CN106640258A - 一种发动机压缩释放式制动系统及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开的发动机压缩释放式制动系统，包括摇臂以及凸轮组件和气门组件，摇臂上开设有活塞腔，活塞腔内可滑动地设置有制动活塞，制动活塞上设置有用于与气门组件抵接以消除气门间隙的制动凸起，制动活塞的移动方向与气门组件的运动方向具有大于0度的夹角；凸轮组件上设置有用于与摇臂配合的制动凸轮和排气凸轮，制动凸轮的高度小于排气凸轮的高度；气门组件的一端可滑动地伸入活塞腔内；摇臂上开设有向活塞腔内供油以推动制动活塞移动的制动油道；活塞腔内设置有驱动制动活塞复位的复位弹性件。本发明在车辆下坡的冲量会不停的通过发动机压缩‑释放的动作耗散，最终使车辆减速，达到提高制动功率的目的。本发明还公开了一种发动机。

Description

一种发动机压缩释放式制动系统及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机压缩释放式制动系统及发动机。

背景技术

随着重型卡车载重量不断增加，柴油机功率也在不断增加，整车制动功率日显不足，特别是车辆行驶在长的下坡路面上，使得行车制动器及轮胎的磨损很严重，因而保证车辆有足够的制动能力，增加整车的制动功率显得特别重要。

因此，如何增加整车的制动功率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机压缩释放式制动系统，以增加整车的制动功率；

本发明的另一个目的在于提供一种发动机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机压缩释放式制动系统，包括摇臂以及分别与所述摇臂的两端配合的凸轮组件和气门组件，所述摇臂上开设有活塞腔，所述活塞腔内可滑动地设置有制动活塞，所述制动活塞上设置有用于与所述气门组件抵接以消除气门间隙的制动凸起，所述制动活塞的移动方向与所述气门组件的运动方向具有大于0度的夹角；

所述凸轮组件上设置有用于与所述摇臂配合的制动凸轮和排气凸轮，所述制动凸轮的高度小于所述排气凸轮的高度；

所述气门组件的一端可滑动地伸入所述活塞腔内；

所述摇臂上开设有向所述活塞腔内供油以推动所述制动活塞移动的制动油道；

所述活塞腔内设置有驱动所述制动活塞复位的复位弹性件。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述制动活塞包括：

活塞杆，所述制动凸起设置于所述活塞杆上；

设置于所述活塞杆上的导向件，所述导向件与所述活塞腔滑动配合。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述导向件为多个，且至少一个所述导向件的外周面上设置有第一斜齿，所述活塞腔的内壁上设置有与所述第一斜齿配合，以在所述制动活塞移动时带动所述制动活塞转动的第二斜齿。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述导向件为两个，且分别位于所述制动凸起两侧，靠近所述制动油道导向件为第一导向件，另一个导向件为第二导向件；

所述第一导向件和/或所述第二导向件上设置有第一斜齿。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述复位弹性件为弹簧。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述制动凸起的外表面为球面，且光滑过渡至所述制动活塞上。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述活塞腔的一端贯通所述摇臂的侧壁，且开口处通过堵头封堵。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述气门组件包括气门和设置于所述气门端部的气门帽，所述气门帽的一端伸入所述活塞腔内，用于与所述制动凸起抵接。

优选地，在上述发动机压缩释放式制动系统中，所述凸轮组件直接与所述摇臂抵接，或者，

所述凸轮组件通过调整螺钉、推杆和挺柱与所述摇臂抵接，所述推杆的两端分别与所述调整螺钉和挺柱连接，所述挺柱与所述凸轮组件抵接，所述调整螺钉与所述摇臂螺纹配合。

一种发动机，包括如上任一项所述的发动机压缩释放式制动系统。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的发动机压缩释放式制动系统，当发动机正常运行时，制动活塞端部的制动机油压力腔内没有压力油，制动活塞在复位弹性件作用下处于原始位置(非制动位置)，制动凸起远离气门组件的位置，气门间隙处于正常值，制动凸轮不起作用，气门组件处于正常工作状态。

当发动机处于制动状态时，发动机机油通过制动油道进入制动机油压力腔，机油压力推动制动活塞在活塞腔内移动，当制动活塞到达制动位置时，制动活塞上设置的制动凸起移动到气门组件位置，补偿气门间隙，当凸轮组件的制动凸轮推动配气机构运动时，会将排气门打开，实现发动机压缩排气。

当发动机制动结束后，制动机油压力腔内的机油通过制动油道泄掉，制动活塞在复位弹性件的作用下回位，制动凸起离开气门组件位置释放气门间隙，制动凸轮不起作用，实现正常的气门开闭。

本发明在压缩冲程上止点附近，通过凸轮组件上的制动凸轮使排气门打开，压缩冲程形成的高压气体排出发动机气缸。大部分压缩气体吸收的能量会被排掉，仅有一小部分的残余能量推动发动机活塞回位。随着发动机重复运转，车辆下坡的冲量会不停的通过发动机压缩-释放的动作耗散，最终使车辆减速，达到提高制动功率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的发动机压缩释放式制动系统的剖视图；

图2为本发明实施例所提供的制动活塞示意图；

图3为本发明实施例所提供的发动机压缩释放式制动系统的处于制动状态时的剖视图；

图4为本发明实施例所提供的第一导向件具有第一斜齿的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的第二导向件具有第一斜齿的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的第一导向件和第二导向件具有第一斜齿的结构示意图。

其中，1为制动活塞，2为活塞腔，3为制动机油压力腔，4为制动油道，5为摇臂，6为摇臂轴，7为调整螺钉，8为推杆，9为挺柱，10为制动凸轮，11为凸轮组件，12为排气凸轮，13为气门弹簧，14为气门，15为气门帽，16为堵头，17为复位弹性件，101为活塞杆，102为制动凸起，103为第二导向件，104为第一导向件。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种发动机压缩释放式制动系统，以增加整车的制动功率；

本发明的另一个核心在于提供一种发动机。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的发动机压缩释放式制动系统的剖视图；图2为本发明实施例制动活塞示意图；图3为本发明实施例所提供的发动机压缩释放式制动系统的处于制动状态时的剖视图。

本发明实施例公开的发动机压缩释放式制动系统包括摇臂5以及分别与摇臂5的两端配合的凸轮组件11和气门组件，摇臂5、凸轮组件11和气门组件三者之间的配合关系与传统发动机相同，均是通过凸轮组件11的转动推动摇臂5沿摇臂轴6摆动，从而推动气门组件动作，以打开排气门排气。

摇臂5上开设有活塞腔2，活塞腔2内可滑动地设置有制动活塞1，制动活塞1上设置有用于与气门组件抵接以消除气门间隙的制动凸起102，制动活塞1的移动方向与气门组件的运动方向具有大于0度的夹角，优选地，制动活塞1的移动方向与气门组件的运动方向垂直，以气门组件竖直方向移动为例，制动活塞1水平方向移动。当发动机正常运行时，制动凸起102与气门组件处于脱离位置。当发动机处于制动状态时，制动活塞1在活塞腔2内移动至制动凸起102与气门组件抵接以消除气门间隙。

凸轮组件11上设置有用于与摇臂5配合的制动凸轮10和排气凸轮12，制动凸轮10的高度小于排气凸轮12的高度，制动凸轮10用于发动机制动，排气凸轮12用于发动机排气，由于发动机压缩释放式制动时，排气门不需要全开，只需要打开一个缝隙即可，所以制动凸轮10的高度小于排气凸轮12的高度。

气门组件的一端可滑动地伸入活塞腔2内，以方便与活塞腔2内的制动凸起102配合。摇臂5上开设有向活塞腔2内供油以推动制动活塞1移动的制动油道4，压力油通过制动油道4进入活塞腔2的制动机油压力腔3以推动制动活塞1在活塞腔2内滑动，从而将制动活塞1上的制动凸起102推送到气门组件的位置，以消除气门间隙。

活塞腔2内设置有驱动制动活塞1复位的复位弹性件17，复位弹性件17优选为弹簧，也可为其他具有弹性的零件，例如硅胶件、橡胶件等。在不需要排气制动时，制动油道4内的压力油失去压力，复位弹性件17的弹力将制动活塞1推送至起始位置。

本发明提供的发动机压缩释放式制动系统，当发动机正常运行时，制动活塞1端部的制动机油压力腔3内没有压力油，制动活塞1在复位弹性件17作用下处于原始位置(非制动位置)，制动凸起102远离气门组件的位置，气门间隙处于正常值，制动凸轮12不起作用，气门组件处于正常工作状态。

当发动机处于制动状态时，发动机机油通过制动油道4进入制动机油压力腔3，机油压力推动制动活塞1在活塞腔2内移动，当制动活塞1到达制动位置时，制动活塞1上设置的制动凸起102移动到气门组件位置，补偿气门间隙，当凸轮组件11的制动凸轮10推动配气机构运动时，会将排气门打开，实现发动机压缩排气。

当发动机制动结束后，制动机油压力腔3内的机油通过制动油道4泄掉，制动活塞1在复位弹性件17的作用下回位，制动凸起102离开气门组件位置释放气门间隙，制动凸轮10不起作用，实现正常的气门开闭。

本发明在压缩冲程上止点附近，通过凸轮组件11上的制动凸轮10使排气门打开，压缩冲程形成的高压气体排出发动机气缸。大部分压缩气体吸收的能量会被排掉，仅有一小部分的残余能量推动发动机活塞回位。随着发动机重复运转，车辆下坡的冲量会不停的通过发动机压缩-释放的动作耗散，最终使车辆减速，达到提高制动功率的目的。

在本发明一具体实施例中，制动活塞1包括活塞杆101和导向件，制动凸起102设置于活塞杆101上，导向件设置于活塞杆101上，导向件与活塞腔2滑动配合。活塞杆101的直径小于导向件的直径，使得在制动凸起102设置于活塞杆101上时，制动凸起102不会与活塞腔2的内壁造成干涉。气门组件在气门弹簧13的作用下，伸入活塞腔2内。为了避免导向件与气门组件造成干涉，活塞杆101在活塞腔2内的活动范围使得气门组件伸入活塞腔2内的部分仅与活塞杆101配合，即在导向件与气门组件伸入活塞腔2内的部分抵接时，便是制动活塞1的极限位置，当然制动活塞1的极限位置也可通过活塞腔2内的空间进行限位。

请参阅图4-图6，图4为本发明实施例所提供的第一导向件具有第一斜齿的结构示意图；图5为本发明实施例所提供的第二导向件具有第一斜齿的结构示意图；图6为本发明实施例所提供的第一导向件和第二导向件具有第一斜齿的结构示意图。

在本发明一具体实施例中，导向件为多个，且至少一个导向件的外周面上设置有第一斜齿，活塞腔2的内壁上设置有与第一斜齿配合，以在制动活塞1移动时带动制动活塞1转动的第二斜齿。

当发动机处于制动状态时，发动机机油通过制动油道4进入制动机油压力腔3，机油压力推动制动活塞1在活塞腔2内移动，由于制动活塞1的第一斜齿与活塞腔2内的第二斜齿连接，因此使得制动活塞1在活塞腔2内移动的同时会进行旋转。当制动活塞1到达制动位置时，制动活塞1上设置的制动凸起102通过移动加旋转的方式位移到气门组件位置，补偿气门间隙，当凸轮组件11的制动凸轮10推动配气机构运动时，会将排气门打开，实现发动机压缩排气。

当发动机制动结束后，制动机油压力腔3内的机油通过制动油道4泄掉，制动活塞1在复位弹性件17的作用下回位，制动凸起102离开气门组件位置释放气门间隙，制动凸轮10不起作用，实现正常的气门开闭。

本发明实施例通过在至少一个导向件上增加第一斜齿，并在活塞腔2内增加与第一斜齿配合的第二斜齿，从而使得在液压油推动制动活塞1直线运动的过程中，增加了精确的旋转动作，即制动活塞1直线运动与制动活塞1的旋转运动具有一个协调作用，例如根据斜齿的倾斜角度，可以确定制动活塞1直线位移与制动活塞1的旋转位移的比例关系，因此可通过设定制动活塞1在原始位置(非制动位置)时，制动凸起102与气门组件的直线位置距离和角度位置距离，能够精确的确定在制动活塞1位移至制动位置时，制动凸起102恰巧与气门组件相对应。

在本实施例中，与制动活塞1的纯直线移动相比，避免了在油压不稳时，由于制动活塞1不确定转动导致的制动凸起102与气门组件相错开，而最终使得制动凸起102无法补偿气门间隙，无法实现发动机压缩释放式制动。另外，由于旋转运动具有稳定性高的特点，也一定程度上缓解了制动活塞1移动过程中被卡死的情况。

需要说明的是，本发明还可通过在制动活塞1上设置直线导轨，相应的在活塞腔2内设置与该直线导轨配合的导槽，以防止制动活塞1的随意转动，从而保证在制动活塞1位移至制动位置时，制动凸起102能够与气门组件相对应以补偿气门间隙。

进一步地，导向件为两个，且分别位于制动凸起102两侧，靠近制动油道4的导向件为第一导向件104，另一个导向件为第二导向件103。如图4所示，第一导向件104上设置有第一斜齿，第二导向件103上未设置有第一斜齿；如图5所示，第二导向件103上设置有第一斜齿，第一导向件104上未设置有第一斜齿；如图6所示，第一导向件104和第二导向件103均上设置有第一斜齿。需要说明的是，导向件可为更多数量，例如为三个、五个等，本发明实施例对导向件的具体数量不做限定。

尽管补偿气门间隙不需要太大的高度，但制动凸起102同样存在与气门组件卡死的情况。为了缓解卡死的情况，本实施例中将制动凸起102的外表面设计为球面，且光滑过渡至制动活塞1上。由于制动凸起102的外表面为球面，且光滑过渡至制动活塞1上，因此制动凸起102的高度是渐进增加的，因此对制动凸起与气门组件接触初始至最高点接触，具有一定的斜面导向作用，能够一定程度上解决卡死的情况。另外，由于制动活塞1除了直线运动还具有旋转运动，在同样的时间内，与仅具有直线运动相比，制动活塞1运动过程中与气门组件的接触时间更多，使得二者之间的冲击更小。

在本发明一具体实施例中，活塞腔2的一端贯通摇臂5的侧壁，且开口处通过堵头16封堵。复位弹性件17的一端与堵头16抵接，另一端与制动活塞1抵接。本发明通过将活塞腔2的一端设计为贯通摇臂5的侧壁，使得活塞腔2更易于加工，可通过普通钻头进行加工，为了保证活塞腔2的密封性，需要通过堵头16将活塞腔2的开口处封堵即可。

在本发明一具体实施例中，气门组件包括气门14和设置于气门14端部的气门帽15，气门帽15的一端伸入活塞腔2内，用于与制动凸起102抵接。

在本发明一具体实施例中，凸轮组件11可直接与摇臂5抵接，即顶置凸轮轴布置形式。凸轮组件11也可采用下置式凸轮轴布置形式，即凸轮组件11通过调整螺钉7、推杆8和挺柱9与摇臂5抵接，推杆8的两端分别与调整螺钉7和挺柱9连接，挺柱9与凸轮组件11抵接，调整螺钉7与摇臂5螺纹配合。

综上所述，本发明具有如下技术效果：

1、在发动机摇臂上集成制动活塞1，制动活塞1与摇臂5通过斜齿连接，使制动活塞1在线性运动的同时可以实现旋转运动，不但能够减少制动凸起102与气门组件的冲击，还可精确控制制动凸起102的位置；

2、制动活塞1一端由制动活塞1、活塞腔2、摇臂5组成制动机油压力腔3，当制动时，机油进入制动机油压力腔3推动制动活塞1运动；

3、制动活塞1另一端设有复位弹性件17，制动结束后，推动制动活塞1回位；

4、制动活塞1上设置有制动凸起102，当制动活塞1在制动位置时，制动凸起102到达气门位置，补偿气门间隙，在制动凸轮10作用下实现制动。

本发明实施例还公开了一种发动机，包括上述实施例公开的发动机压缩释放式制动系统，因此具有上述发动机压缩释放式制动系统的所有技术效果，本文在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机压缩释放式制动系统，包括摇臂(5)以及分别与所述摇臂(5)的两端配合的凸轮组件(11)和气门组件，其特征在于，所述摇臂(5)上开设有活塞腔(2)，所述活塞腔(2)内可滑动地设置有制动活塞(1)，所述制动活塞(1)上设置有用于与所述气门组件抵接以消除气门间隙的制动凸起(102)，所述制动活塞(1)的移动方向与所述气门组件的运动方向具有大于0度的夹角；

所述凸轮组件(11)上设置有用于与所述摇臂(5)配合的制动凸轮(10)和排气凸轮，所述制动凸轮(10)的高度小于所述排气凸轮的高度；

所述气门组件的一端可滑动地伸入所述活塞腔(2)内；

所述摇臂(5)上开设有向所述活塞腔(2)内供油以推动所述制动活塞(1)移动的制动油道(4)；

所述活塞腔(2)内设置有驱动所述制动活塞(1)复位的复位弹性件(17)。

2.如权利要求1所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述制动活塞(1)包括：

活塞杆(101)，所述制动凸起(102)设置于所述活塞杆(101)上；

设置于所述活塞杆(101)上的导向件，所述导向件与所述活塞腔(2)滑动配合。

3.如权利要求2所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述导向件为多个，且至少一个所述导向件的外周面上设置有第一斜齿，所述活塞腔(2)的内壁上设置有与所述第一斜齿配合，以在所述制动活塞(1)移动时带动所述制动活塞(1)转动的第二斜齿。

4.如权利要求3所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述导向件为两个，且分别位于所述制动凸起(102)两侧，靠近所述制动油道(4)的导向件为第一导向件(104)，另一个导向件为第二导向件(103)；

所述第一导向件(104)和/或所述第二导向件(103)上设置有第一斜齿。

5.如权利要求1所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述复位弹性件(17)为弹簧。

6.如权利要求1所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述制动凸起(102)的外表面为球面，且光滑过渡至所述制动活塞(1)上。

7.如权利要求1-6任一项所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述活塞腔(2)的一端贯通所述摇臂(5)的侧壁，且所述活塞腔(2)的开口处通过堵头(16)封堵。

8.如权利要求1-6任一项所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述气门组件包括气门(14)和设置于所述气门(14)端部的气门帽(15)，所述气门帽(15)的一端伸入所述活塞腔(2)内，用于与所述制动凸起(102)抵接。

9.如权利要求1-6任一项所述的发动机压缩释放式制动系统，其特征在于，所述凸轮组件(11)直接与所述摇臂(5)抵接，或者，

所述凸轮组件(11)通过调整螺钉(7)、推杆(8)和挺柱(9)与所述摇臂(5)抵接，所述推杆(8)的两端分别与所述调整螺钉(7)和挺柱(9)连接，所述挺柱(9)与所述凸轮组件(11)抵接，所述调整螺钉(7)与所述摇臂(5)螺纹配合。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的发动机压缩释放式制动系统。