一种节能减耗的发动机制动装置
阅读说明：本技术 一种节能减耗的发动机制动装置 (Energy-saving and consumption-reducing engine braking device ) 是由 俞振寰 俞黎明 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：一种节能减耗的发动机制动装置,其特征在于：包括活动单元与控制机构,活动单元活动设置在辅助摇臂的后端,并与辅助凸轮相对应；控制机构能驱使活动单元动作,使得活动单元具有与辅助凸轮保持接触的第一位置,以及与辅助凸轮相分离的第二位置。其优点在于：当发动机正常工作时,活动单元处于与辅助凸轮相分离的第二位置,辅助摇臂不会随着凸轮轴的旋转绕摇臂轴摆动,从而减少做功,减少整机燃油消耗,实现节能减耗的目的；而且整体结构简单稳定,易于实现,成本低。(An energy-saving and consumption-reducing engine braking device is characterized in that: the movable unit is movably arranged at the rear end of the auxiliary rocker arm and corresponds to the auxiliary cam; the control mechanism can drive the movable unit to act, so that the movable unit has a first position keeping contact with the auxiliary cam and a second position separated from the auxiliary cam. The advantages are that: when the engine works normally, the movable unit is in a second position separated from the auxiliary cam, and the auxiliary rocker arm cannot swing around the rocker arm shaft along with the rotation of the cam shaft, so that the work is reduced, the fuel consumption of the whole engine is reduced, and the purposes of saving energy and reducing consumption are achieved; and overall structure is simple stable, easily realizes, and is with low costs.)
技术领域
本发明涉及一种中重型柴油及天然气发动机，具体涉及一种节能减耗的发动机制动装置。
背景技术
发动机制动技术是指汽车行驶过程中驾驶员抬起加速踏板，松开离合器，利用发动机压缩行程中所产生的压缩阻力，以及进排气阻力和摩擦力对驱动轮所形成的制动力作用，使之对汽车进行制动。发动机制动技术分为压缩式发动机制动、泄气式发动机制动和部分泄气式发动机制动三种。压缩式发动机制动是在压缩上止点附近开启排气门或辅助气门；泄气式发动机制动是在整个发动机循环开启排气门；部分泄气式发动机制动是在发动机循环的大部分冲程开启排气门。发动机制动技术的应用有效地减少行车制动器的使用频率，整车在下长坡、崎岖山路等陡峭路面时，使用发动机制动，可以避免因长时间使用制动器，导致制动器摩擦片的温度升高，使制动力下降，甚至失去作用。
发动机制动装置能够提供一个或是多个辅助气门升程，用于实现发动机制动功能。目前已有多个发明专利涉及此项技术的应用，如雅各布斯车辆系统公司申请的专利号为CN200980158946.8的专用的摇臂型发动机制动器，德国曼商用车辆股份公司申请的专利号为CN200910140026.5的带有气门辅助控制单元的发动机制动装置和用于发动机制动的方法，以及申请人在先申请的多项关于发动机制动装置的发明专利，主要技术是在凸轮主升程外包含额外一个或几个辅助升程，也可增加一个专门用于制动的凸轮，根据发动机工作的需要，发动机制动装置使辅助升程起作用（实现发动机制动功能）或使其不工作。
但是以上所有发动机制动装置相关专利中，在弹性元件的作用下，辅助摇臂始终与辅助凸轮保持接触，因此，即使发动机正常工作不制动，其制动凸轮仍然会驱动辅助摇臂绕摇臂轴摆动，辅助摇臂在摆动过程中会对弹性元件产生压缩作用，因此需要做更多的功，进而增加了整机的燃油消耗。
另外，辅助凸轮与辅助摇臂之间不间断的接触动作，更易造成磨损，而且弹性元件的不间断压缩复位动作，也容易会产生疲劳，使用寿命低。
因此，如何进一步改进发动机制动装置，减少油耗、增加使用寿命，达到节能减耗的目的，是目前亟需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种节能减耗的发动机制动装置。
本发明所采用的技术方案：一种节能减耗的发动机制动装置，包括
排气门，其包括第一排气门、第二排气门以及横设于第一排气门与第二排气门上的气门桥；
滑销，其设置在气门桥内，其一端与第一排气门接触，另一端穿出气门桥；
摇臂轴；
凸轮轴，其与摇臂轴平行设置，并具有相邻布置的排气凸轮与辅助凸轮；
排气摇臂，其可旋转地安装在摇臂轴上，其前端与气门桥对应接触，其后端与排气凸轮对应接触；
辅助摇臂，其可旋转地安装在摇臂轴上，其前端与滑销相对应，后端与辅助凸轮相对应；
弹性组件，其能驱使辅助摇臂朝辅助凸轮方向旋转；
活动单元，其活动设置在辅助摇臂的后端，并与辅助凸轮相对应；
控制机构，其能驱使活动单元动作；
所述活动单元具有与辅助凸轮保持接触的第一位置，以及与辅助凸轮相分离的第二位置。
所述辅助摇臂后端形成有下端开口的导向孔，所述活动单元包括活动块，所述活动块与导向孔密封滑移配合，且活动块连接有驱使其向上滑移的复位弹性件；
所述辅助摇臂上还形成有与导向孔上端相导通的控制孔，所述控制机构设置在控制孔内，包括沿控制孔从内至外依次设置的第一弹簧、球体、阀座、阀杆、第二弹簧，弹簧座，所述阀座固定安装在控制孔内，阀座中心形成有通孔，所述第一弹簧能驱使球体与阀座接触并保持通孔密封，所述弹簧座固定安装在控制孔内，所述第二弹簧一端连接弹簧座，另一端连接阀杆，能驱使阀杆向内移动，所述阀杆穿过阀座的通孔后与球体相抵触，第二弹簧的弹性力大于第一弹簧的弹性力；
所述摇臂轴上具有供机油流通的制动油路，所述辅助摇臂上形成有连通制动油路与控制孔的油孔，且所述油孔位于阀座与阀杆之间。
所述活动单元还包括辅助滚轮，所述活动块一端与导向孔构成滑移配合，另一端安装辅助滚轮，当所述活动单元处于第一位置时，辅助滚轮与辅助凸轮保持接触并构成滚动摩擦配合。
所述活动块包括与导向孔相适配的导向销，所述导向销的下端一体形成有支撑座，所述支撑座上形成有滚轮槽，所述辅助滚轮通过轴安装在滚轮槽内；
所述复位弹性件采用弹片，所述复位弹性件一端与辅助摇臂连接，另一端与支撑座的底部相抵，并形成有与辅助滚轮对应的让位槽。
所述辅助摇臂相对导向孔下端的位置形成有与支撑座侧面相对应的限位面。
所述阀杆呈“T”型，且所述阀杆上布置有气孔。
所述阀杆端部形成有与第二弹簧相适配的弹簧槽。
所述弹性组件包括弹簧架、弹簧、定位销；
所述弹簧架固定设置，其包括有呈“n”型的支撑框，所述支撑框与辅助摇臂相适配，且支撑框侧壁形成有异形孔；所述定位销一端与辅助摇臂的侧壁固定连接，另一端穿过异形孔；所述弹簧两端分别与辅助摇臂的顶部、支撑框底部相抵，能驱使定位销与异形孔的下端面保持接触。
本发明的有益效果是：采用以上方案，当发动机正常工作时，活动单元处于与辅助凸轮相分离的第二位置，辅助摇臂不会随着凸轮轴的旋转绕摇臂轴摆动，从而减少做功，减少整机燃油消耗，实现节能减耗的目的；而且整体结构简单稳定，易于实现，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例发动机制动装置的主视图。
图2为本发明实施例发动机制动装置的结构示意图。
图3为本发明实施例弹簧架的结构示意图。
图4为本发明实施例辅助摇臂的结构示意图。
图5为本发明实施例辅助摇臂及控制机构、活动单元处于第二位置时的结构示意图。
图6为本发明实施例辅助摇臂及控制机构、活动单元处于第一位置时的结构示意图。
图7为本发明实施例辅助摇臂的剖视图。
图8为本发明实施例活动块的结构示意图。
图9为本发明实施例阀座的结构示意图。
图10为本发明实施例阀杆的结构示意图。
图11为本发明实施例复位弹性件的结构示意图。
图12为本发明实施例发动机制动装置活动单元处于第二位置时的工作示意图。
图13为本发明实施例发动机制动装置活动单元处于第一位置时的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
如图所示，一种模块化发动机制动装置，包括排气门1、滑销2、摇臂轴3、凸轮轴4、排气摇臂5、辅助摇臂6、弹性组件7。
所述排气门1包括第一排气门11、第二排气门12以及横设于第一排气门11与第二排气门12上的气门桥13，第一排气门11与第二排气门12均采用菌形气门，用于控制发动机内燃烧室和进排气歧管之间气体的流动。
所述滑销2设置在气门桥13内，其一端与第一排气门11接触，另一端穿出气门桥13，当滑销2受到一个足够大的作用力时，其将推动第一排气门11动作，实现第一排气门11的排气冲程。
所述摇臂轴3与凸轮轴4平行设置，所述凸轮轴4上具有相邻布置的排气凸轮41与辅助凸轮42，所述凸轮轴4旋转能同时带动排气凸轮41与辅助凸轮42旋转。
所述排气摇臂5可旋转地安装在摇臂轴3上，所述排气摇臂5的前端与气门桥13对应接触，后端与排气凸轮41对应接触，因此随着凸轮轴4的旋转，排气摇臂5能够在排气凸轮41与排气门1的共同作用下绕摇臂轴3旋转摆动，从而通过排气凸轮41、排气摇臂5能够实现排气门1的排气冲程。
其中，所述排气摇臂5后端通过第一滚轮轴安装第一滚轮51，所述第一滚轮51与排气凸轮41相接触，由于排气凸轮41与第一滚轮51之间形成滚动配合，因此大大减少了排气凸轮41与排气摇臂5之间的摩擦力，减少磨损，提高使用寿命。
所述排气摇臂5前端还设有调整螺栓53、象角52、紧固螺母54，所述象角52通过专用工具压装在调整螺栓53的下端，且象角52可在一定转角内自由转动，所述调整螺栓53上端从排气摇臂5前端的顶部突出，并通过紧固螺母54锁紧固定，连接更加牢固可靠，所述象角52与气门桥13相接触，由于象角52的自由度较高，随着排气摇臂5的摆动动作，保证与气门桥13的接触效果，保证工作稳定。
所述辅助摇臂6可旋转地安装在摇臂轴3上，并与排气摇臂5相邻设置，其前端与滑销2相对应，后端与辅助凸轮42相对应。
所述弹性组件7包括弹簧架71、弹簧72、定位销73。
所述弹簧架71固定设置，具体固定在缸盖或其他固定零部件上，所述弹簧架71中部弯折形成有呈“n”型的支撑框711，所述支撑框711与辅助摇臂6相适配，并套在辅助摇臂6的上端，所述支撑框711的其中一侧壁形成有异形孔712。
所述辅助摇臂6的侧壁形成有与定位销73相适配的定位孔67，所述定位销73一端插入定位孔67与辅助摇臂6的侧壁固定连接，另一端穿过异形孔712。
所述辅助摇臂6的顶部设有定位凸台68，所述弹簧72安装在定位凸台68上，其两端分别与辅助摇臂6的顶部、支撑框711底部相抵，能驱使辅助摇臂6相对弹簧架71向下运动，使定位销73与异形孔712的下端面保持接触，通过弹簧架71与定位销73，能够限制辅助摇臂6的位置，使得辅助摇臂6只能在指定范围内旋转摆动，避免辅助摇臂6随意摆动。
其中，所述辅助摇臂6前端安装有与滑销2相对应的柱塞65，所述柱塞65与辅助摇臂6通过螺纹连接，并通过锁紧螺母66固定锁紧，不仅结构稳定，而且易于实现调节柱塞65与滑销2之间的间距，保证稳定工作。
所述辅助摇臂6后端安装有与辅助凸轮42相对应活动单元8，所述活动单元8活动设置在辅助摇臂6的后端，并由控制机构9驱动控制，所述活动单元8具有与辅助凸轮42保持接触的第一位置，以及与辅助凸轮42相分离的第二位置。
当辅助摇臂6后端的活动单元8处于第一位置与辅助凸轮42接触时，辅助凸轮42跟随凸轮轴4的旋转能够带动辅助摇臂6沿摇臂轴3旋转摆动，从而能够通过滑销2推动第一排气门11动作，实现第一排气门11的排气冲程。
当发动机正常工作时，活动单元8处于与辅助凸轮42相分离的第二位置，此时，辅助凸轮42不起作用，辅助摇臂6保持不动，不影响排气门的运动，发动机正常工作。
当发动机制动装置工作时，活动单元8在控制机构9的控制下，处于与辅助凸轮42保持接触的第一位置，此时，辅助凸轮42跟随凸轮轴4的旋转能够带动辅助摇臂6沿摇臂轴3旋转摆动，从而能够通过滑销2推动第一排气门11动作，实现第一排气门11的排气冲程，实现发动机制动。
当完成制动，发动机恢复正常工作时，活动单元8在控制机构9的控制下，回到与辅助凸轮42相分离的第二位置，此时，辅助凸轮42不起作用，辅助摇臂6保持不动，不影响排气门的运动，发动机正常工作。
如图5-13所示，所述辅助摇臂6后端形成有下端开口的导向孔61，所述活动单元8包括活动块81，所述活动块81与导向孔61密封滑移配合，且活动块81连接有驱使其向上滑移的复位弹性件10。
其中，活动单元8还包括辅助滚轮82，所述活动块81包括与导向孔61相适配的导向销811，所述导向销811的下端一体形成有支撑座812，所述支撑座812上形成有滚轮槽813，所述辅助滚轮82通过轴安装在滚轮槽813内，当所述活动单元8处于第一位置时，由辅助滚轮82与辅助凸轮42保持接触并构成滚动摩擦配合，进一步减少磨损，提高使用寿命。
所述辅助摇臂6相对导向孔61下端的位置形成有与支撑座812侧面相对应的限位面64，使活动块81只可以沿着导向孔61作直线运动，不可以做旋转运动，确保后续工作稳定。
所述复位弹性件10则采用弹片的结构，所述复位弹性件10一端与辅助摇臂6底部通过螺丝固定连接，另一端与支撑座812的底部相抵，并形成有与辅助滚轮82对应的让位槽101，复位弹性件10能够驱使活动块81沿导向孔61向上滑移，能够将活动块81保持在第二位置。
所述辅助摇臂6上还形成有横向设置的控制孔62，所述控制孔62与导向孔61上端相导通，所述控制机构9设置在控制孔62内，包括沿控制孔62从内至外依次设置的第一弹簧91、球体92、阀座93、阀杆94、第二弹簧95，弹簧座96。
所述控制孔62为阶梯孔，所述阀座93通过过盈配合的方式固定安装在控制孔62内，并与控制孔62内的凸肩定位配合，所述阀座93中心形成有通孔931。
所述第一弹簧91一端与控制孔62的端部相抵，另一端与球体92相抵，能驱使球体92与阀座93接触并密封，其中，所述阀座93形成有与球体92适配的锥形密封面932，确保球体92与阀座93密封时的可靠密封效果。
所述弹簧座96固定安装在控制孔62内靠近开口的位置，所述第二弹簧95一端连接弹簧座96，另一端连接阀杆94，能驱使阀杆94向内移动，所述阀杆94穿过阀座93的通孔931后与球体92相抵触，第二弹簧95的弹性力大于第一弹簧91的弹性力。其中，所述阀杆94呈“T”型，所述阀杆94端部形成有与第二弹簧95相适配的弹簧槽942，且所述阀杆94上布置有气孔941。
另外，所述摇臂轴3上具有供机油流通的制动油路31，所述辅助摇臂6上形成有连通制动油路31与控制孔62的油孔63，且所述油孔63位于阀座93与阀杆94之间，机油可经过制动油路31、油孔63进入到控制孔62内，然后通过阀座93的通孔后进入到导向孔61内。
当发动机正常工作时，摇臂轴3的制动油路31内无机油，活动单元8在复位弹性件10的作用下处于第二位置，活动单元8的辅助滚轮82与辅助凸轮42保持一定的制动间隙，此时，辅助凸轮42不起作用，辅助摇臂6保持不动，不影响排气门的运动，发动机正常工作。
当发动机制动装置工作时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀开启，机油经摇臂轴3的制动油路31，油孔63进入到控制孔62内，在机油压力作用下，阀杆94会克服第二弹簧95的弹性力移动，与球体92相分离，同时机油经过阀座93的通孔931，进入到导向孔61内，在机油的推动下，活动块81克服复位弹性件10的弹性力向下滑移，消除辅助滚轮82与辅助凸轮42之间的制动间隙，使活动单元8来到第一位置，同时在辅助凸轮42的驱动下，活动块81与球体92之间的空间形成高压油，在高压油的作用下，球体92与阀座93保持密封，从而形成一个封闭的油腔，使得活动块81无法沿导向孔61向上滑移，此时，辅助凸轮42跟随凸轮轴4的旋转能够带动辅助摇臂6沿摇臂轴3旋转摆动，从而能够通过滑销2推动第一排气门11动作，实现第一排气门11的排气冲程，实现发动机制动。
当发动机恢复正常工作时，发动机电子控制单元发出指令，电磁阀关闭，摇臂轴3的制动油路31内机油压力下降或由电磁阀泻出，阀杆94在第二弹簧95的作用下复位，同时推动球体92压缩第一弹簧91，球体92与阀座93分离，使得机油从阀座93的通孔931、油孔63、制动油路31泄出，活动块81便在复位弹性件10的作用下向上运动复位，使得活动单元8处于第二位置，活动单元8的辅助滚轮82与辅助凸轮42保持一定的制动间隙，此时，辅助凸轮42不起作用，辅助摇臂6保持不动，不影响排气门的运动，发动机正常工作。
当然，除了采用液控的方式实现控制活动单元的动作，还可采用电机控制或者电磁控制等其它方式。
采用以上方案，当发动机正常工作时，活动单元处于与辅助凸轮相分离的第二位置，辅助摇臂不会随着凸轮轴的旋转绕摇臂轴摆动，从而减少做功，减少整机燃油消耗，实现节能减耗的目的；而且整体结构简单稳定，易于实现，成本低。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种泄油式全可变泵控制系统