CN203891957U - 一种独立凸轮式发动机制动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种独立凸轮式发动机制动装置，该装置的偏心摆臂的偏心轴套位于排气摇臂的偏心摆臂孔内；摇臂轴由偏心摆臂的偏心轴套内穿过，排气摇臂可以随偏心摆臂绕摇臂轴旋转；间隙控制装置集成于偏心摆臂的摆臂前端；排气摇臂的一端设置有滚轮轴，排气滚轮和制动滚轮安装于滚轮轴上；凸轮轴上的排气凸轮与排气滚轮相抵，凸轮轴上的制动凸轮与制动滚轮位置对应；排气摇臂的另一端安装有间隙补偿机构；间隙补偿机构底部与气门桥相抵。本实用新型偏心摆臂布置在排气摇臂和摇臂轴之间，在发动机制动和发动机正常工作时选择性的锁定在不同位置。从而实现发动机制动功能，开启排气门，结构简单，刚度好，制动功率高、成本低、可靠性好。
Description
技术领域
本实用新型属于发动机制动装置技术领域，涉及一种适用于车辆总质量大，仅仅依靠汽车自身的主制动已经不能满足车辆高速重载条件下制动要求的独立凸轮式发动机制动装置。
背景技术
现代汽车的总质量越来越大，车速越来越高，整车在重载下长坡时，仅仅依靠车辆自身的主制动系统已经不能满足车辆高速重载条件下的制动要求。为了保证车辆的安全性能，必须增加辅助制动装置。发动机制动是通过汽车对发动机的倒托，利用发动机的机械损失、泵气损失和压缩功等产生制动功能，从而增加汽车制动功率。
整车在下长坡、崎岖山路等陡峭路面时，必须利用发动机制动，有效地减少行车制动的使用频率，避免因长时间使用制动器，导致制动器摩擦片的温度升高，使制动力下降，甚至失去作用。
目前，在发动机上应用的发动机制动主要分为泄气制动和压缩制动两种：泄气制动结构简单，实现容易，成本低；压缩制动结构相对复杂，成本较高，但所获得的制动功率较大。如“集成式的泄气型发动机制动装置”（申请号：201120048690公告日2012.02.08）申请的通过在阀桥、摇臂内集成制动装置实现泄气式发动机制动；雅各布斯车辆系统公司申请的“用于发动机制动和排气提前开启的空动可变气门致动系统”（申请号：201080019296.1，公开日：2011.6.1）通过液压方式实现压缩式发动机制动；皆可博公司申请的“Primary andOffset Actuator Rocker Arms for Engine Valve Actuation”（公开号：US7392772B2），通过独立凸轮实现压缩式发动机制动；皆可博公司申请的“Dedicated Rocker Arm Engine Brake”（公开号WO2010/126479A1），通过摇臂集成方式实现压缩式发动机制动。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，刚度好，制动功率高、成本低的独立凸轮式发动机制动装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置包括排气摇臂、摇臂轴、间隙补偿机构、偏心摆臂、间隙控制装置、排气滚轮、制动滚轮、滚轮轴、凸轮轴、气门桥、排气门；所述偏心摆臂的偏心轴套位于排气摇臂的偏心摆臂孔内；摇臂轴由偏心摆臂的偏心轴套内穿过，排气摇臂可以随偏心摆臂绕摇臂轴旋转；间隙控制装置集成于偏心摆臂的摆臂前端；排气摇臂的一端设置有滚轮轴，排气滚轮和制动滚轮安装于滚轮轴上；凸轮轴上的排气凸轮与排气滚轮相抵，凸轮轴上的制动凸轮与制动滚轮位置对应；排气摇臂的另一端安装有间隙补偿机构；间隙补偿机构底部与气门桥相抵。
发动机正常工作时，排气摇臂在排气凸轮的驱动下开启关闭排气门实现排气冲程。制动滚轮和凸轮轴上的制动凸轮相接触，可以实现发动机压缩制动，即在发动机压缩冲程上止点附近开启排气门。在发动机作正功时，上述制动凸轮可以转换成一个EGR凸轮，用来提供一个EGR冲程。偏心摆臂布置在排气摇臂和摇臂轴之间，在发动机制动和发动机正常工作时选择性的锁定在不同位置。从而实现发动机制动功能，开启排气门。
这种独立凸轮式发动机制动结构简单，刚度好，制动功率高、成本低；在整个制动过程中靠偏心摆臂的旋转来补偿间隙补偿机构内的制动间隙，代替了液压执行机构，提高了发动机制动工作过程的可靠性。
本实用新型的发动机制动为压缩制动的一种，属于独立凸轮式发动机制动，即一个专用的凸轮用于发动机制动。
所述间隙补偿机构包括调整螺栓，弹性部件，压球；调整螺栓安装固定在排气摇臂端部的通孔内，压球的上部位于该通孔的下部，调整螺栓通过弹性部件与压球连接；且调整螺栓与压球之间留有间隙；压球的底部与压球座上表面相抵，压球座的底面与气门桥相抵。
所述摇臂轴内部加工有沿轴向延伸的常通油路和径向油孔；在发动机工作过程中可向一个或多个摇臂提供润滑。
所述偏心摆臂的偏心轴套上加工有径向油孔；在发动机工作过程中可向一个或多个偏心摆臂的偏心轴套提供润滑。
所述排气摇臂上加工有第一油孔，该油孔与调整螺栓的安装通孔和偏心摆臂孔相通，压球上加工有垂直油孔，可向压球座提供润滑。
所述排气摇臂上还加工有第二油孔，该油孔与偏心摆臂孔和摇臂轴的径向油孔相通；在发动机工作过程中可向排气滚轮和制动滚轮提供润滑。
所述气缸由气缸体、回位弹簧、限位套、执行活塞组成；偏心摆臂的摆臂前端与执行活塞的上端连接；执行活塞的下端、回位弹簧布置于控制阀体内，限位套固定于控制阀体的上部，控制阀体的下部气孔与气压系统相通。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是发动机正常工作时本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置剖视图。
图2是发动机正常工作时本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置侧视图。
图3是发动机制动工作时本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置的剖视图。
图4是发动机制动工作时本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置的侧视图。
图5是摇臂总成的侧视图。
图6是摇臂总成的分解视图。
图7是本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置的前视图。
图8是本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置的后视图。
图9是气缸的剖视图。
图10是偏心摆臂轴线位置变化图。
图11是发动机制动装置工作时的方框示意图。
具体实施方式
如图1-8所示，本实用新型的独立凸轮式发动机制动装置包括排气摇臂1、摇臂轴2、偏心摆臂3、排气滚轮4、制动滚轮5、滚轮轴6、凸轮轴7、间隙补偿机构、气门桥13、排气门14、间隙控制装置。
排气摇臂1的中央加工有一个偏心摆臂孔，偏心摆臂3的偏心轴套部分安装在偏心摆臂孔内，摇臂轴2由偏心摆臂3的偏心轴套内穿过；排气摇臂1可以绕摇臂轴2旋转。所述间隙补偿机构包括调整螺栓8，弹性部件10，压球11；弹性部件10采用弹簧、簧片或其他弹性元件，调整螺栓8安装固定在排气摇臂1一端的通孔内，压球11的上部位于该通孔的下部，其底面为球形凸面;调整螺栓8通过弹性部件10与压球11连接，且调整螺栓8与压球11之间留有间隙；压球座12的上表面为球形凹面。压球11的底面与压球座12上表面相抵。排气摇臂1的另一端布置一个滚轮轴孔，滚轮轴6安装在滚轮轴孔内，排气滚轮4和制动滚轮5相邻的安装在滚轮轴6上。凸轮轴7上的排气凸轮701与排气滚轮4相抵，凸轮轴7上的制动凸轮702与制动滚轮5位置对应。
如图9所示，间隙控制装置集成于偏心摆臂3的摆臂前端，由气缸体151、回位弹簧152、限位套153、执行活塞154组成；偏心摆臂3的摆臂前端与执行活塞154的上端连接；执行活塞154的下部、回位弹簧152布置于控制阀体151内，执行活塞154的下部可以在气缸体151内滑动。限位套153固定于控制阀体151的上部，控制执行活塞154在气缸体151内的升程，从而控制偏心摆臂3旋转的角度。控制阀体151的下部气孔与气压系统相通。通过打开和关闭气压系统电磁阀，储气罐内的气体可被选择性的供应到气缸体151底部，推动执行活塞154运动，从而带动偏心摆臂3旋转。
所述摇臂轴2内部加工有沿轴向延伸的常通油路201和径向油孔202；偏心摆臂3的偏心轴套上加工有径向油孔301；在发动机工作过程中可向摇臂轴2和偏心轴套提供润滑。排气摇臂上的第一油孔101与调整螺栓8的安装通孔和偏心摆臂孔相通，压球11上加工有垂直油孔111，可向压球座12提供润滑。排气摇臂1上的第二油孔102与偏心摆臂3的偏心摆臂孔和摇臂轴2的径向油孔相通；在发动机工作过程中可向排气滚轮4和制动滚轮5提供润滑。
所述排气门14是一个菌形气门，用于控制发动机内燃烧室和进排气歧管之间气体的流动。
发动机正常工作时，凸轮轴7上的排气凸轮701与排气摇臂1上的排气滚轮4相接触，排气摇臂1在凸轮轴7的作用下绕摇臂轴2转动，排气摇臂1在排气凸轮701的驱动下开启关闭排气门14实现排气冲程。
如图10所示，发动机正常工作时，偏心摆臂3的轴线位置为A，调整螺栓8和压球11之间存在一定的间隙。当需要发动机制动工作时，偏心摆臂3旋转，轴线位置变为A’，排气摇臂1随着偏心摆臂3旋转并下移一小段距离，同时带动调整螺栓8向下移动，补偿调整螺栓8与压球11之间的间隙，制动凸轮702小升程起作用，实现制动功能。
如图11所示，发动机制动装置工作流程如下：
当整车在下长坡、崎岖山路等陡峭路面或高速重载条件下，需要发动机制动工作时，发动机电子控制单元ECU发出指令，气压系统电磁阀开启，储气罐内的高压气体经气缸上的气孔进入气缸体151底部，推动执行活塞154向上运动，执行活塞154带动偏心摆臂3绕摇臂轴2旋转一定角度，排气摇臂1和调整螺栓8随偏心摆臂9一起旋转同时向下运动，补偿调整螺栓8与压球11之间间隙，执行活塞154上行到限位套153底部时，调整螺栓8与压球11接触，制动凸轮702的小升程起作用，在压缩上止点前，开启排气门，排出气缸内高压气体，提高制动功率。
如图3所示，取消制动状态时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀关闭，高压气体从气缸体151底部溢出，气缸体151底部气体压力减小到接近0，执行活塞154在回位弹簧152的作用下回到底部，带动偏心摆臂3绕摇臂轴2反方向旋转一定角度，排气摇臂1和调整螺栓8随偏心摆臂3一起旋转，从而使调整螺栓8和压球11之间恢复预留的间隙，制动凸轮702的升程被该间隙补偿掉，制动升程不起作用，发动机正常工作。
Claims (7)
1.一种独立凸轮式发动机制动装置，包括排气摇臂（1）、摇臂轴（2）、间隙控制装置、排气滚轮（4）、制动滚轮（5）、滚轮轴（6）、凸轮轴（7）、气门桥（13）、排气门（14）；排气摇臂（1）的一端设置有滚轮轴（6），排气滚轮（4）和制动滚轮（5）安装于滚轮轴（6）上；凸轮轴（7）上的排气凸轮（701）与排气滚轮（4）相抵，凸轮轴（7）上的制动凸轮（702）与制动滚轮（5）位置对应；其特征在于还包括间隙补偿机构、偏心摆臂（3）；所述偏心摆臂（3）的偏心轴套位于排气摇臂（1）的偏心摆臂孔内；摇臂轴（2）由偏心摆臂（3）的偏心轴套内穿过，排气摇臂（1）可以随偏心摆臂（3）绕摇臂轴（2）旋转；间隙控制装置集成于偏心摆臂（3）的摆臂前端；排气摇臂（1）的另一端安装有间隙补偿机构；间隙补偿机构底部与气门桥（13）相抵。
2.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述间隙补偿机构包括调整螺栓（8），弹性部件，压球（11）；调整螺栓（8）安装固定在排气摇臂（1）端部的通孔内，压球的上部位于该通孔的下部，调整螺栓（8）通过弹性部件与压球(11)连接；且调整螺栓(8)与压球之间留有间隙；压球(11)的底部与压球座(12)上表面相抵，压球座(12)的底面与气门桥(13)相抵。
3.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述摇臂轴(2)内部加工有沿轴向延伸的常通油路(201)和径向油孔(202)。
4.根据权利要求3所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述偏心摆臂(3)的偏心轴套上加工有径向油孔(301)。
5.根据权利要求4所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述排气摇臂上加工有第一油孔(101)，该油孔(101)与调整螺栓(8)的安装通孔和偏心摆臂孔相通，压球(11)上加工有垂直油孔(111)。
6.根据权利要求4所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述排气摇臂上还加工有第二油孔(102)，该油孔(102)与偏心摆臂孔和摇臂轴(2)的径向油孔相通。
7.根据权利要求1所述的独立凸轮式发动机制动装置，其特征在于所述气缸(15)由气缸体(151)、回位弹簧(152)、限位套(153)、执行活塞(154)组成；偏心摆臂(3)的摆臂前端与执行活塞(154)的上端连接；执行活塞(154)的下端、回位弹簧(152)布置于控制阀体(151)内，限位套(153)固定于控制阀体(151）的上部，控制阀体（151）的下部气孔与气压系统相通。
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