CN220336963U - 排气制动结构、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及发动机制动技术领域的一种排气制动结构、发动机及车辆，排气制动结构包括：摇臂轴；摇臂，摇臂套设于摇臂轴上并能够相对于摇臂轴转动；柱塞，柱塞的一端穿设于摇臂并与摇臂滑动配合，另一端伸出至摇臂外，在柱塞和摇臂之间形成柱塞腔，摇臂上开设有与柱塞腔连通的充油油道，充油油道用于向柱塞腔充油而调节柱塞腔的体积，以调节柱塞相对于摇臂的伸长量；第一弹性件，第一弹性件位于柱塞腔内，第一弹性件的两端分别支撑在柱塞上和柱塞腔的腔底。本申请的排气制动结构可以降低内燃机重量，降低成本，提高零部件兼容性，提高制动气门过流面积，降低制动缸压，提升制动功率。

Description

排气制动结构、发动机及车辆

技术领域

本申请涉及发动机制动技术领域，尤其是涉及一种排气制动结构、发动机及车辆。

背景技术

重型商用车普遍采用的制动形式为压缩释放式制动，在制动工况下，由一体凸轮驱动排气和制动集成的摇臂或独立的制动凸轮驱动独立制动摇臂，在压缩冲程活塞接近上止点时，排气门打开(通常称为CR段，CR：compression release，压缩释放)，发动机压缩缸内空气所做的功被释放到排气系统中，膨胀冲程没有能量回压活塞，实现制动。为了进一步增加制动功率，在进气冲程接近末尾附近，排气门打开(通常称为BGR段，BGR：brake gasrecirculation，制动时排气再循环)增加缸内气体冲量，这样发动机可以压缩更多的气体，提高制动功率。

但是独立制动结构需要独立的制动摇臂，会增加发动机重量，提高零部件数量，提高了产品成本；集成制动摇臂由于制动气门开启导致排气侧气门桥倾斜，易使非制动气门失去凸轮型线的控制，导致落座力增大，噪音增大，可靠性降低，若采用限制气门桥倾斜的结构，会降低结构的兼容性，增加发动机重量且提高成本。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种排气制动结构、发动机及车辆，该排气制动结构可以降低内燃机重量，降低成本，提高零部件兼容性，提高制动气门过流面积，降低制动缸压，提升制动功率。

根据本实用新型的第一个方面，提供一种排气制动结构，包括：摇臂轴；摇臂，所述摇臂套设于所述摇臂轴上并能够相对于所述摇臂轴转动；柱塞，所述柱塞的一端穿设于所述摇臂并与所述摇臂滑动配合，另一端伸出至所述摇臂外，在所述柱塞和所述摇臂之间形成柱塞腔，所述摇臂上开设有与所述柱塞腔连通的充油油道，所述充油油道用于向所述柱塞腔充油而调节所述柱塞腔的体积，以调节所述柱塞相对于所述摇臂的伸长量；第一弹性件，所述第一弹性件位于所述柱塞腔内，所述第一弹性件的两端分别支撑在所述柱塞上和所述柱塞腔的腔底。

在本实用新型的一些实施方式中，排气制动结构还包括：限位件，所述限位件的一端与所述柱塞朝向所述柱塞腔的腔底的一端固定，或者所述限位件的一端与所述柱塞腔的腔底固定；在所述第一弹性件被所述柱塞压缩设定长度后，所述限位件的两端分别与所述柱塞和所述柱塞腔的腔底接触。

在本实用新型的一些实施方式中，所述柱塞腔远离所述柱塞的一端与所述摇臂的外端面连通；所述排气制动结构还包括：螺丝，所述螺丝螺纹连接在所述柱塞腔远离所述柱塞的一端，所述第一弹性件远离所述柱塞的一端支撑在所述螺丝上，所述螺丝旋入所述柱塞腔的深度可调。

在本实用新型的一些实施方式中，所述摇臂上设有第一遮挡部，在所述柱塞相对于所述摇臂伸出设定距离时，所述第一遮挡部与所述柱塞接触对所述柱塞形成限位。

在本实用新型的一些实施方式中，所述排气制动结构还包括液压止逆结构，所述液压止逆结构安设于所述摇臂上并位于所述充油油道上，在所述充油油道经过所述液压止逆结构向所述柱塞腔充入设定体积的油后，继续向所述充油油道供油，所述液压止逆结构将所述充油油道关闭。

在本实用新型的一些实施方式中，所述充油油道包括与所述柱塞腔连通的第一油道和与所述摇臂外部连通的第二油道；所述液压止逆结构包括：滑块，所述滑块穿设于所述摇臂并与所述摇臂滑动配合，所述滑块的一端与所述摇臂之间形成油腔，另一端与所述摇臂之间形成空腔；第二弹性件，所述第二弹性件位于所述空腔内，所述第二弹性件的两端分别支撑在所述滑块上和所述空腔的腔底；所述滑块外周形成有一圈凹槽，所述凹槽连通所述第一油道和所述第二油道；所述摇臂内开设有连接所述油腔和所述第二油道的第三油道，所述第三油道用于向所述油腔充油而调节所述油腔的体积，使所述凹槽连通所述第一油道和所述第二油道或者所述滑块断开所述第一油道和所述第二油道。

在本实用新型的一些实施方式中，所述液压止逆结构还包括：定位件，所述定位件的一端与所述滑块朝向所述空腔的腔底的一端固定，或者所述定位件的一端与所述空腔的腔底固定；在所述第二弹性件被所述滑块压缩至所述凹槽与所述第一油道和所述第二油道均错开时，所述定位件的两端分别与所述滑块和所述空腔的腔底接触。

在本实用新型的一些实施方式中，所述油腔内设有第二遮挡部，在所述第二弹性件推动所述滑块至所述凹槽与所述第一油道和所述第二油道均连通时，所述第二遮挡部与所述滑块接触对所述滑块形成限位。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种发动机，包括上述的排气制动结构。

根据本实用新型的第三个方面，提供一种车辆，包括上述的发动机。

本申请实施例提供了一种排气制动结构，该排气制动结构将排气凸轮和制动凸轮整合为一个凸轮，降低发动机重量和成本，通过将气门侧摇臂设计为分体式结构，可以在保证正功排气功能下实现制动功能，在排气制动时可以同时开启两个排气门，避免了由于气门桥倾斜导致的非制动气门落座速度大，制动气门升程高导致的气门偏摆撞击问题和一系列可靠性问题，同时增大了气流流通面积，可以在制动功率不变的情况下降低制动缸压，降低制动时的气门升程，减小活塞避阀坑的有害容积，在制动缸压相同的情况下，提高制动功率，参与制动的零部件仅有柱塞和滑块，油路和结构更简单，间隙配合少，密封性更好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请实施方式排气制动结构的整体结构示意图；

图2是体现液压止逆结构的结构示意图；

图3是体现液压止逆结构将第一油道和第二油道断开的结构示意图；

图4是体现凸轮升程的示意图。

附图中各标号表示如下：1、摇臂轴；2、摇臂；3、柱塞；4、第一弹性件；5、柱塞腔；6、充油油道；61、第一油道；62、第二油道；7、传动机构；8、凸轮轴；9、凸轮；10、限位件；11、螺丝；12、第一遮挡部；13、液压止逆结构；131、滑块；132、第二弹性件；133、定位件；14、油腔；15、空腔；16、凹槽；17、第三油道；18、第二遮挡部。

具体实施方式

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例公开一种排气制动结构。如图1所示，排气制动结构包括摇臂轴1、摇臂2、柱塞3和第一弹性件4，其中，摇臂2套设于摇臂轴1上并能够相对于摇臂轴1转动；柱塞3的一端穿设于摇臂2并与摇臂2滑动配合，另一端伸出至摇臂2外，在柱塞3和摇臂2之间形成柱塞腔5，摇臂2上开设有与柱塞腔5连通的充油油道6，充油油道6用于向柱塞腔5充油而调节柱塞腔5的体积，以调节柱塞3相对于摇臂2的伸长量；第一弹性件4位于柱塞腔5内，第一弹性件4的两端分别支撑在柱塞3上和柱塞腔5的腔底。

需要说明的是，柱塞3底端与排气门桥(未图示)接触配合，摇臂2远离柱塞3的一端通过传动机构7与安装在凸轮轴8上的凸轮9接触配合，凸轮9的型线包括BGR段、CR段和排气主升程段；其中，BGR段用于在进气冲程接近末尾时控制排气门打开，CR段用于在压缩冲程活塞接近上止点时控制排气门打开，排气主升程段用于在排气冲程时控制排气门打开。

通过使用本技术方案中的排气制动结构，当发动机处于正功工况时，电磁阀关闭，充油油道6不充油，当凸轮9处于图4所示的BGR或CR段时，柱塞3和柱塞腔5的腔底之间的间隙配合第一弹性件4的弹性压缩，抵消了凸轮9升程，保证气门不开启；当凸轮9旋转至正功升程相位时，可开启电磁阀，通过充油油道6向柱塞腔5内注入一定体积的液压油，使柱塞3相对于摇臂2伸出一定长度，使气门侧摇臂2变为刚性状态，在排气主升程段开启排气门，实现正功排气；当发动机开启制动时，可开启电磁阀，通过充油油道6向柱塞腔5内注入更多体积的液压油，进一步增加柱塞3相对于摇臂2的伸出量，等效为刚性体，在凸轮9处于BGR或CR段时，通过柱塞3配合排气门桥，打开两个排气门，实现双气门同步进行排气制动，由此，摇臂2同时具有排气和制动功能，并采用结合为一个凸轮9的制动凸轮9和排气凸轮9，在保证正功排气功能下实现制动功能，在制动工况下可以同时开启两个排气门实现制动，可以降低内燃机重量，降低成本，提高零部件兼容性，提高制动气门过流面积，降低制动缸压，提升制动功率。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，排气制动结构还包括限位件10，限位件10的一端与柱塞3朝向柱塞腔5的腔底的一端固定，或者限位件10的一端与柱塞腔5的腔底固定；具体地，本实施方式中的限位件10与柱塞3固定。

当第一弹性件4被柱塞3压缩设定长度后，限位件10的两端分别与柱塞3和柱塞腔5的腔底接触，可以理解的是，此时凸轮9旋转至正功升程相位，即柱塞3相对于摇臂2伸出一定长度，柱塞3作用于排气门桥，在排气主升程段开启排气门，实现正功排气；如此，通过限位件10将柱塞3保持于正功排气相适配的位置，省去了开启电磁阀，通过充油油道6向柱塞腔5内注入一定体积的液压油，此时电磁阀保持关闭的状态即可，在非制动工况下，操作更加简单，使正功排气更加便捷。

具体地，本实施方式中的限位件10可以为圆柱或者棱柱，圆柱或者棱柱与柱塞3同轴固定，本实施方式中的第一弹性件4为弹簧，弹簧套设于圆柱或者棱柱上。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，柱塞腔5远离柱塞3的一端与摇臂2的外端面连通；排气制动结构还包括螺丝11，螺丝11螺纹连接在柱塞腔5远离柱塞3的一端，第一弹性件4远离柱塞3的一端支撑在螺丝11上，螺丝11旋入柱塞腔5的深度可调。根据凸轮9整体或者传动机构7的磨损程度，可以调节螺丝11旋入柱塞腔5的深度，进而调节柱塞3和限位件10向柱塞腔5的腔底移动的最远距离，使限位件10在凸轮9的各个使用阶段，均能很好的适配凸轮9的BGR段、CR段和排气主升程段，保证气门的开启程度。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，摇臂2上设有第一遮挡部12，在柱塞3相对于摇臂2伸出设定距离时，第一遮挡部12与柱塞3接触对柱塞3形成限位。具体地，当柱塞3相对于摇臂2伸出设定距离时，凸轮9除了BGR段、CR段和排气主升程段以外的圆面与传动机构7接触，且此时柱塞3与排气门桥接触，通过第一遮挡部12，避免了电磁阀关闭时柱塞3在自身重力作用以及第一弹性件4弹性作用下对排气门桥施压，提高了整体装置的稳定性。

具体地，在本实施方式中，摇臂2与柱塞3滑移连接通道的开口处形成有阶梯槽，柱塞3可分为可拆卸连接的两部分，第一部分通过柱塞腔5的开口装入，阶梯槽对第一部分形成限位，第二部分可通过滑移连接通道的开口与第一部分进行连接，具体地，第一部分和第二部分可通过螺纹连接的方式进行连接。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，排气制动结构还包括液压止逆结构13，液压止逆结构13安设于摇臂2上并位于充油油道6上，在充油油道6经过液压止逆结构13向柱塞腔5充入设定体积的油后，继续向充油油道6供油，液压止逆结构13将充油油道6关闭。

需要说明的是，当充油油道6经过液压止逆结构13向柱塞腔5充入设定体积的油后，即发动机开启制动，电磁阀开启，柱塞腔5内注入的液压油使凸轮9处于BGR或CR段时，柱塞3配合排气门桥，可以打开两个排气门，实现双气门同步进行排气制动，通过继续向充油油道6供油，使液压止逆结构13将充油油道6关闭，可以保持柱塞腔5内压力稳定，提高制动稳定性。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2和图3所示，液压止逆结构13包括滑块131和第二弹性件132，其中，滑块131穿设于摇臂2并与摇臂2滑动配合，滑块131的一端与摇臂2之间形成油腔14，滑块131的另一端与摇臂2之间形成空腔15；第二弹性件132位于空腔15内，第二弹性件132的两端分别支撑在滑块131上和空腔15的腔底。

充油油道6包括与柱塞腔5连通的第一油道61和与摇臂2外部连通的第二油道62；滑块131外周形成有一圈凹槽16，凹槽16连通第一油道61和第二油道62；摇臂2内开设有连接油腔14和第二油道62的第三油道17，第三油道17用于向油腔14充油而调节油腔14的体积，使凹槽16连通第一油道61和第二油道62或者滑块131断开第一油道61和第二油道62。

当发动机开启制动时，电磁阀开启，液压油先通过第二油道62、凹槽16和第一油道61将柱塞腔5填满，然后液压油经第二油道62和第三油道17持续进入油腔14，在油压作用下使滑块131向远离油腔14的方向移动，第二弹性件132压缩，凹槽16与第一油道61和第二油道62错开，滑块131封住第一油道61和第二油道62的连通，从而实现柱塞腔5内液压油稳定在一定体积而不再发生变化，在凸轮9处于BGR或CR段时打开两个排气门，实现双气门同步进行排气制动。且当调整回正功工况时，只需电磁阀停止供油，滑块131受第二弹性件132作用向油腔14方向移动，第一油道61和第二油道62重新通过凹槽16联通，柱塞腔5内的液压油被挤压排出，即可调整为正功状态。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2和图3所示，液压止逆结构13还包括定位件133，定位件133的一端与滑块131朝向空腔15的腔底的一端固定，或者定位件133的一端与空腔15的腔底固定；在第二弹性件132被滑块131压缩至凹槽16与第一油道61和第二油道62均错开时，定位件133的两端分别与滑块131和空腔15的腔底接触；具体地，本实施方式中的定位件133与空腔15的腔底固定。

当第二弹性件132被滑块131压缩至凹槽16与第一油道61和第二油道62均错开时，定位件133的两端分别与滑块131和空腔15的腔底接触，如此，通过定位件133将滑块131保持于制动工况相适配的位置，可以使对凹槽16的位置更好的进行定位，提高准确性。

具体地，本实施方式中的定位件133可以为圆柱或者棱柱，空腔15与摇臂2外部连通，空腔15开口处螺纹连接一个封堵用螺丝11，圆柱或者棱柱与该螺丝11固定，本实施方式中的第二弹性件132为弹簧，弹簧套设于圆柱或者棱柱上。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2和图3所示，油腔14内设有第二遮挡部18，在第二弹性件132推动滑块131至凹槽16与第一油道61和第二油道62均连通时，第二遮挡部18与滑块131接触对滑块131形成限位。

具体地，当关闭电磁阀时，第二弹性件132推动滑块131至凹槽16与第一油道61和第二油道62均连通，第二遮挡部18与滑块131接触对滑块131形成限位，通过第二遮挡部18，可以使油腔14保持一定的体积，方便初始时经第三油道17向油腔14内充油。

具体地，在本实施方式中，摇臂2与滑块131滑移连接通道靠近油腔14的一端形成有阶梯槽，阶梯槽对滑块131形成限位。需要说明的是，油腔14的形状可以为柱形、凸台状、锥形或上述形状中多种结合的形状等。

本申请实施例还提出了一种发动机，该发动机包括上述的任一实施例中的排气制动结构。

本申请实施例还提出了一种车辆，该车辆包括上述的发动机。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种排气制动结构，其特征在于，包括：

摇臂轴；

摇臂，所述摇臂套设于所述摇臂轴上并能够相对于所述摇臂轴转动；

柱塞，所述柱塞的一端穿设于所述摇臂并与所述摇臂滑动配合，另一端伸出至所述摇臂外，在所述柱塞和所述摇臂之间形成柱塞腔，所述摇臂上开设有与所述柱塞腔连通的充油油道，所述充油油道用于向所述柱塞腔充油而调节所述柱塞腔的体积，以调节所述柱塞相对于所述摇臂的伸长量；

第一弹性件，所述第一弹性件位于所述柱塞腔内，所述第一弹性件的两端分别支撑在所述柱塞上和所述柱塞腔的腔底。

2.根据权利要求1所述的排气制动结构，其特征在于，还包括：

限位件，所述限位件的一端与所述柱塞朝向所述柱塞腔的腔底的一端固定，或者所述限位件的一端与所述柱塞腔的腔底固定；

在所述第一弹性件被所述柱塞压缩设定长度后，所述限位件的两端分别与所述柱塞和所述柱塞腔的腔底接触。

3.根据权利要求2所述的排气制动结构，其特征在于，所述柱塞腔远离所述柱塞的一端与所述摇臂的外端面连通；

所述排气制动结构还包括：

螺丝，所述螺丝螺纹连接在所述柱塞腔远离所述柱塞的一端，所述第一弹性件远离所述柱塞的一端支撑在所述螺丝上，所述螺丝旋入所述柱塞腔的深度可调。

4.根据权利要求1-3任一所述的排气制动结构，其特征在于，所述摇臂上设有第一遮挡部，在所述柱塞相对于所述摇臂伸出设定距离时，所述第一遮挡部与所述柱塞接触对所述柱塞形成限位。

5.根据权利要求1-3任一所述的排气制动结构，其特征在于，所述排气制动结构还包括液压止逆结构，所述液压止逆结构安设于所述摇臂上并位于所述充油油道上，在所述充油油道经过所述液压止逆结构向所述柱塞腔充入设定体积的油后，继续向所述充油油道供油，所述液压止逆结构将所述充油油道关闭。

6.根据权利要求5所述的排气制动结构，其特征在于，所述充油油道包括与所述柱塞腔连通的第一油道和与所述摇臂外部连通的第二油道；

所述液压止逆结构包括：

滑块，所述滑块穿设于所述摇臂并与所述摇臂滑动配合，所述滑块的一端与所述摇臂之间形成油腔，另一端与所述摇臂之间形成空腔；

第二弹性件，所述第二弹性件位于所述空腔内，所述第二弹性件的两端分别支撑在所述滑块上和所述空腔的腔底；

所述滑块外周形成有一圈凹槽，所述凹槽连通所述第一油道和所述第二油道；

所述摇臂内开设有连接所述油腔和所述第二油道的第三油道，所述第三油道用于向所述油腔充油而调节所述油腔的体积，使所述凹槽连通所述第一油道和所述第二油道或者所述滑块断开所述第一油道和所述第二油道。

7.根据权利要求6所述的排气制动结构，其特征在于，所述液压止逆结构还包括：

定位件，所述定位件的一端与所述滑块朝向所述空腔的腔底的一端固定，或者所述定位件的一端与所述空腔的腔底固定；

在所述第二弹性件被所述滑块压缩至所述凹槽与所述第一油道和所述第二油道均错开时，所述定位件的两端分别与所述滑块和所述空腔的腔底接触。

8.根据权利要求6所述的排气制动结构，其特征在于，所述油腔内设有第二遮挡部，在所述第二弹性件推动所述滑块至所述凹槽与所述第一油道和所述第二油道均连通时，所述第二遮挡部与所述滑块接触对所述滑块形成限位。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的排气制动结构。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。