阅读说明：本技术 压缩释放式发动机缸内制动装置 (compression release type in-cylinder brake device for engine ) 是由 王立峰 王秀强 王孟晓 吴龙龙 王昊天 吴鹏超 从田增 苏明涛 衣金水 于 2019-10-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种压缩释放式发动机缸内制动装置,包括：可旋转的缸内制动凸轮轴,缸内制动凸轮轴上设置有与发动机的气缸位置及数量一一对应的制动凸轮；套设于缸内制动凸轮轴外可相对于缸内制动凸轮轴旋转的凸轮轴套,凸轮轴套上与制动凸轮对应的位置设置有轴套通孔,轴套通孔的位置及数量与发动机的排气门摇臂的位置及数量一一对应；设置于每一轴套通孔内的传动轴机构,传动轴机构的传动轴可滑动地安装于轴套通孔；本发明的压缩释放式发动机缸内制动装置,仅在缸内制动模式下工作,发动机处于正常工作模式时,缸内制动装置处于闲置状态,发动机运行过程中,缸内制动装置的工作时间较少,大大提高了装置的可靠性,使用寿命长。(the invention discloses a compression release type engine in-cylinder brake device, comprising: the braking cam shaft in the cylinder can rotate, and braking cams which correspond to the positions and the number of the cylinders of the engine one by one are arranged on the braking cam shaft in the cylinder; the cam shaft sleeve is sleeved outside the in-cylinder brake cam shaft and can rotate relative to the in-cylinder brake cam shaft, a shaft sleeve through hole is formed in the position, corresponding to the brake cam, of the cam shaft sleeve, and the positions and the number of the shaft sleeve through holes correspond to those of exhaust valve rocker arms of the engine one to one; the transmission shaft mechanism is arranged in each shaft sleeve through hole, and a transmission shaft of the transmission shaft mechanism is slidably arranged in each shaft sleeve through hole; the compression release type engine in-cylinder brake device disclosed by the invention only works in an in-cylinder brake mode, when the engine is in a normal working mode, the in-cylinder brake device is in an idle state, and in the running process of the engine, the working time of the in-cylinder brake device is short, so that the reliability of the device is greatly improved, and the service life is long.)

压缩释放式发动机缸内制动装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种压缩释放式发动机缸内制动装置。

背景技术

发动机正常运行过程中，凸轮轴每旋转360°，发动机完成进气、压缩、做功及排气四个工作循环。在压缩冲程结束时，燃油喷入气缸中燃烧，在随后的膨胀冲程中对外做功。

发动机缸内制动是整车辅助制动的一种形式，发动机缸内制动的贡献在于既能提高整车的制动能力，又能减轻整车主制动的制动负荷。发动机缸内制动时，需要发动机在压缩冲程接近上止点时，在发动机缸内制动装置驱动下，将排气门开启一个小的升程,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目的。

公告号为CN201241740Y、名称为“一种四冲程内燃发动机摇臂集成式制动装置”的中国发明专利公开了一种发动机感缸内制动装置，其在排气凸轮上设置两个制动凸起，用于实现在进气冲程结束前将进气门开启增加进气量、在压缩冲程结束前开启排气门释放压力来实现发动机的缸内制动，为了在发动机正常运行时将制动凸起引起的气门升程抵消掉，需要在摇臂上设置液压控制的间隙补偿机构。由于正常运行状态占整个发动机运行状态的绝大部分，因此，间隙补偿机构在发动机运行的绝大部分时间里都处于工作状态，对可靠性等提出了较高的要求，而且结构较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种仅在缸内制动模式下工作的压缩释放式发动机缸内制动装置，大大提高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：压缩释放式发动机缸内制动装置，包括：

缸内制动凸轮轴，所述缸内制动凸轮轴可旋转，所述缸内制动凸轮轴上设置有制动凸轮，所述制动凸轮的位置及数量与所述发动机的气缸的位置及数量一一对应；

凸轮轴套，所述凸轮轴套套设于所述缸内制动凸轮轴外，可相对于所述缸内制动凸轮轴旋转，所述凸轮轴套上与所述制动凸轮对应的位置设置有轴套通孔，所述轴套通孔的位置及数量与所述发动机的排气门摇臂的位置及数量一一对应；

传动轴机构，每一所述轴套通孔处设置有所述传动轴机构，所述传动轴机构包括传动轴，所述传动轴可滑动地安装于所述轴套通孔，所述传动轴的上端伸入所述凸轮轴套内，所述传动轴的下端伸出所述凸轮轴套外。

其中，所述凸轮轴套与所述缸内制动凸轮轴同回转中心。

其中，各所述轴套通孔的轴心互相平行，并且皆穿过所述凸轮轴套的中心。

其中，所述传动轴采用组件结构，包括固定连接在一起的上传动轴和下传动轴；所述上传动轴的上端、所述下传动轴的下端分别设置有限位结构。

其中，所述限位结构为限位挡头。

其中，所述限位挡头呈蘑菇钉头形状。

其中，所述传动轴机构还包括套设于所述传动轴的复位弹簧。

其中，所述复位弹簧为复位压簧，所述复位压簧位于所述凸轮轴套的外部，所述复位压簧的一端抵于所述凸轮轴套的外周面，所述复位压簧的另一端抵于所述下传动轴的所述限位挡头的上表面。

其中，所述复位弹簧为复位拉簧，所述复位拉簧位于所述凸轮轴套的内部，所述复位拉簧的一端抵于所述凸轮轴套的内周面，所述复位拉簧的另一端抵于所述上传动轴的所述限位挡头的下表面。

其中，所述凸轮轴套的两端分别通过轴承与所述缸内制动凸轮轴转动连接。

其中，所述缸内制动凸轮轴的一端设置有正时传动轮，所述缸内制动凸轮轴通过所述正时传动轮与所述发动机的曲轴输出端传动连接。

其中，所述正时传动轮为正时齿轮，或者正时带轮，或者正时链轮。

其中，所述凸轮轴套由动力驱动机构驱动，所述动力驱动机构包括由电机驱动的传动机构，所述传动机构的输出端连接所述凸轮轴套。

其中，所述传动机构为涡轮蜗杆传动机构，或者齿轮传动机构，或者齿轮齿条传动机构。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果如下：

由于本发明的压缩释放式发动机缸内制动装置，包括：可旋转的缸内制动凸轮轴，缸内制动凸轮轴上设置有与发动机的气缸位置及数量一一对应的制动凸轮；套设于缸内制动凸轮轴外可相对于缸内制动凸轮轴旋转的凸轮轴套，凸轮轴套上与制动凸轮对应的位置设置有轴套通孔，轴套通孔的位置及数量与发动机的排气门摇臂位置及数量一一对应；设置于每一轴套通孔内的传动轴机构，传动轴机构的传动轴可滑动地安装于轴套通孔；在发动机进入缸内制动模式时，凸轮轴套旋转，随着凸轮轴套的旋转，排气门摇臂的顶部与传动轴逐渐接触，并逐步顶动传动轴向凸轮轴套的中心运动，凸轮轴套旋转至传动轴位于排气门摇臂的上方；气缸的活塞位于压缩上止点附近时，缸内制动凸轮轴旋转，在制动凸轮的作用下，其凸轮尖端对传动轴的上端施压，传动轴的下端推动排气门摇臂运动，进而开启排气门，释放压缩压力，随着缸内制动凸轮轴旋转，各缸对应的制动凸轮依次分别作用，在各缸活塞位于压缩上止点时，开启排气门，释放压缩压力，实现发动机缸内制动；在发动机进入正常工作模式时，凸轮轴套旋转，随着凸轮轴套的旋转，排气门摇臂的顶部与传动轴的下端逐渐脱离接触，传动轴的上端与制动凸轮脱离接触，缸内制动装置处于闲置状态，以备下次缸内制动。

由于本发明的压缩释放式发动机缸内制动装置，仅在缸内制动模式下工作；发动机处于正常工作模式时，缸内制动装置处于闲置状态，不工作；发动机运行过程中，缸内制动装置的工作时间较少，从而大大提高了装置的可靠性，装置使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例的压缩释放式发动机缸内制动装置结构剖视示意图；

图2是图1中A-A剖视示意图(发动机正常运行状态)；

图3是图2中的传动轴机构随凸轮轴套旋转至排气门摇臂上方准备进入缸内制动状态；

图4是图3进入缸内制动状态示意图；

图中：1-缸内制动凸轮轴；11-制动凸轮；110-凸轮基圆；111-凸轮尖端；2-凸轮轴套；3-传动轴机构；31-传动轴；311-上传动轴；3111-上限位挡头；312-下传动轴；3121-下限位挡头；32-复位弹簧；4-轴承；5-正时传动轮；6-动力驱动机构；61-电机；62-传动机构；621-蜗杆；622-涡轮块；7-摇臂机构；71-排气门摇臂；72-摇臂轴；8-排气门机构；81-排气门；82-气门弹簧；S-传动轴顶端与制动凸轮的凸轮基圆之间的距离。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的非限制性说明。

如图1至图4共同所示，本发明实施例的压缩释放式发动机缸内制动装置，包括：可旋转的缸内制动凸轮轴1，缸内制动凸轮轴1上设置有制动凸轮11，制动凸轮11的位置及数量与发动机的气缸的位置及数量一一对应；套设于缸内制动凸轮轴1外部并且可以相对于缸内制动凸轮轴1旋转的凸轮轴套2，具体地，凸轮轴套2的两端分别通过轴承4与缸内制动凸轮轴1转动连接，凸轮轴套2与缸内制动凸轮轴1最好是同回转中心，在凸轮轴套2上与制动凸轮11对应的位置设置有轴套通孔(图中未具体标注)，轴套通孔的位置及数量与发动机的摇臂机构7的排气门摇臂71的位置及数量一一对应，最佳设置方式是各轴套通孔的轴心互相平行，并且皆穿过凸轮轴套2的中心；安装于每一轴套通孔处的传动轴机构3，传动轴机构3包括传动轴31，传动轴31可滑动地安装于轴套通孔，并且传动轴31的上端伸入凸轮轴套2内，传动轴31的下端伸出凸轮轴套2外。

其中，传动轴机构3还进一步地包括套设于传动轴31的复位弹簧32。传动轴机构3仅设置有传动轴31时，传动轴31是靠自身重力伸出凸轮轴套2外，可能会存在卡滞现象。增加复位弹簧32后，借助于复位弹簧32施加的力与传动轴31的重力，能更好地保证传动轴31伸出凸轮轴套2外。

其中，为了方便与凸轮轴套2安装，传动轴3采用组件结构，包括固定连接在一起的上传动轴311和下传动轴312，例如，可以采用公知的螺纹连接方式或者过盈插接方式；进一步地，上传动轴311的上端、下传动轴312的下端分别设置有限位结构，具体地，限位结构采用限位挡头的形式，即上传动轴311设置有上限位挡头3111，下传动轴312设置有下限位挡头3121，上限位挡头3111能防止传动轴3掉出凸轮轴套2外，下限位挡头3121对复位弹簧32起到弹簧座的作用。更进一步地，上限位挡头3111、下限位挡头3121皆呈蘑菇钉头形状，便于上限位挡头3111与制动凸轮11的凸轮尖端111、下限位挡头3121与排气门摇臂71的顶部逐渐接触或脱离，提高接触或脱离的顺畅性。

其中，本实施例中的复位弹簧32采用了复位压簧的形式，复位压簧位于凸轮轴套2的外部，复位压簧的一端抵于凸轮轴套2的外周面，复位压簧的另一端抵于下传动轴312的下限位挡头3121的上表面。

显然，复位弹簧32不局限于图中所示的方式，复位弹簧32还可以采用复位拉簧的形式，将复位拉簧设置于凸轮轴套2的内部，复位拉簧的一端抵于凸轮轴套2的内周面，复位拉簧的另一端抵于上传动轴3111的上限位挡头3111的下表面。在此不再详细图示此种设置方式。

如图1所示，其中，在缸内制动凸轮轴1的一端设置有正时传动轮5，缸内制动凸轮轴1通过正时传动轮5与发动机的曲轴输出端传动连接，即缸内制动凸轮轴1的旋转，优选采用发动机的曲轴驱动。其中，正时传动轮5有多种可选择的方式，可以是正时齿轮，或者正时带轮，或者正时链轮，在此不做限制。

如图2至图4共同所示，其中，凸轮轴套2由动力驱动机构6驱动，动力驱动机构6优选采用由电机61驱动的传动机构62，传动机构62的输出端连接凸轮轴套2。其中，图中示意出了本实施例的传动机构62采用涡轮蜗杆传动机构，涡轮蜗杆传动机构包括由电机61驱动的蜗杆621和与蜗杆621啮合的涡轮块622，涡轮块622与凸轮轴套2固定设置。当然，也可以用整个的圆形涡轮替代涡轮块622，相比于整个的圆形涡轮，涡轮块622既能满足凸轮轴套2旋转角度的要求，又具有较轻的重量，优选采用涡轮块。

显然，传动机构62不局限于本实施例中的涡轮蜗杆传动机构，还可以采用公知的齿轮传动机构，或者齿轮齿条传动机构，在此不做限制。

本发明实施例的压缩释放式发动机缸内制动装置，工作原理如下：

如图2所示，在发动机进入正常工作模式时，动力驱动机构6驱动凸轮轴套2旋转，随着凸轮轴套2的旋转，排气门摇臂71的顶部与传动轴31的下端逐渐脱离接触，传动轴31的上端与制动凸轮11脱离接触，缸内制动装置处于闲置备用状态。

如图3所示，在发动机进入缸内制动模式时，动力驱动机构6驱动凸轮轴套2旋转，随着凸轮轴套2的旋转，排气门摇臂71的顶部与传动轴31的下端逐渐接触，并逐步顶动传动轴31向凸轮轴套2的中心运动，由于复位弹簧32的力较小，不能够克服排气门机构8的气门弹簧82的力，排气门摇臂71没有相对运动，凸轮轴套2旋转至传动轴31位于排气门摇臂71的上方，此时，传动轴31未接触制动凸轮11，传动轴31顶端与凸轮基圆110之间的距离为S，通常控制S在0.3-0.5毫米的范围，这时传动轴31没有推动排气门摇臂71运动；如图4所示，气缸的活塞位于压缩上止点附近时，缸内制动凸轮轴1在发动机曲轴驱动下旋转，在制动凸轮11的作用下，其凸轮尖端111对传动轴31的上端施压，传动轴31的下端推动排气门摇臂71运动，绕摇臂轴72向下转，进而开启排气门81，释放压缩压力；随着缸内制动凸轮轴1旋转，各缸对应的制动凸轮11依次分别作用，在各缸活塞位于压缩上止点时，开启排气门，释放压缩压力，实现发动机缸内制动。

以上所述为本发明较佳实施方式的举例，未详细述及的部分皆为本领域技术人员的已知技术，本发明的保护范围以权力要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换皆在本发明保护范围内。