CN112065525A - 一种摇臂机构及发动机总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机技术领域，具体公开了一种摇臂机构及发动机总成，该摇臂机构包括该摇臂机构包括摇臂轴、摇臂、气门间隙调节装置、配气机构和控制阀。摇臂转动设置于摇臂轴，配气机构包括气门桥，摇臂设有柱塞腔，气门间隙调节装置包括滑动设置于柱塞腔中的液压挺柱，柱塞腔通过供油油路供油，控制阀能将供油油路打开或关闭，当控制阀将供油油路打开时，液压挺柱能够与气门桥抵接，并消除气门桥和液压挺柱之间的间隙。当控制阀将供油油路关闭时，液压挺柱与摇臂的相对位置保持不变，此时若发动机制动，不会导致柱塞腔的充油，以此可实现压缩释放制动和液压间隙调整装置的兼容，可避免解除发动机制动后导致的气门烧蚀或气门撞活塞。

Description

一种摇臂机构及发动机总成
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种摇臂机构及发动机总成。
背景技术
由重型或中型柴油发动机驱动的大型车辆上通常设有发动机制动机构，发动机制动时，制动摇臂的制动活塞在制动油的驱动下伸出并和气门桥配合，导致气门桥的倾斜，排气摇臂象足和气门桥之间会产生很大的间隙，排气气门无法闭合，可使得气缸中的压缩空气得以释放，无法对外做功。
然而，现有技术在采用发动机制动机构后，往往无法同时在排气摇臂上设置液压间隙调整装置以将间隙补偿。液压间隙调整装置如申请号为CN201010212462.1的前期专利中所公开的发动机气门间隙自动调整的液压挺柱。因为，当间隙产生时，会造成高压腔内过度充油，在制动退出，发动机开始点火做功时，由于高压腔内过度充油，在气门升程的过程中高压腔内的油无法通过低压腔和柱塞与挺柱体之间的间隙及时排出，并且由于油液具有不可压缩性，气门无法落座，会造成气门关闭不严，最终导致气门烧蚀或气门撞活塞。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种摇臂机构及发动机总成，以解决相关技术中采用发动机制动机构后，往往无法同时在排气摇臂上设置液压间隙调整装置以将间隙补偿的问题。
一方面，本发明提供一种摇臂机构，包括摇臂轴，转动设置于所述摇臂轴的摇臂，设置于所述摇臂的气门间隙调节装置，以及配气机构，所述摇臂设有柱塞腔，所述柱塞腔通过供油油路供油，所述气门间隙调节装置包括滑动设置于所述柱塞腔中的液压挺柱，所述配气机构包括气门桥，所述摇臂机构还包括控制阀；
所述控制阀能将所述供油油路打开或关闭，当所述控制阀将所述供油油路打开时，所述供油油路提供的油液进入所述柱塞腔后能驱动所述液压挺柱相对所述摇臂伸出，以使所述液压挺柱抵接于所述气门桥；当所述控制阀将所述供油油路关闭时，所述液压挺柱与所述摇臂的相对位置保持不变；
当发动机制动时，所述控制阀将所述供油油路关闭。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述摇臂设有控制腔，所述供油油路包括间隔设置于所述摇臂的第一油路和第二油路，所述第一油路和所述第二油路均与所述控制腔连通，所述第一油路和所述柱塞腔连通，所述第二油路用于和油源连接；
所述控制阀包括滑动位于所述控制腔内的阀芯，所述阀芯能将所述第一油路和所述第二油路连通或断开。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述控制阀还包括设置于所述控制腔一端的弹簧，以及与所述控制腔的另一端连通的先导信号油路；
所述阀芯具有将所述第一油路和所述第二油路连通的连通位置和将所述第一油路和所述第二油路断开的断开位置，所述弹簧能驱动所述阀芯向所述连通位置移动，所述先导信号油路能驱动所述阀芯向所述断开位置移动。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述阀芯设有导油槽，当所述阀芯位于所述连通位置时，所述导油槽连通所述第一油路和所述第二油路，当所述阀芯位于所述断开位置时，所述导油槽分别与所述第一油路和所述第二油路断开。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述先导信号油路包括用于给所述控制腔供油的控制油路，以及用于控制所述控制油路打开与关闭的阀件。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述控制油路为用于给制动摇臂供油的制动油路，所述阀件为制动电磁阀，当所述阀件打开所述制动油路时，所述制动摇臂用于发动机制动。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述控制油路为专用油路，所述专用油路仅连通油源和所述控制腔，所述阀件为控制电磁阀，当发动机的转速超过设定值时，所述阀件控制所述控制油路打开。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述控制油路设置于所述摇臂轴，所述先导信号油路还包括设置于所述摇臂的连接油路，所述连接油路连接所述控制油路和所述控制腔。
作为摇臂机构的优选技术方案，所述控制阀还包括设置于所述控制腔内的挡板和挡圈，所述挡圈和所述弹簧分别位于所述挡板的两侧，所述弹簧的两端分别与所述挡板和所述阀芯抵接，所述挡圈与所述控制腔的腔壁卡接且与所述挡板抵接。
另一方面，本发明提供一种发动机总成，其特征在于，包括发动机，所述发动机包括气缸组件，所述气缸组件包括气缸、进气摇臂机构、排气机构、以及制动摇臂，所述排气机构为上述任一方案中的摇臂机构；
所述排气机构用于控制排气，所述进气摇臂机构用于控制进气，所述制动摇臂能与所述排气机构的气门桥抵接，以使发动机制动。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种摇臂机构及发动机总成，该摇臂机构包括摇臂轴、摇臂、气门间隙调节装置、配气机构和控制阀。摇臂转动设置于摇臂轴，配气机构包括气门桥，以及与气门桥配合的气门，摇臂设有柱塞腔，气门间隙调节装置包括滑动设置于柱塞腔中的液压挺柱，柱塞腔通过供油油路供油，控制阀能将供油油路打开或关闭，当控制阀将供油油路打开时，供油油路供给的油液进入至柱塞腔中并能驱动液压挺柱相对摇臂伸出，以使液压挺柱能够与气门桥抵接，并消除气门桥和液压挺柱之间的间隙。当控制阀将供油油路关闭时，液压挺柱与摇臂的相对位置保持不变，此时若发动机制动，制动摇臂与气门桥抵接，以使气门桥位于设定位置，此时气门将排气道打开，由于供油油路关闭且液压挺柱与摇臂的相对位置保持不变，因而不会导致柱塞腔的充油，随着摇臂的转动，在气门落座的过程中，液压挺柱和气门桥能够分离并具有间隙，以此可实现压缩释放制动和液压间隙调整装置的兼容，可避免解除发动机制动后导致的气门烧蚀或气门撞活塞。
附图说明
图1为本发明实施例中进气机构、排气机构及制动摇臂的结构示意图一；
图2为本发明实施例中摇臂及液压间隙调整装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中摇臂、控制阀以及液压间隙调整装置的分解示图；
图4为本发明实施例中摇臂、控制阀以及液压间隙调整装置的剖视图；
图5为本发明实施例中摇臂机构的剖视图一(阀芯位于连通位置)；
图6为本发明实施例中摇臂机构的剖视图二(阀芯位于断开位置)；
图7为本发明实施例中进气机构、排气机构及制动摇臂的结构示意图二。
图中：
1、摇臂轴；11、润滑油路；
2、摇臂；21、柱塞腔；22、供油油路；221、第一油路；222、第二油路；23、控制腔；
3、气门间隙调节装置；31、液压挺柱；
4、配气机构；41、气门桥；42、气门；43、气门弹簧；
5、控制阀；51、弹簧；52、阀芯；521、导油槽；53、挡板；54、挡圈；55、控制油路；56、连接油路；57、控制电磁阀；58、制动电磁阀；
10、进气机构；20、排气机构；30、制动摇臂。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1～7所示，本实施例提供一种摇臂机构，该摇臂机构用于控制排气，当然，该摇臂机构还可以用于控制进气。
该摇臂机构包括摇臂轴1、摇臂2、气门间隙调节装置3、配气机构4和控制阀5。其中，摇臂2转动设置于摇臂轴1，气门间隙调节装置3设置于摇臂2的一端，推杆或者凸轮机构等动力源用于和摇臂2的另一端配合，以使摇臂2能够绕摇臂轴1转动，并使气门间隙调节装置3用于和配气机构4配合，以使排气道打开或关闭。具体地，配气机构4包括气门桥41，与气门桥41配合的气门42，以及套设于气门42的气门弹簧43，气门42用于打开或关闭排气道。摇臂2设有柱塞腔21，气门间隙调节装置3包括滑动设置于柱塞腔21中的液压挺柱31，柱塞腔21通过供油油路22供油，控制阀5能将供油油路22打开或关闭，当控制阀5将供油油路22打开时，如图5所示，供油油路22供给的油液进入至柱塞腔21中并能驱动液压挺柱31相对摇臂2伸出，以使液压挺柱31能够与气门桥41抵接，并消除气门桥41和液压挺柱31之间的间隙。当控制阀5将供油油路22关闭时，如图6所示，液压挺柱31与摇臂2的相对位置保持不变，此时若发动机制动，制动摇臂30与气门桥41抵接，以使气门桥41位于设定位置，此时气门42将排气道打开，由于供油油路22关闭且液压挺柱31与摇臂2的相对位置保持不变，因而不会导致柱塞腔21的充油，随着摇臂2的转动，在气门42落座的过程中，液压挺柱31和气门桥41能够分离并具有间隙L。以此可实现压缩释放制动和液压间隙调整装置的兼容，可避免解除发动机制动后导致的气门42烧蚀或气门42撞活塞。
需要注意的是，气门间隙调节装置3为现有技术，其工作原理可参照申请号为CN201010212462.1的前期专利中公开的发动机气门间隙自动调整的液压挺柱，在本实施例中对其结构及工作原理不再赘述。
可选地，请参照图2至图6，摇臂2设有控制腔23，供油油路22包括间隔设置于摇臂2的第一油路221和第二油路222，第一油路221和第二油路222均与控制腔23连通，第一油路221和柱塞腔21连通，第二油路222用于和油源连接；控制阀5包括滑动位于控制腔23内的阀芯52，阀芯52能将第一油路221和第二油路222连通或断开。如此可将控制阀5集成于摇臂2，便于节省安装空间。本实施例中，供油油路22与设置于摇臂轴1的润滑油路11连通。在其他的实施例中，供油油路222还可设置为位于摇臂2外的外接油管。
可选地，控制阀5还包括设置于控制腔23一端的弹簧51，以及与控制腔23的另一端连通的先导信号油路；阀芯52具有将第一油路221和第二油路222连通的连通位置和将第一油路221和第二油路222断开的断开位置，弹簧51能驱动阀芯52向连通位置移动，先导信号油路能驱动阀芯52向断开位置移动。本实施例中，控制阀5采用机械结构的先导阀，控制效果稳定。优选地，阀芯52设有导油槽521，当阀芯52位于连通位置时，导油槽521连通第一油路221和第二油路222，当阀芯52位于断开位置时，导油槽521分别与第一油路221和第二油路222断开。可以理解的是，当阀芯52位于连通位置时，导油槽521位于第一油路221和第二油路222之间，并且导油槽521连通第一油路221和第二油路222，当阀芯52位于断开位置时，阀芯52的外周面位于第一油路221和第二油路222之间，且阀芯52的外周面将第一油路221和第二油路222隔断。进一步优选地，导油槽521为环绕阀芯52的环形槽，能够保证导油槽521连通第一油路221和第二油路22时，连通效果不受阀芯52转动的影响。当然，导油槽521还可为贯穿阀芯52的外周面的通槽。作为其中的一种可替代方案，控制阀5还可为电磁控制阀，电磁控制阀能将第二油路22与第一油路221连通，或者将第二油路222与油箱连通。
可选地，控制阀5还包括设置于控制腔23内的挡板53和挡圈54，挡圈54和弹簧51分别位于挡板53的两侧，弹簧51的两端分别与挡板53和阀芯52抵接，挡圈54与控制腔23的腔壁卡接且与挡板53抵接。当然，弹簧51还可直接与控制腔23的腔壁抵接，或者与螺接于控制腔23的腔壁的螺栓抵接。
可选地，先导信号油路包括用于给控制腔23供油的控制油路55，以及用于控制控制油路55打开与关闭的阀件。当阀件打开控制油路55时，控制油路55给控制腔23供油，以使阀芯52移动至断开位置，此时第一油路221和第二油路222断开，可实现对液压挺柱31和摇臂2相对位置的锁定。当阀件关闭控制油路55时，控制油路55无法给控制腔23供油，在弹簧51的作用下，阀芯52移动至连通位置，此时第一油路221和第二油路222连通，可实现解除对液压挺柱31和摇臂2相对位置的锁定。优选地，控制油路55设置于摇臂轴1，先导信号油路还包括设置于摇臂2的连接油路56，连接油路56连接控制油路55和控制腔23。
可选地，控制油路55为用于给制动摇臂30供油的制动油路，阀件为制动电磁阀58，当制动电磁阀58打开制动油路时，制动摇臂30用于发动机制动。如此设置，当阀件打开制动油路时，一方面制动油路给制动摇臂30供油，以进行发动机制动，另一方面，制动油路给控制腔23供油，以使阀芯52移动至断开位置，并将液压挺柱31和摇臂2相对位置锁定。其中，制动油路如图7中所示的S1。
作为其中的一种可替代方案，控制油路55为独立于制动油路设置的专用油路，专用油路如图7中所示的S2。具体地，阀件为控制电磁阀57，专用油路仅连通油源和控制腔23。优选地，当发动机的转速超过设定值时，控制电磁阀57控制专用油路打开，如此还能避免发动机超速状态下，配气机构4飞脱引起的气门桥41和液压间隙调整装置之间的间隙变大后，液压间隙调整装置的过度充油问题。
本实施例还提供一种发动机总成，发动机包括气缸组件，气缸组件包括气缸、进气机构10、排气机构20、以及制动摇臂30，排气机构20为上述摇臂机构；排气机构20用于控制排气，进气机构10用于控制进气，制动摇臂30能与排气机构20的气门桥41抵接，以使发动机制动。
可以理解的是，进气机构10亦可采用上述方案中的摇臂机构，特别当控制油路55独立于制动油路设置时，当发动机的转速超过设定值时，进气机构10和排气机构20的阀件同时控制控制对应的油路打开，可防止进气机构10和排气机构20的液压间隙调整装置的过度充油问题。当然，进气机构10亦可设置的不同于上述摇臂机构。
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，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。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)

1.一种摇臂机构，包括摇臂轴(1)，转动设置于所述摇臂轴(1)的摇臂(2)，设置于所述摇臂(2)的气门间隙调节装置(3)，以及配气机构(4)，所述摇臂(2)设有柱塞腔(21)，所述柱塞腔(21)通过供油油路(22)供油，所述气门间隙调节装置(3)包括滑动设置于所述柱塞腔(21)中的液压挺柱(31)，所述配气机构(4)包括气门桥(41)，其特征在于，所述摇臂机构还包括控制阀(5)；
所述控制阀(5)能将所述供油油路(22)打开或关闭，当所述控制阀(5)将所述供油油路(22)打开时，所述供油油路(22)提供的油液进入所述柱塞腔(21)后能驱动所述液压挺柱(31)相对所述摇臂(2)伸出，以使所述液压挺柱(31)抵接于所述气门桥(41)；当所述控制阀(5)将所述供油油路(22)关闭时，所述液压挺柱(31)与所述摇臂(2)的相对位置保持不变；
当发动机制动时，所述控制阀(5)将所述供油油路(22)关闭。
2.根据权利要求1所述的摇臂机构，其特征在于，所述摇臂(2)设有控制腔(23)，所述供油油路(22)包括间隔设置于所述摇臂(2)的第一油路(221)和第二油路(222)，所述第一油路(221)和所述第二油路(222)均与所述控制腔(23)连通，所述第一油路(221)和所述柱塞腔(21)连通，所述第二油路(222)用于和油源连接；
所述控制阀(5)包括滑动位于所述控制腔(23)内的阀芯(52)，所述阀芯(52)能将所述第一油路(221)和所述第二油路(222)连通或断开。
3.根据权利要求2所述的摇臂机构，其特征在于，所述控制阀(5)还包括设置于所述控制腔(23)一端的弹簧(51)，以及与所述控制腔(23)的另一端连通的先导信号油路；
所述阀芯(52)具有将所述第一油路(221)和所述第二油路(22)连通的连通位置和将所述第一油路(221)和所述第二油路(22)断开的断开位置，所述弹簧(51)能驱动所述阀芯(52)向所述连通位置移动，所述先导信号油路能驱动所述阀芯(52)向所述断开位置移动。
4.根据权利要求3所述的摇臂机构，其特征在于，所述阀芯(52)设有导油槽(521)，当所述阀芯(52)位于所述连通位置时，所述导油槽(521)连通所述第一油路(221)和所述第二油路(222)，当所述阀芯(52)位于所述断开位置时，所述导油槽(521)分别与所述第一油路(221)和所述第二油路(222)断开。
5.根据权利要求3所述的摇臂机构，其特征在于，所述先导信号油路包括用于给所述控制腔(23)供油的控制油路(55)，以及用于控制所述控制油路(55)打开与关闭的阀件。
6.根据权利要求5所述的摇臂机构，其特征在于，所述控制油路(55)为用于给制动摇臂(30)供油的制动油路，所述阀件为制动电磁阀(58)，当所述阀件打开所述制动油路时，所述制动摇臂(30)用于发动机制动。
7.根据权利要求5所述的摇臂机构，其特征在于，所述控制油路(55)为专用油路，所述专用油路仅连通油源和所述控制腔(23)，所述阀件为控制电磁阀(57)，当发动机的转速超过设定值时，所述阀件控制所述控制油路(55)打开。
8.根据权利要求5所述的摇臂机构，其特征在于，所述控制油路(55)设置于所述摇臂轴(1)，所述先导信号油路还包括设置于所述摇臂(2)的连接油路(56)，所述连接油路(56)连接所述控制油路(55)和所述控制腔(23)。
9.根据权利要求3所述的摇臂机构，其特征在于，所述控制阀(5)还包括设置于所述控制腔(23)内的挡板(53)和挡圈(54)，所述挡圈(54)和所述弹簧(51)分别位于所述挡板(53)的两侧，所述弹簧(51)的两端分别与所述挡板(53)和所述阀芯(52)抵接，所述挡圈(54)与所述控制腔(23)的腔壁卡接且与所述挡板(53)抵接。
10.一种发动机总成，其特征在于，包括发动机，所述发动机包括气缸组件，所述气缸组件包括气缸、进气摇臂机构、排气机构(20)、以及制动摇臂(30)，所述排气机构(20)为如权利要求1-9任一项所述的摇臂机构；
所述排气机构(20)用于控制排气，所述进气摇臂机构用于控制进气，所述制动摇臂(30)能与所述排气机构(20)的气门桥(41)抵接，以使发动机制动。
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