CN1180786A - 发动机制动加力装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机制动加力装置,含有一个设置在气缸头上的凸轮轴;一个用于驱动排气阀开、关的排气凸轮;和一个发动机制动加力凸轮。为了达到减小上述装置的总尺寸以减小发动机的总高度的目的,上述装置含有一个用于根据发动机制动加力凸轮(33)的动作产生所需的液体压力的液压形成装置,和一个用于通过液压形成装置供给的液体压力,在与排气凸轮开启阀的时间不同的时间下打开排气阀的排气阀驱动装置,上述的液压形成装置和上述的排气阀驱动装置结构上是互不相关的。

Description

发动机制动加力装置

本发明涉及一种发动机制动加力装置，这种装置能够通过在不同于正常工作下的时间内打开和关闭发动机的排气阀而获得大的发动机制动力。

作为一种发动机制动装置，发动机制动加力装置已经被研制出来并已是商品化了。按照这种发动机制动加力装置，可在加速器关掉时在不同于正常的排气时间下打开和关闭排气阀。因此，可控制气缸内的压力状态而提高发动机的制动能力。

这种发动机制动加力装置主要用于重型车辆、例如大卡车和公共汽车。具体地说，这种发动机制动加力装置可用来在加速器关掉时与排气杀车系统相结合而产生强大的发动机制动力，因此，它能够获得大的制动力、同时又可减小主制动器的负荷。

下面简单说明上述的发动机制动加力装置的工作原理。当这种制动装置工作时，进气阀和排气阀可按例如下面将要说明的方法打开和关闭。

在吸气冲程中，进气阀照常打开，以引入空气。在压缩冲程中，进气阀和排气阀也按正常的工作程序全部关闭，使进入气缸中的空气受压缩。

而后，在从压缩冲程进到膨胀冲程的前一瞬间，排气阀打开，通过排气阀将已被压缩的空气排入排气口，在压缩冲程中被压缩的空气的推力不再作用在活塞上，结果，在膨胀冲程中，便不存在沿向下推移活塞的方向的作用力。

此后，在被压缩的空气排出后，排气阀在活塞接近上死点时关闭以保持气缸在膨胀冲程中的关闭状态。因此，产生了阻止活塞向下移动的力，也就是产生发动机的制动力。

当活塞随后到达下死点附近而发动机进入排气冲程时，排气阀照常打开，使气缸内的压力接近大气压。当活塞随后到达上死点附近时，又开始吸气冲程。

通过反复进行上述的过程，使压缩冲程和膨胀冲程中的制动力连续作用在活塞上，故可显著增加发动机的制动能力。换句话说，此时使发动机履行泵吸作业而作负功，结果，汽车的动能被吸收并转为制动力。

顺便说一下，在这种发动机制动加力装置的工作过程中，停止喷入燃油。

上述这种发劝机制动加力装置已公开的一个实例例如日本公开特许No.昭和60-252113。下面结合图6～8简单说明这种发动机制动加力装置的具体结构。这种发动机的阀系带有一个具有设置在气缸头上的凸轮轴的上置式凸轮轴(OHC)阀组。每一个气缸带有进气阀142、143和排气阀144、145。

阀桥(也称“进气十字头”)146跨在进气阀142、143之上，而另一个阀桥(也可称为“排气十字头”)147则跨在排气阀144、145之上。

进气摇臂149和排气摇臂150分别位于上述的两个阀桥146、147之上，它们都是可摇动地支承在摇臂轴148上，并且，其结构可分别以其一端保持与相应的阀桥相接触。在发动机正常工作时，进气阀142、143和排气阀144、145根据相应摇臂149、150的动作而打开和关闭。

标号为151的凸轮轴带有进气凸轮152和排气凸轮153。这两个凸轮的形状做成可使各自的摇臂149、150配合发动机正常工作而按时动作。

另外，如图6所示，作为发动机制动加力装置的主要部件的气缸壳体111设置在气缸头上方并延伸跨过摇臂轴148。主气缸112、随动气缸113和将主气缸112与随动气缸113互相连通起来的高压流体管道(流体管)116与上述气缸壳体111做成整体。

在凸轮轴151上除了上述的进气凸轮152和排气凸轮153之外，还设置了一个发动机制动加力凸轮115，并由该发动机制动加力凸轮115往复带动置于主气缸112内的主活塞125。顺便说一下，发动机制动加力凸轮115的形状做成可在发动机的活塞位于压缩冲程中的上死点附近时驱动主活塞125。

另一方面，随动活塞129插入随动气缸113内(见图8)。当工作流体由高压流体管道116供入时，便带动随动活塞129随主活塞125的动作而动作。

如图6和8所示，活塞杆130也安置在随动活塞129的下面。该活塞杆130的下端与排气阀145的上端相接触。因此，当随动活塞129向下移动时，不管排气摇臂150的动作状态如何，排气阀145都由活塞杆130所打开。

如图6和8所示，方向控制阀(电磁阀)114也设置在气缸壳体111之内。如图8所示，这一电磁阀114的控制作用使得在两个模式之间转换管道连通模式成为可能，这两个模式一个是使工作流体供给管道136和高压流体管道116互相连通，另一个是使高压流体管道116与工作流体回流管道137互相连通。

这种结构的发动机制动加力装置工作时，燃油喷射阀(未示出)立即停止喷射燃油，并且，电磁阀114换向，使工作流体供给管道136和高压流体管道116互相连通。

结果，高压流体管道116充满了高压工作流体。在这种情况下，发动机制动加力凸轮115推动主活塞125从而使高压工作流体推动随动活塞129而使排气阀145在接近压缩冲程的上死点时打开。

因此，在发动机从压缩冲程进到膨胀冲程之前的瞬间，排气阀145打开，将被压缩的空气排出。因此，在压缩冲程中被压缩的空气的推力不再作用在活塞上，故在膨胀冲程中不存在沿向下推移活塞的方向的作用力。

由于排气阀145在排出被压缩的空气后关闭，故使气缸的内部在膨胀冲程中处于封闭状态结果产生了一种阻止活塞向下移动的力，用作发动机的制动力。

但是，在这种普通的发动机制动加力装置中，壳体111是做成一种整体构件的，因此，整个装置的体积大，从而导致这样一个问题，即发动机的总高度增大。

尤其是，在上述的这种发动机制动加力装置工作时，每个零部件都要承受大的负荷。因此，壳体111必须具有足以承受这种大负荷的强度。为了满足这一要求，壳体111也必须做得大些，这就出现了另一个问题，即增加了装置的总重量。

按照上述的技术，每一个气缸都带有自己的电磁阀114，用于使发动机制动加力装置在工作模式与非工作模式之间进行转换。这必然要使电磁阀114的数目与气缸数目一样多，因此，又出现了一个问题，那就是提高了制造成本。

此外，每个气缸都必须带有自己的工作流体供给管道136和工作流体回流管道137，这又将出现一个问题，即增加工时，从而也提高制造成本。

从上述的问题出发，本发明的一个目的是提供一种可减小装置的总尺寸从而也降低发动机的总高度、同时又保持每一个零部件具有足够的强度的发动机制动加力装置。

本发明的另一个目的是提供一种可通过减少电磁阀的数量和使气缸之间共同使用同一个工作流体供应管道而降低制造成本的发动机制动加力装置，上述的电磁阀是为使发动机制动加力装置在工作模式与非工作模式之间进行转换所必需的。

按照本发明的一个方面，提供了一种发动机制动加力装置，该装置带有：

一个安装在发动机气缸头上的凸轮轴；

一个安装在凸轮轴上用以通过排气摇臂而驱动排气阀的排气凸轮；

一个可摇动地支承上述的排气摇臂的摇臂轴；和

一个安装在上述的凸轮轴上并位于邻近上述的排气凸轮的位置上的发动机制动加力凸轮；上述的装置还含有：

一个根据发动机制动加力凸轮的动作而产生所需的流体压力的液压形成装置；

一个在其一侧的端部上与上述的液压形成装置相连接并跨越在上述摇臂轴之两旁的液压管路部件；和

一个与液压管路部件的另一端相连接的排气阀驱动装置，因此可在不同于由排气凸轮使阀打开的时间下由来自液压形成装置的液压打开排气阀；

其特征在于，上述的液压形成装置和排气阀驱动装置是结构上互不相关的部件。

按照这种结构，液压管路部件的形状、尺寸和材料等的确定都可能是与液压形成装置或排气阀驱动装置无关的，因此，可以选用能充分发挥其固有功能的液压管路部件，也就是说，选用能将液压形成装置所产生的液压传给排气阀驱动装置的液压管路部件。另外，这种结构还具有另一个优点，即可减小对发动机的总高度和总重量的增量。

具体地说，普通的发动机制动加力装置由于其主气缸、随动气缸和将这些主气缸与随动气缸互相连接在一起的流体管道由一个整体的壳体所形成，故存在增加发动机的总高度和总重量的问题。本发明的装置能够形成一个不采用上述这种整体壳体结构的发动机制动加力装置，故可显著减小对发动机总高度和总重量的增量。

液压形成装置最好设置在容纳凸轮轴的摇臂室的底壁上。

这种结构具有一个优点，即液压形成装置的安装位置可以降低，故可进一步降低发动机的总高度。此外，它不再需要由液压管路部件来支承液压形成装置，因此，有可能将液压管路部件做得更小，或者由轻型材料来制造它。

此外，摇臂室的底壁可以做成摇臂壳体的底壁，而摇壁壳体底壁又可与凸轮轴的轴承做成整体。这种结构具有一个优点，也就是可提高液压形成装置与凸轮轴之间的相对安装位置的精度。

排气阀驱动装置可由公用的螺栓与轴承的上部分一起固定在气缸头上。这就有可能减少螺栓的数量，从而带来了使发动机的总重量，零件的数目以及组装工时都减少的优点。

另外，发动机可以具有多个气缸。每一个气缸可以带有各自的由液压形成装置、排气阀驱动装置和液压管路部件组成的工作流体供给装置。上述的装置还可含有一个由发动机的驱动力所带动的、产生所需液压的液压泵、一个与该液压泵相连通的主液压管道、从主液压管道分支出来的、并且分别与上述的排气阀驱动装置相连通的同样多个的工作流体管道、一个安装在主液压管道上而使主液压管道可以打开或关闭的电磁阀、同样多个分别安装在工作流体管道上的控制阀，该控制阀可在液压泵供给工作流体时使工作流体流入工作流体供给装置，并在液压泵停止供给工作流体时使工作流体供给装置中的工作流体排出来。

按照这种结构，可以由单个电磁阀将工作流体送到各个气缸的工作流体供给装置中，因此带来了一个优点，即可减少成本高、体积大又笨重的电磁阀的数量。具体地说，电磁阀的数量(以前必须与气缸的数量一样多)可以减少，这就带来了许多优点，即不再需要留出安装这样多的电磁阀的空间，并且，由于零件数目的减少而减少了制造工时，降低了制造成本。

此外，由于电磁阀相对于液压形成装置、排气阀驱动装置和液压管路部件在结构上是独立的，故对于各个气缸可以共同使用液压形成装置、排气阀驱动装置和液压管路部件，这也可降低制造成本。

下面结合附图详细说明本发明，附图中，

图1是装有本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的发动机的顶视平面简图；

图2是沿图1中的箭头A的方向看的、装有本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的发动机的侧视简图；

图3是沿图1的箭头B的方向看的本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的主要部分的结构的简图；

图4是沿图1中箭头IV-IV剖切的、说明本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的主要部分的结构的剖视简图；

图5是沿图1中箭头V-V剖切的、说明本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的主要部分的结构的剖视简图；

图6是说明普通的发动机制动加力装置的简图；

图7是说明普通的发动机制动加力装置的简图；和

图8是说明普通的发动机制动加力装置的简图。

下面参盾附图说明按照本发明的一个实施例的发动机制动加力装置。

首先，简要说明发动机的基本结构。如图1和2所示，该发动机装有一个上置式凸轮轴(OHC)阀组，并且每个气缸设置进气阀51a、51b和排气阀52a、52b。另外，在大致沿每个气缸的中心轴线上设置一个燃油喷射阀53。

如图2所示，在排气阀52a、52b之上方设置一个阀桥62，同样地，在进气阀51a、51b的上方也设置一个阀桥61(见图3)。

在阀桥61和62之上方分别设置有可摇动地支承在摇臂轴40上的一个进气摇臂41和一个排气摇臂42，并保证使进气摇臂和排气摇臂的一端与相应的阀挤相接触，在发动机正常工作时，进气阀51a、51b和排气阀52a、52b按照相应的摇臂41、42的工作情况打开和关闭。

凸轮轴30上装有一个进气凸轮31和一个排气凸轮32，该两凸轮的形状做成可使各摇臂41、42配合发动机正常工作而按时动作。

下面说明本发明装置主要部分的结构。如图1所示，在凸轮轴30上邻近进气凸轮31和排气凸轮32的位置上设置一个发动机制动加力凸轮33。

在气缸头3上，还装有一个液压形成装置1，用以产生驱动发动机制动加力凸轮33发生动作所需的液压。如图2所示，上述液压形成装置1带有一个由发动机制动加力凸轮33带动的主活塞10，一个容纳该主活塞10的主气缸11和一个形成上述主气缸11的主活塞壳体12。

由于采用这种结构，当主活塞10由发动机制动加力凸轮33带动作往复移动时，主气缸11内的工作流体便受压。顺便说及，发动机制动加力凸轮33的形状要做成在发动机的活塞处于压缩冲程的上死点附近时能带动主活塞10。

如图1和2所示，在气缸头3内的排气阀52a的上方设置一个排气阀驱动装置2，该装置是一个在结构上与液压形成装置1没有联系的装置。

上述的排气阀驱动装置2结构上可使排气阀52a在与由排气凸轮32带动的开启时间不同的时间下开启，并且，如图5所示，排气阀驱动装置2带有一个由液压形成装置1提供的工作流体的压力驱动的随动活塞20、一个容纳该随动活塞20的随动气缸21和一个形成该随动气缸21的随动活塞壳体22。

如图1和2所示，上述的主气缸11和随动气缸21通过液压管路部件4连接在一起，上述的液压形成装置1、排气阀驱动装置2和液压管路部件4构成工作流体供给装置80。

如图1和4所示，上述的液压管路部件4由一条工作流体供给管道4a和在随动活塞壳体22内形成的另一条工作流体供给管道4b构成。工作流体供给管道4a的一端与主气缸11相连接，工作流体供给管道4b的一端与随动气缸21相连接。

上述的工作流体供给管道4a和4b通过一个下面就要说明的控制阀26连接在一起。通过控制阀26的作用控制工作流体供给管道4a与4b之间的连接状态。顺便说一下，液压管路部件4是横跨过摇臂轴40的两旁的，见图2。

在该装置中，液压形成装置1和排气阀驱动装置2在结构上是彼此独立的，并由液压管路部件4连接在一起，从而减小了对发动机的总高度和总的重量的增量。

在普通的发动机制动加力装置中，主气缸、随动气缸和将主气缸和随动气缸连接在一起的工作流体供给管道是在一个壳体内整体地构成的，从而使整个发动机的高度和发动机的重量有颇大程度的增加，这是一个问题。但是，本发明的发动机制动加力装置不采用这种整体壳体结构，故可显著减小对发动机的总高度和总重量的增量。

顺便说一下，如图3和5所示，在随动活塞20的下面设有一根活塞杆23，该活塞杆23的下端与排气阀52a的上端相接触。因此，当随动活塞20向下移动时，便通过活塞杆23将排气阀52a打开，而与排气摇臂42的工作状态无关。

如图中所示，在随动气缸21内装有回动弹簧24，所以，随动活塞20在回动弹簧24的偏压力的作用下向上偏移。当通过工作流体供给管道4b将高压工作流体供入随动气缸21时，便借助于高压工作流体将主活塞10的工作状态传递给随动活塞20，从而带动随动活塞20。

图中标号54、55表示两个阀弹簧，而标号56表示阀的座圈。

上面所描述的结构对于各个气缸来说都是共通的，所以，全部气缸具有相似的结构。

如图2所示，凸轮轴30可转动地支承在一个凸轮轴颈8(轴承的下部)和一个凸轮罩9(轴承的上部)上，其中凸轮轴颈8与摇臂壳体(支座件)5做成一个整体，如图1所示，摇臂壳体5的形状做成可封闭各个气缸。

此外，如图2所示，排气阀驱动装置2安装在凸轮罩9的上壁上，而排气阀驱动装置2的随动活塞壳体22则通过螺栓9a、9b固定到气缸头3上，凸轮罩9介于它们之间。带有安装在其上的排气阀驱动装置2的凸轮罩9又通过螺栓9b、9c安装在气缸头3上。也就是说，排气阀驱动装置2和凸轮罩9是由公用螺栓9b、9c固紧在一起的。这就可减少零件的数目，也节约装配工时。

在此情况下，可以设想将凸轮罩9和随动活塞壳体22做成一个整体件，然后用螺栓将此整体件固定到凸轮轴颈8上。这样，凸轮罩9和随动活塞壳体22必须用同一种材料制成。另一方面，从减轻发动机重量的观点看，最好用一种轻型材料(例如铝合金)来制造凸轮罩9和随动活塞壳体22。

但是，随动活塞壳体22必需有高的刚性。从这一要求来看，要用铁基材料(例如铸铁)来制造随动活塞壳体22。因此，如果凸轮罩9和随动活塞壳体22都用同一种材料做成一个整体，就会增加发动机的重量。

从减轻发动机重量的需要考虑，可用轻型铝合金来制造摇臂壳体5(即凸轮轴颈8)。如果凸轮罩9和随动活塞壳体22做成整体，并且凸轮罩9也用一种铁基材料(例如上面所述的铸铁)制成，那么凸轮罩9和凸轮轴颈8就是由不同材料制成的。这就使得凸轮轴30的轴承部分难以加工，并因此难于提高该轴承部分的圆度。

在本实施例的装置中，摇臂壳体5和凸轮罩9都用铝合金制成，因此对凸轮轴30的轴承部分的加工较为容易，同时又可减轻发动机的重量。另一方面，对于随动活塞壳体22则采用铁基材料(例如铸铁)来制造，从而得到高的刚性。而且，正如上面所提到过的，摇臂壳体5的凸轮轴颈8、凸轮罩9和随动活塞壳体22都是由公用的螺栓9a、9b固紧的，因此，可减轻总的发动机重量、减少零件数目，节约装配工时。

顺便说说，如图2所示，摇臂壳体5的形状做成在其位于液压形成装置1的一侧上的壁5a。带有一个向内延伸的越过气缸头3的上壁的底壁5b。该底壁5b构成由摇臂壳体5所包围的摇臂室的底壁的一部分。

穿过上述底壁5b插入一个定位销70。通过该定位销70便规定了液压形成装置1相对于摇臂壳体5的安装位置。

主活塞10设置在液压形成装置1内，如上所述，该主活塞10是由发动机制动加力凸轮33带动的。因此，要求发动机制动加力凸轮33与主活塞10之间的安装误差降到最小。

另一方面，液压形成装置1的主活塞壳体12直接安装在气缸头3上会在发动机制动加力凸轮33与主活塞10之间的安装误差上又加上气缸头3与摇臂壳体5之间的安装误差，这就意味着，由于有了后一种安装误差而使发动机制动加力凸轮33与主活塞10之间的安装位置的精度降低了。

因此，如上所述，在本实施例的装置中的摇臂壳体5带有一个向内延伸越过气缸头3的上壁的底壁5b，而且，主活塞壳体12又固定在摇臂壳体5的底壁5b上。因此，摇臂壳体5仅仅是介于发动机制动加力凸轮33与主活塞10之间的零件，这就提高了安装位置的精度。

虽然在凸轮轴颈8上设置了可转动地支承凸轮轴30的轴承，但是，该凸轮轴颈8是与摇臂壳体5做成整体的。因此，将主活塞壳体12安装在摇臂壳体5上可以最大限度地减少引起安装误差的因素。

下面说明发动机制动加力装置中工作流体的供给路线。如图4所示，在摇臂壳体5的凸轮轴颈8内做出工作流体的流通管道(主液压管道)7a、7b、7c，用来将来自未液压源(未示出)的高压工作流体供给到液压管路部件4。在上述这些流体管道中，管道7a与一个未示出的液压泵相连接，在管道7b与管道7c之间设置一个电磁阀6，以便使发动机制动加工装置的工作模式在工作模式与非工作模式之间转换。

如图1所示，上述电磁阀6在结构上与液压形成装置1、排气阀驱动装置2和液压管路部件4都没有任何联系，并且安装在与各气缸相连接的任一个排气阀驱动装置2的相邻处。

而且，如图4所示，在摇臂壳体5内还做出了排出管道7m，以便将存留在流体管道7c等处的工作流体排出。

电磁阀6是一个三通阀，它通常(是关闭的)将流体管道7b与流体管道7c彼此隔开，并使流体管道7c与排出管道7m互相连通。在发动机制动加力装置的工作过程中，当接收到未示出的控制器(ECU，发动机控制装置)发出的控制信号而接通线路时，便使流体管道7b与流体管道7c互相连通。

流体管道7c在其下游侧分叉成一条流体管道(工作流体管道)7d和另一条流体管道(工作流体管道)7e。流体管道7d穿过凸轮罩9，并与随动活塞壳体22内形成的控制室25相连接。

另一方面，流体管道7e通过另一条流体管道(工作流体管道)7f与在气缸头内形成的再一条流体管道(工作流体管道)7g相连接(见图1和2)。该流体管道7g沿发动机的气缸系的方向延伸，高压工作流体从流体管道7g通过设置在同一气缸的凸轮轴颈8上的流体管道(工作流体管道)7h、7j、7k供给到其他各有关气缸中的每个随动活塞壳体22的控制室25。

顺便说一下，只是在带有电磁阀6的气缸才设置上述的流体管道7a、7b、7c。

而且，每个控制室25带有其自己的控制阀26。当工作流体流入控制室25时，工作流体供给管道4a与工作流体供给管道4b就通过控制阀26互相连通，从而使高压工作流体供入工作流体供给管道4a和工作流体供给管道4b。

控制室25位于控制阀26上方的部分暴露在大气中，当控制室25未供入工作流体时，工作流体供给管道4a和工作流体供给管道4b与大气相通。

下面参看图4和5简要说明控制阀26的结构。该控制阀26含有一个限位球26a、一个第一回动弹簧26b、一个阀件26c、一个第二回动弹簧26d等，上述的阀件26c带有流体出入孔26e、26f。

当高压工作流体通过流体管道7b(或流体管道7k)供入控制室25时，控制阀26中的限位球26a由于工作流体的压力克服第一回动弹簧26b的偏压力而向上移动，从而使高压工作流体流入阀件26c内。

另一方面，阀件26c受到其弹簧常数已调成比上述第一回动弹簧26b大的第二回动弹簧26d的向下偏压。当高压工作流体通过限位球26a而流入阀件26c时，由于高压工作流体克服第二回动弹簧的偏压力而使阀件26c向上移动。

当阀件26c向上移动超过预定的距离时，阀件26c中的充体出入孔26e便与工作流体供给管道4a互相连通，孔26f也与工作流体供给管道4b互相连通。因此，在液压管路部件4的内部充满高压流体。

当电磁阀6接通以停止供给高压工作流体时，流体管道7c和排出管道7m便相连接而互相连通，从而使各高压流体管道7c～7k内的工作流体排出。在此情况下，由于停止向控制室25供给高压工作流体，故控制阀26内的限位球26a便在第一回动弹簧26b的偏压力的作用下向下移动，阀件26c也由于和二回动弹簧26d的偏压力的作用而向下移动。由于阀件26c按上述的方式向下移动，工作流体供给管道4a、4b便通过控制室25与大气连通。因此，留在工作流体供给管道4a、4b内的工作流体便立即排出，从而能确保使发动机制动加力装置转入非工作状态。这样就可改善发动机制动加力装置的反应特性。

上面所述的是按照本发明的一个实施例的发动机制动加力装置的结构。在发动机正常工作时，电磁阀6由未示出的控制器(ECU)控制在关闭(OFF)状态，并且流体管道7b和流体管道7c是互不相通的。

这样，高压工作流体就不会流到气缸的任一个液压管路部件内，即使在主活塞10受到发动机制动加力凸轮33的驱动时也是如此，因此，随动活塞20保持在非工作状态。故排气阀52a按照排气凸轮32的凸轮形状打开和关闭。

也就是说，在发动机正常工作时，电磁阀6的开一关使得进气阀51a、51b和排气阀52a、52b分别在相应于进气凸轮31和排气凸轮32的凸轮形状的正常开阀时间下打开和关闭。

另一方面，在发动机制动加力装置工作时，首先根据ECU发出的指令信号停止喷油阀53的喷油，与此大致同一时刻，电磁阀6根据ECU发出的指令信号接通，使流体管道7b与流体管道7c互相连通。结果，高压工作流体由一个未示出的流体泵通过流体管道7a～7c和流体管道(支线)7d泵入到电磁阀6附近的排气阀驱动装置2中的控制室25内。

但对于每个不邻近于电磁阀6的其他排气阀驱动装置2，工作流体则从流体管道7e通过流体管道7f供给到流体管道7g(它是通过气缸头3沿气缸系的方向延伸的)。然后，高压工作流体从流体管道7g再通过设置在每个气缸的凸轮轴颈8内的流体管道(支线)7h、7j、7k等供入控制室25内。

当高压工作流体供入到每个气缸的控制室25内时，便使控制阀26中的限位球26a在工作流体的压力作用下克服第一回动弹簧26b的偏压力而向上移动，结果使高压工作流体流入阀件26c内。

而后，当高压工作流体流入阀件26c内时，阀件26c便克服第二回动弹簧26d的偏压力而向上移动。因此，设置在阀件26上的流体出入孔26e与工作流体供给管道4a互相连通，并且孔26f与工作流体供给管道4b也互相连通，从而使液压管路部件4充满高压工作流体。

当液压形成装置1中的发动机制动加力凸轮33驱动主活塞10时，在主气缸11内的高压工作流体便进一步受压，并通过工作流体供给管道4a、4b输送到随动气缸21内。顺便说一下，当工作流体供给管道4a、4b的内部压力与流体管道7d、7k的内部压力相等时，限位球26a便在第一回动弹簧26b的偏压力作用下向下移动，从而将液压流体限制在工作流体供给管道4a、4b内。

另一方面，在排气阀驱动装置2上，随动活塞20在来自液压形成装置1的工作流体的压力作用下克服回动弹簧24的偏压力而被驱动，从而借助活塞杆23将排气阀52a打开。

如上所述，发动机制动加力凸轮33的凸轮形状被做成在发动机的活塞处于压缩冲程中的上死点附近时可驱动主活塞10，因此，排气阀52a可在压缩冲程中活塞处于上死点附近时打开。

因此，在本实施例的装置工作时，发动机总体上进行下面所述的作业。首先，根据ECU发出的控制信号停止喷油阀的喷油。在吸气冲程中，进气阀51a、51b照例打开，将空气引入。在厌缩冲程中，进气阀51a、51b和排气阀52a、52b都关闭(就像在正常的作业那样)，以便压缩被引入气缸内的空气。

然后，为活塞移动至接近上死点的位置时，排气阀52a按上述方法打开，从而通过排气阀52a排出受压缩的空气。结果，在压缩冲程中受压缩的空气的推力不再作用在活塞上，而且在膨胀冲程中，也没有沿向下推移活塞的方向的作用力。

在受压缩的受气排出后，排气阀52a关闭，以保持气缸在膨胀冲程中处于密封状态，结果，便产生了阻止活塞向下移动的力，从而产生发动机的制动力。

然后，当活塞到达下死点附近且发动机进入排气冲程时，排气阀52a、52b照例打开，使气缸的内压力接近大气压力，当活塞随后到达上死点附近时，再次开始进气冲程。

在上述的压缩冲程和膨胀冲程中的制动力连续作用在活塞上，而使发动机的制动能力显著提高。换句话说，使得发动机完成负功的泵送操作，从而使车辆的动能被吸收并转换成制动力。

另一方面，为了使发动机制动加力装置的工作模式从工作模式转换成非工作模式，由ECU将电磁阀6断开，使流体管道7b与流体管道7c互相隔开，与此同时，使流体管道7c与排出管道7m连通。结果，在流体管道7c～7k内的工作流体立即排出，这就切断了对控制室25的工作流体的供给而使控制阀26的阀件26c向下移动。这样，工作流体供给管道4a、4b的内部便通过控制室25与大气相通。因此，当电磁阀6断开时，存留在液压管路部件4内的工作流体就排出来，发动机制动加力装置的工作立即停止。

在本发明的发动机制动加力装置中，液压形成装置1(主要是主活塞壳体12)和排气阀驱动装置2(主要是随动活塞壳体22)是结构上互不相关的部件，液压形成装置1和排气阀驱动装置2由液压管路部件4相连接。因此，可减小对发动机的总高度和总重量的增量。

也就是说，普通的发动机制动加力装置有一个缺点，即它显著地增加了发动机的总高度和总重量，因为其主气缸、随动气缸和连接这些主气缸和随动气缸的流体管道都设置在一个整体的壳体内。而按照本发明的本实施例，发动机制动加力装置的设置不采用上述的整体壳体，所以可最大限度地减小对发动机的总高度和总重量的增量。

在本实施例的装置中，摇臂壳体5的形状做成带有向内延伸越过气缸头3的上壁的底壁5b，并且主活塞壳体12由穿过底壁5b的定位销70来固定，因此，提高了主活塞壳体12的安装位置的精确度。

换句话说，正如上面所述，凸轮轴颈8与摇臂壳体5做成一个整体，而主活塞壳体12是相对于摇臂壳体5定位的。因此提高了发动机制动加力凸轮33与主活塞壳体12之间相对安装位置的精度。

在本实施例的装置中，摇臂壳体5的凸轮轴颈8、凸轮罩9和随动活塞壳体22是由共用的螺栓9b、9c固紧的，这就可使整个发动机轻一些，而且也减少了零件数目，节约了装配工时。

如上所述在本实施例的装置中，电磁阀6是一个与液压形成装置1、排气阀驱动装置2和液压管路部件4各不相关的部件，并且它设置在邻近于一个气缸的排气阀驱动装置2的位置上。因此，虽然通常要求在一台发动机中电磁阀的数目要与气缸的数目一样多，但是，本实施例的装置只需要一个电磁阀，这就降低了制造成本。

而且，由于电磁阀6是一个与液压形成装置1、排气阀驱动装置2和液压管路部件4互不相关的部件，所以，液压形成装置1、排气阀驱动装置2和液压管路部件4可用作各个气缸的公共部件，这也可降低制造成本。

另外，工作流体连通管路由沿气缸系的方向延伸的流体管道7g和连接该流体管道7g与每个气缸的控制室25使之互相连通的流体管道7d、7e、7h、7j、7k组成，因此，具有一个好处，即单一个电磁阀可以将工作流体供给到多个气缸的控制室。

在位于电磁阀6附近的排气阀驱动装置2中，工作流体通过流体管道7d从电磁阀6供给到控制室25，并通过流体管道7c、7e、7f供给到流体管道7g。因此，不需要为供给工作流体到流体管道7g而设置任何附加的流体管道。也就是说，如果想要直接将工作流体从电磁阀6供给到流体管道7g，就需要设置一条通过摇臂壳体5的附加流体管道，使该附加流体管道延伸穿过在电磁阀6与加工有流体管道7g的气缸头3。但在本实施例的装置中，不需要设置这种附加的流体管道。事实上，从摇臂壳体5的结构来看，要使流体管道7g穿过摇臂壳体5是困难的。如果想要液压流体从电磁阀6直接供给到流体管道7g，采用本实施例的装置中的流体管道的结构是十分有效的。

在本实施例中，谈到各气缸串联排列的串联式发动机。但是，本发明的装置的用途不仅仅限于这种串联式发动机。它也可用于其它类型的发动机。例如，带有两个气缸组的V型发动机。在这种实施例中，也可获得类似于上面所述的有益效果，即电磁阀6设置在与一个气缸组中的各气缸相联接的排气阀驱动装置2的附近(也就是说，每个气缸组设置一个电磁阀6)。

Claims (5)

1.一种发动机制动加力装置，含有：

一个设置在该发动的气缸头(3)上的轮轴(30)；

一个设置在上述凸轮轴(30)上用来通过排气摇臂(42)驱动排气阀(52a、52b)的排气凸轮(32)；

一个可摇动地支承上述排气摇臂(42)的摇臂轴(40)；和

一个设置在上述凸轮轴(30)上邻近于上述排气凸轮(32)的位置上的发动机制动加力凸轮(33)，上述装置还含有：

一个用于根据上述发动机制动加力凸轮(33)的动作产生所需的液体压力的液压形成装置(1)；

一个在其一侧端部与上述液压形成装置(1)相连接并跨越上述摇臂轴(40)的液压管路部件(4)；和

一个与上述的液压管路部件(4)的另一侧端部相连接的排气阀驱动装置(2)，因此，可通过上述的液压形成装置(1)提供的液体压力使上述排气阀(52a、52b)在与由上述排气凸轮(32)开启阀的时间不同的时间下打开。

其特征在于，上述的液压形成装置(1)和上述的排气阀驱动装置(2)是结构上互不相关的部件。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述的液压形成装置(1)设置在接纳上述凸轮轴(30)的摇臂室的底壁上。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于，上述的摇臂室的底壁做成摇臂壳体(5)的底壁(5b)，该底壁(5b)又与凸轮轴(30)的轴承(8)做成整体。

4.根据权利要求3的装置，其特征在于，上述的排气阀驱动装置(2)由公用螺栓(9a、9b)与上述轴承的上部(9)一起固紧在上述气缸头(3)上。

5.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述的发动机具有多个气缸，每个气缸带有各自的工作流体供给装置(80)，该装置(80)由上述液压形成装置(1)、上述排气阀驱动装置(2)和上述液压管路部件(4)组成；上述的装置还含有：

一台用于通过上述发动机的驱动力而产生所需液体压力的液压泵；

一条与上述液压泵相连通的主液压管路(7a～7c)；

从上述主液压管道(7c)分支出来并分别与上述的排气阀驱动装置(2)相连通的工作流体管道(7d～7k)；

一个设置在上述主液压管道(7c)上可使该管道(7c)打开或关闭的电磁阀(6)；

分别设置在上述工作流体管道(7d，7k)上的同样多个数目的控制阀(26)，因此，当上述液压泵供给工作流体时，工作流体就被送到上述的工作流体供给装置(80)内，当上述液压泵停止供给工作流体时，上述工作流体供给装置(80)内的工作流体便被排出。

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