发动机制动器
技术领域
本实用新型涉及一种汽车领域的发动机辅助制动装置,特别是涉及一种发动机制动器。
背景技术
发动机制动器广泛运用于大型客车和重型商用车上,它的运用有效降低传统刹车的机械磨损,提高传统刹车的使用寿命,有效提高车辆行驶的安全可靠性,极大的降低车辆的使用维护成本,提升运输效率。特别是提升重载车辆在下长坡时的安全可靠性。
目前,发动机制动器所设计的驱动活塞,是用于打开发动机排气门的驱动机构。驱动活塞机构主要由间隙调节螺钉、驱动活塞、回位弹簧、挡片和轴向挡圈组成。驱动活塞通过制动器内产生的高压液压油来驱动。在驱动活塞的下部压有二个弹簧,弹簧一端支撑在驱动活塞上,另一端支撑在挡片上,挡片由轴向挡圈来固定其轴向位置。弹簧的作用是:当发动机制动器停止工作时,弹簧利用它的自身弹力将驱动活塞回弹到它的原始安装位置,使其脱离与发动机气门顶杆的接触,不干扰发动的正常运行。挡片的作用是支撑弹簧,承受驱动活塞冲击弹簧所产生的冲击力。轴向挡圈的作用是限制固定挡片的轴向位置,使驱动活塞机构内的驱动活塞,弹簧,挡片不至于在冲击力的作用下冲出驱动活塞孔外
图1是目前广泛采用的一种发动机制动器的驱动活塞机构,其处于停止工作状态的示意图。如图1所示,在发动机制动器壳体12上设有驱动液压腔17、油道39、油道11,驱动液压腔17和油道39、油道11连通。驱动活塞27位于驱动液压腔17中,由弹簧18将驱动活塞27压在一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,一颗锁紧螺母33把调节螺钉34紧固在其调定的位置。弹簧18的下端由一个托板19支撑,托板19由安装在驱动液压腔17上的卡簧20支撑。
当发动机制动器停止工作时,由于油道39、油道11和驱动液压腔17中没有了压力,驱动活塞27就在弹簧18的作用力下被压在一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,一颗锁紧螺母33把调节螺钉34紧固在其调定的位置。其驱动活塞27便与气门顶杆40脱离接触。
图2是目前广泛采用的发动机制动器的驱动活塞机构处于工作状态:当发动机制动器开始工作时,低压液压油通过油道36,电磁阀35从油道37推动控制阀28,当控制阀28上的环槽29与油道39连通时,低压液压油便经过驱动液压腔17经油道11流到主动活塞腔10中,并推动主动活塞7向下运动和发动机摇臂4上的球头螺钉6接触。由于此时低压液压油的压力还不能克服驱动液压腔17中弹簧18的弹力从而不能推动驱动活塞27向下运动。此压力可克服回位弹簧片14的作用力并推动主动活塞7向下运动直到接触到球头螺钉6。当推杆3向上运动时,球头螺钉6便推动主动活塞7向上运动,此时液压油回流,将控制阀28里的控制阀钢球31压紧在连接油道32的孔口38上封住回油路,从而形成封闭的液压回路,当主动活塞7在球头螺钉6的顶动下继续向上运动时便会产生高压力的液压油,具有高压的液压油克服驱动液压腔17中弹簧18的弹力从而推动驱动活塞27向下运动直到接触到气门顶杆40打开排气门,此时若气缸里的压缩气体压力高将会阻碍驱动活塞的向下运动,但由于液压油的不可压缩性,封闭液压腔里的液压油在主动活塞7向上运动的挤压下会产生相应高的压力来推开排气门。而这些高压力主要是通过驱动液压腔17里的压缩弹簧承受在托板19和安装在驱动液压腔17上的卡簧20上。当推杆3运动到最高点时,主动活塞机构停止挤压液压油,经过一定时间后推杆3向下运动,这时控制阀钢球31被低压力的液压油推开,驱动活塞27在弹簧18的作用下,被压到一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,完成一个工作循环。
分析图1、图2和图3的发动机驱动活塞机构,可以知道,当制动器工作时,驱动活塞27产生的高压冲击力主要承受在托板19和安装在驱动液压腔17上的卡簧20上。由于托板19和驱动液压腔17配合有间隙,在高压冲击力的作用下,托板19在驱动液压腔17中的位置会发生摆动偏移,这种摆动偏移造成卡簧20圆周受力不均匀,卡簧20又比较细薄,在发动机摇臂4高频率的动作下,驱动活塞27产生同样高频率的冲击力,由于卡簧20长时间受力的不均匀性从而容易产生破碎性失效。卡簧20一旦失效,托板19、弹簧18、驱动活塞27就会失去轴向支撑限位,即使驱动液压腔17中没有压力,托板19、弹簧18、驱动活塞27也会因自重脱出驱动液压腔外,如遇到驱动液压腔17内的高压液压油就会顶动发动机气门顶杆40一直向下运动,损坏气门锁卡,造成气门脱落撞碰到活塞造成打缸的危险。
Jacobs公司推出的用于Cummins公司的N系列发动机、M11系列发动机、雷诺DCI11系列发动机制动器都采用了托板、卡簧限位支撑的驱动活塞结构形式。重庆马银良申请的专利200410021605.5、200420032416.3中所述的结构也是采用了托板、卡簧限位支撑的驱动活塞结构形式。这种结构形式存在配合间隙大,受力不均,容易产生断裂失效。给发动机的运行带来安全隐患。
另外,现有的发动机制动器上设计有一个主动活塞,用于产生高压力液压油的输送机构,去推动一个从动活塞打开排气门。主动活塞主要由主动活塞7、回位弹簧片14组成。主动活塞7由发动机上的发动机摇臂4来驱动,用来挤压液压油去驱动从动活塞。在主动活塞7的底部压有一个回位弹簧片14,回位弹簧片14的一端由螺钉固定在发动机制动器壳体12上,另一端悬压在主动活塞7的底部。回位弹簧片14的作用是:当发动机制动器停止工作时,回位弹簧片14利用它的自身弹力将主动活塞7回弹到它的原始安装位置,使其脱离与发动机摇臂4的接触,不干扰发动的正常运行。
图4是目前广泛采用的一种发动机制动器的主动活塞机构,其处于停止工作状态的示意图。如图4所示,在发动机制动器壳体12上有主动活塞腔10和油道11,主动活塞腔10和油道11连通。主动活塞7位于主动活塞腔10中,可以自由的上下运动,它由安装在发动机摇臂4上的球头螺钉6驱动。在主动活塞7上有一个回位弹簧片14悬压位置的推力台阶9和驱动凸台8。回位弹簧片14的一端由一颗螺栓13固定在发动制动器壳体12上,回位弹簧片14的另一端悬压在主动活塞的推力台阶9上。回位弹簧片14将主动活塞7弹压在主动活塞腔10的底部,驱动凸台8对准发动机摇臂4上的球头螺钉6。球头螺钉6由锁紧螺母5锁紧在发动机摇臂4上,由发动机的推杆3推动。
当发动机制动器停止工作时,由于油道11和主动活塞腔10中没有了压力,主动活塞7就在回位弹簧片14的作用力下被弹回到主动活塞腔10的底部,其驱动凸台8便与球头螺钉6脱离接触。
图5是发动机制动器的主动活塞机构处于工作状态:当发动机制动器开始工作时,油道11和主动活塞腔10中就充满了低压力液压油,此压力可克服回位弹簧片14的作用力并推动主动活塞7向下运动直到接触到球头螺钉6。当推杆3向上运动时,球头螺钉6便推动主动活塞7产生高压力的液压油,具有高压的液压油通过油道11流向发动机制动器的相关执行机构。当推杆3运动到最高点时,主动活塞机构停止挤压液压油,经过一定时间后推杆3向下运动主动活塞7在低压力的液压油的作用下,克服回位弹簧片14的作用力随球头螺钉6一起向下运动,直到运动到最低点,完成一个工作循环。
图6是图4主动活塞7和回位弹簧片14的配合示意图。可以看到:回位弹簧片14上有一个圆形的安装孔2、一个避让折弯1、一个避让叉口16和两个接触圆弧15。接触圆弧15和主动活塞7的推力台阶9接触。
分析图4和图5的发动机主动活塞机构,可以知道,当制动器工作时,回位弹簧片14是随主动活塞一起做上下往复运动的,为了避免回位弹簧片14与主动活塞7在非接触部位产生干涩,必需在回位弹簧片14上制造出避让折弯1和避让叉口16。由于避让折弯1的折弯圆角半径较小,这样当回位弹簧片14在制动器工作进程中随主动活塞7一起做频繁的往复动动时,必会产生较大的塑性变形,时间长了,必然会使回位弹簧片14的回位弹性有所下降,造成在制动器停止工作时,回位弹簧片14的弹力不足以克服主动活塞7自身的重力从而不能使主动活塞7回复到原始的安装位置,使主动活塞7上的驱动凸台8不能完全脱离与球头螺钉6的接触,给发动机的运行带来噪声和风险。
Jacobs公司推出的用于Cummins公司的N系列发动机、M7系列发动机、雷诺DCI7系列发动机制动器都采用了折弯形弹簧片,这种折弯形结构存在容易产生塑性变形,疲劳寿命不高的缺陷,给发动机的运行带来噪声和安全隐患。重庆马银良申请的专利200320104566.6中所述的结构更容易产生塑性变形,并且采用圆弧接触人为增大磨擦阻力,当回位弹簧片疲劳失效时,更容易产生噪音和安全问题。
由此可见,上述现有的发动机制动器在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决发动机制动器存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的发动机制动器存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新型结构的发动机制动器,能够改进一般现有的发动机制动器,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型的主要目的在于,克服现有的发动机制动器存在的缺陷,而提供一种新型结构的发动机制动器,所要解决的技术问题是使其给发动机制动器驱动活塞机构提供一个疲劳寿命高的轴向限位托板,紧配合于驱动液压腔中,用螺钉固定在发动机制动器壳体上,提升发动机制动器运行的安全可靠性的一种发动机制动器的驱动活塞机构,从而更加适于实用,且具有产业上的利用价值。
本实用新型的另一目的在于,提供一种发动机制动器,所要解决的技术问题是使其给发动机制动器提供一个疲劳寿命高的回位弹簧片,提升发动机制动器运行的安全可靠性和降低发动机因回位弹簧片的失效所产生的噪声的一种发动机制动器的主动活塞机构,从而更加适于实用和安全。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的发动机制动器,由电磁阀、控制阀、驱动活塞机构、主动活塞机构、发动机制动器壳体组成并通过油道连接。其中驱动活塞机构主要由调节螺钉、驱动活塞、弹簧、托板、螺钉、油道组成。其是在发动机制动器壳体上设有驱动液压腔、第一油道、第二油道,驱动液压腔和第一油道、第二油道连通,驱动活塞位于驱动液压腔中,而主动活塞机构主要由主动活塞、回位弹簧片组成,其是在发动机制动器壳体上设有主动活塞腔和第二油道,主动活塞腔和第二油道连通,主动活塞位于主动活塞腔中,可以自由的上下运动,该主动活塞由安装在发动机摇臂上的球头螺钉驱动。其特点在于:其中所述的驱动活塞机构的托板为圆形,是整体的限位托板结构,托板的圆周上设有一个或一个以上圆形螺钉安装孔和一个凸台,圆形的托板通过一个或一个以上螺钉固定在发动机制动器壳体上,凸台外圆与驱动液压腔紧配合,凸台的内圆与弹簧配合,圆形托板压在弹簧上,由弹簧将驱动活塞压在一个拧在发动机制动器壳体上的调节螺钉上,锁紧螺母把调节螺钉紧固在其调定的位置。
前述的发动机制动器,其中所述的主动活塞结构的回位弹簧片为圆弧形,其上设有一个圆形安装孔、避让折弯、接触圆弧和一个叉口,回位弹簧片的一端固定在发动机制动器壳体上,另一端悬压在主动活塞上的平面推力台阶上,回位弹簧片将主动活塞压在主动活塞腔底部。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知,为了达到前述实用新型目的,本实用新型的主要技术内容如下:
本实用新型主要由电磁阀、控制阀、驱动活塞机构、主动活塞机构、壳体组成并通过油道连接,其中驱动活塞机构,由一个驱动活塞、压缩弹簧,轴向限位托板,螺钉组成。轴向限位托板与驱动液压腔采用紧配合,轴向限位托板由螺钉将其紧固在发动机制动器壳体上,轴向限位托板是圆形的,其上有一个圆形的配合凸台,凸台的外圆与驱动液压腔配合,凸台的内圆与压缩弹簧配合。轴向限位托板四周有六个螺钉安装孔,中间有一个圆形的凹槽。
而其主动活塞机构,由一个主动活塞和一个回位弹簧片组成,安装在发动机制动器壳体上的回位弹簧片是弧形,其上有一个圆形安装孔和一个叉口,回位弹簧片的一端固定在制动器的壳体上,另一端悬压在主动活塞的推力台阶上,回位弹簧片将主动活塞压在主动活塞腔的底部。
借由上述技术方案,本实用新型提出的发动机制动器至少具有下列优点:
1、本实用新型的驱动活塞机构的托板采用圆形,方便加工,用它代替原托板和卡簧给弹簧一个轴向限位压力,配合紧密,位置固定,可以消除原托板与驱动液压腔的配合间隙大弹簧位置不稳定造成托板受力不均造成卡簧失效现象的发生。
2、本实用新型的驱动活塞机构采用整体的限位托板结构来消除原托板的配合间隙,使托板上受力均匀,从而提高了零件本身的安全可靠性也提高了发动机制动器和发动机在正常工作过程中的安全可靠性。
3、本实用新型的主动活塞机构安装在发动机制动器壳体上的回位弹簧片是弧形,这样可以减少回位弹簧片明显的折弯,消除回位弹簧片在工作过程中的应力集中现象,以明显减小回位弹簧片在工作过程中的塑性变形,从而有效提高弹簧片的疲劳寿命,从而提高发动机在正常工作过程中的安全可靠性和有效地降低发动机的噪声。
综上所述,本实用新型特殊结构的发动机制动器,是为了克服已有发的缺陷,提供安全性、可靠性好的主动活塞机构和驱动活塞机构,从而提高发动机制动器总体的安全性和可靠性。其具有上述诸多的优点及实用价值,并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新,其不论在结构上或功能上皆有较大的改进,在技术上有较大的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的发动机制动器具有增进的多项功效,从而更加适于实用,而具有产业的广泛利用价值,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1:现有技术驱动活塞处于停止状态的结构示意图;
图2:现有技术驱动活塞处于工作状态的结构示意图;
图3:现有技术驱动活塞的托板、卡簧与驱动活塞的配合示意图;
图4:现有技术主动活塞的结构示意图;
图5:现有技术主动活塞的结构示意图;
图6:现有技术主动活塞的结构的回位弹簧片与主动活塞的配合示意图;
图7:本实用新型驱动活塞处于停止状态的结构示意图;
图8:本实用新型驱动活塞处于工作状态的结构示意图;
图9:本实用新型驱动活塞的托板与驱动活塞的配合示意图;
图10:本实用新型主动活塞的结构示意图;
图11:本实用新型主动活塞的结构示意图;
图12:本实用新型主动活塞的结构的回位弹簧片与主动活塞的配合示意图。
1:避让折弯 2:安装孔
3:推杆 4:发动机摇臂
5:锁紧螺母 6:球头螺钉
7:主动活塞 8:驱动凸台
9:推力台阶 10:主动活塞腔
11:油道 12:发动机制动器壳体
13:螺栓 14:位弹簧片
15:接触圆弧 16:避让叉口
17:驱动液压腔 18:弹簧
19:托板 20:卡簧
21:托板 22:凹槽
23:孔 24:螺钉安装孔
25:螺钉 26:凸台
27:驱动活塞 28:控制阀
29:环槽 30:连接油道
31:控制阀钢球 32:连接油道
33:锁紧螺母 34:调节螺钉
35:电磁阀 36:油道
37:油道 38:孔口
39:油道 40:气门顶杆
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型提出的发动机制动器其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
请参阅图7、图8、图9、图10、图11、图12所示,本实用新型较佳实施例的发动机制动器,其主要由电磁阀、控制阀、驱动活塞机构、主动活塞机构组成并通过油道连接。其中,所述的驱动活塞机构见图7-9:
如图7所示,本实用新型驱动活塞机构(处于停止工作状态)由调节螺钉34、锁紧螺母33、驱动活塞27、弹簧18和一个圆形的托板21组成,托板上有一个圆环形的配合凸台26,该凸台26的外圆与驱动液压腔17配合,而凸台26的内圆与弹簧18配合,托板21圆周上均布六个螺钉安装孔24,托板21中间有一个孔23和一个凹槽22,供驱动活塞27穿过和避让驱动活塞27。托板21用螺钉25安装在发动机制动器壳体12上。驱动活塞27位于发动机制动器壳体12上的驱动液压腔17中,由弹簧18将驱动活塞27压在一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,一颗锁紧螺母33把调节螺钉34紧固在其调定的位置。当发动机制动器停止工作时,由于油道39、油道11和驱动液压腔17中不存在压力,驱动活塞27就在弹簧18的作用力下被压在调节螺钉34上,一颗锁紧螺母33把调节螺钉34紧固在其调定的位置,其驱动活塞27便与气门顶杆40脱离接触。
图8表示的是本实用新型的驱动活塞机构处于工作状态的示意图。当发动机制动器工作时,电磁阀35打开,低压液压油经过油道37推开控制阀钢球31到油道39,驱动液压腔17、油道11、主动活塞腔10推动主动活塞7向下运动,直到接触到发动机摇臂4上的球头螺钉6。发动机不断旋转过程中,推杆3向上运动顶动发动机摇臂4带动球头螺钉6驱动主动活塞7向上运动挤压液压油回流,在回流液压油的作用下,控制阀钢球31堵住孔口38封闭油道37,主动活塞7在球头螺钉6的推动下继续向上运动,由于液压油的不可压缩性,此时腔内的压力升高,克服安装在驱动液压腔17内的弹簧18的弹力推动驱动活塞27下行直至和气门顶杆40接触。发动机缸内的压力阻碍排气门的打开,主动活塞7在球头螺钉6的推动下继续向上运动,封闭液压腔内的压力继续升高,直至将排气门打开一个开度。而这些高压力主要是通过驱动液压腔17里的弹簧18承受在托板21上,由于托板21和驱动液压腔17的紧配合,弹簧18在凸台26的限制下也处于相对稳定的位置,在驱动活塞27的驱动下,托板21上受力相对均匀。当推杆3运动到最高点时,主动活塞机构停止挤压液压油,经过一定时间后推杆3向下运动,这时控制阀钢球31被低压力的液压油推开,使连接油道30经连接油道32与油道39连通,补充油道39中泄露的液压油,驱动活塞27在弹簧18的作用下,被压到一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,完成一个工作循环。
图9是本实用新型驱动活塞机构中的驱动活塞27、弹簧18和托板21的配合示意图。由调节螺钉34、锁紧螺母33、驱动活塞27、弹簧18和一个圆形的托板21组成。从图上可以看出:托板21上有一个圆环形的配合凸台26,凸台26的外圆与驱动液压腔17配合,凸台26的内圆与弹簧18配合,托板21圆周上均布六个螺钉安装孔24,托板21中间有一个孔23和一个凹槽22,供驱动活塞27穿过和避让驱动活塞27。托板21用螺钉25安装在发动机制动器壳体12上。驱动活塞27位于发动机制动器壳体12上的驱动液压腔17中,由弹簧18将驱动活塞27压在一个拧在发动机制动器壳体12上的调节螺钉34上,一颗锁紧螺母33把调节螺钉34紧固在其调定的位置。
所述的主动活塞机构见图10-12。
如图10所示,本实用新型主动活塞机构(处于停止工作状态)由具有一个推力台阶9的主动活塞7和一个圆弧性的回位弹簧片14组成,并安装在发动机制动器壳体12上。主动活塞7位于发动机制动器壳体12上的主动活塞腔10中,可自由上下运动,由安装在发动机摇臂4上的球头螺钉6驱动。回位弹簧片14的一端由螺栓13固定在发动机制动器壳体12上,另一端悬压在主动活塞7上的推力台阶9上,回位弹簧片14将主动活塞7压在主动活塞腔10的底部。在主动活塞7上有一个推力台阶9和一个驱动凸台8。驱动凸台8对准球头螺钉6,球头螺钉6由锁紧螺母33锁紧在发动机摇臂4上,由发动机的推杆3推动。主动活塞7在球头螺钉6的驱动下产生高压力的液压油通过油道11输送到制动器的相关执行机构。当发动机制动器停止工作时,由于油道11和主动活塞腔10中不存在压力,主动活塞7就在回位弹簧片14的作用力下被压在主动活塞腔10的底部,其驱动凸台8便与球头螺钉6脱离接触。
图11表示的是本实用新型的主动活塞机构处于工作状态的示意图。当发动机制动器工作时,油道11和主动活塞腔10中就充满了低压力的液压油,此压力可克服回位弹簧片14的作用力并推动主动活塞7向下运动直到接触到球头螺钉6。当推杆3向上动动时,球头螺钉6便推动主动活塞7产生高压力的液压油通过油道11去驱动制动器的相关执行零件。当推杆3运动到最高点时,主动活塞机构停止挤压液压油,经过一定时间后推杆3向下运动,主动活塞7在低压力液压油的作用下克服回位弹簧片14的作用力并随球头螺钉6一起向下运动,直到运动到最低点,完成一次循环。
图12是本实用新型主动活塞机构中的主动活塞7和回位弹簧片14的配合示意图。从图上可以看出:回位弹簧片14是一个圆弧性的弹簧片,一端制造有一个圆形的安装孔2,另一端制造有一个避让叉口16。主动活塞10上设有一个推力台阶9来与回位弹簧片14配合。
上述如此结构构成的本实用新型发动机制动器的技术创新,对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处,而确实具有技术进步性。
如上所述是本实用新型的基本构思是将驱动活塞机构的托板采用托板整体的限位托板结构来消除原托板的配合间隙,使托板上受力均匀,并将主动活塞机构的回位弹簧片变为弧形,使回位弹簧片在工作过程中的塑性变形减小,从而提高了零件本身的安全可靠性也提高了发动机制动器和发动机在正常工作过程中的安全可靠性。但是,在本实用新型的技术领域内,只要具备最基本的知识,可以对本实用新型的其他可操作的实施例进行改进。在本实用新型中对实质性技术方案提出了专利保护请求,其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。