CN107771242B - 用于具有发动机减压制动的柴油发动机的配气机构 - Google Patents

Abstract

一种在发动机驱动模式和发动机制动模式下可操作的发动机制动摇臂总成，其包括排气门摇臂总成和发动机制动致动总成。发动机制动摇臂总成选择性地打开第一和第二排气门。排气门摇臂总成包括被构造成围绕摇臂轴旋转的排气摇臂。发动机制动致动总成包括致动器总成、致动杆和机械控制的发动机制动致动器。发动机制动致动器在(i)第一位置和(ii)第二位置之间移动，所述第一位置对应于发动机制动模式，其中第二排气门早于第一排气门打开，所述第二位置对应于驱动模式，其中第二排气门不早于第一排气门打开。

Description

用于具有发动机减压制动的柴油发动机的配气机构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月24日提交的英国专利申请号1511117.2的权益。上述申请的公开内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种用在配气机构总成中的摇臂总成，并且更具体地涉及一种摇臂总成，该摇臂总成在制动期间以在驱动(燃烧)模式下不产生过度排气门升高的方式仅打开一个排气门。

背景技术

作为车轮制动器的补充，压缩发动机制动可以用作例如由重型或中型柴油发动机驱动的相对大型车辆(例如卡车)的辅助制动器。压缩发动机制动系统在被激活时被布置成在气缸中的活塞接近其压缩行程的上止点位置时为发动机气缸的排气门提供额外的开口，使得压缩空气能够通过排气门被释放。这使得发动机起着使车辆减速的耗能的空气压缩机的作用。

在与压缩发动机制动器一起使用的典型的配气机构总成中，排气门通过借助气门桥接合该排气门的摇臂致动。摇臂响应于旋转的凸轮轴上的凸轮而摆动，并且向下压在气门桥上，该气门桥自身又向下压在排气门上以将其打开。液压间隙调节器也可设置在气门机构总成中，以消除在气门机构总成中的部件之间形成的任何间隙或空隙。

本文提供背景描述的目的是为了总体上呈现本公开内容的环境。在背景技术部分中所描述的当前发明人的工作以及在提交时可能不另外作为现有技术的描述内容，本背景技术部分以及说明书的各方面的范围内的工作，这些描述既不明确也不隐含地被承认为是本公开的现有技术。

发明内容

根据本公开的一个示例，在发动机驱动模式和发动机制动模式下可操作的发动机制动摇臂总成包括排气门摇臂总成和发动机制动致动总成。发动机制动摇臂总成选择性地打开第一和第二排气门。排气门摇臂总成包括被构造成围绕摇臂轴旋转的排气摇臂。发动机制动致动总成包括致动器总成、致动杆和机械控制的发动机制动致动器。发动机制动致动器在(i)第一位置和(ii)第二位置之间移动，所述第一位置对应于发动机制动模式，其中第二排气门早于第一排气门打开，所述第二位置对应于驱动模式，其中第二排气门不早于第一排气门打开。

根据附加特征，致动器总成是液压致动的并且包括致动器活塞。致动器活塞在致动缸内平移，以引起致动杆的运动以及最终引起机械控制的发动机制动致动器在第一位置和第二位置之间的运动。所述致动器总成还包括致动轴，所述致动轴从所述致动缸延伸出并且联接到被容置在从动缸中的从动活塞。致动器活塞和从动活塞一起平移。

根据其它特征，致动器总成还包括(i)致动活塞回位弹簧和(ii)从动弹簧。致动活塞回位弹簧被偏置在致动器活塞和致动缸之间。从动弹簧被偏置在从动活塞和从动缸之间。发动机制动致动器包括第一冠状件、第二冠状件和使第一和第二冠状件偏置分开的冠偏置构件。第一冠部件包括第一组齿和第一组凹部。第二冠状件包括第二组齿和第二组凹部。在发动机制动模式期间，第一组齿与处于锁住位置的第二组齿相对。在驱动模式期间，第二组齿与处于未锁位置的第一组凹部对齐。

还根据其它特征，当在发动机制动模式和驱动模式之间移动时，第一和第二冠状件相对于彼此旋转。发动机制动致动器在驱动模式下收缩。回位弹簧容纳在回位弹簧壳体中并作用于致动杆以将致动杆朝向致动轴移动。

在其它特征中，致动器总成包括气动致动器，其利用加压空气气动地操作以致动致动杆。在另一构造中，致动器总成包括螺线管致动器，其中致动杆通过螺线管致动被致动。在另一构造中，致动器总成包括机电致动器，其中致动杆基于机电操作而致动。第一指状件联接在致动杆与第一冠状件之间。第二指状件联接在致动杆和第二冠状件之间。插接头总成设置在排气摇臂中，并构造成接合与第一排气门和第二排气门相接合的气门桥。

根据本公开的另一示例，在内燃机模式和发动机制动模式下可操作的发动机制动摇臂总成包括摇臂轴、排气门摇臂总成、致动器总成和闩锁销总成。发动机制动摇臂总成选择性地打开第一和第二排气门。排气门摇臂总成具有排气摇臂，该排气摇臂容置摇臂轴并被构造成围绕摇臂轴旋转。致动器总成包括发动机制动致动器、致动杆、致动器活塞和致动器弹簧。闩锁销总成与致动器总成配合。在内燃机模式中，致动器活塞和致动杆处于缩回位置，使得第一和第二排气门同时移动。在发动机制动模式中，致动器活塞和致动杆处于向前位置，使得闩锁销总成锁定发动机制动致动器。

根据其它特征，发动机制动致动器沿着排气摇臂的内径可滑动地被容置。发动机制动致动器在由发动机制动摇臂推动时选择性地平移。在发动机制动模式期间，发动机制动致动器又促使第一和第二排气门中的一个打开。闩锁销总成包括第一销、第二销和第三销。

第一销由位于排气摇臂中的第一导向件容置。第二销由发动机制动致动器中的第二导向件容置。第三销由排气摇臂中的第三导向件容置。回位弹簧朝向致动杆偏压第三销。定位螺栓被构造成对齐第一、第二和第三闩锁销。

附图说明

从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的一个示例构造的排气摇臂的截面侧视图，其示出了与气门桥以及第一排气门和第二排气门的配合；

图2A是示出凸轮升程、发动机制动排气升程、具有制动气体再循环(BGR)和压缩释放(CR)的非发动机制动排气升程的曲线图；

图2B是示出在发动机制动操作模式期间打开一个排气门而不是两个排气门的曲线图；

图3A示出了显示出在驱动模式中的排气门和进气门升程的曲线图；

图3B示出了显示出在制动模式下的排气门和进气门升程的曲线图；

图4是基于发动机制动致动器的运动的气门桥和排气门的示图；

图5是根据本公开的另一示例构造并且结合有根据本公开的附加特征的冠型闩锁机构的摇臂的透视图；

图5A是根据本公开的另一示例构造并且结合有替代的致动器总成的摇臂的透视图；

图6是沿着图5的线6-6截取的摇臂的剖视图；

图7是图5的摇臂的俯视图；

图8是图5的摇臂的前视图；

图9是图5所示的摇臂的冠型闩锁机构的立体图；

图10是图9所示的摇臂的冠型闩锁机构的一部分的细节视图；

图11是沿图5的摇臂的致动器总成的线11-11截取的剖视图；

图12是图5的摇臂的俯视剖视图；

图13是图9的冠型闩锁机构的局部剖视图并且以制动模式显示；和

图14是图9的冠型闩锁机构的局部剖视图并且以驱动模式显示。

具体实施方式

重型(HD)柴油发动机需要高制动功率，特别是在低发动机转速下。一些重型柴油发动机构造有带气门桥的配气机构，并且包括单个顶置凸轮(SOHC)和顶置气门(OHV)配气机构。本公开提供了高制动功率，而不会对配气机构的其余部分(特别是推杆和凸轮轴)施加高负载。关于这一点，本公开提供了在制动期间仅打开一个排气门的构造。在一个示例中，还以不会在驱动(燃烧)模式中产生排气门“过度升高”的方式提供有利的力和摇臂的比值。

首先参考图1，示出了根据本公开的一个示例构造的发动机制动摇臂总成，并且通常以附图标记10标识。发动机制动摇臂总成10包括结合在配气机构总成中的排气门摇臂总成12，该配气机构总成利用发动机制动比如六缸发动机中具有一对三缸组部分的发动机制动。然而，可以理解，本教导不限于此。就这一点而言，本公开可以用于具有利用发动机制动的气门桥的任何配气机构总成中。

排气门摇臂总成12可以包括围绕摇臂轴16旋转的排气摇臂14。摇臂轴16可以由配气机构承座(未具体示出)容置并且支撑排气摇臂14的旋转。排气门摇臂总成12可另外包括气门桥22、插接头总成24和发动机制动致动器26。气门桥22接合与发动机的气缸(未示出)相关联的第一和第二排气门30和32。排气摇臂14基于凸轮轴34的升程型线绕摇臂轴16旋转。

排气门摇臂总成12可以具有致动器总成40，致动器总成40具有致动杆42、致动器活塞44、致动器弹簧46和定位螺栓48。排气门摇臂总成12可以进一步包括闩锁销总成50，其与致动器总成40配合。闩锁销总成50包括第一销52、第二销54和第三销56。第一销52被容置在第一引导件62中，第二销54被容置在第二引导件64中，第三销56被容置在第三引导件66中。第一引导件62可以定位在排气摇臂14中。第二引导件64可以限定为穿过发动机制动致动器26的部分。第三引导件66可以定位在排气摇臂14中。回位弹簧70可以如图1所示地朝向致动杆42向右推动第三销56。定位螺栓48可以对齐闩锁销52、54和56，使得它们中的每一个均完全保持在相应的引导件62，64和66内。

发动机制动排气门32在气门桥22上的气门间隙可以通过气门间隙螺钉80和螺母82来调节。设置在气门桥22的中心接触点处的气门间隙可以通过调节螺钉86和调节螺母88来调节。就这一点而言，可以调节螺母82以提供期望的空转行程LMS。也可以使用其它构造。

当发动机处于驱动(燃烧)模式时，致动器活塞44缩回(实线)，并且致动器弹簧46保持致动器活塞44远离致动杆42。闩锁销52、54和56对齐，以使发动机制动致动器26可以通过空转行程(向上移动)致动，而不会产生排气门32的运动。排气门30、32二者的运动将同时移动(全升程；打开和关闭)，并且将仅受到中央象脚94控制。

在制动模式中，以附图标记100标识的油压(或其它致动的方式包括但不限于机电和气动)将推出致动器活塞44(虚线)，致动杆42将向前移动到一位置(虚线)，并且因此闩锁销62、64和66接合并锁定发动机制动致动器26。一旦排气摇臂14向下移动，致动杆42移动远离致动器活塞44，并且发动机制动致动器26被加载并保持闩锁销52、54和56接合。一旦EB致动器不再被加载(到达图4的位置A3-B3)，回位弹簧66将销56、54和52推回到所有销与EB致动器本体对齐的位置，使得在气门关闭中，EB致动器将不会成为排气门32运动的“障碍物”，并且气门30和32将一起关闭。

现在转到图2A，所示图示出了凸轮升程、发动机制动器排气升程、具有制动气体再循环(BGR)和压缩释放(CR)的非发动机制动排气升程。在发动机制动操作模式期间，打开排气门30、32中的一个而不是两个排气门30、32，这样允许发动机制动排气门30或32在压缩冲程中稍后打开并且以这种方式提供较高的制动功率。图2B是示出在发动机制动操作模式期间一个排气门而不是两个排气门的打开的曲线图。图3A和3B示出了根据本公开的一个示例的在驱动模式和制动模式下的排气门和进气门升程的曲线图。

特别参考图1至4，将描述本公开的附加特征。发动机制动致动器26(图1)接合在基圆(A1-B1)处，最初只有一个排气门32(B)打开直到空转行程(LMS，图1)变为0的时刻。在该点，排气门30开始移动。在点A3-B3处，气门桥22变成“水平”。此时，所有配气机构负载通过中央象脚94获取。发动机制动致动器26不再被加载，并且回位弹簧70现在将闩锁销52，54和56推动到初始对齐位置。这种移动发生的有效时间是从A3-B3到A4-B4，然后返回到A3-B3(气门关闭路径)。返回到A3-B3，发动机制动致动器26再次被加载，但是这次(闩锁销52,54和56对齐时)，发动机制动致动器26向上移动通过空转并且使闩锁销52,54和56未对齐。返回(气门关闭)，致动杆42接合致动器活塞44，但是致动杆42不能重新接合销。致动杆42将预加载与致动器活塞44相关联的致动器弹簧46，并且仅在返回到基圆上时，闩锁销52、54和56将再次对齐，并且杆42将再次接合发动机制动致动器26。

现在转到图5至14，示出根据附加特征构造的发动机制动摇臂总成并且总体上以附图标记110标识。发动机制动摇臂总成110包括结合在配气机构总成中的排气门摇臂总成112，该配气机构总成用于发动机制动比如在六缸发动机中具有一对三缸组部分的发动机制动。然而，应该理解的是，发动机制动摇臂总成可以被构造成用于结合到其它发动机中。

排气门摇臂总成112包括围绕摇臂轴(参见图1的摇臂轴16)旋转的排气摇臂114。排气门摇臂总成112可以包括发动机制动摇臂总成110，其用在具有气门桥122、插接头总成124和第一和第二排气门130、132(图1)的构造中。发动机制动排气门132在气门桥122以上的气门间隙可通过气门间隙螺钉180和螺母182来调节。

发动机制动摇臂总成110包括发动机制动致动总成，该发动机制动致动总成根据示出的附加特征构造并通常由附图标记136标识。发动机制动致动总成136通常包括致动器总成140、致动杆142和发动机制动盒或者致动器144。如将从下面的讨论中可以理解的，发动机制动致动器144被机械地控制在锁住位置(图13)和未锁位置(图14)之间。发动机制动致动器144包括第一冠状件146、第二冠状件148和冠偏置构件150(图11)。冠偏置构件150将第一和第二冠状件146和148偏置分开。由于发动机制动致动器144被机械控制，因此消除了与液压控制相关的限制。

第一和第二冠状件146和148被构造成在锁住位置(图13)和未锁位置(图14)之间移动。第一冠状件146具有第一组齿152和第一组凹部154。第二冠状件148具有第二组齿162和第二组凹部164。回位弹簧170可以抵靠致动杆142作用。回位弹簧170容纳在复位弹簧壳体172中。

图5中所示的致动器总成140被液压致动，并且包括在致动缸188内平移的致动器活塞184。致动活塞回位弹簧190被偏置在致动器活塞184和致动缸188之间，以使活塞184沿如图6所示的方向向左返回。致动器活塞184被固定到从致动缸188延伸出的致动轴194。致动轴194在相对端联接到容置在从动缸204内的从动活塞202。致动器活塞184和从动活塞202在操作中一起平移。从动弹簧210被偏置在从动活塞202和从动气缸204之间。在所示的示例中，致动器活塞184可以由于流体进入致动器活塞184后面的致动缸188而致动。流体可以是加压的发动机油或其它液压流体。

参考图5A，致动器总成140A可以采取其它形式。例如，致动器总成140A可以是气动致动器，其利用加压空气气动地操作以致动致动杆142。致动器总成140A可以替代地为螺线管致动器，其中致动杆142通过螺线管致动被致动。或者，致动器总成140A可以是机电致动器，其中致动杆142基于机电操作而致动。在用于致动发动机制动致动器144的本公开的范围内设想了其它构造。

在制动模式中，致动器总成140致动(致动器活塞184在图6中向右平移)，引起杆142旋转，并且因此使第一冠状件146旋转到图13所示的位置。第一冠状件146上的成组的第一齿152可以接合第二冠状件148上的成组的第二齿162的第一端。第二齿162与第一冠状件146接合，引起第二冠状件148展开并最终打开排气门132。在驱动模式中，致动器总成140返回到未致动位置(致动器活塞184在图6中向左平移)。第一冠状件146上的成组的第一齿152可以接合第二冠状件148上的成组的第二齿162的第二端。第二齿162与凹部154对齐，使得排气门132不会由第二冠状件148打开。换句话说，发动机制动致动器或盒144收缩。在驱动模式下，第一和第二排气门130和132可以同时打开。

具体参考图11，第一指状件220将致动杆142联接到第一冠状件146。第二指状件222将致动杆142联接到第二冠状件148。可以设想其它构造。

为了说明和描述的目的已经提供了对示例的上述描述。这并非旨在穷尽或者限制本公开。特定示例的单独元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下可互换并且可以在选定示例中使用，即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式进行改变。这样的变型不被认为是脱离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种在发动机驱动模式和发动机制动模式下可操作的发动机制动摇臂总成，该发动机制动摇臂总成选择性地打开第一排气门和第二排气门并且包括：

排气门摇臂总成，其具有被构造成围绕摇臂轴旋转的排气摇臂；和

发动机制动致动总成，其包括：

致动器总成；

致动杆；和

机械控制的发动机制动致动器，该发动机制动致动器在(i)第一位置和(ii)第二位置之间移动，所述第一位置对应于所述发动机制动模式，其中所述第二排气门早于所述第一排气门打开，所述第二位置对应于所述驱动模式，其中所述第二排气门不早于所述第一排气门打开；

其中，所述致动器总成是液压致动的并且包括致动器活塞，该致动器活塞在致动缸内平移，以引起所述致动杆的运动以及最终引起所述机械控制的发动机制动致动器在所述第一位置和所述第二位置之间的运动；

其中，所述致动器总成还包括致动轴，该致动轴从所述致动缸延伸出并且联接到容置在从动缸中的从动活塞，其中所述致动器活塞和所述从动活塞一起平移。

2.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述致动器总成还包括(i)被偏置在所述致动器活塞和所述致动缸之间的致动活塞回位弹簧和(ii)被偏置在所述从动活塞和所述从动缸之间的从动弹簧。

3.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述发动机制动致动器包括第一冠状件、第二冠状件和使所述第一冠状件和所述第二冠状件偏置分开的冠偏置构件。

4.根据权利要求3所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述第一冠状件包括第一组齿和第一组凹部，并且其中所述第二冠状件包括第二组齿和第二组凹部。

5.根据权利要求4所述的发动机制动摇臂总成，其中，在所述发动机制动模式期间，所述第一组齿与处于锁住位置的所述第二组齿相对，并且其中在所述驱动模式期间，所述第二组齿与处于未锁位置的所述第一组凹部对齐。

6.根据权利要求5所述的发动机制动摇臂总成，其中，当在所述发动机制动模式和所述驱动模式之间移动时，所述第一冠状件和所述第二冠状件彼此相对旋转。

7.根据权利要求5所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述发动机制动致动器在所述驱动模式下收缩。

8.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，还包括被容纳在回位弹簧壳体中的回位弹簧，其作用于所述致动杆以将所述致动杆朝向所述致动轴移动。

9.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述致动器总成包括气动致动器，其利用加压空气气动地操作以致动所述致动杆。

10.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述致动器总成包括螺线管致动器，在此所述致动杆通过螺线管致动来致动。

11.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述致动器总成包括机电致动器，在此所述致动杆基于机电操作而致动。

12.根据权利要求3所述的发动机制动摇臂总成，还包括联接在所述致动杆和所述第一冠状件之间的第一指状件和联接在所述致动杆和所述第二冠状件之间的第二指状件。

13.根据权利要求1所述的发动机制动摇臂总成，还包括设置在所述排气摇臂中的插接头总成，并且其被构造成接合与所述第一排气门和所述第二排气门相接合的气门桥。

14.一种在内燃机模式和发动机制动模式中可操作的发动机制动摇臂总成，该发动机制动摇臂总成选择性地打开第一排气门和第二排气门并且包括：

摇臂轴；

排气门摇臂总成，其具有容置所述摇臂轴并被构造成围绕所述摇臂轴旋转的排气摇臂；

致动器总成，其具有发动机制动致动器、致动杆、致动器活塞和致动器弹簧；和

闩锁销总成，其与所述致动器总成配合，其中，(i)在所述内燃机模式中，所述致动器活塞和所述致动杆处于缩回位置，使得所述第一排气门和所述第二排气门同时移动，并且(ii)在所述发动机制动模式中，所述致动器活塞和所述致动杆处于向前位置，使得所述闩锁销总成锁定所述发动机制动致动器。

15.根据权利要求14所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述发动机制动致动器沿着所述排气门摇臂的内径被可滑动地容置，其中所述发动机制动致动器在由所述发动机制动摇臂推动时可选择性地平移，在所述发动机制动模式期间，所述发动机制动致动器又促使所述第一排气门和所述第二排气门中的一个打开。

16.根据权利要求14所述的发动机制动摇臂总成，其中，所述闩锁销总成还包括：

第一闩锁销，其由位于所述排气摇臂中的第一导向件容置；

第二闩锁销，其由所述发动机制动致动器中的第二导向件容置；和

第三闩锁销，其由所述排气摇臂中的第三导向件容置。

17.根据权利要求16所述的发动机制动摇臂总成，还包括回位弹簧，其朝向所述致动杆偏压所述第三闩锁销。

18.根据权利要求16所述的发动机制动摇臂总成，还包括定位螺栓，其被构造成对齐所述第一闩锁销、第二闩锁销和第三闩锁销。

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