CN110374712A - 集成式发动机制动装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式发动机制动装置及其工作方法。摇臂的一端设置有制动机构，在摇臂中设置有一条控制油道，配合电磁阀信号控制制动机构的动作，进而控制排气门的动作。本发明的优点是：结构简单，刚度好，成本低，机构摩擦损耗小，油耗少，同时具有制动机构布置紧凑，高度集成化，加工及安装难度低的优势。
Description
技术领域
本发明属于发动机制动器技术领域，是一种汽车辅助制动装置，具体涉及一种集成式发动机制动装置及工作方法。
背景技术
发动机制动装置是一种车辆辅助制动装置，其利用发动机进排气过程的泵气损失、压缩冲程消耗的压缩功以及工作过程中的机械损失对驱动轮形成制动作用，得到的制动功率稳定，可在长下坡时用于降低并控制汽车的平均行驶速度，有效地减少行车制动系统由于长期连续工作而产生的过热和磨损，提高制动器的使用寿命，增强车辆行驶的安全性。
目前常用的发动机制动装置主要分为排气式、泄漏式和压缩释放式三类，而其中以发动机压缩释放式制动装置的制动性能最好，其产生的制动功率与发动机正常进行驱动工作时的额定功率基本相当。在已公开的发动机压缩释放式制动装置结构中，发动机排气门在发动机压缩冲程接近于结束时打开，释放压缩上止点的压缩气体。在与压缩式发动机制动装置一起使用的配气机构总成中，摇臂随旋转的排气凸轮而摆动，向下压在排气阀上以将其打开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于发动机制动的结构简单、紧凑、高度集成化的柱塞式摇臂及其工作方法。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
本发明首先公开了一种集成式发动机制动装置，包括摇臂，所述摇臂的一端设置有制动机构，摇臂中设置有一条控制油道和摇臂盲孔；
所述制动机构包括调节螺钉、位于摇臂盲孔内可上下移动的作用柱塞、设置在作用柱塞顶部的单向阀座、位于作用柱塞内部可在作用柱塞内上下移动的顶针柱塞；单向阀座通过螺纹与作用柱塞形成刚性连接，作用柱塞一侧设有作用柱塞油道与控制油道连通，作用柱塞底端通过与其连接的次象足与次气门桥相接触，用于打开排气门排气；顶针柱塞内设置有盲孔，盲孔底部通过弹簧与作用柱塞内部底面连接；
单向阀座底部通孔处设置有单向阀，单向阀的开关可在摇臂盲孔顶部与单向阀座底部之间形成高压油腔。
所述的摇臂的端部通过弹簧与主气门桥连接，摇臂的端部和主气门桥之间设有可随摇臂摆动而消除的间隙。
优选的，所述的摇臂安装制动机构端的端部还设置有间隙调节螺栓；所述的可随摇臂摆动而消除的间隙为间隙调节螺栓底部与主象足之间的间隙；主象足与主气门桥中部连接；主气门桥一端连接排气门一；另一端连接次气门桥；次气门桥与排气门二连接。
优选的，所述的顶针柱塞位于单向阀座下方；顶针柱塞顶部的顶针可顶开单向阀座底部的单向阀。
优选的，调节螺钉部分伸入摇臂盲孔，伸入部分的端部设有用于限制作用柱塞移动范围的限位部；盲孔外的调节螺钉上套有调节螺母，作用柱塞移动范围受摇臂盲孔顶部和调节螺钉底部限制。
优选的，所述的顶针柱塞移动范围受单向阀座底面和作用柱塞内部底面限制。
优选的，所述的摇臂另一端通过排气凸轮驱动。
优选的，摇臂底部设有压片弹簧，压片弹簧与作用柱塞底部接触，用于作用柱塞的复位。
优选的，所述的控制油道通过电磁阀通电供油。
本发明的优点是：本发明结构简单，零部件数量少，制动机构部件集成在一个盲孔内，减小了加工难度，降低了加工成本。本发明在非制动模式时，各制动机构部件之间相对静止不动，取得机构摩擦损耗小的效果。本发明通过一条油道控制制动机构工作，减小了装置的油耗。
附图说明
图1是在制动模式时，根据本发明的一个示例性实施方式的集成式发动机制动装置的剖面结构示意图。
图2a是排气凸轮在BGR凸起期间，图1集成式发动机制动装置的剖面结构示意图；
图2b是排气凸轮在制动排气凸起期间，图1集成式发动机制动装置的剖面结构示意图；
图2c是排气凸轮在正常排气凸起期间，图1集成式发动机制动装置的剖面结构示意图。
图3是在非制动模式时，根据本发明的一个示例性实施方式的集成式发动机制动装置的剖面结构示意图。
图4a是排气凸轮在BGR凸起期间，图3集成式发动机制动装置的剖面结构示意图；
图4b是排气凸轮在制动排气凸起期间，图3集成式发动机制动装置的剖面结构示意图；
图4c是排气凸轮在正常排气凸起期间，图3集成式发动机制动装置的剖面结构示意图。
图5是根据本发明的一个示例性实施方式的集成式发动机制动装置的制动机构端部的另一种结构示意图。
图中：1-顶针柱塞，2-单向阀，3-调节螺母，4-调节螺钉，5-单向阀座，6-摇臂，7-滚轮，8-排气凸轮，8a-BGR凸起，8b-排气制动凸起，8c-正常排气凸起，9-控制油道，10-作用柱塞油道，11-弹簧，12-作用柱塞，13-排气门二，14-次气门桥，15-次象足，16-排气门一，17-主气门桥，18-主象足，19-间隙调节螺栓。
具体实施方式
下面以四冲程发动机为例，结合附图对本发明的具体实施方案作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
集成式发动机制动装置，摇臂6的一端设置有制动机构，在摇臂6中设置有一条控制油道9，配合电磁阀信号控制制动机构的动作，进而控制排气门的动作。
上述制动机构的具体结构是：摇臂6的一端设置有部分伸入摇臂盲孔的调节螺钉4，盲孔外的调节螺钉4上套有调节螺母3，盲孔内套有可上下移动的作用柱塞12，作用柱塞12移动范围受摇臂6盲孔顶部和调节螺钉4底部限制，作用柱塞12底端通过与其连接的次象足15与次气门桥14相接触，用于打开排气门二13排气。
上述的摇臂安装制动机构端的端部还设置有间隙调节螺栓；间隙调节螺栓底部与主象足之间设有可随摇臂摆动而消除的间隙
上述的作用柱塞12的具体结构是：作用柱塞12顶部设置有单向阀座5，单向阀座5通过螺纹与作用柱塞12形成刚性连接，作用柱塞12一侧设置的作用柱塞油道10与控制油道9连通，位于作用柱塞12内部的顶针柱塞1可以在作用柱塞12内上下移动。
上述的单向阀座5底部通孔处设置有单向阀2，单向阀2的开关可在摇臂6盲孔顶部与单向阀座5底部之间形成高压油腔。
上述的顶针柱塞1移动范围受单向阀座5底面和作用柱塞12内部底面限制，顶针柱塞1内设置有盲孔，盲孔底部通过弹簧11与作用柱塞12内部底面连接。
上述的摇臂6一端通过排气凸轮8驱动，排气凸轮8上设置有正常排气凸起8c、BGR凸起8a及排气制动凸起8b。
模式一：发动机制动模式
如图1所示初始位置，电磁阀通电向控制油道9供油，润滑油经控制油道9、作用柱塞油道10、单向阀2进入高压油腔，在油压作用下，作用柱塞12向下移动直至单向阀座5与调节螺钉4底部接触，压片弹簧20被顶开，此时，次象足15正好与次气门桥14顶部接触。高压油腔内外油压趋于相等时，单向阀2关闭，将单向阀座5底部通孔封闭，此时摇臂6盲孔顶部与单向阀座5底部之间的高压油腔形成了液压刚性连接。同时，顶针柱塞1在油压作用下向下移动与作用柱塞12底部接触，弹簧11被压缩。
如图2a所示，当排气凸轮8转动至BGR凸起8a与滚轮7接触时，摇臂6向下摆动，作用柱塞12向下移动，顶开次气门桥14，进而顶开排气门二13。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置，进而次气门桥14及排气门二13复位。
如图2b所示，当排气凸轮8转动至排气制动凸起8b与滚轮7接触时，作用柱塞12向下移动，顶开次气门桥14，进而顶开排气门二13。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置，进而次气门桥14及排气门二13复位。
如图2c所示，当排气凸轮8转动至正常排气凸起8c与滚轮7接触时，摇臂6向下摆动，作用柱塞12向下移动，顶开次气门桥14，进而顶开排气门二13。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，间隙调节螺栓19继续下移，顶开主气门桥17，次气门桥14复位，进而顶开排气门一16及排气门二13，进行正常排气。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置，进而主气门桥17及排气门一16先复位，次气门桥14及排气门二13再复位。至此一个制动模式循环结束。
模式二：发动机非制动模式
如图3所示初始位置，电磁阀断电，控制油道9停止供油，顶针柱塞1在弹簧11作用下向上移动，进而顶开单向阀2，在压片弹簧20作用下，作用柱塞12向上移动，润滑油经单向阀2、作用柱塞油道10、控制油道9排出。此时，次象足15与次气门桥14顶部形成间隙。
如图4a所示，当排气凸轮8转动至BGR凸起8a与滚轮7接触时，摇臂6向下摆动，作用柱塞12向下移动，次象足15与次气门桥14顶部的间隙未消除。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置。
如图4b所示，当排气凸轮8转动至制动排气凸起8b与滚轮7接触时，摇臂6向下摆动，作用柱塞12向下移动，次象足15与次气门桥14顶部的间隙未消除。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置。
如图4c所示，当排气凸轮8转动至正常排气凸起8c与滚轮7接触时，摇臂6向下摆动，作用柱塞12向下移动，次象足15与次气门桥14顶部的间隙未消除。同时间隙调节螺栓19下移，间隙调节螺栓19底部与主象足18的间隙刚好消除。随着排气凸轮8继续转动，间隙调节螺栓19继续下移，顶开主气门桥17，进而顶开排气门一16及排气门二13，进行正常排气。随着排气凸轮8继续转动，作用柱塞12及间隙调节螺栓19恢复至初始位置，进而主气门桥17、排气门一16及排气门二13复位。至此一个非制动模式循环结束。
可选的，本发明的一个示例性实施方式的集成式发动机制动装置的制动机构端部的另一种结构示意图如5所示，间隙调节螺栓19和主象足18接触，主气门桥17和主象足18之间用弹簧连接。
最后，还需注意的是，以上公布的仅是本发明的具体实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.集成式发动机制动装置，其特征在于：包括摇臂，所述摇臂的一端设置有制动机构，摇臂中设置有一条控制油道和摇臂盲孔；
所述制动机构包括调节螺钉、位于摇臂盲孔内可上下移动的作用柱塞、设置在作用柱塞顶部的单向阀座、位于作用柱塞内部可在作用柱塞内上下移动的顶针柱塞；单向阀座通过螺纹与作用柱塞形成刚性连接，作用柱塞一侧设有作用柱塞油道与控制油道连通，作用柱塞底端通过与其连接的次象足与次气门桥相接触，用于打开排气门排气；顶针柱塞内设置有盲孔，盲孔底部通过弹簧与作用柱塞内部底面连接；
单向阀座底部通孔处设置有单向阀，单向阀的开关可在摇臂盲孔顶部与单向阀座底部之间形成高压油腔；
所述的摇臂的端部通过弹簧与主气门桥连接，摇臂的端部和主气门桥之间设有可随摇臂摆动而消除的间隙。
2.根据权利要求1所述的集成式发动机制动装置，其特征在于：所述的摇臂安装制动机构端的端部还设置有间隙调节螺栓；所述的可随摇臂摆动而消除的间隙为间隙调节螺栓底部与主象足之间的间隙；主象足与主气门桥中部连接；主气门桥一端连接排气门一；另一端连接次气门桥；次气门桥与排气门二连接。
3.根据权利要求1或2所述的集成式发动机制动装置，其特征在于所述的顶针柱塞位于单向阀座下方；顶针柱塞顶部设有顶针，用于顶开单向阀座底部的单向阀。
4.根据权利要求1或2所述的集成式发动机制动装置，其特征在于调节螺钉部分伸入摇臂盲孔，伸入部分的端部设有用于限制作用柱塞移动范围的限位部；盲孔外的调节螺钉上套有调节螺母，作用柱塞移动范围受摇臂盲孔顶部和调节螺钉底部限制。
5.根据权利要求1或2所述的集成式发动机制动装置，其特征在于所述的顶针柱塞移动范围受单向阀座底面和作用柱塞内部底面限制。
6.根据权利要求1或2所述的摇臂另一端通过排气凸轮驱动。
7.根据权利要求1或2所述的集成式发动机制动装置，其特征在于摇臂底部设有压片弹簧，压片弹簧与作用柱塞底部接触，用于作用柱塞的复位。
8.根据权利要求1或2所述的集成式发动机制动装置，其特征在于所述的控制油道通过电磁阀通电供油。
9.一种权利要求2所述的集成式发动机制动装置的发动机制动模式工作方法，其特征在于：
初始位置时，电磁阀通电向控制油道供油，润滑油经控制油道、作用柱塞油道、单向阀进入高压油腔，在油压作用下，作用柱塞向下移动直至单向阀座与调节螺钉底部接触，压片弹簧被顶开，此时，次象足正好与次气门桥顶部接触，高压油腔内外油压趋于相等时，单向阀关闭，将单向阀座底部通孔封闭，此时摇臂盲孔顶部与单向阀座底部之间的高压油腔形成了液压刚性连接；同时，顶针柱塞在油压作用下向下移动与作用柱塞底部接触，顶针柱塞盲孔内的弹簧被压缩；
当排气凸轮转动至BGR凸起与滚轮接触时，摇臂向下摆动，作用柱塞向下移动，顶开次气门桥，进而顶开排气门二；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置，进而次气门桥及排气门二复位；
当排气凸轮转动至排气制动凸起与滚轮接触时，作用柱塞向下移动，顶开次气门桥，进而顶开排气门二；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置，进而次气门桥及排气门二复位；
当排气凸轮转动至正常排气凸起与滚轮接触时，摇臂向下摆动，作用柱塞向下移动，顶开次气门桥，进而顶开排气门二；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，间隙调节螺栓继续下移，顶开主气门桥，次气门桥复位，进而顶开排气门一及排气门二，进行正常排气；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置，进而主气门桥及排气门一先复位，次气门桥及排气门二再复位；至此完成一个制动模式循环。
10.一种权利要求2所述的集成式发动机制动装置的发动机非制动模式工作方法，其特征在于：
初始位置时，电磁阀断电，控制油道停止供油，顶针柱塞在弹簧作用下向上移动，进而顶开单向阀，在压片弹簧作用下，作用柱塞向上移动，润滑油经单向阀、作用柱塞油道、控制油道排出；此时，次象足与次气门桥顶部形成间隙；
当排气凸轮转动至BGR凸起与滚轮接触时，摇臂向下摆动，作用柱塞向下移动，次象足与次气门桥顶部的间隙未消除；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置；
当排气凸轮转动至制动排气凸起与滚轮接触时，摇臂向下摆动，作用柱塞向下移动，次象足与次气门桥顶部的间隙未消除；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置；
当排气凸轮转动至正常排气凸起与滚轮接触时，摇臂向下摆动，作用柱塞向下移动，次象足与次气门桥顶部的间隙未消除；同时间隙调节螺栓下移，间隙调节螺栓底部与主象足的间隙刚好消除；随着排气凸轮继续转动，间隙调节螺栓继续下移，顶开主气门桥，进而顶开排气门一及排气门二，进行正常排气；随着排气凸轮继续转动，作用柱塞及间隙调节螺栓恢复至初始位置，进而主气门桥、排气门一及排气门二复位；至此完成一个非制动模式循环。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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