阅读说明：本技术 一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构及其制动方法 (reset slide valve type rocker arm mechanism for engine braking and braking method thereof ) 是由 陈俊玄 黄瑞 盛军辉 陈沛禹 俞小莉 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构及其制动方法,包括控制机构、充油机构、摇臂体、从动机构；所述摇臂体上安装有控制机构、充油机构和从动机构；通过控制外部电磁阀的通断从而控制发动机工作模式的切换；接通电磁阀,发动机进入制动模式,控制机构中的控制阀芯被高压油推动下移,在弹簧力作用下进一步使得滑阀芯下移隔绝供油油道与压力油道,从动机构形成密闭空间,在凸轮的作用下,密闭空间油道内的机油推动从动机构运动,与从动机构直接相连的排气门被打开,压缩气体释放,从而产生有效的发动机制动,减缓车辆的速度。本发明集成度高,控制简单,可靠有效。(the invention discloses a reset slide valve type rocker arm mechanism for engine braking and a braking method thereof, wherein the reset slide valve type rocker arm mechanism comprises a control mechanism, an oil filling mechanism, a rocker arm body and a driven mechanism; the rocker arm body is provided with a control mechanism, an oil filling mechanism and a driven mechanism; the switching of the working mode of the engine is controlled by controlling the on-off of an external electromagnetic valve; the electromagnetic valve is switched on, the engine enters a braking mode, a control valve core in the control mechanism is pushed by high-pressure oil to move downwards, the slide valve core further moves downwards under the action of spring force to isolate an oil supply duct and a pressure duct, the driven mechanism forms a closed space, the oil in the oil duct of the closed space pushes the driven mechanism to move under the action of the cam, an exhaust valve directly connected with the driven mechanism is opened, and compressed gas is released, so that effective engine braking is generated, and the speed of a vehicle is reduced. The invention has high integration level, simple control, reliability and effectiveness.)

一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构及其制动方法

技术领域

本发明涉及发动机制动领域，特别是一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构及其制动方法。

背景技术

随着道路条件的改善和汽车技术的发展，现代汽车的发动机功率越来越高，而车辆内部所受摩擦和车身所受空气阻力越来越小，这意味着车辆自身的减速能力降低。另一方面，国内重型载货汽车经常会有超载现象，在下长坡时，频繁使用制动器往往会造成制动器过热磨损甚至失效。因此，仅靠汽车自身的行车制动即主制动系统已经不能满足车辆高速重载下的制动需求，为了保证车辆的制动安全性能，必须增加辅助制动机构。

发动机制动时，需要发动机在压缩冲程接近上止点时，在发动机制动机构驱动下，将排气门开启一个小的升程(1-2mm)，将气缸内被压缩的高压气体迅速释放，气缸内压力迅速降低，以减小做功冲程的能量，因此在接下来的做功冲程中，发动机基本不对外做功，从而使发动机减速，实现发动机缸内制动。

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。这是一种顶置在发动机上的附件，在发动机上增加一个小气门，专门负责发动机制动。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。为了安装此类发动机制动器，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，额外地增加发动机的高度、重量及成本；

将发动机制动装置集成于常规摇臂内部，能够使得摇臂的结构紧凑，减轻重量，奇瑞汽车股份有限公司公开的申请号为200810024409.2的一种发动机制动装置，易于控制，但是需要增加额外的凸轮切换装置，制造和装配成本相对较高；并且发动机制动时制动气门的开启时间和高度非常短，可用于重置的时间就更有限。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构及其制动方法，能够有效提高发动机排气制动时效率。

本发明首先公开了一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构，包括摇臂体、控制机构、充油机构和从动机构。

摇臂体，通过中间通孔安装于摇臂轴上，摇臂轴进一步使用固定螺栓安装于摇臂支架上；

控制机构，安装于所述摇臂体的中间部位内，通过摇臂体内部的压力油道与从动机构和充油机构连通，所述控制机构顶端还连接有控制油道，由外接的电磁阀进行控制，底部连接有供油油道，由发动机液压供油系统提供油压；

充油机构，安装于所述摇臂体的中间部位内，用于向所述压力油道提供机油补充；

从动机构，安装于所述摇臂体的另一端内，用于驱动排气门打开与关闭，同时，从动机构安装孔通过所述压力油道与控制机构安装孔相连。

作为本发明优选的方案，摇臂体内分别设有用于安装从动机构、控制机构和充油机构的从动机构安装孔、控制机构安装孔和充油机构安装孔；所述摇臂体内还加工有压力油道、供油油道和控制油道；所述压力油道从前向后依次连通所述从动机构安装孔、控制机构安装孔和充油机构安装孔；所述供油油道为三通通道，其前端与所述控制机构安装孔连通，上端与所述充油机构安装孔的底部连通，后端与发动机液压供油系统连通；所述控制油道一端连通所述控制机构安装孔的上部，另一端连通外部的电磁阀油路；

所述充油机构安装于所述充油机构安装孔内，所述从动机构安装于所述从动机构安装孔内，所述控制机构安装于所述控制机构安装孔内。

所述电磁阀为两位三通电磁阀。

作为本发明优选的方案，滚子通过滚子轴安装在摇臂体上远离从动机构的一端，所述滚子与发动机凸轮始终保持接触，用于在凸轮的各个行程里传递运动。

作为本发明优选的方案，所述控制机构包括挡环、卡簧、控制阀芯、控制阀芯回位弹簧、滑阀芯、滑阀芯回位弹簧；所述控制机构安装孔顶端采用密封装置进行密封；所述控制阀芯为下端敞口的筒状结构，安装于所述密封装置与滑阀芯之间；所述滑阀芯上端为敞口的筒状结构，下端为下小上大的阶梯轴结构，其中滑阀芯的直径小于控制阀芯筒状结构的内径；所述控制阀芯回位弹簧上端与所述控制阀芯筒状结构的上底面抵接，下端与所述滑阀芯筒状结构的下底面抵接，并且所述控制阀芯回位弹簧外径小于滑阀芯筒状结构内径；所述挡环与卡簧配合安装于控制机构安装孔底端，用于限制滑阀芯回位弹簧位移；所述滑阀芯回位弹簧上端与所述滑阀芯阶梯轴形成的台阶面抵接，下端与所述挡环抵接，并且滑阀芯回位弹簧的弹性系数大于控制阀芯回位弹簧的弹性系数。

所述控制机构安装孔内设有砂轮越程槽，砂轮越程槽下端的槽壁可以用于限制控制阀芯的行程。

所述滑阀芯中间部位加工有细长的节流环槽，滑阀芯下端伸出控制机构安装孔且伸出部分支撑于摇臂支架上；滑阀芯配合所述摇臂体相对于控制机构安装孔上下运动，当滑阀芯中间部位的节流环槽与压力油道接通时，供油油道与压力油道连通，当节流环槽与压力油道不接通时，供油油道与压力油道隔断。

作为本发明优选的方案，所述充油机构包括单向阀回位弹簧、单向阀、单向阀座；所述充油机构安装孔顶端采用密封装置进行密封；所述单向阀回位弹簧上端与密封装置下端面抵接，下端与所述单向阀抵接；所述单向阀通过单向阀座安装在充油机构安装孔的底部；在充油过程中，供油油道中的机油顶起单向阀并流入压力油道。

作为本发明优选的方案，所述从动机构包括调节螺栓、间隙调节螺母、从动柱塞弹簧、从动柱塞和象足；所述间隙调节螺母与调节螺栓通过螺纹配合安装于从动机构安装孔上方，同时，两者配合用于调节和固定从动机构；所述从动柱塞安装在调节螺栓正下方，其上端为敞口的筒状结构，下端为球状接触头；所述球状接触头与象足连接，象足与发动机排气门直接接触连接。

所述从动机构还包括从动柱塞弹簧，所述从动柱塞弹簧套装于调节螺栓上，从动柱塞弹簧下端与所述从动柱塞筒状结构的下底面抵接，并且所述从动柱塞弹簧外径小于从动柱塞筒状结构内径。

本发明还公开了一种所述的用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构的制动方法，具体如下：

当接通电磁阀时，发动机从正常工作模式转换为制动模式，控制油道内充满高压油，控制阀芯下移抵住控制机构安装孔中的砂轮越程槽槽壁，控制阀芯回位弹簧受力压缩，推动滑阀芯下移，使得滑阀芯上的节流环槽与压力油道不再接通，供油油道与压力油道隔断，从动机构形成密闭空间，内部充满机油；当凸轮轴转至凸轮制动升程时，摇臂体带动从动机构下移，由于从动机构密闭空间内的机油不可压缩，从动柱塞随摇臂体一起向下移动，从而使得与从动柱塞下端连接的象足推动排气门开启，排出压缩空气，减缓车辆速度；

当关闭电磁阀时，发动机从制动模式转换为正常工作模式，电磁阀连通的控制油道泄油，控制阀芯在控制阀芯回位弹簧的作用下被顶起与密封装置相接触，进一步地，滑阀芯在滑阀芯回位弹簧的作用下上移，使得滑阀芯上的节流环槽与压力油道再次接通，供油油道与压力油道连通，从而在排气门弹簧力的作用下，从动柱塞缓慢回位；当凸轮轴转至凸轮排气升程时，从动柱塞已经回位，并与摇臂体形成一体，整个排气过程与正常排气过程一致，则只有当凸轮转动到正常排气角度时，从动柱塞才能推动排气门开启进行排气。

本发明和已有技术相比较，有益效果主要有以下方面：

(1)本发明高度集成设计，在能够实现发动机制动的基础上大大地减小了整机的重量和体积，占用空间小，实用性高；采用组合式结构，便于安装。

(2)本发明采用电磁阀进行工作模式的切换，电磁阀与控制油路直接连通，当电磁阀打开时，控制油路中的高压油推动控制机构工作，从而达到制动目的，整体控制简单，响应速度快，耗能少。

(3)本发明在滑阀芯上设计的节流环槽，当滑阀芯节流环槽移动至供油油道和压力油道连通时，从动柱塞开始回位，在对滑阀芯加工时，可以通过控制节流环槽深度来控制从动柱塞回位时间，使得从动柱塞缓慢回位，避免因为回位太快导致机械损坏及制动功率下降；通过不同的加工程度可以适应不同的发动机，提供不同的制动功率。

附图说明

图1是本发明机构整体轴测图；

图2是本发明机构整体剖视图；

图3是本发明摇臂体结构示意图；

图4是本发明从动机构结构示意图；

图5是本发明正常工作模式下控制机构详细示意图；

图6是本发明制动模式下控制机构详细示意图；

图7是本发明滑阀芯节流口放大示意图；

图8是本发明制动模式下充油机构示意图；

图中：1-从动机构、11-调节螺栓、12-间隙调节螺母、13-从动柱塞弹簧、14-从动柱塞、15-象足、2-控制机构、21-挡环、22-卡簧、23-控制阀芯、24-控制阀芯回位弹簧、25-滑阀芯、26-滑阀芯回位弹簧、3-充油机构、31-单向阀回位弹簧、32-单向阀、33-单向阀座、4-摇臂体、41-压力油道、42-供油油道、43-控制油道、44-从动机构安装孔、45-控制机构安装孔、46-充油机构安装孔、51-滚子、52-滚子轴。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参考相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，但是，本发明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发明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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例目的，不是旨在于限于本发明。

为便于描述，将靠近排气门的一端定义为“内侧端”，将远离排气门的一端定义为“外侧端”。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于发动机制动的重置滑阀式摇臂机构，包括摇臂体4、控制机构2、充油机构3、从动机构1，本发明采用组合式结构，便于安装。

如图3所示，所述摇臂体4上加工有从动机构安装孔44、控制机构安装孔45和充油机构安装孔46，并且摇臂体4内还加工有压力油道41、供油油道42和控制油道43；其中，压力油道41从内侧端向外侧端依次连接从动机构安装孔44、控制机构安装孔45和充油机构安装孔46；供油油道42内侧端与控制机构安装孔45连接，外侧端与充油机构安装孔46连接，由发动机液压供油系统提供油压；控制油道43一端连接控制机构安装孔45，另一端连接外部的电磁阀油路。

如图2和图3所示，摇臂体4通过中间的通孔安装于发动机摇臂轴上；其中，滚子51与滚子轴52，安装于所述摇臂体4的外侧端，始终保持与凸轮接触，用于传递来自凸轮的运动；控制机构2，安装于摇臂体4的内侧端内的控制机构安装孔45，通过压力油道41与从动机构1和充油机构3连通，控制机构2顶端还连接有控制油道43，由外接的电磁阀进行控制，底部连接有供油油道42，由发动机液压供油系统提供油压；充油机构3，安装于摇臂体4内侧端内的充油机构安装孔46，用于向压力油道41提供机油补充；从动机构1，安装于摇臂体4的内侧端的从动机构安装孔44内，用于驱动排气门打开与关闭，同时，从动机构安装孔44通过压力油道41与控制机构安装孔45相连。

如图1和图2所示，其中，滚子51与发动机凸轮始终保持接触，在凸轮的各个行程里都能良好地传递运动，带动重置滑阀式摇臂机构绕摇臂轴运动，完成制动排气与正常排气功能。

如图4所示，其中，从动机构1包括调节螺栓11、间隙调节螺母12、从动柱塞弹簧13、从动柱塞14和象足15；间隙调节螺母12与调节螺栓11通过螺纹配合安装于从动机构安装孔44上方，同时，两者配合用于定位和固定从动机构；从动柱塞14为上端敞口的筒状结构，下端为球状接触头，与象足15连接；象足15与发动机排气门直接接触连接。进一步要说明的是，所述从动柱塞弹簧13套装于调节螺栓11上，并且从动柱塞弹簧13直径小于从动柱塞14筒状结构内径。

如图5所示，其中，控制机构2包括挡环21、卡簧22、控制阀芯23、控制阀芯回位弹簧24、滑阀芯25、滑阀芯回位弹簧26；控制机构安装孔45顶端用密封装置进行密封；滑阀芯25上端为敞口的筒状结构，下端为下小上大的阶梯轴结构；控制阀芯23为下端敞口的筒状结构，安装于密封装置与滑阀芯25之间；控制阀芯回位弹簧24上端与控制阀芯23内端面接触，下端与滑阀芯25筒状内端面接触；滑阀芯回位弹簧26上端与滑阀芯25阶梯轴形成的台阶面接触，下端与挡环21接触；挡环21与卡簧22配合安装于控制机构安装孔45底端，用于限制所述滑阀芯回位弹簧26的位移；进一步地，所述滑阀芯25下端支撑于摇臂支架上，配合摇臂体4的运动从而达到连通或隔断供油油道42与压力油道41的作用。

如图5、图6所示，需要说明的是两图展示了控制机构2在发动机不同工作状态下的结构位置形式；图5中控制阀芯23位于控制机构安装孔45顶端空腔上部，为发动机正常工作模式状态，而图6中控制阀芯23位于控制机构安装孔45顶端空腔下部，为发动机制动模式状态。

如图7所示，其中，所述滑阀芯25中间部位加工有细长的节流环槽，该设计即为连通或隔断供油油道42与压力油道41的关键部位；当滑阀芯中间部位的节流环槽与压力油道41接通时，供油油道42与压力油道41连通，当节流环槽与压力油道41不接通时，供油油道42与压力油道41隔断，如图2整体剖视图中的压力油道41和供油油道42处于隔断状态，如图5和图6中的压力油道41和供油油道42处于连通状态，其中图6为制动模式下的某一时刻的控制机构状态，此时压力油道41和供油油道42处于连通状态；而在正常工作模式下，供油油道42与压力油道41始终连通。当两油道连通时，由于气门弹簧弹力的作用，压力油道41内的油会回流至供油油道42，从而使得从动柱塞14缓慢回位，避免因为回位太快导致机械损坏及制动功率下降。进一步地，通过对节流环槽进行设计加工，可以适应不同的发动机，提供不同的制动功率。

如图8所示，其中，充油机构3包括单向阀回位弹簧31、单向阀32、单向阀座33；其中充油机构安装孔46顶端用密封装置进行密封；单向阀回位弹簧31上端与密封装置端面接触，下端抵于单向阀32上；所述单向阀32放置于单向阀座33的空心环上，紧密贴合；单向阀座33安装于所述充油机构安装孔下端。进一步地，充油机构安装孔46下方加工有连接供油油道42的通孔，在充油过程中，机油顶起单向阀32流入压力油道41完成充油。

本发明的工作过程如下：

当发动机处于正常工作模式时，电磁阀处于断开状态，始终保证供油油道42与压力油道41相连通；

当接通电磁阀时，发动机即从正常工作模式转换为制动模式；电磁阀连通的控制油道43充满高压油，推动控制阀芯23向下移动直至抵住控制机构安装孔45中的砂轮越程槽槽壁，进一步受压的控制阀芯回位弹簧24将滑阀芯25推动下移，隔断供油油道42与压力油道41，从动机构1形成密闭空间，内部充满机油；当凸轮轴转至凸轮制动升程时，摇臂带动从动机构1下移，由于液体不可压缩，压力油道41内机油会推动从动柱塞14随摇臂体4一起向下移动，从动柱塞14与象足15连接，从而象足15推动排气门开启，排出压缩空气，减缓车辆速度；在此阶段滑阀芯25由于底部支撑于摇臂支架上，使得滑阀芯25不断地被抵入控制机构安装孔45内部，但始终未使得滑阀芯中间部位的节流环槽与压力油道41接通，供油油道与压力油道在此阶段一直处于隔断状态；

如图4、图6、图7所示，当凸轮轴转出凸轮制动升程后，滑阀芯25依旧不断地被抵入控制机构安装孔45内部，滑阀芯25整体相对于摇臂体上移使得滑阀芯中间部位的节流环槽与压力油道41接通，供油油道42与压力油道41重新连通，从而在排气门弹簧力的作用下，从动柱塞14缓慢回位直至内端面抵住调节螺栓11下端面；

当凸轮轴转至凸轮排气升程时，由于从动柱塞14已经回位，并与摇臂体4形成一体，则整个排气过程与正常排气过程一致；

排气结束后，如图8所示，当凸轮轴转至凸轮充油升程时，摇臂体带动调节螺栓上移，调节螺栓和从动柱塞之间的空腔增大，使得压力油道的油压降低，该过程中滑阀芯25相对于摇臂体4下移，滑阀芯中间部位的节流环槽与压力油道不再接通，重新隔断供油油道42与压力油道41，使从动机构1形成密闭空间，由于从动柱塞弹簧13弹簧力的作用，使得压力油道41内油压小于供油油道42内油压，充油机构3工作，单向阀32在压力差的作用下被顶起，供油油道42机油向压力油道41补充，完成充油过程，为下一个制动升程做准备。

如图5所示，当关闭电磁阀时，发动机从制动模式转换为正常工作模式，电磁阀连通的控制油道43泄油，控制阀芯23在控制阀芯回位弹簧24的作用下被顶起与密封装置端面相接触，进一步地，滑阀芯25在滑阀芯回位弹簧26的作用下上移，始终保证供油油道42与压力油道41相连通，则只有当凸轮转动到正常排气角度时，从动柱塞14才能推动排气门开启。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明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发明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，都包含在本发明的保护范围之内。