Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
COMPRESS-DECOMPRESS ENGINE BRAKING METHOD AND APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/119282
Kind Code:
A1
Abstract:
A compress-decompress engine braking apparatus, comprising a brake-controlling mechanism (50) and a brake driving mechanism (100). The brake driving mechanism (100) comprises a brake box body (400), an oil-supplying mechanism, an oil-discharging mechanism, and a braking cam (230). The brake box body (400) has arranged therein a primary piston hole (415) and an auxiliary piston hole (190). The primary piston hole (415) and the auxiliary piston hole (190) have arranged therebetween a connecting hydraulic passage (412). The primary piston hole (415) has slidably arranged therein a primary piston (162). The auxiliary piston hole (190) has slidably arranged therein an auxiliary piston (160). The oil-supplying mechanism comprises an oil-supplying passage (115) and a unidirectional oil-supplying valve (172). The inlet of the oil supplying passage (115) is connected to a control valve in the brake-controlling mechanism. The outlet of the oil-supplying passage (115) is connected to the primary piston hole (415). The unidirectional oil-supplying valve (172) is arranged within the oil-supplying passage (115) or between the oil-supplying passage (115) and the primary piston hole (415). The oil-discharging mechanism comprises an oil-discharging valve. The oil-discharging valve is connected to the auxiliary piston hole (190). The braking cam (230) comprises therein at least one brake boss (232, and 233). The apparatus reduces brake load and increases braking power. Also disclosed is a compress-decompress engine braking method.

Inventors:
YANG ZHOU (US)
Application Number:
PCT/CN2011/001504
Publication Date:
September 13, 2012
Filing Date:
September 05, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
XI YONG (CN)
YANG ZHOU (US)
International Classes:
F01L13/06; F01L9/14
Foreign References:
CN102102559A2011-06-22
CN202017535U2011-10-26
CN101392667A2009-03-25
JP2007247628A2007-09-27
Attorney, Agent or Firm:
SHANGHAI SHIMAO PATENT AGENCY CO. LIMITED (CN)
上海世贸专利代理有限责任公司 (CN)
Download PDF:
Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种压缩释放型发动机制动方法,包括一个利用发动机的排气门驱动链 开启排气门的过程, 所述的排气门驱动链包括凸轮、 摇臂和阀桥, 所述 的发动机的排气门中包括有一个第一排气门和一个第二排气门,所述的 凸轮中含有至少一个制动凸台,所述的制动凸台包括一个从凸轮的内基 圆上升到最大升程的上升段和一个保持所述的最大升程的等高段,所述 的摇臂中设置有一个供油通道, 其特征在于: 在所述的阀桥的中央向上 开口设置一个主活塞孔, 在阀桥的一端向下开口设置一个副活塞孔, 在 所述的主活塞孔和副活塞孔之间连接设置一条液压通道,在主活塞孔内 滑动式地设置一个主活塞,主活塞相对于主活塞孔具有一个伸出位置和 一个缩回位置, 在副活塞孔内滑动式地设置一个副活塞, 将主活塞的上 端与所述的摇臂连接, 在主活塞内设置一个油路, 将所述的油路的上端 与所述的摇臂中的供油通道相通, 将油路的下端与主活塞孔相通, 在主 活塞孔与供油通道之间、 或者在供油通道之内设置一个单向供油阀, 所 述的单向供油阀的供油方向是从供油通道向主活塞孔,将副活塞的下端 与所述的第一排气门相连,将阀桥另一端的下侧与所述的第二排气门相 连, 在副活塞孔所在的阀桥一端的上侧设置一个制动支架, 在所述的利 用发动机的排气门驱动链开启排气门的过程中, 首先, 通过所述的供油 通道和单向供油阀向主活塞孔供油, 将主活塞置于伸出位置, 打开主活 塞孔和副活塞孔之间的液压通道, 然后, 利用凸轮中制动凸台的上升段 驱动所述的摇臂, 使摇臂推动主活塞从伸出位置移向缩回位置, 同时利 用所述的制动支架阻止阀桥上移,利用所述的液压通道中的液压将主活 塞的运动传递给副活塞, 迫使所述的副活塞在副活塞孔内向下伸出, 打 开第一排气门, 之后, 利用凸轮中制动凸台的等高段驱动摇臂, 将主活 塞在主活塞孔内保持在缩回位置上, 阻断主活塞孔通过所述的液压通道 与副活塞孔之间的液压传递, 将副活塞保持在副活塞孔内的伸出位置, 保持第一排气门的打开状态, 同时利用制动支架承载副活塞上的制动载 荷0

2. 如权利要求 1所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 在副活 塞孔所在的阀桥一端内设置至少一个卸油通道,将所述的卸油通道的下 端与副活塞孔相通,利用所述的阀桥上方的制动支架的下端封闭卸油通 道的上端开口, 在阀桥向下移动时, 阀桥与制动支架分离, 打开所述的 卸油通道的上端开口。

3. 如权利要求 1所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 在所述 的制动凸台上设置一个下降段,将所述的下降段的起点连接在所述的等 高段的末端, 将下降段的终点回到或靠近凸轮的内基圆。

4. 如权利要求 3所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 在凸轮 中制动凸台经过等高段后、进入下降段的过程中,利用摇臂做反向运动, 使主活塞从缩回位置移向伸出位置, 打开液压通道在主活塞孔上的开 口, 接通主活塞孔与副活塞孔之间的液压传递, 使副活塞在第一排气门 的作用力下向縮回位置移动。

5. 如权利要求 2所述的压縮释放型发动机制动方法, 其特征在于: 在所述 的凸轮上设置集成式排气凸台, 在所述的制动凸台上设置一个缓升段, 将所述的缓升段的起点连接在所述的等高段的末端,将缓升段的终点汇 入所述的集成式排气凸台, 在凸轮中制动凸台经过等高段后、 进入缓升 段的过程中, 利用制动凸台的缓升段驱动所述的摇臂, 使摇臂通过位于 主活塞孔内缩回位置上的主活塞往下推动阀桥,使副活塞孔所在的阀桥 一端与位于其上侧的所述的制动支架分离,打幵卸油通道的上端开口卸 油, 减少副活塞孔内的液压, 使副活塞在第一排气门的作用力下在副活 塞孔内向上移往縮回位置, 使第一排气门向上移往关闭位置。

6. 如权利要求 1所述的压縮释放型发动机制动方法, 其特征在于: 所述的 利用发动机的排气门驱动链开启排气门的过程包括以下步骤: 1) 打开发动机的制动控制机构, 通过所述的供油通道和单向供油阀向 阀桥内的主活塞孔供油,

2) 主活塞在主活塞孔内置于伸出位置, 开通阔桥内的主活塞孔和副活 塞孔之间的液压通道,

3) 副活塞在副活塞孔内置于缩回位置, 副活塞下面的第一排气门处于 关闭位置,

4) 凸轮的制动凸台从内基圆向上移动, 驱动主活塞孔内的主活塞向下 往阔桥的主活塞孔内的缩回位置运动,

5) 位于副活塞孔上方的阀桥上面的制动支架阻止或限制阀桥向上运 动,

6) 主活塞的向下运动通过液压通道传递给副活塞, 阀桥的副活塞孔内 . 的副活塞向下往伸出位置运动, 打开第一排气门,

7) 凸轮的制动凸台抵达最高升程并继续保持所述的最高升程位置,

8) 主活塞在阀桥的主活塞孔内向下抵达缩回位置, 关闭主活塞孔和副 活塞孔之间的液压通道, 阻止副活塞上的液压载荷传递到,主活塞,

9) 副活塞在阔桥的副活塞孔内向下抵达伸出位置, 将副活塞下面的第 一排气门保持打开在最高制动阀升位置,

10)利用副活塞孔所在的阀桥一端上侧的制动支架来支撑第一排气门传 给副活塞的载荷,

11)凸轮的制动凸台从最高升程下降回到内基圆,

12)主活塞从阀桥的主活塞孔内的縮回位置往上移回到伸出位置, 打开 主活塞孔和副活塞孔之间的液压通道,

13)副活塞从副活塞孔内的伸出位置往上移回到缩回位置,

14)第一排气门从最高制动阀升位置往上移向关闭位置。

7. 如权利要求 2所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 所述的 利用发动机的排气门驱动链开启排气门的过程还包括以下步骤: 1) 关闭发动机的制动控制机构, 停止向阀桥内的主活塞孔供油,

2) 凸轮驱动阀桥的主活塞孔内的主活塞向下运动,

3) 主活塞驱动阀桥向下运动, 副活塞孔所在的阀桥一端与其上侧的制 动支架分离,

4) 打开副活塞孔上方的卸油通道卸油,

5) 副活塞从阀桥的副活塞孔内移到缩回位置。

8. 如权利要求 1所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 在主活 塞于主活塞孔内从缩回位置滑向伸出位置时,利用主活塞打开主活塞孔 和副活塞孔之间的液压通道,在主活塞于主活塞孔内从伸出位置滑向缩 回位置时, 利用主活塞关闭主活塞孔和副活塞孔之间的液压通道。

9. 如权利要求 1所述的压缩释放型发动机制动方法, 其特征在于: 利用一 个预紧弹簧在排气门驱动链内部保持由主活塞的缩回位置与伸出位置 生成的排气门驱动链制动间隙, 消除排气门驱动链内部的不跟随和冲 击。

10. 一种压缩释放型发动机制动装置, 包括制动控制机构和制动驱动机 构, 其特征在于: 所述的制动控制机构包括一个与液压产生装置相连接 的控制阀, 制动驱动机构包括制动箱体、 供油机构、 卸油机构和制动凸 轮, 所述的制动箱体内设置有主活塞孔和副活塞孔, 所述的主活塞孔和 副活塞孔之间设置有一条连通的液压通道,主活塞孔内滑动式地设置有 主活塞, 副活塞孔内滑动式地设置有副活塞, 所述的供油机构包括供油 通道和单向供油阀,所述的制动控制机构中的控制阀与所述的供油通道 的入口连接, 供油通道的出口与主活塞孔连接, 所述的单向供油阀设置 在供油通道或者供油通道与主活塞孔之间,单向供油阀的供油方向是从 供油通道进入主活塞孔, 所述的卸油机构包括一个卸油阀, 所述的卸油 阀与副活塞孔连通, 所述的制动凸轮中含有至少一个制动凸台。

11. 如权利要求 10所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动箱体由阀桥构成,所述的主活塞孔设置在所述的阀桥中央的一 个向上开口内, 所述的副活塞孔设置在阀桥的一端的一个向下开口内, 所述的液压通道设置在阀桥内并连通主活塞孔和副活塞孔,所述的主活 塞设置在主活塞孔内, 所述的副活塞设置在副活塞孔内, 主活塞的上端 与发动机的摇臂连接, 所述的摇臂中设置有一个供油通道, 主活塞内设 置有一个油路, 所述的油路的上端与所述的摇臂中的供油通道相通, 油 路的下端与主活塞孔相通,所述的单向供油阀设置在主活塞孔与供油通 道之间或者供油通道之内,所述的单向供油阀的供油方向是从供油通道 向主活塞孔, 副活塞孔所在的阀桥一端的上侧设置有一个制动支架, 副 活塞孔所在的阀桥一端设置有至少一个卸油通道,所述的卸油通道的一 端与副活塞孔相通, 卸油通道的另一端由制动支架的下端封闭, 所述的 制动凸轮上设置有集成式排气凸台。

12. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:副 活塞的下端与发动机排气门中的一个第一排气门相连, 阀桥另一端的下 侧与发动机排气门中的一个第二排气门相连。

13. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动支架固定在发动机上, 所述的制动支架包括连接件, 所述的连 接件位于阀桥的上方。

14. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动支架集成在摇臂上, 所述的制动支架包括连接件, 所述的连接 件位于阀桥的上方。

15. 如权利要求 13或者 14所述的压缩释放型发动机制动装置, 其特征 在于: 所述的制动支架的连接件包括过渡活塞, 所述的过渡活塞滑动式 地安置在阀桥的过渡活塞孔内,所述的过渡活塞孔位于所述的副活塞孔 之上。

16. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动凸台中包括有一个压縮释放凸台,所述的压缩释放凸台在发动 机的压縮冲程的后期从凸轮的内基圆幵始上升, 并在发动机的压缩上止 点附近达到最高位置,在发动机的膨胀冲程的前期下降回到或靠近凸轮 的内基圆。

17. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动凸台中包括有一个压缩释放凸台和一个排气再循环凸台,所述 的压縮释放凸台在发动机的压缩冲程的后期从凸轮的内基圆开始上升, 并在发动机的压縮上止点附近达到最高位置,在发动机的膨胀冲程的前 期下降回到或靠近凸轮的内基圆,所述的排气再循环凸台在发动机的进 气冲程的后期从凸轮的内基圆开始上升,在发动机的压缩冲程的前期下 降回到凸轮的内基圆。

18. 如权利要求 11所述的压縮释放型发动机制动装置,其特征在于:在 所述的凸轮上设置有一个集成式排气凸台和制动凸台,所述的制动凸台 中包括有一个压缩释放凸台,所述的压缩释放凸台在发动机的压缩冲程 的后期从凸轮的内基圆开始上升,并在发动机的压缩冲程上止点之前上 升到最高位置,在发动机的压缩冲程的剩余期间和发动机的膨胀冲程的 初期保持所述的最高位置,在发动机的膨胀冲程的剩余期间下降回到凸 轮的内基圆或汇入集成式排气凸台,所述的集成式排气凸台由底部和顶 部组成, 集成式排气凸台的底部与制动凸台接近同高, 集成式排气凸台 的顶部与发动机的常规凸台接近相同。

19. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动凸台中包括有一个排气再循环凸台,所述的排气再循环凸台在 发动机的进气冲程的后期从凸轮的内基圆开始上升,在发动机的压縮冲 程的前期下降回到凸轮的内基圆。

20. 如权利要求 11所述的压缩释放型发动机制动装置,其特征在于:所 述的制动驱动机构中设置有一个自动间隙补偿机构。

Description:
一种压缩释放型发动机制动方法和装置

技术领域

本发明涉及机械领域, 尤其涉及车辆发动机的气门驱动领域, 特别是 一种压缩释放型发动机制动方法和装置。

背景技术

发动机制动可以分为压缩释放型制动和泄气型 制动。 发动机的压缩释 放型制动在发动机活塞压缩冲程的后期打开排 气门,在膨胀冲程的前期 (一 般在排气门正常开启之前) 关闭排气门。 压缩释放型制动器的一个先例由 康明斯 (Cummins)于 1965年在美国专利号 3220392披露。 制动系统经过液 压回路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, 比如说发 动机喷油凸轮的运动或相邻排气凸轮的运动。 主活塞的运动通过液压流体 传递到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气门运动。

发动机的泄气型制动是排气门除了正常的开启 之外, 还 ί部分周期内 保持小量恒开 (部分周期泄气制动), 或在非排气冲程的周期内 (进气冲程, 压缩冲程, 和膨胀冲程)保持小量恒开 (全周期泄气制动)。 部分周期泄气制 动和全周期泄气制动的主要区别, 在于前者在大部分的进气冲程中不打开 排气门。 本发明人在美国专利号 6594996为泄气型发动机制动体系和方法 提供了相关的说明和实例。

发动机的压缩释放型制动和泄气型制动的区别 主要有两点。 第一个主 要区别是制动排气门的开启相位 (制动时间) 不同。 全周期泄气型制动的 制动排气门是始终打开的, 因此不牵涉到开启时间。 部分周期泄气型制动 的制动排气门的开启时间是在发动机的进气冲 程的后期; 而压缩释放型制 动的制动排气门的开启时间是在发动机的压缩 冲程的后期, 比部分周期泄 气型制动的制动排气门的开启时间要晚很多, 因此开启的载荷也要大得多。 第二个主要区别是制动排气门的开启高度 (制动阀升) 不同。 泄气型制动 的制动排气门的制动阀升大致为 0.5〜1.0mm (—般小于 l .Omm) , 而压縮释 放型制动的制动排气门的制动阀升大致为 2.0~3.5mm (液压式制动器的制 动阀升一般大于 2.0imn)。 上述区别导致设计要求和制动性能的不同。 压 縮释放型的制动功率大于泄气型制动, 但泄气型制动的制动开启载荷远小 于压縮释放型制动。 泄气型制动器必须与排气制动器 (如排气蝶阀) 联合 使用, 而压缩释放型制动器可以单独使用 (不需要排气制动器)。

发动机全周期泄气制动系统的一个先例由缪尔 (Muir)于 1970年在美国 专利第 3525317号公开。 该制动系统将发动机制动分为三档。 第一档是发 动机和车辆各运动部件造成的摩擦损失而产生 的制动。 第二档是将发动机 的排气门保持连续小量恒开而产生的全周期泄 气制动。 第三档是在第二档 的全周期泄气制动的基础上增加排气蝶阀, 产生联合制动。

德国曼 (MAN)的库比什 (Kubis) 等于 1992年在美国专利第 5086738 号公开了发动机部分周期泄气制动系统。 发动机制动时排气门在发动机进 气冲程快结束时小量打开, 然后在整个压縮冲程内保持小量恒开, 最后在 发动机的膨胀冲程的前期关闭。

前面说过, 发动机泄气型制动器单独使用效果不好, 制动功率远低于 压缩释放型制动器。因此,发动机泄气型制动 器都与发动机排气制动器(如 排气蝶阀) 联合使用, 形成联合制动。 使用排气蝶阀或其它排气限流装置 使排气背压升高有可能导致排气门反跳或浮动 (浮阔)。发动机行业一般对 浮阀不赞成, 因为浮阀时排气门的开启和关闭不是由凸轮驱 动的, 气门的 落座速度无法控制。 太大的气门落座速度有可能损坏发动机。 然而, 加拿 大的 PacBmke于 1989年在美国专利第 4848289号公开了使用排气制动器 提高排气背压导致浮阀的制动方法。

瑞典的沃尔沃 (Volvo) 于 1992年在美国专利第 5146890号公开了一 种压縮释放型发动机制动器与排气制动器一起 使用的联合制动方法。 其中 发动机的制动凸轮除了压缩释放制动凸台外, 增加了排气再循环 (EGR) 凸台。排气门在进气冲程的后期打开,由排气 制动器产生的高背压尾气(制 动时为空气), 从排气管内反充发动机汽缸, 增加压縮制动功率。

德国曼 (MAN) 的拉默(Rammer)等于 1997年在美国专利第 5692469 号公开了一种利用排气制动器提高排气背压导 致浮阀 (气门反跳) 进而开 启泄气型制动器的装置和方法。 当排气背压足够高时, 排气门在进气冲程 临近结束时浮开或反跳。 在该排气门浮动期间, 用一制动装置对其进行干 预,也就是在浮开的排气门关闭之前,通过一 个油压控制的活塞将其截住, 阻止它关闭, 让它保持小量恒开, 产生部分周期泄气制动 (排气门在排气 冲程后关闭)。 该制动系统是用于每缸单排气门的发动机。 2006年, 拉默

(Rammer) 等将上述技术扩展到每缸双排气门的发动机 (美国专利第 7013867号, 中国专利第 200310123153.7号)。

德国曼 (MAN)的上述泄气型发动机制动系统的可靠性和 久性面临着 很多问题, 因为它依赖于制动排气门的间歇开放或浮动, 这无论在时间和 大小上都是不一致的。 众所周知, 排气门的浮动高度依赖于排气背压, 而 排气背压依赖于发动机的转速, 并受排气制动器的质量与控制以及排气系 统设计的影响。 在发动机的中、 低转速速时, 排气门的浮动可能不够或根 本没有, 发动机制动装置无法启动。 而此时发动机制动的需求很高, 因为 商用车发动机大部分时间运行在中、 低转速。 此外, 过高的排气背压不仅 浮动被制动的排气门, 同时也浮动不制动的排气门。 不制动的排气门的落 座速度将太大, 影响发动机的可靠性和耐久性。

本发明人于 2010年在美国专利第 7673600号 (中国专利申请公幵号 CN1991136A) 公开了一种利用凸轮驱动而产生的部分周期泄 气型制动装 置和方法。 发动机的阀桥内集成有主、 副活塞。 主活塞内有单向供油阀, 主活塞和副活塞之间的液压流道内还设置有另 外一个制动单向阀。 制动凸 轮与发动机的常规排气凸轮集成, 包括泄气型制动凸台。 泄气型制动凸台 在发动机进气冲程的后期开始从凸轮的内基圆 往上升。 在进气冲程的下止 点附近上升到最高升程, 然后在发动机的压縮冲程和膨胀冲程期间保持 该 最高升程不变, 最后平滑地过渡进入常规排气凸台。 发动机制动时, 不是 靠排气背压升高浮动排气门而幵启制动, 而是由制动凸台推动阀桥内的主 活塞, 主活塞驱动副活塞打开排气门, 副活塞由制动单向阀锁定在伸出位 置, 将排气门保持小量恒开, 产生部分周期泄气型制动。

上述的许多制动装置的制动驱动机构都是集成 在发动机的阀桥内的。 阀桥制动装置的一个先例是由卡尔维 (Calvin) 于 1970年在美国专利号 3,520,287披露。 整个阀桥套在一根中央导杆上。 导杆内部有制动油道和控 制阀。 导杆上部作为一个制动活塞, 阀桥通过其内部的活塞孔沿制动活塞 滑动。

一个改进了的阀桥制动机构由斯可乐(Sickler) 1986年在美国专利 号 4,572,114披露。 一个专用的制动活塞安置在阀桥中央向上开的 活塞孔 内, 使制动活塞与阔桥之间的相对运动大大减小。 该阀桥制动机构用于四 冲程发动机, 但是每个循环周期内产生两次压缩释放制动。

美国皆可博公司 (JVS ) 为南韩现代 (Hyundai) 卡车公司设计和制造 的阀桥制动装置(参见美国专利公开号 US 20050211206, 本发明人为该专 利申请的发明人之一) 在斯可乐 (Sickler) 的阀桥制动机构的基础上增加 了一种阀升重置机构。 此外, 阔桥内可以设置一到三个活塞, 制动时打开 一个或两个排气门。

黄(Huang)和本发明人以及舒沃尔(Schwoerer)于 2007年在美国专 利第 7284533号 (中国专利申请公开号 CN101490393A) 公开了一种利用 制动凸轮型线来实现制动设计要求和优化制动 功能的方法。

发明内容:

本发明的目的在于提供一种压缩释放型发动机 制动方法, 所述的这种 压縮释放型发动机制动方法要解决现有技术中 发动机制动机构存在的可靠 性和耐久性不好、 安装和调试不方便以及增加发动机高度和重量 的技术问 题。

本发明的这种压缩释放型发动机制动方法包括 一个利用发动机的排气 门驱动链开启排气门的过程,所述的排气门驱 动链包括凸轮、摇臂和阀桥, 所述的发动机的排气门中包括有一个第一排气 门和一个第二排气门, 所述 的凸轮中含有至少一个制动凸台, 所述的制动凸台包括一个从凸轮的内基 圆上升到最大升程的上升段和一个保持所述的 最大升程的等高段, 所述的 摇臂中设置有一个供油通道, 其中, 在所述的阀桥的中央向上开口设置一 个主活塞孔, 在阀桥的一端向下开口设置一个副活塞孔, 在所述的主活塞 孔和副活塞孔之间连接设置一条液压通道, 在主活塞孔内滑动式地设置一 个主活塞, 主活塞相对于主活塞孔具有一个伸出位置和一 个缩回位置, 在 副活塞孔内滑动式地设置一个副活塞,将主活 塞的上端与所述的摇臂连接, 在主活塞内设置一个油路, 将所述的油路的上端与所述的摇臂中的供油通 道相通, 将油路的下端与主活塞孔相通, 在主活塞孔与供油通道之间、 或 者在供油通道之内设置一个单向供油阀, 所述的单向供油阀的供油方向是 从供油通道向主活塞孔, 将副活塞的下端与所述的第一排气门相连, 将阀 桥另一端的下侧与所述的第二排气门相连, 在副活塞孔所在的阀桥一端的 上侧设置一个制动支架, 在所述的利用发动机的排气门驱动链开启排气 门 的过程中, 首先, 通过所述的供油通道和单向供油阀向主活塞孔 供油, 将 主活塞置于伸出位置, 打开主活塞孔和副活塞孔之间的液压通道, 然后, 利用凸轮中制动凸台的上升段驱动所述的摇臂 , 使摇臂推动主活塞从伸出 位置移向缩回位置, 同时利用所述的制动支架阻止阀桥上移, 利用所述的 液压通道中的液压将主活塞的运动传递给副活 塞, 迫使所述的副活塞在副 活塞孔内向下伸出, 打开第一排气门, 之后, 利用凸轮中制动凸台的等高 段驱动摇臂, 将主活塞在主活塞孔内保持在缩回位置上, 阻断主活塞孔通 过所述的液压通道与副活塞孔之间的液压传递 , 将副活塞保持在副活塞孔 内的伸出位置, 保持第一排气门的打开状态, 同时利用制动支架承载副活 塞上的制动载荷。

进一步的, 在副活塞孔所在的阀桥一端内设置至少一个卸 油通道, 将 所述的卸油通道的下端与副活塞孔相通, 利用所述的制动支架的下端封闭 卸油通道的上端开口。

进一步的, 在所述的制动凸台上设置一个下降段, 将所述的下降段的 起点连接在所述的等高段的末端, 将下降段的终点回到或靠近凸轮的内基 圆。

进一步的, 在凸轮中制动凸台经过等高段后、 进入下降段的过程中, 利用摇臂做反向运动, 使主活塞从缩回位置移向伸出位置, 打开液压通道 在主活塞孔上的开口, 接通主活塞孔与副活塞孔之间的液压传递, 使副活 塞在第一排气门的作用力下向缩回位置移动。

进一步的, 将主活塞内的油路沿主活塞的轴向设置, 将油路的下端开 口设置在主活塞的下端端面内。

或者, 在所述的凸轮上设置集成式排气凸台, 在所述的制动凸台上设 置一个缓升段, 将所述的缓升段的起点连接在所述的等高段的 末端, 将缓 升段的终点汇入所述的集成式排气凸台,在凸 轮中制动凸台经过等高段后、 进入缓升段的过程中, 利用制动凸台的缓升段驱动所述的摇臂, 使摇臂通 过位于主活塞孔内缩回位置上的主活塞往下推 动阀桥, 使副活塞孔所在的 阀桥一端与位于其上侧的所述的制动支架分离 , 打开卸油通道的上端幵口 卸油, 减少副活塞孔内的液压, 使副活塞在第一排气门的作用力下在副活 塞孔内向上移往缩回位置, 使第一排气门向上移往关闭位置。

进一步的, 所述的利用发动机的排气门驱动链开启排气门 的过程包括 以下步骤:

1) 打开发动机的制动控制机构,通过所述的供油 通道和单向供油阀向 阀桥内的主活塞孔供油,

2) 主活塞在主活塞孔内置于伸出位置,开通阀桥 内的主活塞孔和副活 塞孔之间的液压通道,

3) 副活塞在副活塞孔内置于缩回位置,副活塞下 面的第一排气门处于 关闭位置,

4) 凸轮的制动凸台从内基圆向上移动,驱动主活 塞孔内的主活塞向下 往阀桥的主活塞孔内的缩回位置运动,

5) 位于副活塞孔上方的阀桥上面的制动支架阻止 或限制阔桥向上运 动,

6) 主活塞的向下运动通过液压通道传递给副活塞 ,阀桥的副活塞孔内 的副活塞向下往伸出位置运动, 打开第一排气门,

7) 凸轮的制动凸台抵达最高升程并继续保持所述 的最高升程位置,

8) 主活塞在阀桥的主活塞孔内向下抵达缩回位置 ,关闭主活塞孔和副 活塞孔之间的液压通道, 阻止副活塞上的液压载荷传递到主活塞,

,9) 副活塞在阀桥的副活塞孔内向下抵达伸出位置 ,将副活塞下面的第 一排气门保持打开在最高制动阀升位置,

10)利用副活塞孔所在的阀桥一端上侧的制动支 架来支撑第一排气门 传给副活塞的载荷,

11)凸轮的制动凸台从最高升程下降回到内基圆 ,

12)主活塞从阀桥的主活塞孔内的缩回位置往上 移回到伸出位置,打开 主活塞孔和副活塞孔之间的液压通道,

13)副活塞从副活塞孔内的伸出位置往上移回到 缩回位置,

14)第一排气门从最高制动阀升位置往上移向关 闭位置。

进一步的, 所述的利用发动机的排气门驱动链开启排气门 的过程还包 括以下步骤:

1) 关闭发动机的制动控制机构, 停止向阀桥内的主活塞孔供油, 2) 凸轮驱动阀桥的主活塞孔内的主活塞向下运动 ,

3) 主活塞驱动阀桥向下运动,副活塞孔所在的阀 桥一端与其上侧的制 动支架分离,

4) 打开副活塞孔上方的卸油通道卸油,

5) 副活塞从阀桥的副活塞孔内移到缩回位置。

进一步的, 在主活塞于主活塞孔内从缩回位置滑向伸出位 置时, 利用 主活塞打开液压通道位于主活塞孔上的开口, 在主活塞于主活塞孔内从伸 出位置滑向缩回位置时,利用主活塞关闭液压 通道位于主活塞孔上的开口。

进一步的, 所述的卸油通道设置有一个出口, 在阀桥由凸轮驱动向下 移动时, 阀桥与制动支架分离, 打开所述的卸油通道的出口。

进一步的, 将所述的制动支架固定在发动机上, 所述的制动支架包括 连接件, 所述的连接件位于阀桥的上方。

进一步的, 将所述的制动支架集成在所述的摇臂上, 所述的制动支架 包括连 Ϊ妾件, 所述的连接件位于阀桥的上方。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个压缩释放凸台, 所述的压縮 释放凸台在发动机的压缩冲程的后期从凸轮的 内基圆开始上升, 并在发动 机的压缩上止点附近达到最高位置, 在发动机的膨胀冲程的前期下降回到 凸轮的内基圆。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个压縮释放凸台和 一个排气再 循环凸台, 所述的压缩释放凸台在发动机的压縮冲程的后 期从凸轮的内基 圆开始上升, 并在发动机的压縮上止点附近达到最高位置, 在发动机的膨 胀冲程的前期下降回到凸'轮的内基圆, 所述的排气再循环凸台在发动机的 进气冲程的后期从凸轮的内基圆开始上升, 在发动机的压縮冲程的前期下 降回到凸轮的内基圆。

进一步的, 在所述的凸轮上设置一个集成式排气凸台, 所述的制动凸 台中包括有一个压缩释放凸台, 所述的压缩释放凸台在发动机的压缩冲程 的后期从凸轮的内基圆开始上升, 并在发动机的压缩冲程上止点之前上升 到最高位置, 在发动机的压缩冲程的剩余期间和发动机的膨 胀冲程的初期 保持所述的最高位置, 在发动机的膨胀冲程的剩余期间下降回到凸轮 的内 基圆或汇入集成式排气凸台, 所述的集成式排气凸台由底部和顶部组成, 集成式排气凸台的底部与制动凸台接近同高, 集成式排气凸台的顶部与发 动机的常规凸台接近相同。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个排气再循环凸台 , 所述的排 气再循环凸台在发动机的进气冲程的后期从凸 轮的内基圆开始上升, 在发 动机的压缩冲程的前期下降回到凸轮的内基圆 。

进一步的, 在所述的凸轮上设置一个集成式排气凸台, 所述的制动凸 台中包括有一个压缩释放凸台, 所述的压缩释放凸台在发动机的压縮冲程 的后半期从凸轮的内基圆开始上升, 并在发动机的压缩上止点之前上升到 最高位置, 在发动机的压縮冲程的剩余期间和发动机的膨 胀冲程的前期保 持所述的最高位置, 在发动机的膨胀冲程的剩余期间上升汇入集成 式排气 凸台。

进一步的, 利用一个预紧弹簧在排气门驱动链内部保持由 主活塞的缩 回位置与伸出位置生成的排气门驱动链制动间 隙, 利用所述的排气门驱动 链制动间隙消除排气门驱动链内部的不跟随和 冲击。

本发明还提供了一种压縮释放型发动机制动装 置, 所述的这种压縮释 放型发动机制动装置包括制动控制机构和制动 驱动机构, 其中, 所述的制 动控制机构包括一个与液压产生装置相连接的 控制阀, 制动驱动机构包括 制动箱体、 供油机构、 卸油机构和制动凸轮, 所述的制动箱体内设置有主 活塞孔和副活塞孔, 所述的主活塞孔和副活塞孔之间设置有一条连 通的液 压通道, 主活塞孔内滑动式地设置有主活塞, 副活塞孔内滑动式地设置有 副活塞, 所述的供油机构包括供油通道和单向供油阀, 所述的制动控制机 构中的控制阀与所述的供油通道的入口连接, 供油通道的出口与主活塞孔 连接, 所述的单向供油阀设置在供油通道或者供油通 道与主活塞孔之间, 单向供油阀的供油方向是从供油通道进入主活 塞孔, 所述的卸油机构包括 一个卸油阀, 所述的卸油阀与副活塞孔连通, 所述的制动凸轮中含有至少 一个制动凸台。

进一步的, 所述的制动箱体由阀桥构成, 所述的主活塞孔设置在所述 的阀桥中央的一个向上开口内, 所述的副活塞孔设置在阀桥的一端的一个 向下开口内, 所述的液压通道设置在阀桥内并连通主活塞孔 和副活塞孔, 所述的主活塞设置在主活塞孔内, 所述的副活塞设置在副活塞孔内, 主活 塞的上端与发动机的摇臂固定连接, 所述的摇臂中设置有一个供油通道, 主活塞内设置有一个油路, 所述的油路的上端与所述的摇臂中的供油通道 相通, 油路的下端与主活塞孔相通, 所述的单向供油阀设置在主活塞孔与 供油通道之间或者供油通道之内, 所述的单向供油阀的供油方向是从供油 通道向主活塞孔, 副活塞孔所在的阀桥一端的上侧设置有一个制 动支架, 副活塞孔所在的阀桥一端设置有至少一个卸油 通道, 所述的卸油通道的一 端与副活塞孔相通, 卸油通道的另一端由制动支架的下端封闭, 所述的制 动凸轮上设置有集成式排气凸台。

进一步的, 副活塞的下端与发动机排气门中的一个第一排 气门相连, 阀桥另一端的下侧与发动机排气门中的一个第 二排气门相连。

进一步的, 所述的制动支架固定在发动机上, 所述的制动支架包括连 接件, 所述的连接件位于阀桥的上方。

进一步的, 所述的制动支架集成在摇臂上, 所述的制动支架包括连接 件, 所述的连接件位于阀桥的上方。

进一步的, 所述的制动支架的连接件包括过渡活塞, 所述的过渡活塞 滑动式地安置在阔桥的过渡活塞孔内, 所述的过渡活塞孔位于所述的副活 塞孔之上。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个压缩释放凸台, 所述的压缩 释放凸台在发动机的压缩冲程的后期从凸轮的 内基圆开始上升, 并在发动 机的压缩上止点附近达到最高位置, 在发动机的膨胀冲程的前期下降回到 或靠近凸轮的内基圆。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个压縮释放凸台和 一个排气再 循环凸台, 所述的压縮释放凸台在发动机的压缩冲程的后 期从凸轮的内基 圆开始上升, 并在发动机的压缩上止点附近达到最高位置, 在发动机的膨 胀冲程的前期下降回到或靠近凸轮的内基圆, 所述的排气再循环凸台在发 动机的进气冲程的后期从凸轮的内基圆开始上 升, 在发动机的压缩冲程的 前期下降回到凸轮的内基圆。 ' 进一步的, 在所述的凸轮上设置有一个集成式排气凸台, 所述的制动 凸台中包括有一个压缩释放凸台, 所述的压缩释放凸台在发动机的压缩冲 程的后期从凸轮的内基圆开始上升, 并在发动机的压縮冲程上止点之前上 升到最高位置, 在发动机的压缩冲程的剩余期间和发动机的膨 胀冲程的初 期保持所述的最高位置, 在发动机的膨胀冲程的剩余期间下降回到凸轮 的 内基圆或汇入集成式排气凸台,所述的集成式 排气凸台由底部和顶部组成, 集成式排气凸台的底部与制动凸台接近同高, 集成式排气凸台的顶部与发 动机的常规凸台接近相同。

进一步的, 所述的制动凸台中包括有一个排气再循环凸台 , 所述的排 气再循环凸台在发动机的进气冲程的后期从凸 轮的内基圆开始上升, 在发 动机的压缩冲程的前期下降回到凸轮的内基圆 。

进一步的, 在所述的凸轮上设置有一个集成式排气凸台, 所述的制动 凸台中包括有一个压縮释放凸台, 所述的压缩释放凸台在发动机的压缩冲 程的后半期从凸轮的内基圆开始上升, 并在发动机的压缩上止点之前上升 到最高位置, 在发动机的压缩冲程的剩余期间和发动机的膨 胀冲程的前期 保持所述的最高位置, 在发动机的膨胀冲程的剩余期间上升汇入集成 式排 气凸台。 进一步的, 所述的制动驱动机构中设置有一个预紧弹簧。

进一步的, 所述的预紧弹簧的一端安置在所述的发动机上 , 预紧弹簧 的一端作用在所述的摇臂的一端上。

再进一步的, 所述的制动驱动机构中设置有一个自动间隙补 偿机构。 本发明的工作原理是: 当需要发动机制动时, 制动控制机构打开, 向 制动驱动机构供油。 低压机油 (发动机润滑油) 从供油通道和单向供油阀 进入主活塞孔内, 主活塞在阀桥的主活塞孔内处于伸出位置, 打开主活塞 孔和副活塞孔之间的液压通道。 凸轮的制动凸台从内基圆往上升, 摇臂驱 动阀桥内的主活塞从伸出位置往下移向主活塞 孔底面的缩回位置, 主活塞 的向下运动通过液压通道传递给副活塞。 位于副活塞孔上方阀桥上面的制 动支架, 阻止阀桥因副活塞孔内的油压而上升。 阀桥的副活塞孔内的副活 塞向下伸出, 打开位于副活塞下面的制动排气门。 凸轮进入制动凸台的最 高升程, 主活塞在阀桥的主活塞孔内向下抵达孔底的缩 回位置, 堵住液压 通道的入口, 关闭主活塞孔和副活塞孔之间的液压通道。 副活塞在阀桥的 副活塞孔内向下抵达伸出位置, 将副活塞下面的排气门保持打开一间隙。 副活塞上的制动载荷无法通过液压通道传递给 主活塞, 只能通过阀桥传递 给位于副活塞孔上方阀桥上面的制动支架。 此时, 主活塞和排气门致动器 (包括摇臂和凸轮等) 都不承受制动载荷。 凸轮从制动凸台的最高升程下 降时, 主活塞从阀桥的主活塞孔内的缩回位置往上移 向伸出位置, 打开主 活塞孔和副活塞孔之间的液压通道, 副活塞孔内的副活塞随着主活塞一起 向上移动。 主活塞在阀桥的主活塞孔内向上回到伸出位置 , 副活塞在阀桥 的副活塞孔内向上回到缩回位置,副活塞下面 的排气门往上移向关闭位置。

凸轮的集成式排气凸台从内基圆往上升, 摇臂驱动阀桥内的主活塞从 伸出位置往下移向主活塞孔底面的缩回位置, 主活塞的向下运动通过液压 通道传递给副活塞。 位于副活塞孔上方阀桥上面的制动支架, 阻止阀桥因 副活塞孔内的油压而上升。 阀桥的副活塞孔内的副活塞向下伸出, 打开位 于副活塞下面的制动排气门。 凸轮进入集成式排气凸台的顶部, 主活塞压 迫主活塞孔底, 驱动阀桥向下运动。 阀桥与位于其上面的制动支架分离, 打开阀桥内副活塞孔上方的卸油通道卸油, 副活塞从阀桥的副活塞孔内从 伸出位置移到缩回位置。 阀桥将集成式排气凸台顶部的运动传递给两个 排 气门, 产生常规排气门运动。 .

本发明和已有技术相比, 其效果是积极和明显的。 本发明将压缩释放 型制动机构集成在发动机现有的气门驱动链内 部, 并利用制动支架承担制 动载荷和重置制动阀升, 设计简单, 结构紧凑, 减小了发动机的制动载荷, 增加了发动机的制动功率, 改进了发动机运作的可靠性和耐久性。

附图说明

图 1是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 一个实施例在制动 时凸轮处于内基圆位置的示意图。

图 2是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 一个实施例在制动 时凸轮处于制动凸台的最高位置的示意图。

图 .3是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 动控制机构处于 "开"位置的示意图。

图 4是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 动控制机构处于 "关"位置的示意图。

图 5是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 种凸轮型线的示意 图。

图 6是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 种排气门升程曲线 和进气门升程曲线的示意图。

图 7是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 一种凸轮型线的示 意图。

图 8是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 一种凸轮型线的示 意图。 图 9是本发明中的压縮释放型发动机制动装置的 二个实施例在非制 动时凸轮处于内基圆位置的示意图。

图 10是本发明中的压缩释放型发动机制动装置的 二个实施例在制动 时凸轮处于内基圆位置的示意图。

具体实施方式

实施例 1:

如图 1和图 2所示, 本发明的压缩释放型发动机制动装置的第一个 实 施例在制动时凸轮 230分别处于内基圆 225位置和制动凸台最高升程位置。 图 1和图 2中包括三个主要组成部分: 排气门致动器 200、排气门 300 (包 括第一排气门 3001和第二排气门 3002 ) 和发动机制动驱动机构 100。

排气门致动器 200包括凸轮 230、凸轮从动轮 235、摇臂 210以及阀桥 400。排气门致动器 200和排气门 300合在一起可称为排气门驱动链。通常 在摇臂 210的一端 (靠近阀桥 400的一侧或者靠近凸轮 230的一侧) 带有 阀隙调节系统。 本实施例中的阀隙调节系统由设置在阀桥 400—侧的阀隙 调节螺钉 110构成, 阀隙调节螺钉 110位于摇臂 210上并由锁紧螺帽 105 固定。 阀隙调节螺钉 110与象足垫 114相连。 摇臂 210摆动式地安装在摇 臂轴 205上。

第一排气门 3001和第二排气门 3002分别由气门弹簧 3101和气门弹簧 3102 (简称气门弹簧 310 ) 顶置在发动机缸体 500内的阀座 320上, 阻止 气体 (发动机制动时为空气) 在发动机汽缸和排气管 600之间的流动。 排 气门致动器 200将凸轮 230的机械运动, 通过阀桥 400传递给第一排气门 3001和第二排气门 3002, 使其周期性地打开和关闭。

制动驱动机构 100包括制动箱体、 制动支架和制动凸轮。 本实施例中 的制动箱体采用发动机的阀桥 400。 阀桥 400的中央向上开口设置有一个 主活塞孔 415, 阀桥 400的一端向下开口设置有一个副活塞孔 190。主活塞 孔 415和副活塞孔 190由一条液压通道 412相连。 主活塞孔 415还通过单 向供油阀 172与其上方的供油通道 115相连。 主活塞孔 415内和副活塞孔 190内分别滑动式地设置有主活塞 162和副活塞 (又叫制动活塞) 160。 主 活塞 162的上面受来自摇臂 210的作用。 副活塞 160的下面与发动机的可 作制动用的第一排气门 3001相连。阀桥 400的另一端的下面与发动机的非 制动作用的第二排气门 3002相连。副活塞孔 190上方的阀桥 400内设置有 卸油通道 197, 卸油通道 197和副活塞孔 190相通, 卸油通道 197的上方 设置有一个制动支架 125。 制动支架 125包括可调的连接件 1052与 1142 和紧固件 1102。 制动支架 125可以固定在发动机上。 制动支架 125 (通过 连接件)位于副活塞孔 190上方的阀桥 400上并封闭卸油通道 197的出口。 制动凸轮与发动机的常规凸轮集成, 所集成的凸轮 230上含有至少一个制 动凸台和集成式排气凸台 220。 这里的凸轮 230的制动凸台包括在内基圆 225上的压縮释放凸台 233和排气再循环凸台 232。

排气摇臂 210和发动机之间可以设置一根预紧弹簧 198。本实施例中, 预紧弹簧 198为片弹簧, 其一端安置在制动支架 125上, 另一端安置在摇 臂 210上。 预紧弹簧 198可以是螺旋弹簧和其它形式的弹簧。

预紧弹簧 198也可以使用不同的安装方式, 设置在不同的地方, 比如 在主活塞 162与阀桥 400之间、 凸轮 230 (或推杆式发动机的推杆) 与摇 臂 210之间等。 预紧弹簧 198保持由主活塞 162的縮回位置 (图 2 ) 与伸 出位置(图 1 )在排气门驱动链内部生成的制动间隙 234 (此间隙在非制动 时可以在凸轮 230的内基圆 225和凸轮从动轮 235之间),消除排气门驱动 链内部的不跟随和冲击。

在阀桥 400内设置定位销 137,在副活塞 160上设置限位槽 142, 形成 活塞限位机构, 限制副活塞 160的最大冲程。 副活塞 160和阀桥 400之间 可以设置一根弹簧 177。

本实施例中, 在阀桥 400内还设置了一个泄压机构。 所述的泄压机构 包括副活塞 160上的泄压孔 152。 当副活塞孔 190内的油压增高时, 通过 副活塞 160和孔 190之间的间隙以及制动活塞 160上的定位槽 137和泄压 孔 152的机油泄漏随之增大, 使得作用在副活塞 160上的油压不超过所设 计的预定值。

当需要发动机制动时, 如图 3所示, 打开制动控制机构 50。 通过制动 流体网路, 向制动驱动机构 100供油。制动流体网路包括众多的供油通道, 如摇臂轴 205内的轴向孔 211和径向孔 212、 摇臂 210内的切口 213和油 孔 214和阀隙调节螺钉内的横孔 113和竖孔 115 (与象足垫 114内的孔相 通)。 低压机油从供油通道, 通过设置在主活塞 162上的单向供油阀 172, 向主活塞孔 415内供油。 主活塞 162在闽桥 400的主活塞孔 415内处于如 图 1所示的伸出位置, 主活塞 162与主活塞孔 415的孔底面 446 (也就是 阀桥 400 )之间形成一制动间隙 234,主活塞孔 415和副活塞孔 190之间的 液压通道 412处于打开位置。

为简明起见, 发动机的润滑油道在此没有显示。 当然, 润滑油道也可 以和制动油道合二为一, 采用两级不同的油压供油。 润滑时采用低油压, 比如说, 一个巴或更低; 制动时采用高油压, 比如说, 两个巴或更高。

当凸轮 230的制动凸台 (压缩释放凸台) 233从内基圆 225往上升时, 摇臂 210驱动阀桥 400内的主活塞 162从图 1的伸出位置往下移向主活塞 孔底面 446的縮回位置, 通过主活塞孔 415和副活塞孔 190之间的液压通 道 412, 将主活塞 162的向下运动传递给副活塞 160。 位于副活塞孔 190 上方的阀桥 400上的制动支架 125, 使阀桥 400不会因为副活塞孔 190内 的油压而上升。 阀桥 400的副活塞孔 190内的副活塞 160只能向下伸出, 打开位于副活塞 160下面的制动第一排气门 3001。在凸轮 230进入制动凸 台 233的最高升程时, 主活塞 162在阀桥 400的主活塞孔 415内向下抵达 孔底 446的缩回位置 (图 2), 堵住液压通道 412的入口 472, 关闭主活塞 孔 415和副活塞孔 190之间的液压通道 412。 与此同时, 副活塞 160在阀 桥 400的副活塞孔 190内向下抵达伸出位置, 副活塞 160的冲程为 130, 副活塞 160下面的第一排气门 3001相应地打开一间隙 330。 此时, 副活塞 160上的制动载荷无法通过液压通道 412传递给主活塞 162,只能通过阀桥 400传递给位于副活塞孔 190上方的阀桥 400上的制动支架 125。 主活塞 162和排气门致动器 200 (包括摇臂 210和凸轮 230 ) 都不承受制动载荷。 在凸轮 230从制动凸台 233的最高升程下降时, 主活塞 162从阀桥 400的 主活塞孔 415内的縮回位置往上移向伸出位置, 打开主活塞孔 415和副活 塞孔 190之间的液压通道 412, 副活塞孔 190内的副活塞 160随着主活塞 162—起向上移动。 当主活塞 162在阀桥 400的主活塞孔 415内向上回到 伸出位置时, 副活塞 160在阔桥 400的副活塞孔 190内向上回到缩回位置 (图 1 )。

当凸轮 230的集成式排气凸台 220从内基圆 225往上升时, 摇臂 210 驱动阀桥 400内的主活塞 162从图 1的伸出位置往下移向主活塞孔底面 446 的縮回位置, 通过主活塞孔 415和副活塞孔 190之间的液压通道 412, 将 主活塞 162的向下运动传递给副活塞 160。 位于副活塞孔 190上方的阀桥 400上的制动支架 125, 阀桥 400不会因为副活塞孔 190内的油压而上升。 阀桥 400的副活塞孔 190内的副活塞 160只能向下伸出, 打开位于副活塞 160下面的第一排气门 3001。 在凸轮 230进入集成式排气凸台 220的顶部 (大于制动凸台 233的最高升程) 时, 主活塞 162压迫主活塞孔底 446, 驱动阀桥 400向下运动。 阀桥 400与位于其上面的制动支架 125分离, 打 开阀桥 400内与副活塞孔 190相通的卸油通道 197卸油, 副活塞 160从阀 桥 400的副活塞孔 190内从伸出位置移到缩回位置。 阀桥 400将集成式排 气凸台 220顶部的运动传递给第一排气门 3001和第二排气门 3002, 产生 常规排气门运动。

如果凸轮 230的制动凸台还包括排气再循环凸台 232, 那么排气再循 环凸台 232通过排气门驱动链幵启第一排气门 3001的过程,与上述的压缩 释放凸台 233通过排气门驱动链开启第一排气门 3001的过程相同,在此不 再复述。 如果发动机有足够的排气背压, 那么增加排气再循环凸台 232之 后, 发动机的制动功率有可能进一步改善。

当不需要发动机制动时, 如图 4所示, 关闭制动控制机构 50, 停止向 制动驱动机构 100供油。 在凸轮 230迸入集成式排气凸台 220的顶部 (大 于压缩释放凸台 233的最高升程) 时, 主活塞 162压迫主活塞孔底 446, 驱动阀桥 400向下运动。 阀桥 400与位于其上面的制动支架 125分离, 打 开阀桥 400内与副活塞孔 190相通的卸油通道 197卸油, 副活塞 160从阔 桥 400的副活塞孔 190内从伸出位置 (图 2 ) 移到縮回位置 (图 1 )。 阀桥 400将集成式排气凸台 220顶部的运动传递给第一排气门 3001和第二排气 门 3002, 产生常规排气门运动。 在凸轮 230从集成式排气凸台 220的顶部 进入其底部回到内基圆的过程中, 副活塞 160保持在图 1所示的缩回位置 (由于排气门弹簧 3101的向上作用力), 主活塞 162保持在图 2所示的缩 回位置(由于预紧弹簧 198的向下作用力), 摇臂 210上的凸轮从动轮 235 与凸轮 230的内基圆 225之间形成一间隙。 由于该间隙, 制动凸台 (压缩 释放凸台 233和排气再循环凸台 232 )的运动将不会传递给排气门 300,只 有集成式排气凸台 220顶部的运动传递给排气门 300, 产生常规排气门运 动, 发动机的制动运作被解除。

如图 3和图 4所示, 本发明的压缩释放型发动机制动装置的制动控 制 机构 50处于 "开"和 "关"的位置。 图中的电磁阀 51为二位三通型。 当 制动控制机构 50打开时 (图 3 ), 电磁阔 51的阀体向下打开供油口 111, 同时关闭卸油口 222, 发动机的低压机油 (润滑油) 从制动流体通道流向 制动驱动机构 100 (图 1和图 2 )。 当制动控制机构 50关闭时 (图 4), 电 磁阀 51的阀体向上关闭供油口 111, 同时打开卸油口 222, 发动机的低压 机油 (润滑油) 停止流向制动驱动机构 100 (图 1和图 2), 制动驱动机构 100反而从制动流体通道和卸油口 222卸油。 由于阀桥 400内的副活塞孔 190上设置有一卸油通道 197 (图 1和图 2 ), 完全有可能使用二位双通电 磁阀, 也就是说, 不需要卸油口 222。

图 5表示了本发明的压縮释放型发动机制动装置 的一种凸轮型线, 其中包括制动凸台和集成式排气凸台 220,制动凸台包括压缩释放凸台 233 和排气再循环凸台 232。 压缩释放凸台 233包括三个部分: 上升段 "A" 、 等高段 "B "和下降段 " C"。 上升段 " A"从凸轮的内基圆 225上升到制 动的最高升程。 等高段 "B "在一段时间内将制动的最高升程基本保持不 变。下降段 " C "从制动的最高升程下降回到凸轮的内基圆 225。等高段 "B " 的作用是在制动时保持主活塞 162在闽桥 400的主活塞孔 415内处于孔底 446的缩回位置 (图 2), 关闭主活塞孔 415和副活塞孔 190之间的液压通 道 412,副活塞 160上的制动载荷无法通过液压通道 412传递给主活塞 162, 只能通过阀桥 400传递给位于其上的制动支架 125。这样排气门致动器 200 (包括摇臂 210和凸轮 230 ) 不承受制动载荷, 减少了排气门致动器 200 的受力和磨损, 增加了发动机的可靠性和耐久性。

排气再循环凸台 232也可以设计为压缩释放凸台 233的形状。 但由于 在排气再循环期间, 排气门的受力远小于压缩释放期间。 因此排气再循环 凸台 232的轮廓曲线形状的设计可以不考虑载荷的影 响。

集成式排气凸台 220分为底部和顶部(图 5中的双点划线将它们分开)。 集成式排气凸台 220的底部为过渡部分, 与制动凸台接近同高; 集成式排 气凸台 220的顶部与发动机的常规凸台接近相同。 这样, 在非制动 (常规 点火) 运作时, 集成式排气凸台 220的底部连同制动凸台 (压縮释放凸台 233和排气再循环凸台 232 )的运动都因为排气门驱动链内部的间隙 234(图 1 )而被跳过或丢失, 不会传递给排气门 300 ; 只有集成式排气凸台 220的 顶部的运动被传递给排气门 300, 产生常规阀升运动。

图 6表示了本发明的压缩释放型发动机制动装置 的一种排气门的升 程曲线和进气门的升程曲线。发动机排气门的 常规阔升曲线 220m的起点为 225a, 终点为 225b, 其最高升程大约为 220b。假设在阀桥 400内的副活塞 孔 190上没有卸油通道 197 (图 1和图 2 ), 那么发动机制动时由加大的常 规排气凸台 220产生的加大的主阀升曲线 220v的起点为 225h, 终点为 225c , 其最高升程 220e为 220a和 220b之和。 由于卸油通道 197, 制动排 气门 3001的阔升曲线在加大的主阀升曲线 220v的底部 220a与顶部 220b 之间的过渡点 220t向主阀升曲线 220m过渡,在 220s点与主阀升曲线 220m 融合, 在终点 225b比没有卸油通道时提前关闭。

在发动机制动运作时, 凸轮的制动凸台(排气再循环凸台 232和压缩释 放凸台 233 ) 的运动, 由摇臂 210传给主活塞 162 (图 1和图 2 ), 主活塞 162的运动通过液压通道 412传给副活塞 160和副活塞 160下面的排气门 3001, 产生排气再循环的制动阀升 232v和压縮释放的制动阀升 233v。 排 气再循环的制动阀升 232v的起点为 225d,位于发动机的进气冲程的后期, 也就是在进气门的阀升曲线 280v趋于关闭的时候;排气再循环的制动阀升 232v的终点为 225e,位于发动机的压缩冲程的前期。压缩释 的制动阀升 233v的起点为 225f, 位于发动机的压缩冲程的后期;压缩释放的制 动阀升 233v的终点为 225g, 位于发动机的膨胀冲程的前期。 阀升曲线在 0〜720 ° 之间循环, 0° 和 720 ° 为同一点。

当凸轮 230的集成式排气凸台 220从内基圆 225往上升时(图 5 ), 摇 臂 210推动主活塞 162 (图 1和图 2), 主活塞 162推动副活塞 160, 副活 塞 160推动排气门 3001向下运动。 在凸轮 230进入集成式排气凸台 220 的顶部(大于制动凸台 233的最高升程) 时 (图 5 ), 主活塞 162开始驱动 阀桥 400向下运动 (图 2)。 阀桥 400与制动支架 125分离, 打开卸油通道 197卸油, 副活塞 160从伸出位置移到缩回位置, 制动排气门 3001的阀升 曲线从过渡点 220t向主阀升曲线 220m过渡 (图 6), 最后在终点 225b关 闭, 比没有卸流通道时的终点 225c大大超前。这样就减小了排气门在发动 机排气冲程的上止点位置的升程, 避免排气门与活塞的相撞, 也增加了制 动功率, 降低了汽缸内部的温度。 图 7表示了本发明的压縮释放型发动机制动装置 另一种凸轮型线。 这种凸轮型线与图 5所示的凸轮型线的区别在于压縮释放凸台 233。 压缩 释放凸台 233的前两部分也包括上升段 "A"和等高段 "B " , 但在等高段 "B "之后的下降段 "D"没有降到内基圆 225, 而是过渡汇入集成式排气 凸台 220。

图 8表示了本发明的压縮释放型发动机制动装置 又一种凸轮型线。 这种凸轮型线与图 5所示的凸轮型线的区别也在于压縮释放凸台 233。 压 缩释放凸台 233的前两部分同样包括上升段 "A"和等高段 "B " , 但在等 高段 "B "之后不下降, 而是通过一个缓升段 "E", 汇入集成式排气凸台 220ο 凸轮 230从制动凸台的等高段 "Β "进入缓升段 "Ε", 主活塞 160从 阀桥 400的主活塞孔底 446的缩回位置往下推动阀桥 400 (图 2),阀桥 400 与位于阀桥 400上的制动支架 125分离, 打开副活塞孔 190上方阀桥 400 内的卸油通道 197卸油, 副活塞 160在阀桥 400的副活塞孔 190内向上移 往縮回位置, 副活塞 160下面的排气门 3001跟着向上关闭。也就是说, 阀 桥 400内副活塞孔 190上的卸流通道 197将在缓升段 "Ε"被打开, 制动 排气门 3001的制动阀升有可能从最高阀升下降到零 (关闭)。 如图 9和图 10所示,本发明的压缩释放型发动机制动装置 第二个实 施例在非制动时和制动时凸轮处于内基圆的位 置。 本实施例与第一个实施 例的区别在于本实施例采用了一种不同的制动 支架 125。 位于阀桥 400上 面的制动支架 125的作用主要有两个: 一是在发动机制动时支撑住阀桥 400, 阻止或限制阀桥 400的向上运动,封闭副活塞孔 190上方的卸油通道 197, 承担从制动排气门 3001传过来的制动载荷; 二是在发动机制动的每 一个周期内, 在集成式排气凸台 220的顶部推动阀桥下移时, 打开副活塞 孔 190上方的卸油通道 197卸油,重置制动排气门 3001的阀升曲线。当然, 卸油机构也用于解除发动机的制动运作。 本实施例的制动支架 125还包括其它连接件, 如过渡活塞 161。 过渡 活塞 161滑动式地安置在阀桥 400上面的过渡活塞孔 191内, 形成一种自 动间隙补偿机构。卸油通道 197在副活塞孔 190的上方,将过渡活塞孔 191 和副活塞孔 190相连 (两个活塞孔的尺寸根据需要确定, 其大小不一定相 同) 。 过渡活塞 161内增加了一条卸油通道 196。 过渡活塞 161的移动范 围由压片 178控制。压片 178由螺钉 179固定在阀桥 400上。过渡活塞 161 的移动范围也可以通过其它方式, 如卡环等来控制。 过渡活塞 161的上面 与制动支架 125的另一连接件象足垫 1 142相连。 象足垫 1 142套在压球杆 1103的压球上。压球杆 1103也可以和调节螺钉 1102合在一起。象足垫 1142 与压球之间可以有一定的相对运动或间隙,弹 簧 177将象足垫 1142向下偏 置在过渡活塞 161上, 封闭卸油通道 196和 197 (机油无法从过渡活塞孔 191和副活塞孔 190往外泄漏) 。

当不需要发动机制动时, 如图 4所示, 关闭制动控制机构 50, 停止向 制动驱动机构 100供油, 制动装置处于如图 9所示的非制动状态。 主活塞 孔 415和副活塞孔 190由于卸油机构而处于泄油状态。 主活塞 162在预紧 弹簧 198的作用下压靠在主活塞孔 415底面 446·的缩回位置, 在凸轮从动 轮 235与凸轮 230的内基圆 225之间形成一间隙 134。 副活塞 160压靠在 副活塞孔 190底面的縮回位置,副活塞 160下面的排气门 3001处于关闭位 置。 制动支架 125的过渡活塞 161在弹簧 177的作用下压靠在过渡活塞孔 191底面的缩回位置。 当凸轮 230从内基圆 225进入制动凸台 232或制动 凸台 233时, 由于排气门驱动链内部 (凸轮从动轮 235和凸轮 230之间) 的间隙 134, 制动凸台 232或制动凸台 233的运动被跳过或丢失, 不会传 递给排气门 300。 当凸轮 230进入集成式排气凸台 220的顶部时 (图 5, 7 和 8 ), 凸轮的运动通过摇臂 210、 主活塞 162、 阀桥 400和副活塞 160以 机械固链式的方式传递给排气门 300 (第一排气门 3001和第二排气门 3002 ), 产生常规排气门运动。 当需要发动机制动时, 如图 3所示, 打开制动控制机构 50, 向制动驱 动机构 100供油。制动装置从如图 9所示的非制动状态进入如图 10所示的 制动状态。低压机油从供油通道,通过供油单 向阀 172,进入主活塞孔 415。 主活塞 162在油压作用下, 从阀桥 400的主活塞孔 415底面 446的缩回位 置往上移到伸出位置, 推动摇臂 210顺时针转动, 直到凸轮从动轮 235与 凸轮 230的内基圆 255接触为止。 此时, 主活塞 162与主活塞孔 415的孔 底面 446 (也就是阀桥 400) 之间形成一制动间隙 234 (与图 9的间隙 134 相对应), 打开主活塞孔 415和副活塞孔 190之间的液压通道 412的开口 472。油流进入副活塞孔 190和其上方的过渡活塞孔 191。油压克服弹簧 177 的作用力, 推动过渡活塞 161向上压靠象足垫 1142, 封闭卸油通道, 阻止 过渡活塞孔 191和副活塞孔 190内的机油向上泄漏。 这样在主活塞 162和 副活塞 160之间就形成了液压链接,主活塞 162在阀桥 400的主活塞孔 415 内的向下运动, 将以液压式的方式, 通过液压通道 412传递给在阔桥 400 和副活塞孔 190内的副活塞 160, 然后再传给下面的第一排气门 3001。

凸轮 230通过排气门驱动链开启制动排气门 3001和非制动排气门 3002的整个过程, 与第一实施例的基本相同, 在此不再复述。

上述说明披露了一种新的压缩释放型发动机制 动装置和方法。 上述的 实施方式, 不应该被视为对本发明范围的限制, 而是作为代表本发明的一 些具体例证, 许多其他演变都有可能从中产生。 举例来说, 这里的压缩释 放型发动机制动装置和方法, 不但可以用于顶置凸轮式发动机, 也适用于 推杆式发动机。 还有, 单向供油阀 172可以采用不同的形式, 如球阀、 碟 阀等。 单向供油阀 172也可以安置在不同的位置, 比如安置在主活塞 162 内。 由于阀桥 400内的主活塞 162 (通过阀隙调节机构) 始终与摇臂 210 靠紧, 单向供油阀 172还可以安置在主活塞 162上方的供油通道内, 比如 说摇臂 210内的油道 214内。 单向供油阀 172只允许油流单方向从其上游 的供油通道进入主活塞 162下面的主活塞孔 415内。 此外, 除了由副活塞孔 190上方的卸油通道 197和制动支架 125形成 的卸油机构之外, 也可以是其它形式的卸油闽。 卸油机构的卸油阀在制动 凸台推动主活塞 162在制动箱体内作相对滑动时处于关闭状态。 在集成式 排气凸台的顶部进一步推动主活塞 162运动时, 卸油机构的卸油阀打开卸 油。

还有, 主活塞 162、 副活塞 160和过渡活塞 161可以采用不同的形式, 如 "H"型和 "T "型等; 制动的排气门可以是第一排气门 3001, 也可以是 第二排气门 3002。

此外, 制动支架 125的安装也可以有多种形式, 除了可以固定在发动 机的不同部件和位置, 也可以集成在发动机的运动件内。 比如第二实施例 的制动支架 125, 可以集成在摇臂 210上。 此时, 副活塞 160位于第二排 气门 3002上。过渡活塞 161除了间隙补偿之外,还起到第二主活塞的作 用。 也就是说, 在制动期间, 摇臂 210上的象足 1 14推动主活塞 162, 与此同 时, 摇臂 210上的制动支架 125的象足 1 142推动过渡活塞 161。 然后, 主 活塞 162与过渡活塞 161通过液压链接一起推动副活塞 160, 打开第二排 气门 3002。 制动支架 125的连接件也可以选择不同的样式, 或采用不同的 密封措施, 如增加密封件等, 保证对卸油通道的密封。

还有, 主活塞 162堵住液压通道 412的入口 472的方式也可以不同。 比如说, 将液压通道 412的入口 472设计在主活塞 162的下面 (而不是侧 面) , 当主活塞 162移到主活塞孔底面 446的缩回位置时, 主活塞 162的 底面将入口 472盖住。

此外, 除了由阀桥 400作为制动箱体之外, 也可以有其它的形式。 比 如说固定在发动机上的顶置式制动箱体。 因此, 本发明的范围不应由上述 的具体例证来决定, 而是由权利要求来决定。