CN203050830U - 组合式发动机制动装置 - Google Patents

Abstract

一种组合式发动机制动装置，包括一个常规气门致动器、一个制动气门致动器和一个制动控制机构。常规气门致动器包括常规气门驱动机构，制动气门致动器包括制动气门驱动机构，制动控制机构同时控制常规气门驱动机构和制动气门驱动机构。当制动控制机构接通时，常规气门驱动机构的离合装置从啮合位置变为分离位置，常规气门致动器与发动机的两个气门之间的链接断开，取消发动机的常规气门运动；与此同时，制动气门驱动机构的间隙补偿装置从非操作位置变为操作位置，制动气门致动器驱动两个气门中的一个，产生发动机的制动气门运动。本实用新型的制动气门运动与常规气门运动互不干涉，可以得到各自独立而优化的气门升程曲线，提高发动机制动性能。

Description

组合式发动机制动装置

技术领域:

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动领域，特别涉及用于产生发动机制动气门运动的技术，具体的是一种组合式发动机制动装置。

背景技术:

已有技术中，车辆发动机的常规气门致动器的技术为人共知，其应用已有一百多年的历史。但由于对发动机排放与制动等其它需求，越来越多的发动机需要在常规气门运动的基础上，增加用于发动机制动的气门运动。事实上，采用发动机制动气门运动的发动机制动器已经逐渐成为商用车（尤其是12吨以上重型卡车）发动机必配的装置。

发动机制动技术也广为人知。只需将发动机暂时转换为压缩机。转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩行程接近结束时打开气门，允许被压缩气体（制动时为空气）被释放，发动机在压缩行程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀行程返回到发动机的汽缸活塞和曲轴，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是有效的发动机制动和车辆速度的减缓。

在一百多年的车载发动机应用历史中，常规气门致动器采用的都是机械式或固链式（非液压式）的连接与驱动，将发动机的凸轮运动传递给气门，产生常规气门运动。而发动机制动气门驱动装置大都是采用液压式的连接或驱动，产生制动气门运动。

现有技术中，制动气门驱动机构在产生发动机的制动气门运动的过程中，伴随有发动机的常规气门运动，制动气门运动不能独立于常规气门运动，制动性能受到限制。

实用新型内容： 

本实用新型的目的在于提供一种组合式发动机制动装置，所述的这种组合式发动机制动装置要解决现有技术中发动机的制动气门运动过程中伴随有发动机的常规气门运动、制动气门运动不能独立于常规气门运动、制动性能受到限制的技术问题。

本实用新型的这种组合式发动机制动装置，包括一个常规气门致动器、一个制动气门致动器和一个制动控制机构，所述常规气门致动器包括一个常规气门驱动机构，所述制动气门致动器包括一个制动气门驱动机构，其中，所述的常规气门驱动机构包括一个集成在发动机的气门桥或摇臂内的离合装置，所述离合装置具有啮合位置和分离位置，在啮合位置，离合装置将所述的常规气门致动器与发动机的两个气门相连，在分离位置，离合装置使所述的常规气门致动器与发动机的两个气门断开，所述的制动气门驱动机构包括一个间隙补偿装置，所述间隙补偿装置具有非操作位置和操作位置，在非操作位置，间隙补偿装置在所述的制动气门致动器与发动机的一个气门之间产生一个间隙，在操作位置，间隙补偿装置消除所述的制动气门致动器与发动机的一个气门之间的间隙，所述的制动控制机构通过油路同时与常规气门驱动机构的离合装置和制动气门驱动机构的间隙补偿装置相通。

进一步的，所述的常规气门驱动机构包括一个常规摇臂和一个气门桥，所述的气门桥中包括有一个第一活塞孔和一个第二活塞孔，所述的第一活塞孔与第二活塞孔连通且其轴向垂直，第一活塞孔内设置有一个第一活塞，所述的常规摇臂的一端与所述的第一活塞固定连接，第一活塞孔通过第一活塞内的内置油道与常规摇臂的内置油路相通，所述的制动控制机构包括一个机油流向控制装置，所述的机油流向控制装置与常规摇臂的内置油路相通，第一活塞的外圆周上设置有一个环形槽，第一活塞内的内置油道与所述的环形槽相通，第二活塞孔内设置有一个第二活塞，所述的第二活塞中设置有轴向孔，所述的轴向孔开口于第二活塞在第二活塞孔中的内端，轴向孔的侧壁平行于轴向设置有一个切槽，切槽内设置有一个定位销，所述的定位销与气门桥固定，定位销上连接有一个弹簧，弹簧将第二活塞的内端偏置在第一活塞的环形槽内，第二活塞的外端设置有台阶，所述的制动气门致动器包括一个制动摇臂，制动摇臂的一端与所述的台阶的下台阶面之间保持有间隙。

所述制动控制机构同时控制常规气门驱动机构和制动气门驱动机构，当所述制动控制机构接通时，常规气门驱动机构从操作位置变为非操作位置，常规气门致动器与发动机的两个气门之间的链接断开，取消发动机的常规气门运动；与此同时，制动气门驱动机构从非操作位置变为操作位置，制动气门致动器驱动所述两个气门中的一个，产生发动机的制动气门运动。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的常规气门驱动机构为固链式驱动机构或液压式驱动机构。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的制动气门驱动机构为固链式驱动机构或液压式驱动机构。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的制动气门驱动机构和常规气门驱动机构集成在发动机的气门桥内。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的制动气门驱动机构集成在一根摇臂内，形成制动摇臂。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的常规气门致动器还包括发动机的常规凸轮和常规摇臂，当所述常规气门驱动机构处于操作位置时，所述常规凸轮的运动通过常规摇臂传递给发动机的两个气门，产生发动机的常规气门运动。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的制动气门致动器还包括制动凸轮，当所述制动气门驱动机构处于操作位置时，所述制动凸轮的运动通过制动摇臂传递给所述两个气门中的一个，产生发动机的制动气门运动。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的制动凸轮含有压缩释放制动凸台、废气再循环凸台、排气释放制动凸台和排气反充凸台。

进一步的，所述的组合式发动机制动装置的压缩释放制动凸台位于发动机的压缩上止点附近，所述废气再循环凸台位于发动机的进气下止点附近，所述排气释放制动凸台位于发动机的排气上止点附近，所述排气反充凸台位于压缩释放制动凸台和排气释放制动凸台之间。

本实用新型的工作原理是：当需要发动机从常规气门运动转换至制动气门运动时，发动机的制动控制机构接通，常规气门驱动机构的离合装置从啮合位置变为分离位置，常规气门致动器与发动机的两个气门之间的链接断开，失去发动机的常规气门运动；与此同时，制动气门驱动机构的间隙补偿装置从非操作位置变为操作位置，制动气门致动器通过制动气门驱动机构驱动两个气门中的一个气门，产生发动机的制动气门运动。当不需要制动气门运动时，发动机的制动控制机构断开，常规气门驱动机构的离合装置从分离位置变为啮合位置，常规气门致动器通过常规气门驱动机构驱动发动机的两个气门，产生发动机的常规气门运动；与此同时，制动气门驱动机构的间隙补偿装置从操作位置变为非操作位置，制动气门致动器与气门之间的链接断开，取消发动机的制动气门运动。

本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型的制动控制机构同时控制常规气门驱动机构和制动气门驱动机构，在产生发动机的制动气门运动的同时，消除了发动机的常规气门运动，得到了独立的、性能更好的制动气门运动。

附图说明： 

图1是本实用新型的组合式发动机制动装置的一个实施例在制动控制机构处于断开（排油）状态时的示意图。

图2是本实用新型的组合式发动机制动装置的一个实施例在制动控制机构处于接通（供油）状态时的示意图。

图3是本实用新型的组合式发动机制动装置的制动控制机构处于接通（供油）状态的示意图。

图4是本实用新型的组合式发动机制动装置的制动控制机构处于断开（排油）状态的示意图。

图5是本实用新型的组合式发动机制动装置的第二个实施例的结构排列示意图。

具体实施方式：

实施例1:

图1、图2、图3和图4用于描述实施例一。

如图1所示，当制动控制机构50处于断开（排油）位置时（图4），常规气门致动器200的常规气门驱动机构100处于操作位置。图1中常规气门致动器200包括常规凸轮230、凸轮滚轮235、常规摇臂210、常规阀隙调节系统、常规气门驱动机构100和气门桥400。常规阀隙调节系统包括调节螺钉110，固紧螺母105和象足垫114，发动机的两个气门301和302位于气门桥400两侧的下面，由发动机的气门弹簧311和312偏置在发动机缸体500的阀座320上，阻止气体在发动机汽缸和排气管600之间流动。常规摇臂210摇动式地安装在常规摇臂轴205上，常规摇臂210的一端通过滚轮235与常规凸轮230相连，常规凸轮230在内基圆225上有一常规凸台220；常规摇臂210的另一端与气门桥400内的常规气门驱动机构100相连。

图1中常规气门驱动机构100为一个集成在气门桥400内的离合装置，包括位于气门桥400的中心孔290内的活塞（或柱塞）260、活塞弹簧277、一个或多个锁止活塞（或柱塞）160和锁止弹簧177。锁止弹簧177将位于气门桥400的水平活塞孔190内的锁止活塞160推入活塞260上的环槽275内，离合装置处于啮合位置，阻止了活塞260与气门桥400之间的相对运动，形成了一种固体链接（或机械链接）。常规凸轮230的运动通过常规摇臂210、处于操作位置的常规气门驱动机构100和气门桥400传递给发动机的两个气门301和302，使其周期性地开闭，产生发动机的常规气门运动20，用于发动机的常规（点火）运作。

于此同时，图1中的制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b处于非操作位置。制动气门致动器200b包括制动凸轮230b、凸轮滚轮235b、制动摇臂210b、制动阀隙调节系统和制动气门驱动机构100b。制动阀隙调节系统包括调节螺钉110b和固紧螺母105b。制动摇臂210b摇动式地安装在制动摇臂轴205b上，辅助弹簧198b将制动摇臂210b的一端通过滚轮235b偏置在制动凸轮230b上。制动摇臂210b的另一端与气门桥400内的制动气门驱动机构100b相邻。制动凸轮230b在内基圆225b上有一个或多个（图1中为两个）制动用凸台232和233。

图1中的制动气门驱动机构100b为一个间隙补偿装置，包括位于气门301上方的气门桥400的一侧的水平活塞孔190内的制动活塞（或柱塞）160（同时是常规气门驱动机构100的锁止活塞）、制动弹簧177（同时是常规气门驱动机构100的锁止弹簧）和定位机构。定位机构由制动活塞160上的槽137和固定在气门桥400上的销142组成，用来决定制动活塞160的冲程，并同时防止其转动。制动弹簧177将活塞160推入气门桥400的活塞孔190内，制动活塞160上面的非操作表面145位于调节螺钉110b的下面，形成了活塞160与制动摇臂210b之间的间隙132（间隙补偿装置处于非操作位置），断开了制动气门致动器200b与气门301之间的链接，制动凸轮230b的运动不会传递给气门301（取消或失去了发动机的制动气门运动10）。

如图2所示，当制动控制机构50处于接通（供油）位置（图1）时，常规气门致动器200的常规气门驱动机构100处于非操作位置。发动机的机油通过常规摇臂轴205中的油道211和212、常规摇臂210内的油道213和214、阀隙调节螺钉110内的油道115进入活塞260内的油道215和环槽275，油压克服锁止弹簧（制动弹簧）177的作用力，将锁止活塞（制动活塞）160从气门桥400的水平活塞孔190内往外推，脱离活塞260上的环槽275，离合装置处于分离位置，容许活塞260与气门桥400之间的相对运动，断开了常规气门致动器200与发动机的两个气门301和302之间的链接，常规凸轮230的运动不会传递个两个气门301和302（取消或失去了发动机的常规气门运动20）。活塞弹簧277安置在固定在气门桥400上的弹簧座278上面，将活塞260偏置向上，始终与常规摇臂210接触，起到防飞脱的作用。

于此同时，图2中的制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b处于操作位置。当发动机的机油克服制动弹簧（锁止弹簧）177的作用力，将制动活塞（锁止活塞）160从活塞孔190内向外推而脱离活塞260上的环槽275的同时，制动活塞160上面的操作表面140移到了调节螺钉110b的下面，活塞160上面的间隙132被消除（间隙补偿装置处于操作位置），与制动摇臂210b相连形成固体链接（或机械链接），制动凸轮230b的运动通过制动摇臂210b、制动气门驱动机构100b和气门桥400传递给两个气门中的一个气门301，产生发动机的制动气门运动10。

如图3和图4所示，本实用新型的组合式发动机制动装置的制动控制机构50处于接通（供油）和断开（排油）的位置。图中的电磁阀51为二位三通型。当制动控制机构50的正负电极55和57接通时（图3），电磁阀51的阀体58向下打开供油口111，同时关闭排油口222，发动机的低压机油（润滑油）从流体通道流向常规气门驱动机构100和制动气门驱动机构100b（图2）。当制动控制机构50的正负电极55和57断开时（图4），电磁阀51的阀体58向上关闭供油口111，同时打开卸油口222，发动机的低压机油（润滑油）停止流向常规气门驱动机构100和制动气门驱动机构100b（图1），反而从流体通道和排油口222向外排油。

实施例2:

如图5所示，本实用新型的组合式发动机制动装置中常规摇臂210与制动摇臂210b的另一种排列方式。常规气门致动器200的常规摇臂210和制动气门致动器200b的制动摇臂210b并排地安装在同一根摇臂轴，如常规摇臂轴205上。本实施例的工作原理和操作方法与实施例一相同，在此不再详述。

总之，本实用新型的组合式发动机制动装置通过一个制动控制机构50，同时控制常规气门致动器200的常规气门驱动机构100和制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b。当制动控制机构50处于 断开（排油）位置时（图4），常规气门致动器200的常规气门驱动机构100处于操作位置，而制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b处于非操作位置（图1），发动机的两个气门301和302只产生常规气门运动，没有制动气门运动。当制动控制机构50处于 接通（供油）位置时（图3），常规气门致动器200的常规气门驱动机构100处于非操作位置，而制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b处于操作位置（图2），发动机的两个气门301和302失去常规气门运动，而其中的一个气门301产生制动气门运动。

还有，本实用新型的常规气门致动器200的常规气门驱动机构100和制动气门致动器200b的制动气门驱动机构100b都集成在发动机的气门桥400内，并同时由一个制动控制机构控制，结构简单，降低了成本，增加了可靠性，避免了发动机高度和重量的增加。

本实用新型的发动机的制动气门运动与常规气门运动互不干涉，制动凸轮230b可以含有压缩释放制动凸台、废气再循环凸台、排气释放制动凸台和排气反充凸台。压缩释放制动凸台位于发动机的压缩上止点附近，废气再循环凸台位于发动机的进气下止点附近，排气释放制动凸台位于发动机的排气上止点附近，排气反充凸台位于压缩释放制动凸台和排气释放制动凸台之间。当发动机需要制动时，将制动控制机构50设置在接通（供油）位置（图3），常规气门驱动机构100从操作位置变为非操作位置（图2），排气门致动器200与两个排气门301和302之间的链接断开，取消发动机的常规气门运动。于此同时，制动气门驱动机构100从非操作位置变为操作位置，制动凸轮230b上面的四个凸台所产生的运动，全部传递给两个排气门中的一个301，产生发动机制动运动。这种没有常规气门运动的制动气门运动，有利于提高发动机制动性能，减小发动机制动载荷。

上述说明包含了很多具体的实施方式，这不应该被视为对本实用新型范围的限制，而是作为代表本实用新型的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，这里显示的组合式发动机制动装置，不但可以用于产生发动机制动的制动气门运动，也可以用于产生废气再循环等其它气门运动。

此外，这里显示的组合式发动机制动装置，不但可用于顶置式凸轮发动机，也可用于推杆/推管式发动机；不但可以用来驱动排气门，也可用来驱动进气门。

还有，这里显示的常规气门致动器或制动气门致动器，不但可以是摇臂机构，也可以是箱体结构等；不但可以是机械式（或固链式），也可以是液压式。

此外，这里显示的常规气门驱动机构不但可以是固链式驱动机构，也可以是液压式驱动机构；同样，制动气门驱动机构不但可以固链式驱动机构，也可以是液压式驱动机构。常规气门驱动机构的离合装置或制动气门驱动机构的间隙补偿装置不但可以集成在气门桥内，也可以集成在摇臂内，或者置于箱体内等。

还有，常规气门驱动机构的离合装置或制动气门驱动机构的间隙补偿装置的种类和安装方式可以多种多样，其零部件也可以采用不同的形式，比如活塞（柱塞）的形状、弹簧的形状、环槽的形状等，柱形的锁止活塞也可以是锁球。锁止活塞和制动活塞不一定共用，也可以是分开的、不同的零部件；锁止弹簧和制动弹簧也可以是不同的两个或多个弹簧。制动活塞上的操作表面和非操作表面等可以是斜面或其它作用表面。

此外，发动机制动控制机构50的二位三通电磁阀51也可以是其它形式的控制机构，比如二位二通电磁阀。

因此，本实用新型的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由所附属的权力要求及其法律相当的权利来决定。

Claims (9)

1.一种组合式发动机制动装置，包括一个常规气门致动器、一个制动气门致动器和一个制动控制机构，所述常规气门致动器包括一个常规气门驱动机构，所述制动气门致动器包括一个制动气门驱动机构，其特征在于：所述的常规气门驱动机构包括一个集成在发动机的气门桥或摇臂内的离合装置，所述离合装置具有啮合位置和分离位置，在啮合位置，离合装置将所述的常规气门致动器与发动机的两个气门相连，在分离位置，离合装置使所述的常规气门致动器与发动机的两个气门断开，所述的制动气门驱动机构包括一个间隙补偿装置，所述间隙补偿装置具有非操作位置和操作位置，在非操作位置，间隙补偿装置在所述的制动气门致动器与发动机的一个气门之间产生一个间隙，在操作位置，间隙补偿装置消除所述的制动气门致动器与发动机的一个气门之间的间隙，所述的制动控制机构通过油路同时与常规气门驱动机构的离合装置和制动气门驱动机构的间隙补偿装置相通。

2.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述常规气门驱动机构为固链式驱动机构或液压式驱动机构。

3.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述制动气门驱动机构为固链式驱动机构或液压式驱动机构。

4.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述制动气门驱动机构和常规气门驱动机构集成在发动机的气门桥内。

5.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述制动气门驱动机构集成在一根摇臂内，形成制动摇臂。

6.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述常规气门致动器还包括发动机的常规凸轮和常规摇臂。

7.如权利要求1所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述制动气门致动器还包括制动凸轮。

8.如权利要求7所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述制动凸轮含有压缩释放制动凸台、废气再循环凸台、排气释放制动凸台和排气反充凸台。

9.如权利要求8所述的组合式发动机制动装置，其特征在于：所述压缩释放制动凸台位于发动机的压缩上止点附近，所述废气再循环凸台位于发动机的进气下止点附近，所述排气释放制动凸台位于发动机的排气上止点附近，所述排气反充凸台位于压缩释放制动凸台和排气释放制动凸台之间。

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