CN205805639U

CN205805639U - 一种发动机两冲程压缩释放式制动装置

Info

Publication number: CN205805639U
Application number: CN201620554511.2U
Authority: CN
Inventors: 黄瑞; 窦文博; 陈俊玄; 俞小莉
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2026-06-07

Abstract

本实用新型公开了一种发动机两冲程压缩释放式制动装置。发动机的进气门能够在膨胀冲程再次打开进气，而排气门在排气冲程接近于结束时再次打开释放缸内的压缩气体。可以实现两冲程的压缩释放式制动，能够获得更高的制动功率，并且实际输出的制动功率可以根据实际需求通过调节节气门的开度进行控制，本实用新型的制动装置结构简单，且可以在设计之初可以通过控制第二从动活塞的位置确定制动时排气门的最大开度，防止制动时排气门与活塞发生碰撞，同时控制发动机能够实现的最大制动功率。

Description

一种发动机两冲程压缩释放式制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种发动机制动装置及其制动方法，更具体地说，本实用新型涉及一种发动机两冲程压缩释放式制动装置。

背景技术

发动机制动装置是一种车辆辅助制动装置，其利用发动机进排气过程的泵气损失、压缩冲程消耗的压缩功以及工作过程中的机械损失对驱动轮形成制动作用，得到的制动功率稳定，可在长下坡时用于降低并控制汽车的平均行驶速度，有效地减少行车制动系统由于长期连续工作而产生的过热和磨损，提高制动器的使用寿命，增强车辆行驶的安全性。

目前常用的发动机制动装置主要分为排气式、泄漏式和压缩释放式三类，而其中以发动机压缩释放式制动装置的制动性能最好，其产生的制动功率与发动机正常进行驱动工作时的额定功率基本相当。在已公开的发动机压缩释放式制动装置结构中，发动机排气门在发动机压缩冲程接近于结束时打开，释放压缩上止点的压缩气体，这部分压缩功是压缩释放式制动装置制动功的主要来源，而在之后发动机的膨胀冲程和排气冲程所产生的制动功仅为少量的机械损失和排气损失。若发动机的进气门能够在膨胀冲程再次打开进气，而排气门在排气冲程接近于结束时再次打开释放缸内的压缩气体，则可在已有的压缩释放式制动装置制动功的基础上再获得一份压缩功，进一步提升最大制动功率，满足车辆更大范围内的制动需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以产生更高制动功率的发动机两冲程压缩释放式制动装置法，以满足车辆更大范围内的制动需求。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种发动机两冲程压缩释放式制动装置，包括至少两个点火角相差360°的气缸，气缸具有配气凸轮、气门摇臂、摇臂座、气门、气道、电磁阀和机油泵，摇臂座上设置有与每缸进气门摇臂对应的第一主动活塞、第二主动活塞、第一从动活塞以及与每缸排气门摇臂对应的第二从动活塞，摇臂座内设有主油道、控制油道、主控制阀芯、副控制阀芯以及连接主动活塞与从动活塞之间的第一油道、第二油道、第一单向阀和第二单向阀；气缸的进气门摇臂气门端设有凸起，凸起同第一主动活塞、第二主动活塞相接，进气门摇臂挺杆端设有凸起，凸起同第一从动活塞相接，排气门摇臂挺杆端设有凸起，凸起同第二从动活塞相接；进气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔通过开设在进气门摇臂挺杆端上的油孔与主油道相连；排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔经排气门摇臂内油道、控制活塞与主油道相连，控制活塞内装有复位弹簧，复位弹簧一端与控制活塞相接，另一端与弹簧座相接，控制活塞沿轴向设有环形凹槽，控制活塞非开口端与控制油道相连；第一主动活塞经第二油道、第二单向阀和主控制阀芯与同该气缸点火角相差360°的另一气缸的第一从动活塞相连，主控制阀芯沿轴向设有间隔布置的沿径向打通的油孔和环形凹槽，油孔经主控制阀芯内部轴向油道与主油道相通，主控制阀芯非开口端与控制油道相连；第二主动活塞经第一油道、第一单向阀与同一气缸的第二从动活塞相连，第二主动活塞与同一气缸的第二从动活塞之间的第一油道通过副控制阀芯与主油道相连，副控制阀芯沿轴向设有环形凹槽，副控制阀芯非开口端与控制油道相连；第二从动活塞侧壁面上方位置设有泄油孔；所有单向阀的进油孔端均与主油道相连。

所述的控制油道经电磁阀与机油泵相连。

所述的气缸的进气门具有进气提前角。

所述的气缸的进气道上设置有节气门。

与现有技术相比，本实用新型的优点是可以实现两冲程的压缩释放式制动，能够获得更高的制动功率，并且实际输出的制动功率可以根据实际需求通过调节节气门的开度进行控制，本实用新型的制动装置结构简单，且可以在设计之初可以通过控制第二从动活塞的位置确定制动时排气门的最大开度，防止制动时排气门与活塞发生碰撞，同时控制发动机能够实现的最大制动功率。

附图说明

图1是本实用新型发动机两冲程压缩释放式制动装置非制动状态的剖面结构示意图。

图2是本实用新型的排气门摇臂非制动状态沿着A‐A方向的剖面结构示意图。

图3是本实用新型发动机两冲程压缩释放式制动装置制动状态的剖面结构示意图。

图4是本实用新型的排气门摇臂制动状态沿着A‐A方向的剖面结构示意图。

图5(a)是本实用新型的进气门摇臂沿着B-B方向的剖面结构示意图。

图5(b)是本实用新型的进气门摇臂沿着B’-B’方向的剖面结构示意图。

图中附图标记为：第二从动活塞101；泄油孔102；排气门103；排气门摇臂104；排气门摇臂内油道105；控制活塞106；排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔107；排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108；油孔109；进气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔110；进气门摇臂挺杆端挺柱活塞111；进气门摇臂112；第一从动活塞113；第一主动活塞114；进气门115；弹簧座116；复位弹簧117；环形凹槽118；侧壁119；第二主动活塞120；排气门201；排气门摇臂202；第二从动活塞203；第一从动活塞204；进气门摇臂205；第一主动活塞206；进气门207；第二主动活塞208；第一油道301；第一单向阀302；主油道303；副控制阀芯304；环形凹槽305；侧壁306；控制油道307；摇臂座308；第二单向阀309；第二油道310；油孔311；主控制阀芯312；轴向油道313；环形凹槽314。

具体实施方式

首先，需要说明的是，本实用新型可适用于包括至少两个点火角相差360°的气缸的多缸发动机。下面以两缸发动机为例，结合附图对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

本实施例中发动机两冲程压缩释放式制动装置的结构示意图如图1至图5所示，包括点火角相差360°的一缸和二缸，气缸具有配气凸轮、气门摇臂、摇臂座308、气门、气道、电磁阀和机油泵，摇臂座308上设置有与一缸进气门摇臂112气门端凸起相接的第一主动活塞114、第二主动活塞120、与一缸进气门摇臂112挺杆端凸起相接的第一从动活塞113、与一缸排气门摇臂104挺杆端凸起相接的第二从动活塞101，与二缸进气门摇臂205气门端凸起相接的第一主动活塞206、第二主动活塞208、与二缸进气门摇臂205挺杆端凸起相接的第一从动活塞204、与二缸排气门摇臂202挺杆端凸起相接的第二从动活塞203，摇臂座308内设有主油道303、控制油道307、主控制阀芯312、副控制阀芯304以及连接主动活塞与从动活塞之间的第一油道301、第二油道310、第一单向阀302和第二单向阀309；一缸进气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔110通过开设在进气门摇臂挺杆端上的油孔109与主油道303相连；一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔107经排气门摇臂内油道105和控制活塞106与主油道303相连，控制活塞106内装有复位弹簧117，复位弹簧117一端与控制活塞106相接，另一端与弹簧座116相接，控制活塞106沿轴向设有环形凹槽118，控制活塞106非开口端与控制油道307相连；一缸第一主动活塞114经第二油道310、第二单向阀309和主控制阀芯312与同该气缸点火角相差360°的二缸的第一从动活塞204相连，主控制阀芯312沿轴向设有间隔布置的沿径向打通的油孔311和环形凹槽314，油孔311经主控制阀芯312内部轴向油道313与主油道303相通，主控制阀芯312非开口端与控制油道307相连；一缸第二主动活塞120经第一油道301和第一单向阀302与一缸的第二从动活塞101相连，两者之间的第一油道301通过副控制阀芯304与主油道303相连，副控制阀芯304沿轴向设有环形凹槽305，副控制阀芯304非开口端与控制油道307相连；一缸第二从动活塞101侧壁面上方位置设有泄油孔102；第一单向阀302、第二单向阀309的进油孔端均与主油道303相连。

所述的控制油道307经电磁阀与机油泵相连。

所述的气缸的进气门115具有进气提前角(排气冲接近终了活塞到达上止点前开始开启)。

所述的气缸的进气道上设置有节气门。

二缸的结构以及油路与一缸相同。

本实施例中发动机两冲程压缩释放式制动装置的制动方法如下：

1)参阅图3至图5所示，制动时，发动机停止喷油点火，配气凸轮正常运动，电磁阀通电，机油泵驱动使控制油道307进油，机油推动主控制阀芯312、副控制阀芯304以及一缸排气门摇臂104内的控制活塞106分别沿各自的轴向移动，主控制阀芯312上的环形凹槽314与油道口相接，一缸第一主动活塞114与同该气缸点火角相差360°的二缸的第一从动活塞204之间的第二油道310封闭，一缸第一主动活塞114对同该气缸点火角相差360°的二缸的第一从动活塞204的驱动功能生效；副控制阀芯304的侧壁306与油道口相接，一缸第二主动活塞120和一缸的第二从动活塞101之间的第一油道301封闭，一缸第二主动活塞120对一缸的第二从动活塞101的驱动功能生效；一缸排气摇臂104内的控制活塞106上的环形凹槽118与排气门摇臂内油道105的油道口相接，一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔107与主油道303之间的排气门摇臂内油道105连通，一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108向上运动时机油向主油道303泄油，一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108驱动排气摇臂104运动功能失效；此时一缸制动功能被激活，二缸制动功能激活方法与一缸相同；

当发动机一缸处于排气冲程末期时，同该气缸点火角相差360°的二缸处于压缩冲程末期，此时该处于排气冲程末期的一缸进气门115开启，并持续到一缸进气冲程，一缸进气门摇臂112气门端下压，驱动一缸第一主动活塞114、第二主动活塞120向下运动；处于排气冲程末期的一缸的第一主动活塞114驱动处于压缩冲程末期的二缸的第一从动活塞204向上运动，推动二缸的进气门摇臂205气门端下压，处于压缩冲程末期的二缸进气门207开启，并持续到二缸膨胀冲程，二缸第一主动活塞206、第二主动活塞208向下运动；处于压缩冲程末期的二缸的第二主动活塞208驱动二缸的第二从动活塞203向上运动，推动二缸排气门摇臂202气门端下压，处于压缩冲程末期的二缸排气门201开启，并持续到二缸膨胀冲程；处于排气冲程末期的一缸的第二主动活塞120驱动一缸的第二从动活塞101向上运动，推动一缸排气门摇臂104气门端下压，处于排气冲程末期的一缸排气门103开启，并持续到一缸进气冲程；在制动的过程中，第一油道301通过第一单向阀302补充液压油，第二油道310通过第二单向阀309补充液压油；当发动机二缸处于排气冲程末期时，制动装置的实施过程与一缸处于排气冲程时相同，因此，发动机气缸的进气门可以在进气冲程和膨胀冲程打开进气，排气门可以在压缩冲程末期和排气冲程末期打开排气，实现两冲程压缩释放制动；

2)参阅图1、图2、图5所示，当不需要制动时，电磁阀断电，控制油道307泄油，主控制阀芯312、副控制阀芯304和排气门摇臂104内的控制活塞106归位，主控制阀芯312上的径向打通的油孔311与油道口相接，一缸第一主动活塞114与同该气缸点火角相差360°的二缸的第一从动活塞204之间的第二油道310与主油道303连通，一缸第一主动活塞114对同该缸点火角相差360°的二缸的第一从动活塞204的驱动功能失效；副控制阀芯304上的环形凹槽305与油道口相接，一缸第二主动活塞120和一缸的第二从动活塞101之间的第一油道301与主油道303连通，一缸第二主动活塞120对一缸的第二从动活塞101的驱动功能失效；一缸排气门摇臂104内控制活塞106的侧壁119与排气门摇臂内油道105的油道口相接，一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔107封闭，一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108驱动排气门摇臂104运动功能生效；此时一缸制动功能被关闭，二缸制动功能关闭方法与一缸相同，发动机正常工作。

所述的制动时，一缸第一从动活塞113向上运动，驱动一缸进气门摇臂112挺杆端向上运动，主油道303内的机油通过开设在一缸进气门摇臂挺杆端上的油孔109进入一缸进气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔110内，使一缸进气门摇臂挺杆端挺柱活塞111向下运动，避免一缸进气门摇臂挺杆端挺柱活塞111与进气门挺杆分离；二缸进气门摇臂挺杆端挺柱活塞与进气门挺杆防脱离方法与一缸相同。

所述的制动时，一缸第二从动活塞101向上运动，驱动一缸排气门摇臂104挺杆端向上运动，主油道303内的机油通过一缸排气摇臂104内的控制活塞106上的环形凹槽118进入一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔107内，使一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108向下运动，避免一缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞108与排气门挺杆分离；二缸排气门摇臂挺杆端挺柱活塞与排气门挺杆防脱离方法与一缸相同。

所述的制动时，一缸第二从动活塞101向上运动，至其侧壁面的泄油孔102与凸轮轴盖内腔接通时，一缸第二从动活塞101工作腔内的机油向凸轮轴盖内腔泄油，使得一缸第二从动活塞101位置保持不变，不能进一步推动一缸排气门摇臂104，进而使制动时的一缸排气门103保持较小开度，形成泵气损失，同时防止一缸排气门103与气缸活塞发生碰撞；二缸排气门保持较小开度的方法与一缸相同。

所述的制动时，可通过调节进气道上的节气门的开度控制发动机气缸的进气量，进而控制制动功。

对于多缸发动机，如果其包含至少两个点火角相差360°的气缸，则对其中每两个点火角相差360°的气缸，均可采用上述制动装置和制动方法，实现两冲程压缩释放式制动。

最后，还需注意的是，以上公布的仅是本实用新型的具体实施例。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种发动机两冲程压缩释放式制动装置，包括至少两个点火角相差360°的气缸，气缸具有配气凸轮、气门摇臂、摇臂座(308)、气门、气道、电磁阀和机油泵，其特征在于：所述摇臂座(308)上设置有与每缸进气门摇臂(112)对应的第一主动活塞(114)、第二主动活塞(120)、第一从动活塞(113)以及与每缸排气门摇臂(104)对应的第二从动活塞(101)，摇臂座(308)内设有主油道(303)、控制油道(307)、主控制阀芯(312)、副控制阀芯(304)以及连接主动活塞与从动活塞之间的第一油道(301)、第二油道(310)、第一单向阀(302)和第二单向阀(309)；气缸的进气门摇臂(112)气门端设有凸起，凸起同第一主动活塞(114)、第二主动活塞(120)相接，进气门摇臂(112)挺杆端设有凸起，凸起同第一从动活塞(113)相接，排气门摇臂(104)挺杆端设有凸起，凸起同第二从动活塞(101)相接；进气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔(110)通过开设在进气门摇臂挺杆端上的油孔(109)与主油道(303)相连；排气门摇臂挺杆端挺柱活塞腔(107)经排气门摇臂内油道(105)、控制活塞(106)与主油道(303)相连，控制活塞(106)内装有复位弹簧(117)，复位弹簧(117)一端与控制活塞(106)相接，另一端与弹簧座(116)相接，控制活塞(106)沿轴向设有环形凹槽(118)，控制活塞(106)非开口端与控制油道(307)相连；第一主动活塞(114)经第二油道(310)、第二单向阀(309)和主控制阀芯(312)与同该气缸点火角相差360°的另一气缸的第一从动活塞(204)相连，主控制阀芯(312)沿轴向设有间隔布置的沿径向打通的油孔(311)和环形凹槽(314)，油孔(311)经主控制阀芯(312)内部轴向油道(313)与主油道(303)相通，主控制阀芯(312)非开口端与控制油道(307)相连；第二主动活塞(120)经第一油道(301)、第一单向阀(302)与同一气缸的第二从动活塞(101)相连，第二主动活塞(120)与同一气缸的第二从动活塞(101)之间的第一油道(301)通过副控制阀芯(304)与主油道(303)相连，副控制阀芯(304)沿轴向设有环形凹槽(305)，副控制阀芯(304)非开口端与控制油道(307)相连；第二从动活塞(101)侧壁面上方位置设有泄油孔(102)；所有单向阀的进油孔端均与主油道(303)相连。

2.根据权利要求1所述的发动机两冲程压缩释放式制动装置，其特征在于所述的控制油道(307)经电磁阀与机油泵相连。

3.根据权利要求1所述的发动机两冲程压缩释放式制动装置，其特征在于所述的气缸的进气门(115)具有进气提前角。

4.根据权利要求1所述的发动机两冲程压缩释放式制动装置，其特征在于所述的气缸的进气道上设置有节气门。