CN105351026B - 一种发动机排气制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机排气制动系统，包括：具有基圆、排气升程和制动升程的凸轮；设有可通断制动油路的摇臂轴；排气摇臂总成的摇臂本体上设有与制动油路连通的第一油道、调整螺钉总成设有制动升程间隙调节结构、球销总成设有贯通第一球销和象足并与第一油道连通的第二油道；气门桥总成的气门桥本体安装有排气门、主活塞、副活塞和泄油孔，主活塞安装孔与副活塞安装孔连通，泄油孔处设有可对其进行密封的密封装置，主活塞的台阶空腔与第二油道连通，副活塞的下端设有安装有制动排气门的安装孔。通过一个凸轮与一个摇臂总成和一个气门桥总成的配合，同时实现了发动机做正功和制动两种工作状态。

Description

一种发动机排气制动系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机排气制动系统。

背景技术

发动机做正功时，在凸轮轴旋转360°的过程中，发动机完成进气、压缩、做功及排气四个工作循环。在压缩冲程结束时，燃油喷入气缸中燃烧，在随后的膨胀冲程中对外做功。发动机凸轮轴上一般设有进气凸轮和排气凸轮两个凸轮，进气凸轮在进气冲程中打开进气门使空气进入气缸中，排气凸轮在排气冲程中打开排气门将燃烧的废气排出气缸。

发动机制动时，需要在压缩上止点附近将排气门打开，将压缩气体排出，以减小做功冲程的能量，从而使发动机减速。为了实现发动机缸内制动，传统的发动机制动系统是在凸轮轴上增设额外的制动凸轮，并通过制动凸轮驱动专用的制动摇臂，以实现压缩释放制动。因此，发动机的凸轮轴上分别设有进气凸轮、排气凸轮和制动凸轮三个凸轮，制动凸轮与排气凸轮相互独立，互不影响。由此需要单独加工制动凸轮以及专用制动摇臂，且空间布置困难，不满足模块化设计要求，增加了整个发动机机构的重量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是现有发动机制动系统中排气凸轮和制动凸轮分别单独设置，导致空间布置困难、重量增加的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机排气制动系统，包括：凸轮轴，凸轮轴设有凸轮，凸轮包括基圆、排气升程和制动升程；挺柱，挺柱的下端与凸轮相配合，其上端连接有推杆；摇臂轴，摇臂轴设有可通断的制动油路；排气摇臂总成，包括设于摇臂轴的摇臂本体、设于摇臂本体的一端并与推杆的顶端相配合的调整螺钉总成、以及设于摇臂本体的另一端的球销总成，摇臂本体上设有与制动油路连通的第一油道，调整螺钉总成设有制动升程间隙调节结构，球销总成包括具有球状凹槽的象足、以及一端与摇臂本体连接且另一端容纳于球状凹槽的第一球销，球销总成设有贯通第一球销和象足并与第一油道连通的第二油道；气门桥总成，包括气门桥本体、主活塞以及副活塞，气门桥本体设有安装有排气门的排气门安装孔、安装主活塞的主活塞安装孔、安装副活塞并通过第三油道与主活塞安装孔连通的副活塞安装孔、以及与副活塞安装孔连通的泄油孔，主活塞与象足接触，主活塞设有台阶空腔，台阶空腔包括大径腔和位于大径腔上方并与第二油道连通的小径腔，大径腔内从上至下依次设有弹簧座、第一弹簧和第一卡环，副活塞的下端设有安装有制动排气门的制动排气门安装孔；密封装置，密封装置可对泄油孔进行密封。

根据本发明，调整螺钉总成包括调整螺钉本体和第二球销，调整螺钉本体设有楔形卡槽，第二球销的上端可滑动地插设于楔形卡槽，其下端与推杆的顶端相配合，制动升程间隙调节结构包括设于第二球销的环形凹槽和设于环形凹槽与楔形卡槽之间的第二卡环，环形凹槽的宽度大于凸轮的最大制动升程。

根据本发明，摇臂本体上设有台阶通孔，台阶通孔从上至下包括小径段和大径段，小径段和大径段之间具有台阶面，调整螺钉本体穿设于台阶通孔并与小径段螺纹连接，第二球销设有与台阶面相对的凸台，调整螺钉本体和第二球销上套设有第二弹簧，第二弹簧抵持设于台阶面与凸台之间。

根据本发明，调整螺钉本体伸出台阶通孔的一端连接有锁紧螺母。

根据本发明，制动油路的通断通过电磁阀控制。

根据本发明，摇臂本体上设有球销孔，第一球销与球销孔过盈连接。

根据本发明，象足的球形凹槽容纳第一球销后采用滚压工艺进行缩口。

根据本发明，球形凹槽与第一球销之间具有预留间隙，使得象足能够绕第一球销摆动。

根据本发明，摇臂本体上设有摇臂孔，摇臂孔内设有摇臂衬套，摇臂本体通过摇臂孔套设于摇臂轴。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

(1)本发明的发动机排气制动系统，在凸轮上设置排气升程和制动升程，通过一个凸轮与一个摇臂总成和一个气门桥总成的配合，同时实现了发动机做正功和制动两种工作状态，大大节省了发动机的布置空间，实现了集成设计，从而减小了发动机机构的重量。

(2)本发明的发动机排气制动系统，通过调整螺钉总成及其制动升程间隙调节结构，保证了发动机在做正功工作状态时，凸轮的制动升程不作用于气门桥总成。由此既可实现单气门制动工作状态，也可实现双气门做正功工作状态，且在制动和做正功两种工作状态下，制动排气门和排气门的升程相同，互不影响，最大程度地实现了发动机的功能最大化。

附图说明

图1是本发明实施例发动机排气制动系统的整体结构示意图；

图2是图1示出的发动机排气制动系统中的凸轮的结构示意图；

图3是图1示出的发动机排气制动系统中的排气摇臂总成的结构示意图；

图4是图3示出的排气摇臂总成中的球销总成的结构示意图；

图5是图1示出的发动机排气制动系统中的气门桥总成的结构示意图；

图6是图5示出的气门桥总成中的主活塞的结构示意图；

图7是图3示出的排气摇臂总成中的调整螺钉总成的结构示意图。

图中：1：凸轮轴；10：凸轮；101：基圆；102：排气升程；103：制动升程；2：挺柱；3：推杆；4：摇臂轴；5：排气摇臂总成；51：摇臂本体；511：第一油道；512：小径段；513：大径段；52：调整螺钉总成；521：调整螺钉本体；5211：楔形卡槽；522：第二球销；5221：环形凹槽；5222：凸台；523：第二卡环；524：第二弹簧；525：锁紧螺母；53：球销总成；531：象足；532：第一球销；533：第二油道；54：摇臂衬套；6：密封装置；7：气门桥总成；71：气门桥本体；711：排气门安装孔；712：主活塞安装孔；713：副活塞安装孔；714：泄油孔；715：第三油道；72：主活塞；721：大径腔；722：小径腔；723：弹簧座；724：第一弹簧；725：第一卡环；73：副活塞；731：制动排气门安装孔；8：制动排气门；9：排气门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明的发动机排气制动系统的一种实施例。如图1所示，本实施例的发动机排气制动系统包括：凸轮轴1、挺柱2、推杆3、摇臂轴4、排气摇臂总成5、气门桥总成7、制动排气门8、排气门9和密封装置6。其中，凸轮轴1设有凸轮10，如图2所示，凸轮10包括基圆101、排气升程102和制动升程103。挺柱2的下端与凸轮10相配合，挺柱2的上端与推杆3连接。摇臂轴4设有可通断的制动油路。如图3所示，排气摇臂总成5包括摇臂本体51、调整螺钉总成52和球销总成53。摇臂本体51设于摇臂轴4，摇臂本体51上设有与摇臂轴4的制动油路连通的第一油道511。调整螺钉总成52设于摇臂本体51的一端，并且，调整螺钉总成52与推杆3的顶端相配合，调整螺钉总成52设有制动升程间隙调节结构。球销总成53设于摇臂本体51的另一端，如图3和图4所示，球销总成53包括象足531和第一球销532。象足531具有球状凹槽，第一球销532的一端与摇臂本体51连接，第一球销532的另一端成球状并容纳于象足531上端的球状凹槽中。球销总成53设有贯通第一球销532和象足531的第二油道533，即第一球销532和象足531上分别设有通孔，并相互连通形成贯通的第二油道533，第二油道533与摇臂本体51上的第一油道511连通。气门桥总成7与球销总成53接触，如图1和图5所示，气门桥总成7包括气门桥本体71、主活塞72以及副活塞73。气门桥本体71设有排气门安装孔711、主活塞安装孔712、副活塞安装孔713和泄油孔714，排气门安装孔711安装有排气门9；主活塞安装孔712用于安装主活塞72；副活塞安装孔713用于安装副活塞73，副活塞安装孔713通过设置在气门桥本体71上的第三油道715与主活塞安装孔712连通；泄油孔714与副活塞安装孔713连通，密封装置6可对泄油孔714进行密封。主活塞72与象足531接触，如图6所示，主活塞72设有台阶空腔，台阶空腔包括大径腔721和小径腔722，小径腔722位于大径腔721上方，并且，小径腔722与球销总成53的第二油道533连通。大径腔721内从上至下依次设有弹簧座723、第一弹簧724和第一卡环725。如图1和图5所示，副活塞73的下端开设有制动排气门安装孔731，制动排气门安装孔731安装有制动排气门8。

本实施例的上述发动机排气制动系统的工作原理为：当发动机做正功时，摇臂轴4上的制动油路断开，此时制动油路不起作用。当发动机制动时，摇臂轴4上的制动油路打通，此时制动压力油便会从摇臂轴4上的制动油路通往摇臂本体51，并依次沿摇臂本体51上的第一油道511、球销总成53的第二油道533，到达与象足531接触的气门桥总成7的主活塞72，进入主活塞72的小径腔722，并克服主活塞72的大径腔721内第一弹簧724的弹簧力，制动压力油的油压作用于第一弹簧724，使第一弹簧724产生压缩变形，使得弹簧座723与主活塞72的大径腔721之间产生间隙空间，制动压力油不断进入该间隙空间，直至充满主活塞72的台阶空腔，此时，主活塞72会在制动压力油压力作用下整体上浮，同时制动压力油经过气门桥本体71上的第三油道715进入副活塞73的上部。安装时排气摇臂总成5与气门桥总成7之间预留有一定的间隙，主活塞72上浮，驱动排气摇臂总成5逆时针旋转，直至将该间隙吃掉。此时气门桥本体71上的泄油孔714由密封装置6密封，气门桥总成7中的主活塞72、副活塞73形成压力油连接。当凸轮10转至制动升程103时，则会驱动排气摇臂总成5顺时针旋转，使得主活塞72向下移动，从而驱动副活塞73向下移动，进而打开制动排气门8，将压缩气体从发动机的气缸内排出，将能量释放掉，由此实现缸内制动。当凸轮10在排气升程102时，排气摇臂总成5驱动主活塞72，由主活塞72带动气门桥总成7向下运动，此时，泄油孔714脱离密封装置6，制动压力油从泄油孔714流出，从而保证了制动状态下制动排气门8的升程与排气门9的升程相同。由此，本实施例的发动机排气制动系统在凸轮10上设置排气升程102和制动升程103，通过一个凸轮10与一个排气摇臂总成5和一个气门桥总成7的配合，同时实现了发动机做正功和制动两种工作状态，大大节省了发动机的布置空间，实现了集成设计，从而减小了发动机机构的重量。

进一步，在本实施例中，如图7所示，调整螺钉总成52包括调整螺钉本体521和第二球销522。调整螺钉本体521设有楔形卡槽5211，第二球销522的上端可上下滑动地插设于楔形卡槽5211，第二球销522的下端成球状并与推杆3的顶端相配合。调整螺钉总成52的制动升程间隙调节结构包括设于第二球销522的环形凹槽5221和设于环形凹槽5221与楔形卡槽5211之间的第二卡环523，环形凹槽5221的宽度大于凸轮10的最大制动升程。

本实施例的发动机排气制动系统在发动机处于做正功工作状态时，摇臂轴4上的制动油路断开而不起作用，制动压力油不会通过摇臂本体51进入气门桥总成7内，因此主活塞72不会上浮。但由于凸轮10包括排气升程102和制动升程103，当发动机处于做正功工作状态时，凸轮10上的制动升程103也始终存在。本实施例的上述调整螺钉总成52及其制动升程间隙调节结构保证了发动机在做正功工作状态时，凸轮10的制动升程103不作用于气门桥总成7。具体为：通过环形凹槽5221与第二卡环523的相互配合，使得第二球销522在楔形卡槽5211内具有一定的上下滑移量，同时环形凹槽5221的宽度大于凸轮10的最大制动升程，因此，第二球销522在楔形卡槽5211内的可上下滑移量大于凸轮10的最大制动升程。当凸轮10转至制动升程103时，推杆3向上运动，带动调整螺钉总成52中的第二球销522向上运动，由于第二球销522在楔形卡槽5211内的可上下滑移量大于凸轮10的最大制动升程，因此即使达到凸轮10的最大制动升程，第二球销522也不会与调整螺钉本体521接触，则不会带动调整螺钉本体521运动，由此使得凸轮10的制动升程103不会作用于摇臂本体51，从而也不会作用于气门总成7。当凸轮10转至排气升程102时，推杆3驱动调整螺钉总成52中的第二球销522与调整螺钉本体521接触，从而驱动摇臂本体51顺时针旋转，进而带动气门桥总成7整体向下运动，同时打开排气门9和制动排气门8，可保证在做正功状态下制动排气门8的升程与排气门9的升程相同。由此，本实施例的发动机排气制动系统通过调整螺钉总成52及其制动升程间隙调节结构，既可实现单气门制动工作状态，也可实现双气门做正功工作状态，且在制动和做正功两种工作状态下，制动排气门8和排气门9的升程相同，互不影响，最大程度地实现了发动机的功能最大化。

进一步，在本实施例中，如图3所示，摇臂本体51上设有台阶通孔，台阶通孔从上至下包括小径段512和大径段513，小径段512和大径段513之间具有台阶面。小径段512的孔壁上设有内螺纹，调整螺钉本体521的外圆周面上设有外螺纹，调整螺钉本体521穿设于台阶通孔，并且调整螺钉本体521的外螺纹与小径段512的内螺纹配合连接。第二球销522设有与台阶面相对的凸台5222，调整螺钉本体521和第二球销522上套设有第二弹簧524，第二弹簧524抵持设于台阶面与凸台5222之间。第二弹簧524对凸轮10对调整螺钉总成52的驱动起到缓冲的作用。

进一步，在本实施例中，如图3所示，调整螺钉本体521伸出摇臂本体51的台阶通孔的一端连接有锁紧螺母525，锁紧螺母525对调整螺钉本体521起到紧固的作用。

进一步，在本实施例中，摇臂轴4的制动油路的通断通过电磁阀控制。开启电磁阀，制动油路打通，关闭电磁阀，制动油路则断开，由此实现驾车人员对发动机工作状态的选择、切换控制。

进一步，在本实施例中，如图3所示，摇臂本体51上设有球销孔，第一球销532与球销孔过盈连接，即第一球销532通过过盈连接直接压入摇臂本体51的球销孔内，然后再进行镗孔加工。

进一步，在本实施例中，象足531的球形凹槽容纳第一球销532后采用滚压工艺进行缩口。使得第一球销532不会从象足531的球形凹槽内脱出。

进一步，在本实施例中，如图4所示，象足531的球形凹槽与第一球销532之间具有预留间隙，使得象足531能够绕第一球销532摆动。本实施例的象足531能够绕第一球销532摆动30°。

进一步，在本实施例中，摇臂本体51上设有摇臂孔，摇臂孔内设有摇臂衬套54，摇臂本体51通过摇臂孔套设在摇臂轴4上。

综上所述，本实施例的发动机排气制动系统，在凸轮10上设置排气升程102和制动升程103，通过一个凸轮10与一个排气摇臂总成5和一个气门桥总成7的配合，并通过调整螺钉总成52及其制动升程间隙调节结构，既可实现单气门制动工作状态，也可实现双气门做正功工作状态，且在制动和做正功两种工作状态下，制动排气门8和排气门9的升程相同，互不影响，最大程度地实现了发动机的功能最大化，大大节省了发动机的布置空间，实现了集成设计，从而减小了发动机机构的重量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种发动机排气制动系统，其特征在于，包括：

凸轮轴，所述凸轮轴设有凸轮，所述凸轮包括基圆、排气升程和制动升程；

挺柱，所述挺柱的下端与所述凸轮相配合，其上端连接有推杆；

摇臂轴，所述摇臂轴设有可通断的制动油路；

排气摇臂总成，包括设于所述摇臂轴的摇臂本体、设于所述摇臂本体的一端并与所述推杆的顶端相配合的调整螺钉总成、以及设于所述摇臂本体的另一端的球销总成，所述摇臂本体上设有与所述制动油路连通的第一油道，所述调整螺钉总成设有制动升程间隙调节结构，所述调整螺钉总成包括调整螺钉本体和第二球销，所述调整螺钉本体设有楔形卡槽，所述第二球销的上端可滑动地插设于所述楔形卡槽，其下端与所述推杆的顶端相配合，所述制动升程间隙调节结构包括设于所述第二球销的环形凹槽和设于所述环形凹槽与所述楔形卡槽之间的第二卡环，所述环形凹槽的宽度大于所述凸轮的最大制动升程，所述球销总成包括具有球状凹槽的象足、以及一端与所述摇臂本体连接且另一端容纳于所述球状凹槽的第一球销，所述球销总成设有贯通所述第一球销和所述象足并与所述第一油道连通的第二油道；

气门桥总成，包括气门桥本体、主活塞以及副活塞，所述气门桥本体设有安装有排气门的排气门安装孔、安装所述主活塞的主活塞安装孔、安装所述副活塞并通过第三油道与所述主活塞安装孔连通的副活塞安装孔、以及与所述副活塞安装孔连通的泄油孔，所述主活塞与所述象足接触，所述主活塞设有台阶空腔，所述台阶空腔包括大径腔和位于所述大径腔上方并与所述第二油道连通的小径腔，所述大径腔内从上至下依次设有弹簧座、第一弹簧和第一卡环，所述副活塞的下端设有安装有制动排气门的制动排气门安装孔；

密封装置，所述密封装置可对所述泄油孔进行密封。

2.根据权利要求1所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述摇臂本体上设有台阶通孔，所述台阶通孔从上至下包括小径段和大径段，所述小径段和所述大径段之间具有台阶面，所述调整螺钉本体穿设于所述台阶通孔并与所述小径段螺纹连接，所述第二球销设有与所述台阶面相对的凸台，所述调整螺钉本体和所述第二球销上套设有第二弹簧，所述第二弹簧抵持设于所述台阶面与所述凸台之间。

3.根据权利要求2所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述调整螺钉本体伸出所述台阶通孔的一端连接有锁紧螺母。

4.根据权利要求1所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述制动油路的通断通过电磁阀控制。

5.根据权利要求1所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述摇臂本体上设有球销孔，所述第一球销与所述球销孔过盈连接。

6.根据权利要求1所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述象足的球形凹槽容纳所述第一球销后采用滚压工艺进行缩口。

7.根据权利要求6所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述球形凹槽与所述第一球销之间具有预留间隙，使得所述象足能够绕所述第一球销摆动。

8.根据权利要求1所述的发动机排气制动系统，其特征在于，所述摇臂本体上设有摇臂孔，所述摇臂孔内设有摇臂衬套，所述摇臂本体通过所述摇臂孔套设于所述摇臂轴。