CN108266241B - 增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮，该排气凸轮的基圆部由内基圆部和外基圆部构成，排气凸轮能够控制缸内制动和非缸内制动时排气门的开启，排气凸轮的型线包括发动机缸内制动模式和正常行驶模式两种工作状态的排气型线，排气凸轮的型线包括：内基圆部分；制动CR部分；制动CR部分向外基圆的过渡部分；排气门的主升程部分；外基圆向内基圆过渡部分；内基圆部分；以及制动BGR段。本发明的排气凸轮采用了CR小峰和BGR小峰的双制动小峰，显著提高了制动功率；在CR段制动气门开启后先有一段保持升程不变，再过渡到主升程段，从而有效减少气门和座圈的磨损。

Description

增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮
技术领域
本发明涉及凸轮轴领域，特别涉及一种用于增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮。
背景技术
目前大型的车辆均普遍使用发动机缸内制动技术，该技术能保证车辆下坡时可合理控制车速，起到有效的刹车作用，并能有效地缩短刹车距离，同时能减轻车轮制动负荷，避免车轮制动器过渡磨损造成失灵。缸内制动方案从原理上分主要包括：排气蝶阀、泄气式制动、压缩释放制动。其中，压缩释放制动功率高于前两者。
压缩释放制动又分为集成摇臂和独立摇臂两种结构形式，由于集成摇臂能减少布置空间和使用零件数量，发动机缸内制动逐渐由独立式制动摇臂发展为集成式摇臂，从而有效简化了凸轮轴设计及其相关驱动件的设计，使得整个系统更加简单紧凑，但集成式摇臂制动功率有限，无法满足一些车辆大制动功率的要求。因此，目前的集成式缸内制动凸轮轴仅由单一制动小峰产生制动功率，制动功率较小，不能满足一些车辆大制动功率的要求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮，从而克服现有技术的制动凸轮轴仅由单一制动小峰产生制动功率而导致的制动功率较小的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮，该排气凸轮的基圆部由内基圆部和外基圆部构成，排气凸轮与挺柱配合，排气凸轮能够控制缸内制动和非缸内制动时排气门的开启，排气凸轮的型线包括发动机缸内制动模式和正常行驶模式两种工作状态的排气型线，排气凸轮的型线包括：内基圆部分，当排气凸轮转到内基圆部分区域时，排气门和制动气门均为关闭状态；制动CR部分，当排气凸轮转到制动CR部分区域时，挺柱上升，制动活塞驱动制动气门开启，排气门仍为关闭状态；制动CR部分向外基圆的过渡部分，其为排气门开启前的过渡段，制动气门保持开启状态；排气门的主升程部分，排气门和制动气门均开启，以进行排气配气，当排气门的主升程部分结束前，排气门关闭；外基圆向内基圆过渡部分，当外基圆向内基圆过渡部分结束前，制动气门在制动活塞的驱动下关闭，排气门保持关闭状态；内基圆部分，当凸轮转到制动CR部分区域时，排气门和制动气门均为关闭状态；以及制动BGR段，当凸轮转到制动BGR段时，挺柱上升，制动活塞驱动制动气门开启，排气门仍为关闭状态。
优选地，上述技术方案中，缸内制动的驱动机构集成在排气摇臂上，使得在缸内制动模式时，排气摇臂上的制动活塞能够伸出或缩回，以控制制动气门的开启或关闭。
优选地，上述技术方案中，制动功率由CR小峰和BGR小峰两部分提供。
优选地，上述技术方案中，内基圆部分的凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm；制动CR部分的凸轮转角为344°～360°及1°～49°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.46565714mm；制动CR部分向外基圆的过渡部分的凸轮转角为50°～63°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.74120208mm；排气门的主升程部分的凸轮转角为64°～187°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为10.34042959mm；外基圆向内基圆过渡部分的凸轮转角为188°～220°，排气凸轮相对于内基圆的最大升程为2.79067381mm；内基圆部分的凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm；以及制动BGR段的凸轮转角为240°～288°，排气凸轮相对于内基圆的最大升程为1.86103969mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)将缸内制动状态的凸轮型线和非缸内制动状态的凸轮型线集成到一个凸轮型线上，从而使得整个凸轮轴机构更加紧凑，减少了零件数量，降低了成本；
(2)采用了双制动小峰，即制动功率由CR(压缩释放)小峰和BGR(制动气再循环)小峰两部分提供，从而能够显著提高制动功率；
(3)在CR段制动气门开启后先有一段保持升程不变，再过渡到主升程段，气门不用先落座后再主升程段开启，能够有效减少气门和座圈的磨损；
(4)由于排气凸轮可控制缸内制动和非缸内制动时排气门的开启，同时缸内制动的驱动机构可集成在排气摇臂上，因此不需额外设计独立的驱动机构，从而减少占用缸盖顶面的空间，降低制造成本。
附图说明
图1是根据本发明发动机凸轮轴的排气凸轮的凸轮转角和凸轮升程的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮，该排气凸轮的基圆部由内基圆部和外基圆部构成，排气凸轮与挺柱配合，排气凸轮能够控制缸内制动和非缸内制动时排气门的开启，排气凸轮的型线包括发动机缸内制动模式和正常行驶模式两种工作状态的排气型线，该排气凸轮的型线设计如下：
内基圆部分G～A，当排气凸轮转到内基圆部分G～A区域时，排气门和制动气门均为关闭状态。内基圆部分G～A，凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm。在该区域，挺柱在内基圆上面，液力挺柱充油，柱塞伸出一定的高度，但是由于内外基圆的间隙差，制动气门无法开启，始终保持关闭。
制动CR部分A～B，当排气凸轮转到制动CR部分A～B区域时，挺柱上升，制动活塞驱动制动气门开启，排气门仍为关闭状态。制动CR部分A～B，凸轮转角为344°～360°及1°～49°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.46565714mm。
制动CR部分向外基圆的过渡部分B～C，此区域是排气门缓冲段，即为排气门开启前的过渡段，制动气门仍受到制动活塞驱动处于开启状态。凸轮转角为50°～63°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.74120208mm。
排气门的主升程部分C～D，在这个区域，排气大象腿驱动气门桥同时控制排气门和制动气门的开启，以进行排气配气，当排气门的主升程部分结束前(快到D点的时刻)，排气门关闭。排气门的主升程部分C～D，凸轮转角为64°～187°，排气凸轮相对于内基圆最大升程为10.34042959mm。
外基圆向内基圆过渡部分D～E，在这个区域，制动气门在制动活塞驱动下，当外基圆向内基圆过渡部分结束前(快到E点时)，制动气门在制动活塞的驱动下关闭，排气门始终保持关闭状态。外基圆向内基圆过渡部分D～E，凸轮转角为188°～220°，排气凸轮相对于内基圆的最大升程为2.79067381mm。
内基圆部分E～F，当凸轮转到制动CR部分区域时，排气门和制动气门均为关闭状态。内基圆部分E～F，内基圆部分的凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm。
制动BGR段，在这个区域，挺柱上升，制动活塞驱动制动气门开启，排气门仍为关闭状态。制动BGR段，凸轮转角为240°～288°，排气凸轮相对于内基圆的最大升程为1.86103969mm。
上述方案中，缸内制动的驱动机构集成在排气摇臂上，不需额外设计独立的驱动机构，减少占用缸盖顶面的空间，降低制造成本。凸轮直接驱动排气摇臂，在缸内制动模式时，排气摇臂上的制动活塞在摇臂油压液力的驱动下缓慢伸出或者缩回，推动制动大象腿打开制动气门，以达到控制制动气门开启或关闭的目的。
本发明的发动机凸轮轴的排气凸轮的制动功率由CR小峰和BGR小峰两部分提供。即采用双制动小峰：CR小峰和BGR小峰，能够有效提高制动功率。同时，在制动CR部分制动气门开启后先有一段保持升程不变，再过渡到主升程段，气门不用先落座后再主升程段开启，能有效减少气门和座圈的磨损。
下表为该排气凸轮的型线的凸轮转角和凸轮升程对应关系。
Figure BDA0001572718330000051
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Figure BDA0001572718330000061
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Figure BDA0001572718330000071
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Figure BDA0001572718330000081
本发明的实施例的发动机凸轮轴的排气凸轮，在一个凸轮上面集成缸内制动和非缸内制动两个工作模式凸轮，该凸轮升程包括：排气主升程、CR(压缩释放)小峰、BGR(制动气再循环)小峰。其中，CR小峰可使缸内压缩空气快速释放到排气歧管中，减少在膨胀冲程产生的正功，而BGR小峰则可利用来自排气歧管的再循环气流来增加缸内充量，使压缩行程做负功变大。由于制动功率由CR(压缩释放)小峰和BGR(制动气再循环)小峰两部分提供，显著提高了制动功率，从而满足了一些车辆大制动功率的要求。在CR段制动气门开启后先有一段保持升程不变，再过渡到主升程段，气门不用先落座后再主升程段开启，能够有效减少气门和座圈的磨损。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (2)

1.一种增大制动功率的发动机凸轮轴的排气凸轮，该排气凸轮的基圆部由内基圆部和外基圆部构成，所述排气凸轮与挺柱配合，其特征在于，所述排气凸轮能够控制缸内制动和非缸内制动时排气门的开启，所述排气凸轮的型线包括发动机缸内制动模式和正常行驶模式两种工作状态的排气型线，所述排气凸轮的型线包括：
内基圆部分，当所述排气凸轮转到所述内基圆部分区域时，排气门和制动气门均为关闭状态；
制动压缩释放升程CR部分，当所述排气凸轮转到所述制动压缩释放升程CR部分区域时，所述挺柱上升，制动活塞驱动所述制动气门开启，所述排气门仍为关闭状态；
制动压缩释放升程CR部分向外基圆的过渡部分，其为所述排气门开启前的过渡段，所述制动气门保持开启状态；
排气门的主升程部分，所述排气门和制动气门均开启，以进行排气配气，当所述排气门的主升程部分结束前，所述排气门关闭；
外基圆向内基圆过渡部分，当外基圆向内基圆过渡部分结束前，所述制动气门在制动活塞的驱动下关闭，所述排气门保持关闭状态；
内基圆部分，当所述凸轮转到所述制动压缩释放升程CR部分区域时，所述排气门和制动气门均为关闭状态；以及
制动气再循环升程BGR段，当所述凸轮转到所述制动气再循环升程BGR段时，所述挺柱上升，所述制动活塞驱动所述制动气门开启，所述排气门仍为关闭状态；所述缸内制动的驱动机构集成在排气摇臂上，使得在所述缸内制动模式时，所述排气摇臂上的制动活塞能够伸出或缩回，以控制所述制动气门的开启或关闭；所述制动功率由压缩释放升程CR小峰和制动气再循环升程BGR小峰两部分提供。
2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴的排气凸轮，其特征在于，
所述内基圆部分的凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm；
所述制动压缩释放升程CR部分的凸轮转角为344°～360°及1°～49°，所述排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.46565714mm；
所述制动压缩释放升程CR部分向外基圆的过渡部分的凸轮转角为50°～63°，所述排气凸轮相对于内基圆最大升程为2.74120208mm；
所述排气门的主升程部分的凸轮转角为64°～187°，所述排气凸轮相对于内基圆最大升程为10.34042959mm；
所述外基圆向内基圆过渡部分的凸轮转角为188°～220°，所述排气凸轮相对于内基圆的最大升程为2.79067381mm；
所述内基圆部分的凸轮转角为221°～239°，凸轮升程为0mm；以及
所述制动气再循环升程BGR段的凸轮转角为240°～288°，所述排气凸轮相对于内基圆的最大升程为1.86103969mm。
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