CN111120031A - 一种发动机辅助制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机制动技术领域，公开了一种发动机辅助制动装置，包括：阀体，所述阀体的周壁沿轴向间隔开设有第一油孔和第二油孔；定子，固定于阀体内，且所述定子上设有滑销；阀芯，套设于定子外，阀芯、定子以及阀体之间形成有螺旋油道，螺旋油道的一端连通第一油孔，另一端连通第二油孔，滑销置于螺旋油道内；柱塞，固接于阀芯端部；通过第一油孔或第二油孔向螺旋油道充油时，阀芯能被油压带动相对于定子转动，并带动柱塞沿轴向移动。本发明采用阀芯的旋转运动实现柱塞的伸出与回位，在制动过程中，通过面接触传递压力，减小磨损风险，提高可传递压力值，结构可靠，确保了制动效果。

Description

一种发动机辅助制动装置

技术领域

本发明涉及发动机制动技术领域，尤其涉及一种发动机辅助制动装置。

背景技术

现有发动机制动装置如图1所示，处于制动状态时，液体通道214内充油，驱动活塞164在机油压力作用下向右移动，将上下连杆184、186推直，使制动柱塞160伸出，在制动凸轮作用下，实现制动冲程130，进而实现排气制动；处于非制动状态时，液体通道214内无压力油，驱动活塞164在导向活塞162右端弹簧156作用下向左移动，上下连杆184、186铰链处弯折，制动柱塞160在制动弹簧177作用下向上移动回位。

上述装置能够实现发动机排气制动，但是上述装置存在有以下问题：

1)上述结构通过上下连杆184、186的推直与弯折实现制动与非制动状态的切换，在频繁状态切换和高载荷作用下，制动装置容易发生磨损。一旦发生磨损，将减小制动柱塞160的伸出量，影响制动效果。

2)该装置对机油压力要求较高，制动状态时若上下连杆184、186没有完全推直，在凸轮轴和气门共同作用下会进一步弯折，影响制动效果。在目前实际使用过程中也发现，存在制动状态时上下连杆184、186伸不直的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机辅助制动装置，能够传递较大的载荷，且通过平面传递载荷，磨损量小，结构可靠，确保了制动效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机辅助制动装置，包括：

阀体，所述阀体的周壁沿轴向间隔开设有第一油孔和第二油孔；

定子，固定于所述阀体内，且所述定子上设有滑销；

阀芯，套设于所述定子外，所述阀芯、所述定子以及所述阀体之间形成有螺旋油道，所述螺旋油道的一端连通所述第一油孔，另一端连通所述第二油孔，所述滑销置于所述螺旋油道内；

柱塞，固接于所述阀芯端部；

通过所述第一油孔或所述第二油孔向所述螺旋油道充油时，所述阀芯能被油压带动相对于所述定子转动，并带动所述柱塞沿轴向移动。

作为优选，所述阀芯上设有螺旋孔，所述螺旋孔、所述定子外壁以及所述阀体内壁之间形成螺旋油道。

作为优选，所述螺旋孔的螺旋角小于等于所述螺旋孔的当量摩擦角。

作为优选，所述螺旋孔设置有两个，两个所述螺旋孔沿轴向间隔设置，每个所述螺旋孔形成的螺旋油道内均有一个所述滑销。

作为优选，所述滑销将所述螺旋油道分为小腔室和大腔室，所述第一油孔连通于其中一个所述螺旋油道的所述小腔室，所述第二油孔连通于另一个所述螺旋油道的大腔室。

作为优选，其中一个所述滑销在水平面上的投影的中心线与另一个所述滑销在水平面上的投影的中心线重合。

作为优选，所述定子包括沿轴向依次设置的第一定子、垫片和第二定子。

作为优选，所述阀体的外壁开设有两个环形槽，其中一个所述环形槽连通于所述第一油孔，另一个所述环形槽连通于所述第二油孔。

作为优选，还包括紧固螺栓，所述定子通过所述紧固螺栓固定于所述阀体。

作为优选，所述阀体开设有阶梯孔，所述阀芯置于所述阶梯孔的大径段内，所述紧固螺栓穿过所述阶梯孔的小径段并螺纹连接于所述定子。

本发明的有益效果：通过第一油孔向螺旋油道充油，油压能够使得阀芯被推动相对于定子转动，由于固定设置的定子以及螺旋油道的螺旋结构，使得阀芯将转动转化为直线向下的运动，阀芯则带动柱塞向下移动伸出，随后在制动凸轮的作用下即可减小或消除制动间隙，改变气门升程，实现辅助制动。当处于非制动状态时，通过第二油孔向螺旋油道充油，油压能够使得阀芯被推动相对于定子反向转动，阀芯则带动柱塞向上移动回位。

本发明采用阀芯的旋转运动转化为直线运动，进而带动柱塞伸出与回位，实现制动与非制动的切换，且能够在制动过程中，通过面接触传递压力，减小磨损风险，提高可传递压力值，结构可靠，确保了制动效果。

附图说明

图1是现有技术发动机制动装置的结构示意图；

图2是本发明提供的发动机辅助制动装置的立体结构示意图；

图3是本发明提供的发动机辅助制动装置的剖视图；

图4是本发明提供的阀体显示有第一油孔和第二油孔的结构示意图；

图5是本发明提供的定子的结构示意图；

图6是本发明提供的阀芯的结构示意图；

图7是本发明提供的阀芯与定子、阀体(阀体被隐藏)配合的一个示意图；

图8是本发明提供的阀芯与定子、阀体(阀体被隐藏)配合的另一个示意图。

图中：

1、阀体；11、第一油孔；12、第二油孔；13、环形槽；2、定子；21、滑销；22、第一定子；23、垫片；24、第二定子；3、阀芯；31、螺旋孔；4、柱塞；5、紧固螺栓；6、第一腔室；7、第二腔室；8、第三腔室；9、第四腔室；

156、弹簧；160、柱塞；162、导向活塞；164、驱动活塞；177、制动弹簧；184、上连杆；186、下连杆；214、液体通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种发动机辅助制动装置，其用于辅助发动机排气制动，如图2和图3所示，该发动机辅助制动装置包括阀体1、定子2、阀芯3以及柱塞4，其中定子2、阀芯3、阀体1由内至外依次套设，且定子2、阀芯3以及阀体1之间形成有螺旋油道，上述柱塞4固定于阀芯3的端部(具体为图3所示的下端)。

如图4所示，上述阀体1呈圆筒状结构，其周壁沿轴向间隔开设有一个第一油孔11和一个第二油孔12，第一油孔11位于第二油孔12的下方。上述第一油孔11和第二油孔12均连通于螺旋油道，油液能够通过第一油孔11或第二油孔12流入和流出螺旋油道。

在阀体1的外壁开设有两个环形槽13，其中一个环形槽13连通于第一油孔11，另一个环形槽13连通于第二油孔12。通过设置环形槽13，使得油液较为顺畅的流入和流出第一油孔11或第二油孔12。此外，该环形槽13的设置，能够便于阀体1与外部油液供应通道的连通，方便油液的供应，而不需要第一油孔11和第二油孔12必须对齐外部油液供应通道。

本实施例中，上述阀体1开设有贯穿的阶梯孔，其中阶梯孔的小径段位于上部，大径段位于下部，上述阀芯3和定子2均置于阶梯孔的大径段内。

上述定子2可以通过紧固螺栓5固定于阀体1。示例性的，如图2所示，上述紧固螺栓5穿过阶梯孔的小径段并螺纹连接于定子2。通过旋拧紧固螺栓5，阶梯孔的结构会使得定子2上端抵接于阶梯孔的大径段的顶部处，以将定子2固定于阀体1内。

进一步地，如图5所示，上述定子2的外壁上固设有滑销21，该滑销21置于上述螺旋油道内，且滑销21和螺旋油道能够相对移动。通过将滑销21置于螺旋油道内，在通过第一油孔11或第二油孔12充油时，能够使阀芯3相对于定子2转动，并能够使得阀芯3的转动转化为直线运动，进而使阀芯3带动柱塞4移动，实现柱塞4的伸出或回位。

于本实施例中，优选地，上述定子2包括沿轴向依次设置的第一定子22、垫片23和第二定子24，其中第一定子22位于第一定子22的下方。通过将定子2设置为分体结构，同时设置垫片23，能够调整第一定子22和第二定子24之间的距离，进而确保定子2的安装精度，以便滑销21置于螺旋油道内位置精确而不会产生应力。此外，该定子2的结构设置，也能够使得安装更加方便，避免滑销21与螺旋油道之间因位置不正而导致产生应力，造成滑销21或螺旋油道出现磨损，或者滑销21无法相对于螺旋油道移动。

如图6所示，上述阀芯3套设于定子2外，且在阀芯3上开设有螺旋孔31，螺旋孔31与定子2外壁以及阀体1内壁三者之间共同形成上述螺旋油道。上述滑销21能够置于螺旋孔31内，且滑销21的两侧面能够和螺旋孔31的两个侧面接触，以将螺旋孔31分成两部分。

本实施例中，上述螺旋孔31可以设置为一个，此时螺旋油道也为一个，上述滑销21将螺旋油道分为两个腔室，其中一个腔室连通于第一油孔11，另一个腔室连通于第二油孔12。通过第一油孔11或第二油孔12向腔室内充油，此时由于滑销21的作用，能够使得被充油的腔室油压升高，油压则驱动阀芯3相对于定子2转动，此时由于螺旋孔31的螺旋结构，阀芯3会相对于定子2轴向移动，进而带动柱塞4伸出或回位。

当然，上述螺旋孔31也可以是图6所示的两个，两个螺旋孔31沿阀芯3的轴向间隔设置，此时相对应的螺旋油道和滑销21也设置有两个，每个滑销21均置于一个螺旋油道内，并且滑销21将螺旋油道分为小腔室和大腔室，其中如图7所示，第一油孔11连通于其中一个螺旋油道的小腔室(本实施例将该螺旋油道的小腔室定义为第一腔室6，大腔室定义为第二腔室7)，如图8所示，第二油孔12连通于另一个螺旋油道的大腔室(本实施例将该螺旋油道的小腔室定义为第三腔室8，大腔室定义为第四腔室9)。

通过上述结构的设置，当通过第一油孔11向第一腔室6充油时，第一腔室6内的油压增大，因为定子2固定连接于阀体1，所以阀芯3会被油压驱动相对于定子2顺时针转动(从图7的顶部向下看)，第一腔室6的体积变大，第二腔室7的体积变小(第二腔室7连有通气体通道，第二腔室7内的气体可以通过气体通道排出)。于此同时，上述第四腔室9内的油液会随着阀芯3的转动排出第二油孔12，第四腔室9的体积变小，第三腔室8的体积增大(第三腔室8也连有通气体通道)。上述阀芯3在顺时针旋转的同时，因为螺旋孔31的螺旋结构，会使得阀芯3相对于定子2向下移动，进而阀芯3带动柱塞4向下移动而伸出，柱塞4伸出后配合制动凸轮实现制动间隙的减小或消除，进而改变气门升程，实现辅助制动。

当处于非制动状态时，通过第二油孔12向螺旋油道充油，第四腔室9内的油压增大，并驱动阀芯3相对于定子2逆时针转动(从图7的顶部向下看)，第四腔室9的体积变大，第三腔室8的体积变小(第三腔室8内的气体可以通过气体通道排出)。于此同时，上述第一腔室6内的油液会随着阀芯3的转动排出第一油孔11，第一腔室6的体积变小，第二腔室7的体积增大。上述阀芯3在逆时针旋转的同时，因为螺旋孔31的螺旋结构，会使得阀芯3相对于定子2向上移动，也就使得阀芯3带动柱塞4回位。

本实施例中，优选地，上述螺旋孔31的螺旋角小于等于当量摩擦角(在斜面滑块模型中，当斜面倾斜到一定角度时，滑块此时的摩擦力恰好等于重力沿着斜面的分量，此时刚好处于受力平衡状态，此时的斜面倾斜角称为当量摩擦角)。通过该结构的设置，当通过第一油孔11充油实现辅助制动时，随着充油持续进行，阀芯3会在某一位置停止移动，即实现阀芯3会自锁，不再移动。

本实施例中，进一步地，当滑销21设置有两个时，其中一个滑销21在水平面上的投影的中心线与另一个滑销21在水平面上的投影的中心线重合。

作为优选的技术方案，本实施例的柱塞4通过过盈配合的方式固定于阀芯3的端部，以确保两者之间的连接稳固性。

本发明通过阀芯3的旋转运动转化为直线运动，进而带动柱塞4伸出与回位，实现制动与非制动的切换，结构可靠，确保了制动效果。而且能够在制动过程中，通过面接触传递压力，减小磨损风险，提高可传递压力值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机辅助制动装置，其特征在于，包括：

阀体(1)，所述阀体(1)的周壁沿轴向间隔开设有第一油孔(11)和第二油孔(12)；

定子(2)，固定于所述阀体(1)内，且所述定子(2)上设有滑销(21)；

阀芯(3)，套设于所述定子(2)外，所述阀芯(3)、所述定子(2)以及所述阀体(1)之间形成有螺旋油道，所述螺旋油道的一端连通所述第一油孔(11)，另一端连通所述第二油孔(12)，所述滑销(21)置于所述螺旋油道内；

柱塞(4)，固接于所述阀芯(3)端部；

通过所述第一油孔(11)或所述第二油孔(12)向所述螺旋油道充油时，所述阀芯(3)能被油压带动相对于所述定子(2)转动，并带动所述柱塞(4)沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述阀芯(3)上设有螺旋孔(31)，所述螺旋孔(31)、所述定子(2)外壁以及所述阀体(1)内壁之间形成螺旋油道。

3.根据权利要求2所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述螺旋孔(31)的螺旋角小于等于所述螺旋孔(31)的当量摩擦角。

4.根据权利要求2所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述螺旋孔(31)设置有两个，两个所述螺旋孔(31)沿轴向间隔设置，每个所述螺旋孔(31)形成的螺旋油道内均有一个所述滑销(21)。

5.根据权利要求4所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述滑销(21)将所述螺旋油道分为小腔室和大腔室，所述第一油孔(11)连通于其中一个所述螺旋油道的所述小腔室，所述第二油孔(12)连通于另一个所述螺旋油道的大腔室。

6.根据权利要求4或5所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，其中一个所述滑销(21)在水平面上的投影的中心线与另一个所述滑销(21)在水平面上的投影的中心线重合。

7.根据权利要求1所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述定子(2)包括沿轴向依次设置的第一定子(22)、垫片(23)和第二定子(24)。

8.根据权利要求1所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述阀体(1)的外壁开设有两个环形槽(13)，其中一个所述环形槽(13)连通于所述第一油孔(11)，另一个所述环形槽(13)连通于所述第二油孔(12)。

9.根据权利要求1所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，还包括紧固螺栓(5)，所述定子(2)通过所述紧固螺栓(5)固定于所述阀体(1)。

10.根据权利要求9所述的发动机辅助制动装置，其特征在于，所述阀体(1)开设有阶梯孔，所述阀芯(3)置于所述阶梯孔的大径段内，所述紧固螺栓(5)穿过所述阶梯孔的小径段并螺纹连接于所述定子(2)。

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