CN103422932A

CN103422932A - 独立凸轮式发动机制动装置

Info

Publication number: CN103422932A
Application number: CN2013103895377A
Authority: CN
Inventors: 王鹏程; 邓金金; 赵天安
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: CN103422932B

Abstract

本发明涉及一种独立凸轮式发动机制动装置，该装置的排气摇臂及制动摇臂相邻布置在发动机摇臂轴上；排气摇臂可绕摇臂轴旋转，其一端与排气门连接，另一端安装有排气摇臂滚轮；制动摇臂可绕摇臂轴旋转并移动；制动摇臂的驱动端与排气摇臂上的凸起位置对应，且两者之间存在一个间隙，制动摇臂的另一端安装有制动摇臂滚轮；凸轮轴上加工的排气凸轮与排气摇臂滚轮相接触，凸轮轴上加工的制动凸轮与制动摇臂滚轮相接触；间隙控制装置与制动摇臂连接，用于补偿制动摇臂和排气摇臂之间的间隙。本发明结构简单，刚度好，制动功率高、成本低，尤其适用于总质量大，仅仅依靠汽车自身的主制动不能满足车辆高速重载条件下制动要求的车辆。

Description

独立凸轮式发动机制动装置

技术领域

本发明涉及一种发动机制动装置，特别涉及一种独立凸轮式发动机制动装置。

背景技术

现代汽车的总质量越来越大，车速越来越高，整车在重载下长坡时，仅仅依靠车辆自身的主制动系统已经不能满足车辆高速重载条件下的制动要求。为了保证车辆的安全性能，必须增加辅助制动装置。发动机制动是通过汽车对发动机的倒托，利用发动机的机械损失、泵气损失和压缩功等产生制动功能，从而增加汽车制动功率。

整车在下长坡、崎岖山路等陡峭路面时，必须利用发动机制动，有效地减少行车制动的使用频率，避免因长时间使用制动器，导致制动器摩擦片的温度升高，使制动力下降，甚至失去作用。

目前，在发动机上应用的发动机制动主要分为泄气制动和压缩制动两种：泄气制动结构简单，实现容易，成本低；压缩制动结构相对复杂，成本较高，但所获得的制动功率较大。

美国专利US005335636A通过偏心衬套的旋转补偿排气摇臂调整螺栓和排气门桥之间间隙，实现制动功能，属于压缩式发动机制动。该专利的制动桃子和排气桃子设计在一个凸轮上，型线受到限制，制动功率较小，不能实现最佳制动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制动型线设计合理、制动功率高的独立凸轮式发动机制动装置。

为了解决上述技术问题，本发明的独立凸轮式发动机制动装置包括排气摇臂，凸轮轴，制动摇臂，间隙控制装置；所述排气摇臂及制动摇臂相邻布置在发动机摇臂轴上；排气摇臂可绕摇臂轴旋转，其一端与排气门连接，另一端安装有排气摇臂滚轮；制动摇臂可绕摇臂轴旋转并移动；制动摇臂的驱动端与排气摇臂上的凸起位置对应，且两者之间存在一个间隙，制动摇臂的另一端安装有制动摇臂滚轮；凸轮轴上加工的排气凸轮与排气摇臂滚轮相接触，凸轮轴上加工的制动凸轮与制动摇臂滚轮相接触；间隙控制装置与制动摇臂连接，用于补偿制动摇臂和排气摇臂之间的间隙。

当需要发动机辅助制动工作时，发动机电子控制单元发出指令，通过间隙控制装置控制制动摇臂绕摇臂轴旋转并移动，补偿制动摇臂和排气摇臂之间的间隙，使制动摇臂和排气摇臂之间选择性的锁定在一个位置。凸轮轴上的制动凸轮在转动过程中通过制动摇臂将运动传递给排气摇臂，制动摇臂和排气摇臂一起绕摇臂轴运动，在压缩上止点前，开启排气门，排出气缸内高压气体，实现发动机制动。当需要取消制动状态时，发动机电子控制单元发出指令，通过间隙控制装置控制制动摇臂转动，使制动摇臂和排气摇臂之间产生间隙，制动摇臂不再影响排气摇臂的运动，发动机正常工作。

本发明的发动机制动为压缩制动的一种，即在发动机压缩冲程上止点附近开启排气门。在整个制动过程中靠间隙控制装置补偿制动摇臂和排气摇臂之间间隙从而实现制动功能，制动摇臂由凸轮轴上的制动凸轮驱动，制动型线设计更加合理，工作过程可靠，制动功率大幅度提高；发动机制动不工作时，制动摇臂和排气摇臂之间的间隙可以克服制动凸轮的小升程。本发明结构简单，刚度好，制动功率高、成本低，尤其适用于总质量大，仅仅依靠汽车自身的主制动不能满足车辆高速重载条件下制动要求的车辆。

所述排气摇臂上的凸起为台阶形或柱形；制动摇臂与该凸起的配合面为弧面、球面或锥面。

所述制动摇臂包括摇臂主体和接触杆；摇臂主体布置于发动机摇臂轴上，可绕摇臂轴旋转并移动；摇臂主体的驱动端带有通孔，接触杆与该通孔螺纹连接；接触杆的驱动端与排气摇臂上的凸起位置对应，且两者之间存在一个间隙。

所述排气摇臂上的凸起为台阶形或柱形；接触杆与该凸起的配合面为圆弧面、球面或锥面。

转动接触杆可以调节接触杆与排气摇臂上凸起之间的间隙。

本发明还包括限位板簧；限位板簧固定在发动机摇臂轴上，且限位板簧位于接触杆与排气摇臂上的凸起之间，用于制动摇臂的旋转移动限位。

所述间隙控制装置包括偏心摆臂和气缸；气缸包括控制阀体、回位弹簧、限位套、执行活塞；偏心摆臂安装在摇臂轴上，其偏心部分嵌于制动摇臂的圆形通孔中；偏心摆臂的端部与执行活塞的上端连接；执行活塞的下端、回位弹簧布置于控制阀体内，限位套固定于控制阀体的上部，控制阀体的下部气孔与气压系统相通。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是独立凸轮式发动机制动装置的立体结构图。

图2是气缸剖视图。

图3a是发动机正常工作时，各零件位置图；图3b是发动机正常工作时整个装置的简化图。

图4a是发动机制动工作时，各零件位置图；图4b是发动机制动工作时整个装置的简化图。

图5是制动摇臂的中心分别在发动机正常工作和制动起作用时的位置图。

图6是发动机制动装置工作时的流程示意图。

具体实施方式

如图1，图2所示，传统的发动机包括排气摇臂3，凸轮轴7；排气摇臂3布置在发动机摇臂轴6上；排气摇臂3的一端与排气门8连接，另一端安装有排气摇臂滚轮301，凸轮轴7上加工的排气凸轮701与排气摇臂滚轮301相接触。发动机排气门8是一个菌形气门，用于控制发动机内燃烧室和进排气歧管之间气体的流动。

本发明的独立凸轮式发动机制动装置包括排气摇臂3，凸轮轴7，制动摇臂1，间隙控制装置2，限位板簧。

所述排气摇臂3上带有凸起302，该凸起302为台阶形。

所述制动摇臂1包括摇臂主体102和接触杆4；摇臂主体102与排气摇臂3相邻布置在发动机摇臂轴6上；摇臂主体102的驱动端上带有通孔，接触杆4与该通孔螺纹连接；接触杆4的一端从该通孔凸出出来，与排气摇臂3上的凸起302对应，且两者之间存在一个间隙，接触杆4的另一端由一个螺母锁紧。摇臂主体102靠近接触杆4另一端的端部安装有制动摇臂滚轮101；凸轮轴7上加工的制动凸轮702与制动摇臂滚轮101相接触。

所述接触杆4与凸起302的配合面为弧面。

所述限位板簧5固定在发动机摇臂轴6上，且限位板簧5位于接触杆4与排气摇臂3上的凸起302之间，用于制动摇臂1的旋转移动限位。

所述制动摇臂1不限于上述结构，还可以是不带有接触杆的单一摇臂主体结构。

所述排气摇臂3上的凸起302不限于台阶形，还可以是半圆柱形等其他形状。凸起302与接触杆4的配合面不限于平面，还可以是弧面、球面或圆锥面等。

排气摇臂3可直接或者通过气门桥驱动排气门8。制动摇臂1驱动排气摇臂3在需要发动机制动时开启至少一个排气门。

所述间隙控制装置包括偏心摆臂9、气缸2；气缸2包括控制阀体10、回位弹簧11、限位套12、执行活塞13；偏心摆臂9安装在摇臂轴上，其偏心部分嵌入于制动摇臂1的圆形通孔中，可带动摇臂主体102绕摇臂轴6旋转并移动；偏心摆臂9的前端与执行活塞13的上端连接；执行活塞13的下端位于控制阀体10内，可以在控制阀体10内滑动；回位弹簧11布置控制阀体10内，用于执行活塞13的回程控制；限位套12固定于控制阀体10的上部，控制执行活塞13在控制阀体10内的升程，从而控制偏心摆臂9旋转的角度；控制阀体10的气孔与气压系统连接，电磁阀控制气体的通断。

所述间隙控制装置不限于上述结构，还可以利用气缸的活塞直接驱动制动摇臂1移动，补偿接触杆4与排气摇臂3的凸起302之间的间隙。

如图3a、图3b及图5所示，发动机正常工作时，偏心摆臂9的偏心部分901的轴线位置为A，制动摇臂1的接触杆4与排气摇臂3的凸起302之间存在间隙X，X优选1mm～2mm。如图4a、图4b及图5所示，当需要发动机制动工作时，偏心摆臂9旋转，其偏心部分901的轴线位置变为A’，制动摇臂1随着偏心摆臂9旋转并同时向前移动，从而使制动摇臂1的接触杆4和排气摇臂3的凸起302接触，在制动凸轮702的驱动下一起运动，实现制动功能。

如图6所示，本发明的工作过程如下：

发动机制动工作时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀开启，储气罐内的高压气体经气孔进入控制阀体10底部，推动执行活塞13向上运动，执行活塞13带动偏心摆臂9绕摇臂轴6旋转一定角度，偏心摆臂9的偏心部分901带动制动摇臂1旋转并同时向前移动，补偿接触杆4与排气摇臂3之间间隙；执行活塞13上行到限位套12底部时，接触杆4与排气摇臂3接触。此时凸轮轴7上的制动凸轮702在转动过程中通过制动摇臂1将运动传递给排气摇臂3，制动摇臂1和排气摇臂3一起绕摇臂轴6运动，在压缩上止点前，开启排气门8，排出发动机气缸内高压气体，实现发动机制动，提高制动功率。

当取消制动状态时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀关闭，高压气体从控制阀体10底部溢出，控制阀体10底部气体压力减小到接近0，执行活塞13在回位弹簧11的作用下向下运动，带动偏心摆臂9反方向旋转一定角度，制动摇臂1随偏心摆臂9一起旋转并同时向后移动，从而使接触杆4与排气摇臂3之间恢复原来的1mm～2mm间隙，制动摇臂1不再影响排气摇臂3的运动，发动机正常工作。

Claims

1.一种独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于包括排气摇臂（3），凸轮轴（7），制动摇臂（1），间隙控制装置；所述排气摇臂（3）及制动摇臂（1）相邻布置在发动机摇臂轴（6）上；排气摇臂（3）可绕摇臂轴（6）旋转，其一端与排气门（8）连接，另一端安装有排气摇臂滚轮（301）；制动摇臂（1）可绕摇臂轴（6）旋转并移动；制动摇臂（1）的驱动端与排气摇臂（3）上的凸起（302）位置对应，且两者之间存在一个间隙，制动摇臂（1）的另一端安装有制动摇臂滚轮（101）；凸轮轴（7）上加工的排气凸轮（701）与排气摇臂滚轮（301）相接触，凸轮轴（7）上加工的制动凸轮（702）与制动摇臂滚轮（101）相接触；间隙控制装置与制动摇臂（1）连接，用于补偿制动摇臂（1）和排气摇臂（3）之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述排气摇臂（3）上的凸起（302）为台阶形或柱形；制动摇臂（1）与该凸起（302）的配合面为弧面、球面或锥面。

3.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述制动摇臂（1）包括摇臂主体（102）和接触杆（4）；摇臂主体（102）布置于发动机摇臂轴（6）上，可绕摇臂轴（6）旋转并移动；摇臂主体（102）的驱动端带有通孔，接触杆（4）与该通孔螺纹连接；接触杆（4）的驱动端与排气摇臂（3）上的凸起（302）位置对应，且两者之间存在一个间隙。

4.根据权利要求3所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述排气摇臂（3）上的凸起（302）为台阶形或柱形；接触杆（4）与该凸起（302）的配合面为圆弧面、球面或锥面。

5.根据权利要求3所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述制动摇臂（1）还包括限位板簧（5）；限位板簧（5）固定在发动机摇臂轴（6）上，且限位板簧（5）位于接触杆（4）与排气摇臂（3）上的凸起（302）之间，用于制动摇臂（1）的旋转移动限位。

6.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述间隙控制装置包括偏心摆臂（9）和气缸（2）；气缸（2）包括控制阀体（10）、回位弹簧（11）、限位套（12）、执行活塞（13）；偏心摆臂（9）安装在摇臂轴（6）上，其偏心部分（901）嵌于制动摇臂（1）的圆形通孔中；偏心摆臂（9）的端部与执行活塞（13）的上端连接；执行活塞（13）的下端、回位弹簧（11）布置于控制阀体（10）内，限位套（12）固定于控制阀体（10）的上部，控制阀体（10）的下部气孔与气压系统相通。