很多。首先，发动机制动时制动气门的开启时间和高度非常短，可用于重置的时间就更有限。其次，重置发生在靠近发动机制动载荷最大的时候(压缩冲程上死点)，使得阀升重置机构的复位阀承受高油压或大载荷。发动机制动重置的正时(Timing)至关重要。如果重置发生太早，制动阀升损失太多(阀升降低及阀门关闭太早)，降低制动性能。如果重置发生太晚，制动气门将无法在主阀门动作开始前关闭，造成非对称载荷。测试表明，该集成式摇臂制动器在高发动机速度时无法正常工作，因为重置时间太短、重置高度太小，而在复位阀上的载荷或压力又非常高。

皆可博(JVS)的剑纳客(Janak)和梅斯曲克(Meistrick)于2008年在美国专利第7392772号公开了一种使用双摇臂集成式制动的装置。除了常规的排气摇臂之外，还在其侧面增加了专用制动摇臂。常规排气摇臂内增加了制动活塞和制动控制阀。需要制动时，常规排气摇臂内的制动活塞从缩回的非操作位置移到伸出的操作位置，与专用制动摇臂相连。专用制动凸轮驱动专用制动摇臂，专用制动摇臂压迫制动活塞，制动活塞再推动排气摇臂，打开排气摇臂下面的一个排气门制动。该制动系统的优点是使用专用制动凸轮和专用制动摇臂，可以优化制动功率。但是其缺点是整个制动系统太复杂，占用的安装空间太多，排气摇臂太笨重，其转动惯量太大，而且在制动时承受很大的侧向载荷。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新的集成式发动机制动装置，解决现有技术中存在的制动偏载或重置不稳，以及安装调试困难等技术问题。本发明将整个发动机制动装置集成在发动机的摇臂内，提供结构更加紧凑、易于安装和调试以及制动性能更好的发动机制动装置。

本发明的这种集成式的发动机制动装置包括设置在发动机上的制动驱动机构和制动控制机构，所述的发动机中包括有气门驱动链，所述的气门驱动链包括一个凸轮、一个摇臂和至少一个气门，其中，所述的摇臂的一端的下侧面中设置有一个制动活塞孔，所述的制动驱动机构包括一个制动活塞，所述的制动活塞设置在所述的制动活塞孔内，制动活塞的上面与一个气门阀隙调节螺钉相邻，制动活塞的下面位于所述的气门之上，所述的制动控制机构控制所述的制动活塞在制动活塞孔内的非操作位置或操作位置。

进一步的，所述的制动驱动机构中包括有一个供油机构，所述的供油机构包括供油通道和单向供油阀，所述的供油通道的出口与所述的制动活塞孔连接，所述的单向供油阀设置在供油通道与制动活塞孔之间、或者供油通道内，单向供油阀的油流方向是从供油通道进入制动活塞孔。

进一步的，所述的制动控制机构包括一个液压产生装置，所述的液压产生装置包括液压控制阀和制动流体网路，所述的制动流体网路与制动活塞孔连通。

进一步的，所述的凸轮上含有一个加大的常规凸台和至少一个制动凸台，所述的加大的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线由底部和顶部组成，所述的底部与所述的制动凸台生成的制动阀升曲线接近同高，所述的顶部与发动机的常规凸台生成的常规阀升接近相同。

进一步的，所述的制动驱动机构还包括一个预紧弹簧，所述的预紧弹簧采用下述安置方式中的一种方式来设置、或者采用下述安置方式中的两种以上方式的组合来设置：

1.预紧弹簧的一端安置在发动机上，另一端安置在摇臂上；

2.预紧弹簧安置在发动机的推杆与摇臂之间；

3.预紧弹簧安置在制动活塞与摇臂之间；

4.预紧弹簧安置在制动活塞与一个压球杆之间，所述的压球杆设置在摇臂和气门之间；

5.预紧弹簧安置在制动活塞与发动机的象足垫之间；

6.预紧弹簧安置在一个压球杆与发动机的象足垫之间，所述的压球杆设置在摇臂和气门之间；

7.预紧弹簧安置在制动活塞与气门之间；

8.预紧弹簧安置在摇臂与发动机的象足垫之间；以及

9.预紧弹簧安置在摇臂与气门之间。

进一步的，所述的制动驱动机构还包括阀升重置机构，所述的阀升重置机构包括设置在所述的摇臂内的重置阀门和重置油道，所述的重置油道与所述的制动活塞孔连接，所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭所述的重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，利用所述的摇臂与气门之间的距离或摇臂与发动机固定件之间的距离来控制重置阀门的开启或关闭。

进一步的，所述的阀升重置机构的重置阀门为下述机构中的一种机构或任意两种以上机构的组合：

1.滑动式柱塞阀门；

2.提升式柱塞阀门；

3.提升式球阀门；

4.提升式柱阀门；以及

5.开启和关闭重置流道的机构。

进一步的，所述的制动驱动机构还包括制动压套，所述的制动压套位于所述的制动活塞和气门之间。

本发明的工作原理是：当需要发动机制动时，制动控制机构打开，向制动驱动机构供油。机油通过流体网路和单向供油阀进入制动活塞孔内，将排气门致动器内的制动间隙变成液压链接。与此同时，油压将阀升重置机构的重置阀门置于供油位置，关闭重置油道。当凸轮从内基圆转到制动凸台时，制动凸台的运动通过摇臂、液压链接和制动活塞，传递给排气门，产生制动阀升。凸轮继续转动，通过加大了的常规凸台的底部向上往顶部运动，推动摇臂顺时针转动和气门向下平动，造成摇臂(重置活塞)和气门之间的距离发生变化，使得设置在摇臂内的阀升重置机构的重置阀门从供油位置变到排油位置，打开重置油道卸油，制动活塞在摇臂内从伸出的操作位置移到缩回的非操作位置，凸轮的加大了的常规凸台顶部运动的一部分被失去，加大了的常规凸台生成的加大了的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线。当凸轮转过加大了的常规凸台的最高位置，由顶部向下往底部运动时，摇臂反时针转动，气门向上平动，造成摇臂(重置活塞)和气门之间的距离发生与上述相反的变化，使得摇臂内的重置阀门从排油位置回到供油位置，重新关闭重置油道，制动活塞在摇臂内从缩回的非操作位置回到伸出的操作位置。凸轮转过排气凸台，回到内基圆上，制动周期从头开始循环。在制动控制机构关闭时，制动活塞在制动活塞孔内始终处于缩回的非操作位置，与发动机的常规运作分离，制动周期结束，发动机退出制动状态，回到点火状态。

本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明将发动机制动功能、阀升重置功能和常规阀升功能集成在发动机现有的气门驱动链内部，结构紧凑，减小了发动机的重量和高度，简化了发动机制动装置，增加了发动机运作的安全和可靠性。

附图说明：

图1是本发明的集成式的发动机制动装置的第一个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图2是本发明的集成式的发动机制动装置的第一个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图3是本发明中的制动控制机构处于“开”位置的示意图。

图4是本发明中的制动控制机构处于“关”位置的示意图。

图5是本发明中的发动机排气门的常规气门运动曲线与发动机制动气门运动曲线的示意图。

图6是本发明的集成式的发动机制动装置的第二个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图7是本发明的集成式的发动机制动装置的第二个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图8是本发明的集成式的发动机制动装置的第三个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图9是本发明的集成式的发动机制动装置的第三个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图10是本发明的集成式的发动机制动装置的第四个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图11是本发明的集成式的发动机制动装置的第四个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图12是本发明的集成式的发动机制动装置的第五个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图13是本发明的集成式的发动机制动装置的第五个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图14是本发明的集成式的发动机制动装置的第六个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图15是本发明的集成式的发动机制动装置的第六个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

图16是本发明的集成式的发动机制动装置的第七个实施例在发动机制动装置处于“关”位置的示意图。

图17是本发明的集成式的发动机制动装置的第七个实施例在发动机制动装置处于“开”位置的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1和图2所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第一个实施例分别在其“关”和“开”位置。图1和图2中包括四个主要组成部分：排气门致动器200、排气门机构300、发动机制动驱动机构100和阀升重置机构150。排气门致动器200和排气门机构300形成排气门驱动链。

排气门致动器200包括一个凸轮230、一个凸轮从动轮235和一个摇臂210。摇臂210只驱动一个排气门3001(单摇臂开单阀)。通常在摇臂210的一端(靠近气门的一侧或者靠近凸轮的一侧)设置有阀隙调节系统。因为本实施例采用顶置凸轮，所以阀隙调节系统采用设置在气门3001一侧的阀隙调节螺钉110，阀隙调节螺钉110由锁紧螺帽105固定在摇臂210上。摇臂210摆动式地安装在摇臂轴205上。

排气门3001由气门弹簧3101顶置在发动机缸体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歧管600之间的流动。排气门致动器200将凸轮230的机械运动，传递给排气门3001，使其周期性地打开和关闭。

本实施例的凸轮230在内基圆225上有一个主要用于发动机常规运作的加大凸台220，加大凸台220比常规(不带发动机制动)的排气凸台要大。加大的原因是制动凸轮与常规凸轮集成在一起，集成了常规凸轮的凸轮230还带有用于发动机制动的小凸台232和小凸台233。在发动机常规(点火)运作时，为了跳过制动小凸台232和小凸台233，加大凸台220的底部必须增加与小凸台232和小凸台233大约等高的过渡部分，而其顶部相当于常规排气凸台。小凸台232用于制动时的排气再循环，小凸台233则用于压缩释放。后面的图5详细表示了由凸轮230生成的气门升程曲线。

制动驱动机构100包括制动活塞160，制动活塞160滑动式地安置在摇臂210的一端下侧面中的制动活塞孔190内，可以在伸出的操作位置和缩回的非操作位置(被重置卸油时的位置)之间运动。位于摇臂210与制动活塞160之间的预紧弹簧198将制动活塞160(这里还通过象足垫114)偏置在气门3001上。制动活塞160的非操作位置和操作位置在排气门驱动链内部，也就是制动活塞160和阀隙调节螺钉110之间，形成一制动间隙234，使凸轮230底部(包括制动凸台232和制动凸台233)的运动在发动机的常规运作时被跳过或丢失，不会传递给排气门300。制动驱动机构100还包括向制动活塞160供油的单向阀机构。单向阀机构设置在摇臂210内的油道214中，油道214与设置在摇臂210内的油道213连通，又与设置在摇臂轴205内的轴向油道211和径向油道212连通。单向阀机构包括阀球172，弹簧156和弹簧座157。

阀升重置机构150的重置阀门位于摇臂210和气门3001之间，包括位于摇臂210内的重置活塞170和重置油道219。重置油道219与制动活塞孔190相连。重置油道219的过流面积小于油道214的进油的过流面积。重置活塞170可以在排油位置和供油位置之间运动。在排油位置，重置阀门处于打开的位置(图1)。在供油位置，重置阀门处于关闭的位置(图2)。在发动机常规运作时，重置弹簧166将重置活塞170偏置向上，重置阀门处于打开的排油位置。重置弹簧166的一端在气门3001的弹簧座302上，或者在固定于气门3001的重置支架2103上，重置弹簧166的另一端固定在重置活塞170的弹簧座167上。重置弹簧166的预紧力较小，用以保持重置活塞170在摇臂210内不产生飞脱或冲击。

如图3所示，当需要发动机制动时，制动控制机构打开，电磁阀51通过制动流体网路向制动驱动机构100供油。油压克服弹簧156的作用力，打开单向阀172。机油进入制动活塞孔190内，充满制动活塞160和摇臂210之间的间隙234。与此同时，如图2所示，油压克服弹簧166的作用力，将重置活塞170从排油位置往下推到供油位置，关闭重置油道219，机油在制动活塞160与摇臂210之间形成液压链接。

当凸轮230从内基圆225转到小凸台232和小凸台233时，小凸台232和小凸台233的运动通过摇臂210、制动活塞160和它们之间的液压链接，传递给排气门3001，产生制动阀升。凸轮230继续转动，通过加大了的常规凸台220的底部向上往顶部运动，推动摇臂210顺时针转动和气门3001向下平动，造成摇臂210(即重置活塞170)和气门3001之间的距离发生变化。位于摇臂210内的重置活塞170与气门3001之间的距离(重置距离)131变小。当加大了的常规凸台220的运动大于小凸台232和小凸台233的升程(即气门升程从底部进入顶部)后，气门3001或固定在气门3001上的重置支架2103作用于重置活塞170(重置距离131变为零)，将其在摇臂210内向上推，从供油位置变到排油位置，重置阀门打开，重置油道219卸油。制动活塞160在摇臂210的制动活塞孔190内从伸出的操作位置移到缩回的非操作位置，凸轮230的加大了的常规凸台220顶部运动的一部分被丢失，加大了的常规凸台220生成的加大了的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线。

本发明的阀升重置发生在加大了的常规凸台220的运动大于小凸台232和小凸台233的升程之后，而先前技术中的阀升重置发生在制动用的小凸台233上升到最大制动升程之前，两者有本质的区别。本发明的阀升重置时不承受制动载荷，重置的时间和高度都比较宽松，很易实现；先前技术中的阀升重置时承受制动载荷，重置的时间和高度都很短暂，很难实现。此外，重置活塞170与气门3001之间的重置距离131很容易控制，因为两者的设计和制造精度都很好控制。所以，本发明的重置距离131不需要调节。

当凸轮230转过加大了的常规凸台220的最高位置，由顶部向下往底部运动返回内基圆225时，摇臂210反时针旋转，气门3001平移回升，重置距离131变大。重置活塞170受油压作用在摇臂210内相对下移，从排油位置回到供油位置，重置阀门重新关闭重置油道219。制动活塞160在摇臂210内从非操作位置回到操作位置，重新形成制动活塞160与摇臂210之间的液压链接。

上述过程形成一个制动周期。这个制动周期，反复循环，直到制动控制机构50关闭为止。

如图4所示，制动控制机构50关闭时，液压控制阀51卸油(三通电磁阀)或停止供油(如果采用二通电磁阀)。阀升重置机构150在每一个发动机循环周期内卸油一次，卸去的油得不到补充，制动活塞160与摇臂210之间的液压链接被消除，气门驱动链内部的间隙234重新形成，制动凸台232和制动凸台233的运动被跳过，不会传递到排气门3001，发动机的制动运作被解除，回到发动机的常规运作状态。制动周期终止。

如图3和图4所示，本发明中的制动控制机构分别处于“开”和“关”位置。由于本发明采用了阀升重置机构150，制动控制机构50中的二位三通的液压控制阀51可以简化为二通电磁阀。也就是说，只需要进油孔111，不需要卸油孔222。

图5是本发明中的集成式的发动机制动装置的常规气门运动曲线与发动机制动气门运动曲线的示意图。图5中的排气门升程曲线对第一实施例的运作过程作进一步的说明。图5中一共有三种阀升曲线：

1.用于发动机的常规(点火)运作的常规阀升曲线220m。常规阀升曲线220m的起点为225a，终点为225b，其最高升程大致为220b。

2.用于发动机的制动运作，但没有阀升重置机构时得到的加大了的阀升曲线220v(包括加大了的常规阀升曲线220e和制动阀升曲线232v和233v)。加大了的阀升曲线220v的起点为225d，终点为225c，其最高升程为220a与220b之和。阀升曲线在0～720°之间循环。

3.用于发动机的制动运作，并带有阀升重置机构时得到的重置阀升曲线(图中粗实线)。重置阀升曲线的起点为225d，终点为225b，其最高升程为220b。所以，重置式阀升曲线比加大了的阀升曲线220v关闭得更早，升程更低。

如图1所示，在发动机常规运作时，由于排气门驱动链内部的间隙234，凸轮230的底部(包括制动凸台232和制动凸台233)被跳过，只有加大了的常规凸台220的顶部传递到气阀300，产生常规阀升曲线220m(图5)，与发动机的常规(不带发动机制动器)阀升曲线大致相同。加大了的常规凸台220产生的加大了的常规阀升曲线220e的底部220a和顶部220b的过渡点为220t。底部220a的高度232p与凸轮的制动凸台232和233所产生的制动阀升232v和233v相同或稍大，而其顶部220b与常规阀升曲线220m大致相同。

在发动机制动运作时，凸轮的制动凸台232和制动凸台233以及加大了的常规凸台220所产生的机械运动，都可以传递给排气门300。不过，发动机制动运作的阀升曲线取决于阀升重置机构150的有无。如果有发动机制动重置机构150(图1和2)参与，那么在重置点220r(在220t和220e之间，大于制动阀升232v和233v)之前，发动机制动阀升曲线与没有重置机构时相同(图5)，之后，气门将从加大了的常规阀升曲线220e上的重置点220r降至常规阀升曲线220m上的点220s，最后在终点225b回到阀座(零终点)，比没有阀升重置机构时的终点225c大大超前。所以，阀升重置机构150在加大了的常规阀升曲线220e的顶部220b期间，将加大了的常规阀升曲线220e减小到常规阀升曲线220m。这样就减小了气门在发动机活塞在360°时的上止点位置的升程，避免气门与活塞的相撞，也增加了制动功率，降低了汽缸内部的温度。

实施例2：

如图6和图7所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第二个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第一实施例之间的区别主要是预紧弹簧198和重置弹簧166的安置位置和方式有所不同。预紧弹簧198安置在摇臂210和气门3001之间。重置弹簧166的下端通过弹簧座167安置在摇臂210上，上端则直接作用在重置活塞170上。此外，在制动活塞160和象足垫114之间增加了象足弹簧146。象足弹簧146使得制动活塞160在制动装置关闭(非制动)时处于缩回的非操作位置(图6)，排气门驱动链内部的制动间隙234移到了制动活塞160和象足垫114之间。在制动装置打开(制动)时，油压克服象足弹簧146的作用力，将制动活塞160往下推，直到与象足垫114接触。此时，排气门驱动链内部的制动间隙234移到了制动活塞160和阀隙调节螺钉110之间(图7)，制动活塞160与摇臂210之间形成液压链接。

本实施例的工作原理和过程与第一实施例基本相同，在此不再细说。

实施例3：

如图8和图9所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第三个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第二实施例之间的区别主要是重置机构150不同。重置活塞170包含在一个控制阀的内部。控制阀除了单向供油阀172之外，本身又是一个滑动式柱塞阀。此外，重置机构150的重置支架2103固定在摇臂轴205上。

当需要发动机制动时，图4的制动控制机构50打开，电磁阀51通过制动流体网路向制动驱动机构100(图8和9)供油。油压克服弹簧156的作用力，将控制阀往下移向供油位置(重置活塞170受重置弹簧作用始终处于供油位置)，油流通过油道224进入制动活塞孔190内，制动活塞160从缩回的非操作位置(图8)移到伸出的操作位置(图9)，将制动活塞160与象足垫114之间的制动间隙234变为制动活塞160与摇臂210之间的液压链接。

当凸轮230从内基圆225转到小凸台232和小凸台233时，小凸台232和小凸台233的运动通过摇臂210、制动活塞160和它们之间的液压链接，传递给排气门3001，产生制动阀升。凸轮230继续转动，通过加大了的常规凸台220的底部向上往顶部运动，推动摇臂210顺时针转动，重置活塞170和重置支架2103接触(重置距离131变为零)，在控制阀内向上移，从供油位置变到排油位置，重置阀门打开，重置油道219卸油。制动活塞160在摇臂210的制动活塞孔190内从伸出的操作位置移到缩回的非操作位置，凸轮230的加大了的常规凸台220顶部运动的一部分被丢失，加大了的常规凸台220生成的加大了的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线。

当凸轮230转过加大了的常规凸台220的最高位置，由顶部向下往底部运动返回内基圆225时，摇臂210反时针旋转，重置距离131变大。重置活塞170受油压作用在摇臂210内(控制阀内)相对下移，从排油位置回到供油位置，重置阀门重新关闭重置油道219。制动活塞160在摇臂210内从非操作位置回到操作位置，重新形成制动活塞160与摇臂210之间的液压链接。

实施例4：

如图10和图11所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第四个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第一个实施例之间的区别主要是制动活塞160和预紧弹簧198安置位置的不同。本实施例的制动活塞160不再是组合式的活塞机构，象足垫114上面的压球杆116不再和活塞部分相连，制动活塞160成为开口向下的“U”字形。预紧弹簧198安置在制动活塞160和压球杆116之间。在如图10所示的非制动状态，预紧弹簧198将制动活塞160向上偏置在阀隙调节螺钉110上，同时将压球杆116和象足垫114向下偏置在气门3001上，在制动活塞160和压球杆116之间形成制动间隙234，使得制动凸台232和制动凸台233的运动被跳过或丢失。在如图11所示的制动状态，油压克服预紧弹簧198的作用力，将制动活塞160往下推，压靠在压球杆116上，在制动活塞160和摇臂210之间形成液压链接，从而可以将制动凸台232和制动凸台233的运动传递给气门3001。此外，本实施例的重置活塞170直接受气门弹簧座302的作用，不需要重置支架。

本实施例的工作原理和过程与第一实施例基本相同，在此不再细说。

实施例5：

如图12和图13所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第五个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第四个实施例之间的区别主要是压球杆116的不同和预紧弹簧198安置位置的变化。预紧弹簧198的上端安置在压球杆116上，将压球杆116和制动活塞160向上偏置在阀隙调节螺钉110上。预紧弹簧198的下端安置在象足垫114上，将象足垫114向下偏置在气门3001上，在压球杆116和象足垫114之间形成制动间隙234。

实施例6：

如图14和图15所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第六个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第二实施例之间的主要区别之一是在制动活塞160和气门3001之间增加了制动压套255。主要区别之二是将预紧弹簧198安置在制动压套255和气门弹簧座302之间，也就是在制动活塞160和气门3001之间。制动压套255的下侧面开孔套在气门3001的阀杆上。在如图14所示的非制动状态，预紧弹簧198将制动压套255向上偏置在象足垫114的下表面上，在制动压套255和气门3001之间形成制动间隙234，使得制动凸台232和制动凸台233的运动被跳过或丢失。在如图15所示的制动状态，油压克服预紧弹簧198的作用力，将制动活塞160从缩回的非操作位置(图14)压到伸出的操作位置(图15)，制动压套255和气门3001之间的制动间隙234变为制动活塞160与摇臂210之间的液压链接，将制动凸台232和制动凸台233的运动传递给气门3001。

实施例7：

如图16和图17所示，本发明的集成式的发动机制动装置的第七个实施例分别在其“关”和“开”位置。本实施例与第二实施例之间的区别主要是预紧弹簧198和重置弹簧166的安置方位有所不同。预紧弹簧198安置在摇臂210和象足垫114之间。重置弹簧166安置在重置活塞170的上面，使得重置阀门处于常关状态。

上述说明中的许多具体实施方式，不应该被视为对本发明范围的限制，而是作为代表本发明的一些具体例证，许多其它演变，包括将不同实施方式的重组或重排列等，都有可能从中产生。另外，这里的发动机制动装置和方法，不但可以用于顶置凸轮式发动机，也适用于推杆式发动机。

还有，阀升重置机构的重置阀门可以采用不同的形式，包括由重置活塞形成的提升式柱塞阀门或滑动式柱塞阀门，由重置阀球形成的提升式球阀门或提升式柱阀门，以及将重置流道开启和关闭的其它机构。如果需要，这些重置阀门可以互换使用，不过排气门升程的重置位置都是在加大了的阀升曲线的顶部，也就是在大于制动凸台产生的制动阀升的以上部分。阀升重置机构的重置支架也可以采用不同的机构形式和安置位置与方法，有时甚至不需要重置支架，直接由气门(如气门弹簧座)或发动机(或发动机上面的零部件)来开启重置阀门。重置弹簧166的安置方位等也可以根据需要变动。

此外，单向供油阀也可以采用不同的形式，如碟阀和滑动式柱塞阀等。

还有，预紧弹簧198可以安装在不同的位置，比如在摇臂和发动机之间，制动活塞和摇臂之间，制动活塞与象足之间，制动活塞与压球杆之间，压球杆与象足之间，制动活塞和气门之间，摇臂和气门之间，摇臂和象足垫之间，推杆和摇臂(推杆式发动机)以及不同安置方式的组合等；预紧弹簧198也可以采用不同的形式，如叶片弹簧等。预紧弹簧198的功能是保证排气门制动系统内不会由于制动间隙而产生不跟随或冲击。

此外，制动活塞也可以采用不同的形式，如“U”型、“T”型以及活塞与压球杆的组合型等；制动压套也可以采用不同的形式。

还有，这里的发动机制动装置和方法的实施例，经过微小变动(比如将制动压套255或重置支架2103换成气门桥)或完全不变，就可以用于带气门桥开双阀的发动机。

因此，本发明的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由权利要求来决定。

Claims (8)

1.一种集成式的发动机制动装置，包括设置在发动机上的制动驱动机构和制动控制机构，所述的发动机中包括有气门驱动链，所述的气门驱动链包括一个凸轮、一个摇臂和至少一个气门，其特征在于：所述的摇臂的一端的下侧面中设置有一个制动活塞孔，所述的制动驱动机构包括一个制动活塞，所述的制动活塞设置在所述的制动活塞孔内，制动活塞的上面与一个气门阀隙调节螺钉相邻，制动活塞的下面位于所述的气门之上，所述的制动控制机构控制所述的制动活塞在制动活塞孔内的非操作位置或操作位置。

2.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的制动驱动机构中包括有一个供油机构，所述的供油机构包括供油通道和单向供油阀，所述的供油通道的出口与所述的制动活塞孔连接，所述的单向供油阀设置在供油通道与制动活塞孔之间、或者供油通道内，单向供油阀的油流方向是从供油通道进入制动活塞孔。

3.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的制动控制机构包括一个液压产生装置，所述的液压产生装置包括液压控制阀和制动流体网路，所述的制动流体网路与制动活塞孔连通。

4.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的凸轮上含有一个加大的常规凸台和至少一个制动凸台，所述的加大的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线由底部和顶部组成，所述的底部与所述的制动凸台生成的制动阀升曲线接近同高，所述的顶部与发动机的常规凸台生成的常规阀升接近相同。

5.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的制动驱动机构还包括预紧弹簧，所述的预紧弹簧采用下述安置方式中的一种方式来设置、或者采用下述安置方式中的两种以上方式的组合来设置：

1)预紧弹簧的一端安置在发动机上，另一端安置在摇臂上；

2)预紧弹簧安置在发动机的推杆与摇臂之间；

3)预紧弹簧安置在制动活塞与摇臂之间；

4)预紧弹簧安置在制动活塞与一个压球杆之间，所述的压球杆设置在摇臂和气门之间；

5)预紧弹簧安置在制动活塞与发动机的象足垫之间；

6)预紧弹簧安置在一个压球杆与发动机的象足垫之间，所述的压球杆设置在摇臂和气门之间；

7)预紧弹簧安置在制动活塞与气门之间；

8)预紧弹簧安置在摇臂与发动机的象足垫之间；以及

9)预紧弹簧安置在摇臂与气门之间。

6.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的制动驱动机构还包括阀升重置机构，所述的阀升重置机构包括设置在所述的摇臂内的重置阀门和重置油道，所述的重置油道与所述的制动活塞孔连接，所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭所述的重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，利用所述的摇臂与气门之间的距离或摇臂与发动机固定件之间的距离来控制重置阀门的开启或关闭。

7.如权利要求6所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的阀升重置机构的重置阀门为下述机构中的一种机构或任意两种以上机构的组合：

1)滑动式柱塞阀门；

2)提升式柱塞阀门；

3)提升式球阀门；

4)提升式柱阀门；以及

5)开启和关闭重置流道的机构。

8.如权利要求1所述的集成式的发动机制动装置，其特征在于：所述的制动驱动机构还包括制动压套，所述的制动压套位于所述的制动活塞和气门之间。

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