一种凸轮驱动式发动机制动装置及其制动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种凸轮驱动式发动机制动装置及其制动方法。装置包括摇臂体，摇臂体上安装有气门驱动机构、液压执行机构和间隙控制机构；发动机进入制动模式时，液压油进入摇臂体内的液压缸，液压执行机构推动间隙控制机构，控制装置与发动机凸轮接触面间隙，经过发动机凸轮与之配合，实现在压缩行程终了时对发动机排气气门进行开启，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。本发明专利技术通过滚子偏心轴和与摇臂体相连的滚子轴芯不同心的特点，巧妙实现偏心要求，结构简单可靠；且本发明专利技术没有采用复杂的液压驱动结构，简化设计，降低成本，缩减了机构反应时间。

A Cam Driven Engine Brake Device and Its Braking Method

The invention discloses a cam driven engine braking device and a braking method thereof. The device includes rocker arm body, which is equipped with valve drive mechanism, hydraulic actuator and clearance control mechanism. When the engine enters the braking mode, the hydraulic oil enters the hydraulic cylinder in the rocker arm body, the hydraulic actuator promotes the clearance control mechanism, and the clearance between the control device and the engine cam contact surface is matched by the engine cam to realize the pairing at the end of the compression stroke. When the exhaust valve of the motor is opened, compressed air is released, and the thermodynamic energy transformed from the mechanical energy of the vehicle is transferred to the atmosphere, thus the braking of the engine on the vehicle is realized. The invention realizes the eccentricity requirement ingeniously and has simple and reliable structure by the characteristics of the roller eccentric shaft and the roller shaft core connected with the rocker arm, and the invention does not adopt complex hydraulic driving structure, simplifies the design, reduces the cost and reduces the reaction time of the mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮驱动式发动机制动装置及其制动方法
本专利技术涉及机械领域，尤其涉及发动机的排气制动装置，特别是一种凸轮驱动式发动机制动装置及其制动方法。
技术介绍
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。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3220392)。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。此类发动机制动系统为顶置在发动机上的附件。为了安装此类装置，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此额外增加了发动机的高度、重量及成本。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种凸轮驱动式发动机制动装置及其制动方法，能够提高发动机排气制动时的效率。本专利技术的这种凸轮驱动式发动机制动装置，包括摇臂体、气门驱动机构、液压执行机构和间隙控制机构。所述摇臂体上安装有气门驱动机构、液压执行机构和间隙控制机构；摇臂体通过中间的通孔安装在发动机摇臂轴上，其内部开有液压油道，油道一端连接液压缸，另一端外接发动机制动控制供油机构；摇臂体前后两端分别安装间隙控制机构和气门驱动机构，内部开有液压缸，用来安装液压执行机构；摇臂体以中间为支承前后摆动。所述气门驱动机构安装在摇臂体后端，其包括间隙调节螺母、间隙调节螺栓和凹球；间隙调节螺母和间隙调节螺栓用来调整气门驱动间隙；凹球与气门杆连接，驱动排气气门开闭。所述间隙控制机构安装在摇臂体前端，其包括摆臂、滚子、滚子偏心轴和管子轴芯；摆臂为凸轮结构，其基圆与滚子、滚子偏心轴圆弧同心，摆臂凸台端开有一定深度的凹槽；与滚子偏心轴偏心配合的滚子轴芯用来连接间隙控制机构与摇臂体；滚子端面与发动机凸轮直接接触，作为本专利技术动力输入接触源。所述液压执行机构包括阀芯、挡环、卡簧、螺旋弹簧和销；阀芯前端通过销与摆臂凹槽连接，后端与螺旋弹簧接触；螺旋弹簧与阀芯同轴线，套在阀芯外面，一端与阀芯后端接触，另一端与挡环接触，挡环又由卡簧将螺旋弹簧束缚在摇臂体液压缸内，从而进一步约束阀芯的轴向运动。本专利技术的工作原理是：当发动机从正常工作模式切换至发动机制动模式时，发动机制动控制供油机构通过摇臂体内的液压油道供油；液压油进入摇臂体内液压缸，油压作用在阀芯上，克服螺旋弹簧的弹力，推动摆臂转动；由于间隙控制机构的偏心结构，滚子端面与发动机凸轮的间隙随着摆臂带动滚子偏心轴的转动而减小；经过设计的发动机凸轮在常规凸轮结构上加上了一个小凸台，在滚子端面与发动机凸轮间隙减小后，小凸台在发动机凸轮正常接触滚子端面，即发动机活塞在压缩行程接近终了前，与滚子端面接触，使得摇臂体被顶起并向气门驱动机构方向摆动，从而驱动排气门开启，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；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。当不需要发动机制动，即发动机处于正常工作模式时，发动机制动控制供油机构关闭并泄油，阀芯在螺旋弹簧回位作用下，带动摆臂转回正常位置，进一步，滚子端面与发动机凸轮间隙增大，发动机凸轮小凸台接触不到滚子端面，使其只能按正常模式驱动摇臂体，推动气门工作。本专利技术和已有技术相比较，有益效果主要有以下方面：(1)本专利技术间隙控制机构中，通过滚子偏心轴和与摇臂体相连的滚子轴芯不同心的特点，实现偏心工作，即当摆臂带动滚子偏心轴转动时，与摆臂基圆和滚子偏心轴同心的滚子就会相对滚子轴芯圆心转动，使得滚子端面与发动机凸轮接触面间隙发生改变。(2)本专利技术没有采用复杂的液压驱动结构，而是直接通过液压油的注入与卸载驱动，简化了设计，降低了成本，减少了机构反应时间。附图说明图1是本专利技术装置整体轴测图。图2是本专利技术装置整体侧视全剖图。图3是本专利技术液压执行机构局部放大图。图4是本专利技术发动机正常工作模式示意图。图5是本专利技术发动机制动模式示意图。图6是本专利技术间隙控制机构爆炸图。其中，1-摇臂体、2-气门驱动机构、3-液压执行机构、4-间隙控制机构、5-间隙调节螺母、6-间隙调节螺栓、7-凹球、8-液压油道、9-滚子偏心轴、10-滚子、11-滚子轴芯、12-摆臂、13-阀芯、14-销、15-卡簧、16-螺旋弹簧、17-挡环、18-发动机凸轮、19-液压缸。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例，但是，本专利技术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专利技术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专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例目的，不是旨在于限制本专利技术。参阅图1所示，本专利技术提供的一种凸轮驱动式发动机制动装置，包括摇臂体1、气门驱动机构2、液压执行机构3及间隙控制机构4，本专利技术采用组合式结构，便于装拆。如附1、附图2、附图5所示，所述气门驱动机构2安装在所述摇臂体1后端，所述间隙控制机构4安装在摇臂体1前端；摇臂体1以中间为支承安装在发动机摇臂轴上，其内部开有液压油道8，油道一端连接液压缸19，另一端外接发动机制动控制供油机构；其上端开有液压缸，用来安装液压执行机构3；摇臂体1以中间为支承前后摆动。如附图2所示，所述气门驱动机构2安装在所述摇臂体1后端，其包括间隙调节螺母5、间隙调节螺栓6和凹球7；间隙调节螺母5和间隙调节螺栓6用来调整气门驱动间隙；凹球7与气门杆连接，驱动排气气门开闭。如附图2、附图4、附图6所示，所述间隙控制机构4安装在所述摇臂体1前端，其包括滚子偏心轴9、滚子10、滚子轴芯11和摆臂12；摆臂12为凸轮结构，其基圆与滚子10、滚子偏心轴9圆弧同心，摆臂12凸台端开有一定深度的凹槽；与滚子偏心轴9偏心配合的滚子轴芯11用来连接间隙控制机构4与摇臂体1；滚子10端面与发动机凸轮18直接接触，作为本专利技术动力输入接触源。如附图2、附图3、附图5所示，所述液压执行机构3包括阀芯13、销14、卡簧15、螺旋弹簧16和挡环17；阀芯13前端通过销14与摆臂12凹槽连接，后端与螺旋弹簧16接触；螺旋弹簧16与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮驱动式发动机制动装置，其特征在于：包括摇臂体(1)、气门驱动机构(2)、液压执行机构(3)及间隙控制机构(4)；所述摇臂体(1)通过中间的通孔安装在发动机摇臂轴上，摇臂体(1)前端安装间隙控制机构(4),后端安装气门驱动机构(2)，摇臂体(1)内部开有用来安装液压执行机构(3)的液压缸(19)，摇臂体(1)内部开有液压油道(8)，液压油道一端连接液压缸(19)，另一端外接发动机制动控制供油机构；摇臂体(1)以中间为支承前后摆动；所述间隙控制机构(4)包括滚子偏心轴(9)、滚子(10)、滚子轴芯(11)和摆臂(12)；所述摆臂(12)为凸轮结构，其基圆与所述滚子(10)和滚子偏心轴(9)圆弧同心，与滚子偏心轴(9)偏心配合的所述滚子轴芯(11)用来连接所述间隙控制机构(4)与所述摇臂体(1)；滚子(10)端面与发动机凸轮(18)直接接触，作为动力输入接触源。

【技术特征摘要】
1.一种凸轮驱动式发动机制动装置，其特征在于：包括摇臂体(1)、气门驱动机构(2)、液压执行机构(3)及间隙控制机构(4)；所述摇臂体(1)通过中间的通孔安装在发动机摇臂轴上，摇臂体(1)前端安装间隙控制机构(4),后端安装气门驱动机构(2)，摇臂体(1)内部开有用来安装液压执行机构(3)的液压缸(19)，摇臂体(1)内部开有液压油道(8)，液压油道一端连接液压缸(19)，另一端外接发动机制动控制供油机构；摇臂体(1)以中间为支承前后摆动；所述间隙控制机构(4)包括滚子偏心轴(9)、滚子(10)、滚子轴芯(11)和摆臂(12)；所述摆臂(12)为凸轮结构，其基圆与所述滚子(10)和滚子偏心轴(9)圆弧同心，与滚子偏心轴(9)偏心配合的所述滚子轴芯(11)用来连接所述间隙控制机构(4)与所述摇臂体(1)；滚子(10)端面与发动机凸轮(18)直接接触，作为动力输入接触源。2.根据权利要求1所述的凸轮驱动式发动机制动装置，其特征在于：气门驱动机构(2)包括间隙调节螺母(5)、间隙调节螺栓(6)和凹球(7)；所述间隙调节螺栓(6)安装在摇臂体(1)后端螺纹孔中，所述间隙调节螺母(5)与间隙调节螺栓(6)配合安装，用来调整气门驱动间隙；所述凹球(7)与气门杆连接，驱动排气气门开闭。3.根据权利要求1所述的凸轮驱动式发动机制动装置，其特征在于：所述滚子偏心轴(9)为一空心圆柱体结构，但外圆轮廓与内空心圆不同轴线，以达到偏心效果；内空心圆与所述滚子轴心(11)配合，滚子轴心(11)连接摇臂体(1)；外圆实体与摆臂(12)固定连接。4.根据权利要求1所述的凸轮驱动式发动机制动装置，其特征在于：所述发动机凸轮(18)的基圆上除原有的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞，俞潇南，陈俊玄，俞小莉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33