CN208669373U - 重置摇臂式发动机制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重置摇臂式发动机制动装置，包括摇臂体、主动机构、液压控制机构、液压缓冲机构和从动机构；所述摇臂体上安装有主动机构、液压控制机构、液压缓冲机构和从动机构；发动机进入制动模式时，发动机凸轮推动主动机构，进一步使得液压控制机构运作，油道内的机油推动从动机构运动，与从动机构直接相连的发动机气门打开，压缩空气被释放，由汽车行驶的机械能转化而来的热力学能被转移到大气中，从而实现了发动机对汽车的制动。本实用新型高度集成设计，不增加高度，不更改凸轮轴；且缓冲补偿油道短，保证高转速制动不失效；模式切换简单便捷，制动功率多级调节。

Description

重置摇臂式发动机制动装置

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及车辆的发动机制动领域，特别是一种重置摇臂式发动机制动装置。

技术背景

20世纪60年代以来，卡车运输业得到巨大的发展，今天的卡车负载更重、车速更高，为了降低对燃油的消耗，传动系统的摩擦阻力已经进一步减少，寄生阻力也得到了进一步的降低；同时车辆造型更符合空气动力学，这使得车辆的自然减速能力不断下降。作为车辆主动安全的制动性能应该同时被升级改造，因此利用补充制动系统来增强车辆的控制能力，已经变得刻不容缓了。

所谓排气制动就是通过某种方式来减少发动机瞬间排气量，以此来降低发动机转速。发动机转速降低的同时车速也会随之降低。排气制动能够在车辆未安装缓速器的情况下，提供一种辅助制动方法。且此系统相较于缓速制动，成本有大幅的降低。在现有技术中，发动机制动，是指抬起油门踏板，但不踏下离合器，利用发动机的压缩行程产生的压缩阻力、内摩擦力和进排气阻力对驱动轮形成制动作用。在此过程中，燃油被切断，发动机活塞在汽车惯性作用下继续上下运行，当运行至压缩行程时，空气被压缩，此时汽车的动能转化为压缩空气的热力学能，在压缩行程结束时打开排气门，让吸收了能量的空气排出，车辆运行速度降低，即实现发动机制动。

美国康明斯(Cummins)提出了液压式发动机制动器，并在1965年被披露(美国专利号3120392)。这是发动机制动装置的一个先例。该技术中，发动机制动器通过液压传动将机械输入传递到要打开的排气门。液压回路上通常包括在主活塞孔内往复运动的主活塞，该往复运动来自于发动机的机械输入，如喷油摇臂的摇动，主活塞的运动通过液压方式传递给液压回路上的副活塞，使其在副活塞孔内往复运动，副活塞直接或间接地作用在排气门上，产生发动机制动运作的阀动。

发明内容

本实用新型目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种重置摇臂式发动机制动装置，能够提高发动机排气制动时的效率。

本实用新型首先公开了一种重置摇臂式发动机制动装置，包括摇臂体、主动机构、液压控制机构、液压缓冲机构和从动机构。

其中摇臂体，通过中间通孔安装在发动机摇臂轴上，摇臂体以中间为支承可以前后摆动；主动机构，安装在摇臂体的一端，并在活塞接近压缩行程上止点时与发动机凸轮接触产生运动；液压控制机构，其主动柱塞安装在摇臂体内部液压缸内；液压控制机构与主动机构相连以传递所述主动机构的运动；从动机构，安装在所述摇臂体的另一端，用于驱动排气气门开闭，其中，从动机构的从动柱塞通过压力油道与所述液压控制机构的主动柱塞相连；液压缓冲机构，安装在摇臂体内，用于向所述压力油道补油。

作为本实用新型优选的方案，所述摇臂体内加工有压力油道和供油油道，其中，压力油道前端与所述从动机构连接，后端与所述液压控制机构连接，下端与所述液压缓冲机构连接；供油油道一端与所述液压缓冲机构相连，另一端与发动机液压供油系统相连。进一步优选的，压力油道前端与所述从动柱塞连接，后端与所述主动柱塞连接，下端与所述缓冲柱塞节流口连接；供油油道一端与所述缓冲柱塞相连，另一端与发动机液压供油系统相连。

作为本实用新型优选的方案，所述液压缓冲机构以平行于摇臂轴轴线方向装配在所述摇臂体内；其包括缓冲柱塞、柱塞球、单向阀回位弹簧、柱塞螺钉、柱塞回位弹簧、挡环和卡簧；挡环和卡簧用来限制柱塞回位弹簧位移；柱塞球、单向阀回位弹簧与柱塞螺钉构成单向阀；柱塞回位弹簧另一端与单向阀连接；单向阀与柱塞回位弹簧都安装在缓冲柱塞内。进一步优选的，所述缓冲柱塞开有缓冲柱塞节流口，在压力油道补油时，所述缓冲柱塞节流口与压力油道连通。

作为本实用新型优选的方案，所述液压控制机构包括从动摇臂调节螺钉、从动摇臂调节螺母、象足、主动柱塞和制动回位弹簧；从动摇臂调节螺钉与从动摇臂调节螺母配合安装；从动摇臂调节螺钉前段为球状接触头，其与象足相连；象足与主动柱塞连接，主动柱塞套在所述摇臂体内部液压缸内；制动回位弹簧与所述摇臂体液压缸和主动柱塞同轴配合，其前端与液压缸接触，后端顶住主动柱塞。进一步优选的，所述主动柱塞开有节流口，所述摇臂体与主动柱塞相配合的液压缸内开有泄油油道；当主动柱塞的节流口与泄油油道连通时，压力油道开始泄油。

作为本实用新型优选的方案，所述从动机构包括从动柱塞、象足、从动柱塞调节螺钉和从动柱塞调节螺母，从动柱塞下端为球状接触头，与象足连接；象足与发动机排气气门直接接触连接；从动柱塞通过所述摇臂体内的压力油道与所述液压控制机构的主动柱塞相通；从动柱塞调节螺钉与从动柱塞调节螺母用来定位和固定从动机构。

所述主动机构的作用是将来自发动机凸轮的力传递至所述液压控制机构。作为本实用新型优选的方案，所述的主动机构与所述发动机凸轮可以紧贴，也可以留有间隙；但在活塞接近压缩行程上止点时需与发动机凸轮的凸台接触产生运动，且所述运动带动液压控制机构的主动柱塞在液压缸内的运动。

作为本实用新型优选的方案，所述主动机构包括滚子轴、滚子、传力连杆、挡片、挡片螺钉、主动摇臂和从动摇臂；滚子、主动摇臂依靠滚子轴与摇臂体后端安装孔同轴装配；从动摇臂与摇臂轴配合安装，套在所述摇臂体外，且上端与所述液压控制机构相连；两侧传力连杆用来传递主动摇臂和从动摇臂相互作用力，嵌在主动摇臂和从动摇臂之间；两侧挡片用来限制传力连杆位移，防止其在高速交替运动中脱落；两侧挡片螺钉则用来将挡片固定在从动摇臂上。

本实用新型和已有技术相比较，有益效果主要有以下方面：

(1)本实用新型高度集成设计，不增加高度，不更改凸轮轴，即与大多数类似发动机制动装置不同，本实用新型不需要重新设计凸轮轴，直接应用价值高。

(2)本实用新型中缓冲补偿油道短，可以保证发动机在高转速运转时制动不失效。

(3)本实用新型模式切换简单便捷，制动功率课多级调节。

附图说明

图1是本实用新型装置整体轴测图；

图2是本实用新型主动机构轴测图；

图3是本实用新型液压控制机构剖视图；

图4是本实用新型液压缓冲机构剖视图；

图5是本实用新型主动机构局部图；

图6是本实用新型制动模式示意图；

图7是本实用新型主动柱塞节流口放大图；

图8是本实用新型制动模式缓冲柱塞示意图；

图9是本实用新型动力模式缓冲柱塞示意图；

图10是本实用新型主动机构可替代示例图；

图11是本实用新型其他可替代结构形式示例图。

其中，1-摇臂体、2-主动机构、3-液压控制机构、4-液压缓冲机构、5-从动机构、6-滚子轴、7-滚子、8-传力连杆、9-挡片、10-挡片螺钉、11-主动摇臂、12-从动摇臂、13-从动摇臂调节螺钉、14-从动摇臂调节螺母、15-象足、16-主动柱塞、17-制动回位弹簧、18-缓冲柱塞、19-柱塞球、20-单向阀回位弹簧、21-柱塞螺钉、22-柱塞回位弹簧、23-挡环、24-卡簧、25-从动柱塞、26-从动柱塞调节螺钉、27-从动柱塞调节螺母、28-发动机凸轮、29-泄油油道、30-供油油道、31-压力油道、32-主动柱塞节流口、33-单向阀、34-缓冲柱塞节流口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例目的，不是旨在于限制本实用新型。

参阅图1所示，本实用新型提供的一种重置摇臂式发动机制动装置，包括摇臂体1、主动机构2、液压控制机构3、液压缓冲机构4及从动机构5，本实用新型采用组合式结构，便于装拆。

如附图1、附图2、附图3所示，所述摇臂体1上安装有主动机构2、液压控制机构3、液压缓冲机构4和从动机构5；摇臂体1通过中间的通孔安装在发动机摇臂轴上，其内部开有机油道，油道外接发动机制动控制供油机构；摇臂体1前后两端分别安装从动机构5和主动机构2，内部开有液压缸，用来安装液压控制机构3；在摇臂体1前端，腔内安装有液压缓冲机构4；摇臂体1以中间为支承前后摆动。本实用新型的摇臂体的前端、后端或者一端、另一端均是以中间通孔为界而言的，表示在摇臂体中间通孔的两侧。其中“前”、“后”并没具体含义，只是沿用本领域技术人员常规的表述方式。

如图6所示，在本实用新型的一个具体实施例中，所述摇臂体1内加工有压力油道31和供油油道30，其中，压力油道31前端与所述从动机构5连接，后端与所述液压控制机构3连接，下端与所述液压缓冲机构4连接；供油油道30一端与所述液压缓冲机构4相连，另一端与发动机液压供油系统相连。进一步优选的，压力油道31前端与所述从动柱塞25连接，后端与所述主动柱塞16连接，下端与所述缓冲柱塞节流口34连接；供油油道30一端与所述缓冲柱塞18相连，另一端与发动机液压供油系统相连。

本实用新型的液压控制机3的主动柱塞16在液压缸内做往复运动，优选的，在活塞接近压缩行程上止点时，要求主动柱塞16响应主动机构2的运动对压力油道内的介质油做压缩运动，在压力油道内油液充满的情况下，该压缩运动将使得从动机构的从动柱塞运动，以打开排气门。更进一步的，要求主动柱塞16在完成压缩运动时或完成压缩运动之后，使其节流口32与泄油油道29相连进行泄油。任何能实现上述功能的液压控制机3即为本实用新型要求保护的液压控制机3。

如附图3所示，本实用新型给出了一个液压控制机3的具体实施例，但该实施例不应理解为是对本实用新型限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型公开内容的理解更加透彻全面。所述液压控制机3构包括从动摇臂调节螺钉13、从动摇臂调节螺母14、象足15、主动柱塞16和制动回位弹簧17；液压控制机构3后端与从动摇臂12相连，由从动摇臂调节螺钉13与从动摇臂调节螺母14配合安装；从动摇臂调节螺钉13前段为球状接触头，其与象足15相连；从动摇臂连接象15足进一步与主动柱塞16连接，主动柱塞16套在摇臂体1内部机油缸内；制动回位弹簧17与摇臂体1机油缸和主动柱塞12同轴配合，其前端与机油缸接触，后端顶住主动柱塞12。

如附图2所示，所述从动机构5包括从动柱塞25、象足15、从动柱塞调节螺钉26和从动柱塞调节螺母27，其安装在摇臂体1前端；从动柱塞25下端为球状接触头，与象足15连接；象足15与发动机排气气门直接接触连接；从动柱塞25通过摇臂体1内的机油油道与液压控制机构3的主动柱塞16相通；从动柱塞调节螺钉26与从动柱塞调节螺母27用来定位于固定从动机构。

本实用新型的液压缓冲机构4，安装在摇臂体1内，一侧连接压力油道，另一侧连接供油油道，主要用于在需要时向所述压力油道补油。如附图4、附图8所示，在本实用新型的一个具体实施例中，所述液压缓冲机构4以平行于摇臂轴1轴线方向装配在摇臂体1内；其包括缓冲柱塞18、柱塞球19、单向阀回位弹簧20、柱塞螺钉21、柱塞回位弹簧22、挡环23和卡簧24；挡环23和卡簧24用来限制柱塞回位弹簧22位移；柱塞回位弹簧22另一端与单向阀33连接；单向阀33由柱塞球19、单向阀回位弹簧20和柱塞螺钉21组成；单向阀33与柱塞回位弹簧22都安装在缓冲柱塞18内。

本实用新型的核心创新点为利用传统的发动机凸轮(不对凸轮做改动)即可兼容发动机制动模式和正常动力模式。主动机构在活塞接近压缩行程上止点时与发动机凸轮接触并产生运动，该运动要求能带动液压控制机构3和从动机构5，并最终在发动机从制动模式时，带动排气门开启；

如附图2和图6所示，为本实用新型主动机构的一种具体实施例，在本实施例中，液压控制机构3位于摇臂体1的上部；发动机凸轮28位于主动机构的后侧(主动机构远离摇臂体的一侧)；发动机凸轮28为顺时针转动。具体的，所述主动机构2安装在摇臂体1后端，其包括滚子轴6、滚子7、传力连杆8、挡片9、挡片螺钉10、主动摇臂11和从动摇臂12；滚子7、主动摇臂11依靠滚子轴6与摇臂体1后端安装孔同轴装配；从动摇臂12与摇臂轴配合安装，套在摇臂体1外，且上端与液压控制机构3相连；两侧传力连杆8用来传递主动摇臂11和从动摇臂12相互作用力，嵌在主动摇臂11和从动摇臂12之间；两侧挡片9用来限制传力连杆8位移，防止其在高速交替运动中脱落；两侧挡片螺钉10则用来将挡片9固定在从动摇臂12上。

以上述实施例的主动机构对本实用新型装置响应发动机凸轮28转动的过程做说明，具体如下；设图6所示发动机凸轮28的位置为初始状态，则在发动机凸轮28转动的一个周期内，发动机凸轮先带动主动摇臂11运动，经机械传动后，最终转变为主动柱塞的运动；若此时处于制动模式，则压力油道内充满高压油，主动柱塞机可带动从动机构运动，从动机构打开排气门；若此时处于正常动力模式，则压力油道内的介质油无法传导主动柱塞的运动，即从动机构不运动。发动机凸轮28继续转动时，主动柱塞的节流口会与泄油油道连通完成泄油。而当发动机凸轮28的凸台接触到转子7时，摇臂体1即以发动机摇臂轴为中心摆动。在发动机凸轮28的凸台再次碰触主动摇臂11之前的过程中，若处于制动模式，则液压缓冲机构将使供油油道向压力油道补油；若处于正常动力模式，则供油油道处于关闭状态，液压缓冲机构无法向压力油道补油。

如图10所示，为本实用新型主动机构的另一种具体实施方式，在该实施例中，液压控制机构3位于摇臂体1的上部；发动机凸轮位于主动机构靠近摇臂体的一侧；主动机构与发动机凸轮接触的一侧为与发动机凸轮基圆配合的圆弧形，仅当凸轮的凸台与主动机构接触才会引起主动机构的运动。在本实施例中，发动机凸轮先触动主动机构带动主动柱塞运动，再触动滚子使摇臂体摆动，其工作原理与图6所述主动机构一致。

如图11所示，为本实用新型主动机构的另一种具体实施方式，在该实施例中，液压控制机构3位于摇臂体1的下部；主动机构上端与摇臂体铰接，主动机构前侧与液压控制机构3相连，后侧与发动机凸轮接触。发动机凸轮的凸台转至与主动机构碰触时，主动机构能带动液压控制机构3运动，其工作原理与图6所述主动机构一致。

需注意的是，上述三个主动机构的实施例均只是本实用新型主动机构的示例，从上述实施例可知，本实用新型并不限定主动机构2、液压控制机构3相对于摇臂体的安装位置，也并不限定其具体连接关系，上述安装位置和连接关系均是本领域技术人员可以根据需要去设计的。所述主动机构的作用是能将来自发动机凸轮的力传递至所述液压控制机构3，故其结构形式不局限于本文中的形式。

如附图11所示，本实用新型并不局限于本文所述设计结构形式，与本文所述原理相同的，皆为本实用新型所述“重置摇臂式发动机制动装置”。

本实用新型的工作过程如下：

如附图1、附图2、附图6、附图7、附图8、附图9所示，所述摇臂体1上安装有主动机构2、液压控制机构3、液压缓冲机构4和从动机构5，当发动机从动力工作模式切换至制动模式时，凸轮30在活塞接近压缩行程上止点时与主动摇臂11接触，主动摇臂11通过两侧传力连杆8带动从动摇臂12；由于从动摇臂12与从动摇臂调节螺钉13相连，故又将从动摇臂调节螺钉13向前推动象足15，象足15进一步推动主动柱塞16；由于油道内充满机油，且液体不可压，刚性连接驱动转变为液压驱动，带动摇臂体1前端的从动柱塞25向下运动；从动柱塞25与象足15连接，象足15带动排气门开启，使压缩空气被排出，汽车行驶的动能被压缩转变成空气的热力学能，最终排放到大气中；当主动柱塞节流口32与泄油油道29连通时，开始泄油，为了配合不同发动机工作，加工时，控制主动柱塞节流口32开度可控制主动柱塞16回位时间；当主动柱塞12往回运动时，单向阀33打开，缓冲柱塞18为主动柱塞12补油；当主动柱塞12补油结束后，单向阀33关闭，缓冲柱塞18充油；由于发动机活塞在此过程中做了负功，从而实现了发动机的制动。

如附图8、附图9所示，当发动机从制动模式切换至正常动力模式时，切断供油油道30，此时缓冲柱塞18被柱塞回位弹簧22压到最里，压力油道31通过缓冲柱塞节流口34与外界连通；当摇臂体1腔内没有高压油时，主动柱塞12的力将传不到从动柱塞25，凸轮28只有转到正常排气角度时才接触到滚子7，使其只能按正常模式驱动摇臂体1，推动气门工作。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于包括：

摇臂体(1)，通过通孔安装在发动机摇臂轴上；

主动机构(2)，安装在摇臂体(1)的一端，并在活塞接近压缩行程上止点时与发动机凸轮接触产生运动；

液压控制机构(3)，其主动柱塞(16)安装在摇臂体(1)内部液压缸内；液压控制机构(3)与主动机构(2)相连以传递所述主动机构的运动；

从动机构(5)，安装在所述摇臂体(1)的另一端，用于驱动排气气门开闭，其中，从动机构(5)的从动柱塞(25)通过压力油道与所述液压控制机构(3)的主动柱塞(16)相连；

液压缓冲机构(4)，安装在摇臂体(1)内，用于向所述压力油道补油。

2.根据权利要求1所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述摇臂体(1)内加工有压力油道(31)和供油油道(30)，其中，压力油道(31)前端与所述从动机构(5)连接，后端与所述液压控制机构(3)连接，下端与所述液压缓冲机构(4)连接；供油油道(30)一端与所述液压缓冲机构(4)相连，另一端与发动机液压供油系统相连。

3.根据权利要求1或2所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述液压缓冲机构(4)以平行于摇臂轴轴线方向装配在所述摇臂体(1)内；其包括缓冲柱塞(18)、单向阀(33)、柱塞回位弹簧(22)；柱塞回位弹簧(22)一端与单向阀(33)连接；单向阀(33)与柱塞回位弹簧(22)都安装在缓冲柱塞(18)内。

4.根据权利要求3所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述缓冲柱塞(18)开有缓冲柱塞节流口(34)，在压力油道补油时，所述缓冲柱塞节流口(34)与压力油道连通。

5.根据权利要求1所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述液压控制机构(3)包括从动摇臂调节螺钉(13)、从动摇臂调节螺母(14)、象足(15)、主动柱塞(16)和制动回位弹簧(17)；从动摇臂调节螺钉(13)与从动摇臂调节螺母(14)配合安装；从动摇臂调节螺钉(13)前段为球状接触头，其与象足(15)相连；象足(15)与主动柱塞(16)连接，主动柱塞(16)套在所述摇臂体(1)内部液压缸内；制动回位弹簧(17)与所述摇臂体(1)液压缸和主动柱塞(16)同轴配合，其前端与液压缸接触，后端顶住主动柱塞(16)。

6.根据权利要求5所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述主动柱塞(16)开有节流口(32)，所述摇臂体(1)与主动柱塞(16)相配合的液压缸内开有泄油油道(29)；当主动柱塞的节流口(32)与泄油油道(29)连通时，压力油道开始泄油。

7.根据权利要求1所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述从动机构(5)包括从动柱塞(25)、象足(15)、从动柱塞调节螺钉(26)和从动柱塞调节螺母(27)，从动柱塞(25)下端为球状接触头，与象足(15)连接；象足(15)与发动机排气气门直接接触连接；从动柱塞(25)通过所述摇臂体(1)内的压力油道(31)与所述液压控制机构(3)的主动柱塞(16)相通；从动柱塞调节螺钉(26)与从动柱塞调节螺母(27)用来定位和固定从动机构。

8.根据权利要求1所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述的主动机构(2)与所述发动机凸轮可以紧贴，也可以留有间隙；但在活塞接近压缩行程上止点时需与发动机凸轮的凸台接触产生运动，且所述运动带动液压控制机构(3)的主动柱塞(16)在液压缸内的运动。

9.根据权利要求1、2或8所述的重置摇臂式发动机制动装置，其特征在于所述主动机构(2)包括滚子轴(6)、滚子(7)、传力连杆(8)、挡片(9)、挡片螺钉(10)、主动摇臂(11)和从动摇臂(12)；滚子(7)、主动摇臂(11)依靠滚子轴(6)与摇臂体(1)后端安装孔同轴装配；从动摇臂(12)与摇臂轴配合安装，套在所述摇臂体(1)外，且上端与所述液压控制机构(3)相连；两侧传力连杆(8)用来传递主动摇臂(11)和从动摇臂(12)相互作用力，嵌在主动摇臂(11)和从动摇臂(12)之间；两侧挡片(9)用来限制传力连杆位移，防止其在高速交替运动中脱落；两侧挡片螺钉(10)则用来将挡片(9)固定在从动摇臂(12)上。