CN104251147A - 一种独立凸轮式发动机制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于：排气摇臂和制动摇臂相邻布置在摇臂轴上，摇臂轴上开有润滑油路，排气滚轮连接在排气摇臂的排气滚轮轴上，制动滚轮连接在制动摇臂的制动滚轮轴上，排气滚轮和凸轮轴上的排气凸轮相接触，气门桥下方为第一排气门、第二排气门，调整螺栓通过锁紧螺母固定连接在制动摇臂上，调整螺栓底端和气门桥上顶块相接触，制动滚轮和凸轮轴上的制动凸轮相接触，偏心摆臂布置在制动摇臂和摇臂轴之间，制动摇臂中段开有一个偏心摆臂孔，偏心摆臂通过偏心摆臂孔与制动摇臂连接，偏心摆臂的前端和气缸的执行活塞顶部连接。其结构简单，刚度好，制动功率高、成本低；在整个制动过程中依靠偏心摆臂的旋转来补偿制动间隙，代替了液压执行机构，提高了发动机制动工作过程的可靠性和响应性。
Description
技术领域
本发明涉及一种独立凸轮式发动机制动装置，应用于柴油发动机上，尤其适用于车辆总质量大，仅仅依靠汽车自身的主制动已经不能满足车辆高速重载条件下的制动要求。
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拖作用，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，发动机制动是有效的制动方式，减少行车主制动的使用频率，避免因长时间使用制动器，导致制动器摩擦片的温度升高，磨损加大制动力下降，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，易于实现，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更大。专利CN201080019296雅各布斯车辆系统公司申请的用于发动机制动和排气提前开启的空动可变气门制动系统通过液压方式实现压缩式发动机制动；专利US7392772B2，雅各布斯车辆系统公司申请的Primary and Offset Actuator Rocker Arms for Engine Valve Actuation通过独立凸轮实现压缩式发动机制动；专利WO2010/126479 A1，皆可博公司申请的Dedicated Rocker Arm Engine Brake通过摇臂集成方式实现压缩式发动机制动。上述专利和本专利不存在共同点。
发明内容
本发明的目的是提供一种独立凸轮式发动机制动装置，其结构简单，刚度好，制动功率高、成本低；在整个制动过程中依靠偏心摆臂的旋转来补偿制动间隙，代替了液压执行机构，提高了发动机制动工作过程的可靠性和响应性。
本发明的技术方案是这样实现的：一种独立凸轮式发动机制动装置，由排气摇臂、制动摇臂、偏心摆臂、排气滚轮、制动滚轮、排气滚轮轴、凸轮轴、调整螺栓、锁紧螺母、摇臂轴、制动滚轮轴、气门桥、第一排气门、第二排气门、气缸组成，其特征在于：排气摇臂和制动摇臂相邻布置在摇臂轴上，摇臂轴上开有润滑油路，排气滚轮连接在排气摇臂的排气滚轮轴上，制动滚轮连接在制动摇臂的制动滚轮轴上，排气滚轮和凸轮轴上的排气凸轮相接触，气门桥下方为第一排气门、第二排气门，第一排气门、第二排气门是一个T形气门，调整螺栓通过锁紧螺母固定连接在制动摇臂上，调整螺栓底端和气门桥上顶块相接触，制动滚轮和凸轮轴上的制动凸轮相接触，偏心摆臂布置在制动摇臂和摇臂轴之间，制动摇臂中段开有一个偏心摆臂孔，偏心摆臂通过偏心摆臂孔与制动摇臂连接，偏心摆臂的前端和气缸的执行活塞顶部连接；气缸由气缸体、回位弹簧、限位套、执行活塞组成，执行活塞插入气缸体内部，气缸体上方有限位套对执行活塞限位，回位弹簧套在执行活塞上，具体位于限位套与执行活塞之间。
本发明的积极效果是其结构简单，刚度好，制动功率高、成本低；在整个制动过程中依靠偏心摆臂的旋转来补偿制动间隙，代替了液压执行机构，提高了发动机制动工作过程的可靠性和响应性。
附图说明
图1为本发明的侧视图。
图2为本发明的制动摇臂和气门桥在发动机正常工作时的位置关系图。
图3为本发明在发动机制动工作时的侧视图。
图4为本发明的制动摇臂和气门桥在发动机制动工作时的位置关系图。
图5为本发明的俯视图
图6为本发明的后视图
图7为本发明的摇臂总成的分解视图。
图8为本发明的气缸的剖视图。
图9为偏心摆臂轴线位置变化图。
图10为本发明工作时的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：如图1~图8所示，一种独立凸轮式发动机制动装置，由排气摇臂1、制动摇臂2、偏心摆臂3、排气滚轮4、制动滚轮5、排气滚轮轴6、凸轮轴7、调整螺栓8、锁紧螺母9、摇臂轴10、制动滚轮轴11、气门桥12、排气门13、排气门14、气缸15组成，其特征在于：排气摇臂1和制动摇臂2相邻布置在摇臂轴10上，摇臂轴10上开有润滑油路，排气滚轮4连接在排气摇臂1的排气滚轮轴6上，制动滚轮5连接在制动摇臂2的制动滚轮轴11上，排气滚轮4和凸轮轴7上的排气凸轮7-1相接触，气门桥12下方为第一排气门13、第二排气门14，第一排气门13、第二排气门14是一个T形气门，调整螺栓8通过锁紧螺母9固定连接在制动摇臂2上，调整螺栓8底端和气门桥12上顶块12-1相接触，制动滚轮5和凸轮轴7上的制动凸轮7-2相接触，偏心摆臂3布置在制动摇臂2和摇臂轴10之间，制动摇臂2中段开有一个偏心摆臂孔，偏心摆臂3通过偏心摆臂孔与制动摇臂2连接，偏心摆臂3的前端和气缸15的执行活塞15-4顶部连接；气缸15由气缸体15-1、回位弹簧15-2、限位套15-3、执行活塞15-4组成，执行活塞15-4插入气缸体15-1内部，气缸体15-1上方有限位套15-3对执行活塞15-4限位，回位弹簧15-2套在执行活塞15-4上，具体位于限位套15-3与执行活塞15-4之间。
第一排气门13、第一排气门14是一个T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。
该装置包括一根摇臂轴10，排气摇臂1和制动摇臂2相邻布置在摇臂轴10上。排气摇臂1在凸轮轴7或其他驱动装置的作用下绕摇臂轴10转动。凸轮轴7上的排气凸轮7-1与排气摇臂1上的排气滚轮4相接触，排气摇臂1在排气凸轮7-1的驱动下，由气门桥12开启关闭第一排气门13、第一排气门14实现排气冲程；凸轮轴7上的制动凸轮7-2与制动摇臂2上的制动滚轮5相接触，发动机制动凸轮7-2可以实现发动机压缩制动，即在发动机压缩冲程上止点附近开启排气门。
摇臂轴10上包括多个内部油路，为滚轮、偏心摆臂提供润滑，摇臂轴上有一个常通油路，常通油路在发动机工作过程中可向一个或多个摇臂提供润滑油。
排气摇臂1的后端布置一个滚轮轴孔，排气滚轮轴6安装在滚轮轴孔内，排气滚轮4安装在排气滚轮轴6上。制动摇臂2的后端布置一个滚轮轴孔，制动滚轮轴11安装在滚轮轴孔内，制动滚轮5安装在制动滚轮轴11上。
制动摇臂2的中央布置一个偏心摆臂孔，偏心摆臂3安装在偏心摆臂孔内，制动摇臂可以随偏心摆臂3旋转，偏心摆臂3的前端和执行活塞15-4相连接，执行活塞15-4安装在气缸体15-1的内部，可以在气缸体15-1内滑动。在气缸体15-1顶部布置一个限位套15-3，控制执行活塞15-4在气缸体15-1内的升程，从而控制偏心摆臂3旋转的角度。偏心摆臂3上包括一个或多个油孔，和摇臂轴10上的油孔相通，同时和制动摇臂2上的油孔相通，为滚轮提供润滑。
气缸15安装在缸盖上，在电磁阀的控制下，储气罐内的气体可被选择性的供应到气缸15内，通过打开和关闭电磁阀，气体可被选择性地供给到气缸底部，推动执行活塞15-4运动，从而带动偏心摆臂3旋转。
如图9所示，发动机正常工作时，偏心摆臂3的轴线位置为A，调整螺栓8和气门桥12之间存在一定的间隙。当需要发动机制动工作时，偏心摆臂3旋转，轴线位置变为A’，制动摇臂2随着偏心摆臂3旋转，同时带动调整螺栓8向下移动，从而使调整螺栓8和气门桥12上顶块12-1相接触，制动凸轮7-2小升程起作用，实现制动功能。调整螺栓8由锁紧螺母9锁紧。
如图3~图7所示，在凸轮轴7上有一个专门用于发动机制动的专用凸轮7-2，需要发动机制动工作时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀开启，高压气体经缸盖上的气孔进入气缸体15-1底部，推动执行活塞15-4向上运动，执行活塞15-4带动偏心摆臂3绕摇臂轴10旋转一定角度，制动摇臂2和调整螺栓随偏心摆臂3一起旋转同时向下运动，补偿调整螺栓8和气门桥12之间间隙，执行活塞15-4上行到限位套15-3底部时，调整螺栓8和气门桥12上顶块12-1相接触，制动凸轮7-2的小升程起作用，在压缩上止点前，开启排气门，排出气缸内高压气体，提高制动功率。
如图10所示，在下坡、崎岖山路或高速重载时，辅助制动装置启动，发动机电子控制单元发出制动信号，电磁阀开启，气压驱动制动摇臂2，排气摇臂1与制动摇臂2一起运动，第一排气门13、第二排气门14打开，达到制动目的。
如图1~图7所示，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，高压气体从气缸体15-1底部溢出，执行活塞15-4在回位弹簧15-2的作用下向下运动，带动偏心摆臂3绕摇臂轴旋转一定角度，制动摇臂2和调整螺栓8随偏心摆臂3一起旋转，从而使调整螺栓8和气门桥12之间产生间隙，制动凸轮7-2的升程被该间隙补偿掉，制动升程不起作用，发动机正常工作。
Claims (1)
1.一种独立凸轮式发动机制动装置，由排气摇臂、制动摇臂、偏心摆臂、排气滚轮、制动滚轮、排气滚轮轴、凸轮轴、调整螺栓、锁紧螺母、摇臂轴、制动滚轮轴、气门桥、第一排气门、第二排气门、气缸组成，其特征在于：排气摇臂和制动摇臂相邻布置在摇臂轴上，摇臂轴上开有润滑油路，排气滚轮连接在排气摇臂的排气滚轮轴上，制动滚轮连接在制动摇臂的制动滚轮轴上，排气滚轮和凸轮轴上的排气凸轮相接触，气门桥下方为第一排气门、第二排气门，第一排气门、第二排气门是一个T形气门，调整螺栓通过锁紧螺母固定连接在制动摇臂上，调整螺栓底端和气门桥上顶块相接触，制动滚轮和凸轮轴上的制动凸轮相接触，偏心摆臂布置在制动摇臂和摇臂轴之间，制动摇臂中段开有一个偏心摆臂孔，偏心摆臂通过偏心摆臂孔与制动摇臂连接，偏心摆臂的前端和气缸的执行活塞顶部连接；气缸由气缸体、回位弹簧、限位套、执行活塞组成，执行活塞插入气缸体内部，气缸体上方有限位套对执行活塞限位，回位弹簧套在执行活塞上，具体位于限位套与执行活塞之间。
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Legal Events
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