專利名稱：固鏈式發(fā)動機制動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械領域，尤其涉及發(fā)動機的制動裝置，特別是一種固鏈式發(fā)動 機制動裝置。
技術背景現(xiàn)有技術中，將內燃機作為制動手段的方法為人共知，只需將發(fā)動機暫時轉換為 壓縮機。轉換過程中切斷燃油，在發(fā)動機活塞壓縮沖程結束時或接近結束時打開排氣閥，允 許被壓縮氣體(制動時為空氣)被釋放，發(fā)動機在壓縮沖程中壓縮氣體所吸收的能量，不能 在隨后的膨脹沖程返回到發(fā)動機活塞，而是通過發(fā)動機的排氣及散熱系統(tǒng)散發(fā)掉。最終的 結果是有效的發(fā)動機制動，減緩車輛的速度。發(fā)動機制動器的一個先例是由康明斯(Cummins)提供的美國專利號3220392披 露，根據(jù)該專利所制造的發(fā)動機制動系統(tǒng)在商業(yè)上很成功。不過，此類發(fā)動機制動系統(tǒng)為頂 置在發(fā)動機上的附件。為了安裝此類發(fā)動機制動器，在汽缸和閥蓋之間要添加墊圈，因此， 額外地增加了發(fā)動機的高度、重量及成本。上述這些問題是由于將發(fā)動機制動系統(tǒng)當作發(fā) 動機的一個附件，而不是發(fā)動機的一個組成部分或集成件所造成的。現(xiàn)有技術中的發(fā)動機制動器經過液壓回路將機械輸入傳遞到要打開的排氣閥。液 壓回路上通常包括在主活塞孔內往復運動的主活塞，該往復運動來自于發(fā)動機的機械輸 入，比如說噴油器搖臂的搖動，主活塞的運動通過液壓流體傳遞到液壓回路上的副活塞，使 其在副活塞孔內往復運動，副活塞直接或間接地作用在排氣閥上，產生發(fā)動機制動運作的 閥動。因此，上述由液壓驅動的傳統(tǒng)發(fā)動機制動器存在另一缺點，即液壓系統(tǒng)的可縮性 或變形，這與液體的柔性有關，液體的高柔性導致制動閥升的大量壓縮減小，閥升的減小導 致閥載的增加，而閥載的增加導致更高的柔性，形成一種惡性循環(huán)。此外，由液壓變形造成 的閥升減小隨著發(fā)動機轉速的增加而增加，與發(fā)動機制動性能所要求的制動閥升趨勢恰恰 相反。為了減少液壓柔性，必須使用大直徑的液壓活塞，增加體積和重量。而且油流需要很 長時間使大直徑活塞伸出或縮回，導致制動系統(tǒng)慣性大、反應慢。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，所述的這種固鏈式發(fā)動 機制動裝置要解決現(xiàn)有技術中液壓驅動的發(fā)動機制動器存在的制動系統(tǒng)復雜、發(fā)動機的高 度和重量大、制動系統(tǒng)慣性大和反應慢的技術問題。本實用新型的這種固鏈式發(fā)動機制動裝置，包括制動箱體、驅動機構和制動機構， 其中，所述的制動箱體內設置有一個豎直盲孔和一個水平盲孔，所述的豎直盲孔與所述的 水平盲孔垂直相交，所述的驅動機構包括有一個滾球或一個驅動活塞、或者是一個滾球和 一個驅動活塞的組合，所述的制動機構包括有一個制動柱塞，所述的滾球或驅動活塞、或者 滾球和驅動活塞的組合設置在水平盲孔內，所述的制動柱塞設置在豎直盲孔內，制動箱體
3內設置有流體通道，所述的流體通道與水平盲孔的入口連通，滾球或驅動活塞的外徑、或者 滾球和驅動活塞的組合的外徑與水平盲孔的內徑相配合，制動柱塞在豎直盲孔內具有一個 上極限位置和一個下極限位置，制動柱塞在上極限位置時，制動柱塞的頂端進入到水平盲 孔內，制動柱塞在下極限位置時，制動柱塞的頂端脫離水平盲孔。進一步的，所述的驅動機構中包括有一個回位彈簧，所述的回位彈簧的一端作用 在所述的制動箱體上，回位彈簧的另一端作用在所述的驅動活塞、或者滾球和驅動活塞的 組合上。進一步的，所述的驅動活塞與所述的水平盲孔之間為液密封連接。進一步的，所述的驅動機構還包括一個滾球，所述的驅動活塞一端與所述的滾球 相接觸，所述的滾球另一端與所述的回位彈簧接觸。進一步的，所述的驅動機構中包括有一個回位活塞，所述的回位活塞設置在所述 的水平盲孔內，回位活塞由所述的回位彈簧壓靠在所述的滾球上。所述的回位活塞與所述的水平盲孔之間為液密封連接。進一步的，所述的回位活塞上設置有減壓與泄流孔，所述的減壓與泄流孔將水平 盲孔內腔與制動箱體外側空間連通。進一步的，所述的驅動機構中包括有兩個回位彈簧，所述的兩個回位彈簧均設置 在水平盲孔內，兩個回位彈簧分別位于所述的滾球的兩側。進一步的，所述的豎直盲孔內設置有一個制動彈簧，所述的制動彈簧設置在制動 柱塞的下端與制動箱體之間。所述的豎直盲孔內設置有一個制動彈簧，所述的制動彈簧設 置在制動柱塞的下端與制動箱體之間。進一步的，在所述的制動柱塞與所述的豎直盲孔之間設置有止位機構。進一步的，所述的止位機構包括設于所述的制動柱塞外側面中部的軸向切槽和固 定在所述的豎直盲孔內壁中部的止位銷，所述的切槽的長度大于所述的止位銷的直徑，所 述的止位銷位于所述的切槽內。進一步的，所述的制動柱塞的上端設置有制動過渡面和制動受力面，所述的制動 過渡面和制動受力面為包括臺階面和斜面在內的平面、或圓錐面、或圓弧面、或圓柱面、或 球面、或由上述兩種或兩種以上曲面形成而得到的組合面。進一步的，所述的驅動活塞的一端設置有制動驅動面，所述的制動驅動面為包括 斜面在內的平面、或圓錐面、或圓弧面、或圓柱面、或球面、或由上述兩種或兩種以上曲面形 成而得到的組合面。進一步的，所述的制動箱體至少包括下述部件中的一種頂置式專用制動箱，專用制動搖臂，發(fā)動機的排氣搖臂，及發(fā)動機的閥橋。本實用新型的工作原理是當需要發(fā)動機從正常工作狀態(tài)轉換至發(fā)動機制動狀態(tài) 時，發(fā)動機制動控制機構開通供油，機油通過制動流體網路流到制動箱體內的流體通道。油 壓克服由回位彈簧和制動彈簧作用在驅動活塞或滾球上的載荷，將驅動活塞或滾球從水平 盲孔內向右推。使制動柱塞在豎直盲孔內向下伸出，發(fā)動機制動器從非操作位置變?yōu)椴僮?br> 4位置，實現(xiàn)發(fā)動機從正常工作狀態(tài)至發(fā)動機制動狀態(tài)的切換。當不需要發(fā)動機制動時，發(fā)動 機制動控制機構關閉泄油，驅動活塞或滾球不受油壓，在其回位彈簧的作用下向左移，驅動 活塞?？吭谒矫た椎淖蠖嗣嫔希苿又谥苿訌椈傻淖饔孟略谪Q直盲孔內向上縮回， 發(fā)動機制動器從操作位置回到非操作位置，與發(fā)動機正常運作分離。 本實用新型和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型不需采用液 壓制動控制閥，簡化了設計，降低了成本，減少了制動反應時間；不采用液體承受制動載荷， 沒有高油壓和高油溫引起的泄漏、變形和載荷波動，制動閥升不受油溫、油壓和空氣含量的 影響，制動閥升可獲得更小值，減小對發(fā)動機活塞與氣閥間隙的要求；同時本實用新型還可 與發(fā)動機集成為一體，從而減小發(fā)動機制動器的高度、體積和重量。

[0027]圖1是本實用新型的第--實施例處于“關”位時的示意圖。[0028]圖2是本實用新型的第--實施例處于“開，，位時的示意圖。[0029]圖3是本實用新型的第二二實施例處于“關”位時的示意圖。[0030]圖4是本實用新型的第二二實施例處于“開，，位時的示意圖。[0031]圖5是本實用新型的第三三實施例處于“關”位時的示意圖。[0032]圖6是本實用新型的第三三實施例處于“開，，位時的示意圖。[0033]圖7是本實用新型的第四實施例處于“關”位時的示意圖。[0034]圖8是本實用新型的第四實施例處于“開，，位時的示意圖。[0035]圖9是本實用新型的第四實施例的一個應用示意圖。[0036]圖10是本實用新型的第五實施例處于“關”位時的示意圖[0037]圖11是本實用新型的第五實施例處于“開”位時的示意圖[0038]圖12是本實用新型的第六實施例處于“關”位時的示意圖[0039]圖13是本實用新型的第六實施例處于“開”位時的示意圖
具體實施方式
實施例1 如圖1和圖2所示，本實用新型的固鏈式發(fā)動機制動裝置100，由一個制動箱體 2102、驅動機構和制動機構構成。制動箱體2102內設有相交的豎直盲孔190和水平盲孔 260，驅動機構包括驅動活塞164和滾球175，驅動活塞164與水平盲孔260形成流體密封， 所述的驅動活塞一端與所述的滾球相接觸，形成配合；制動機構包括制動柱塞160。驅動活 塞164和滾球175位于制動箱體2102的水平盲孔260內，平常由回位彈簧156推向左邊， ?？吭诨钊?60的端面246上，如圖1所示?；匚粡椈?56的一端位于驅動機構的滾球 175上，另一端位于彈簧座158上，彈簧座158由固定在制動箱體2102上的擋圈157定位， 彈簧座158上設有泄油孔168。制動柱塞160位于制動箱體2102的豎直盲孔190內，其上 端設置有制動過渡面126和制動受力面128。制動過渡面126為圓錐面。制動過渡126面 也可以是平面(包括臺階面和斜面)、圓弧面、圓柱面、球面、或由上述兩種或兩種以上曲面 形成而得到組合面。同樣，制動受力面128可以是平面(包括臺階面和斜面)、圓錐面、圓 弧面、圓柱面、球面、或由上述兩種或兩種以上曲面形成而得到組合面。制動柱塞160下端
5安裝有制動彈簧177的一端，制動彈簧的另一端由螺釘179固定在制動箱體2102上。在彈 簧177的作用下，制動柱塞160的制動過渡面126?？吭跐L球175的右下側面上，如圖1所
7J\ ο制動機構還包括制動柱塞160的止位機構，由固定在制動箱內的止位銷142和制 動柱塞160上的止位槽137構成。止位機構還可以采用臺階面等多種不同的方式。本實施例的工作過程是當需要發(fā)動機從正常工作狀態(tài)(圖1)轉換至發(fā)動機制動 狀態(tài)(圖2)時，發(fā)動機制動控制機構(圖中未示)開通供油，機油通過制動流體網路，包括 制動箱體2102內的流體通道214，流向固鏈式發(fā)動機制動裝置100的驅動機構。油壓克服 回位彈簧156的作用力，將驅動活塞164和滾球175向右推，滾球175壓迫制動柱塞160上 端的制動過渡面126，克服制動彈簧177的載荷，將制動柱塞160從豎直盲孔190內向下推， 從非操作位置變?yōu)椴僮魑恢?。與此同時，滾球175從制動柱塞160上端的制動過渡面126 移到了制動受力面128 (圖2)。當不需要發(fā)動機制動時，發(fā)動機制動控制機構關閉泄油，驅動活塞164和滾球175 不受油壓的作用，在回位彈簧156的作用下向左移，?？吭谒矫た?60的左端面246上。 制動柱塞160在制動彈簧177的作用下在豎直盲孔190內向上縮，上端的制動過渡面126 停靠在滾球175的右下側面，回到非操作位置(圖1)，與發(fā)動機正常運作分離。實施例2 如圖3和圖4所示，本實施例是在實施1基礎上的改進，具體的將實施1中的驅動 活塞164和滾球175集成為一體。驅動活塞164的左邊部分為導向與密封的活塞，右邊部 分的驅動面為球面163 (也可以是錐面等)。實施例3 如圖5和圖6所示，本實施例也是在實施例1基礎上的改進，與實施例1相比，本 實施例取消了驅動活塞，增加了回位活塞162，與水平盲孔260形成流體密封，回位活塞162 上設有減壓與泄流孔122和168 (也可以是一個錐形的組合孔)?；匚换钊?62與回位彈簧 156組合作用，回位彈簧156將回位活塞162頂靠在滾球175上，壓住減壓孔122，保證滾球 175始終靠緊回位活塞162。本實施例的工作過程是當需要發(fā)動機從正常工作狀態(tài)(如圖5所示)轉換至發(fā) 動機制動狀態(tài)(如圖6所示)時，發(fā)動機制動控制機構(圖中未示)開通供油，機油通過制 動流體網路，包括制動箱體2102內的流體通道214，流向制動器100的驅動機構。油壓克服 回位彈簧156的作用力，首先推動滾球175。與此同時，油流流過滾球(通過球與孔之間的 間隙或軸向油槽，圖中未畫出)，油壓克服制動彈簧177的載荷，將制動柱塞160從豎直盲 孔190內向下推，制動柱塞160下移的最大沖程由止位機構(止位銷142和止位槽137)決 定。滾球175壓靠在回位活塞162上，一起向右移，直到回位活塞162?？吭趶椈勺?58上 為止。此時，滾球175移到了制動柱塞160上端的制動作用面128上。而制動柱塞160也 向下移到了如圖6所示的操作位置。當不需要發(fā)動機制動時，發(fā)動機制動控制機構關閉泄油，回位活塞162和滾球175 不受油壓的作用，在回位彈簧156的作用下向左移，?？吭谒矫た?60的左端面246上。 制動柱塞160在制動彈簧177的作用下在豎直盲孔190內向上移，上端的制動過渡面126 ?？吭跐L球175的右下側面，回到非操作位置(圖5)，與發(fā)動機正常運作分離。
6[0051]實施例4:如圖7、圖8和圖9所示，本實施例與實施例3相比，本實施例只增加了制動閥隙調 節(jié)螺釘1102，由鎖緊螺母1052固定在制動箱2102上。本實施例的工作原理與實施例3相 似。圖9是本實施例的一個應用舉例示意圖。發(fā)動機制動器100的制動箱體2102為 一專用制動搖臂，是制動專用排氣閥致動器2002的一部分。制動專用排氣閥致動器2002 還包括制動凸輪2302、凸輪從動輪2352和制動彈簧1982，制動凸輪2302只含有位于內基 圓2252上的小凸臺232和233，用于發(fā)動機制動。發(fā)動機排氣閥的正常運作由發(fā)動機排氣閥系或閥門致動器200驅動產生。排氣 閥系200有很多部件，包括凸輪230，凸輪從動輪235，搖臂210，閥橋400，和排氣閥300。排 氣閥300由發(fā)動機氣閥彈簧310偏置在發(fā)動機缸體500的閥座320上，阻止氣體在發(fā)動機 汽缸和排氣管600之間流動。搖臂210搖動式地安裝在搖臂軸205上，將凸輪230的運動， 傳遞給排氣閥300，使其周期性地開閉。排氣閥系還可能有其他部件，如閥隙調節(jié)螺釘和象 足墊等，因為簡要起見在此省約。凸輪230在內基圓225以上有一大凸臺220，產生主閥升 曲線，用于正常的發(fā)動機運作。當需要發(fā)動機從正常工作狀態(tài)轉換至發(fā)動機制動狀態(tài)時，發(fā)動機制動控制機構 (圖中未示)開通供油，機油通過制動流體網路，包括搖臂軸內的流體通道211、徑向孔212 和搖臂內的流體通道214，流向制動器100。油壓先、后克服制動柱塞160上的制動彈簧177 和回位彈簧156的載荷，將滾球175連同回位活塞162 —起向右推。制動柱塞160從縮回 位置(如圖7所示)變?yōu)樯斐鑫恢?如圖8所示)。制動柱塞的沖程消除了制動柱塞160 和制動頂桿116之間的間隙132 (如圖9所示)，制動凸輪2302的小凸臺232和233所產生 的運動通過搖臂2102、制動閥隙調節(jié)螺釘1102、滾球175、制動柱塞160和制動頂桿116傳 遞到排氣閥3001，產生發(fā)動機制動。當不需要發(fā)動機制動時，發(fā)動機制動控制機構關閉泄油，滾球175和回位活塞162 不受油壓，在回位彈簧156的作用下向左移，滾球175停靠在水平盲孔260的端面246 (圖 7)，制動柱塞160在豎直盲孔190內向上縮回到非操作位置，與制動頂桿116之間形成間隙 132 (如圖9所示)，使得制動器100與發(fā)動機正常運作分離。發(fā)動機制動器100的制動箱體2102除了專用制動搖臂之外，還可以是頂置式的專 用制動箱，發(fā)動機的排氣搖臂和發(fā)動機的閥橋。實施例5 如圖10和圖11所示，本實施例是在實施例3基礎上的改進，將驅動活塞與滾球和 回位活塞集成為一體，驅動活塞164的右邊部分為導向與密封的活塞，其與水平盲孔液密 封連接，左邊部分的驅動面為球面(也可以是平面(包括臺階面、斜面)、圓錐面、圓弧面、圓 柱面、或由上述兩種或兩種以上曲面形成而得到組合面)，中部為球面163，也可以是錐面。 本實施例的工作原理與實施例3相似，在此不再細說。實施例6 如圖12和圖13所示，本實施例與實施例3相比，增加了一個回位彈簧166，回位 彈簧166的一端作用在制動箱體2102上，另一端作用在驅動機構的滾球175上?；匚粡椈?166的載荷小于回位彈簧156的載荷，這樣當沒有油壓時，滾球175由于回位彈簧156的載
7荷大于另一個回位彈簧166，而?？坑谒矫た?60左端的臺階246上；與此同時，回位活 塞162上沒有減壓與泄流孔。本實施例的工作原理與實施例3大致相同，在此不再細說。 上述說明包含了很多具體的實施方式，這不應該被視為對本實用新型范圍的限 制，而是作為代表本實用新型的一些具體例證，許多其他演變都有可能從中產生。舉例來 說，這里顯示的回位彈簧和制動彈簧可以是圓柱型、葉片型和波型等多種形式，也可以安裝 或定位在不同的地方。此外，制動活塞的止位機構也可以是其它形式。因此，本實用新型 的范圍不應由上述的具體例證來決定，而是由所附屬的權力要求及其法律相當?shù)臋嗔頉Q 定。
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權利要求一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，包括制動箱體、驅動機構和制動機構，其特征在于所述的制動箱體內設置有一個豎直盲孔和一個水平盲孔，所述的豎直盲孔與所述的水平盲孔垂直相交，所述的驅動機構包括有一個滾球或一個驅動活塞、或者是一個滾球和一個驅動活塞的組合，所述的制動機構包括有一個制動柱塞，所述的滾球或驅動活塞、或者滾球和驅動活塞的組合設置在水平盲孔內，所述的制動柱塞設置在豎直盲孔內，制動箱體內設置有流體通道，所述的流體通道與水平盲孔的入口連通，滾球或驅動活塞的外徑、或者滾球和驅動活塞的組合的外徑與水平盲孔的內徑相配合，制動柱塞在豎直盲孔內具有一個上極限位置和一個下極限位置，制動柱塞在上極限位置時，制動柱塞的頂端進入到水平盲孔內，制動柱塞在下極限位置時，制動柱塞的頂端脫離水平盲孔。
2.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的驅動機構中 包括有一個回位彈簧，所述的回位彈簧的一端作用在所述的制動箱體上，回位彈簧的另一 端作用在所述的驅動活塞、或者滾球和驅動活塞的組合上。
3.如權利要求2所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的驅動機構中 包括有一個回位活塞，所述的回位活塞設置在所述的水平盲孔內，回位活塞由所述的回位 彈簧壓靠在所述的滾球上。
4.如權利要求3所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的回位活塞上 設置有減壓與泄流孔，所述的減壓與泄流孔將水平盲孔內腔與制動箱體外側空間連通。
5.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的驅動機構中 包括有兩個回位彈簧，所述的兩個回位彈簧均設置在水平盲孔內，兩個回位彈簧分別位于 所述的滾球的兩側。
6.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的豎直盲孔內 設置有一個制動彈簧，所述的制動彈簧設置在制動柱塞的下端與制動箱體之間。
7.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動柱塞與 所述的豎直盲孔之間設置有止位機構。
8.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動柱塞的 上端設置有制動過渡面和制動受力面，所述的制動過渡面和制動受力面為包括臺階面和斜 面在內的平面、或圓錐面、或圓弧面、或圓柱面、或球面、或由上述兩種或兩種以上曲面形成 而得到的組合面。
9.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的驅動活塞的 一端設置有制動驅動面，所述的制動驅動面為包括斜面在內的平面、或圓錐面、或圓弧面、 或圓柱面、或球面、或由上述兩種或兩種以上曲面形成而得到的組合面。
10.如權利要求1所述的一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動箱體至 少包括下述部件中的一種.1.頂置式專用制動箱，.2.專用制動搖臂，.3.發(fā)動機的排氣搖臂，及.4.發(fā)動機的閥橋。
專利摘要一種固鏈式發(fā)動機制動裝置，包括制動箱體、驅動機構和制動機構，制動箱體內設置有豎直盲孔和水平盲孔，豎直盲孔與水平盲孔相交，水平盲孔內設有驅動機構，制動機構包括制動柱塞，豎直盲孔內設置有制動柱塞，制動柱塞與豎直盲孔之間為液密封連接，制動箱體內設置有流體通道將水平盲孔與機油流體網絡相連。本實用新型不需采用液壓制動控制閥，簡化了設計，降低了成本，減少了制動反應時間；不采用液體承受制動載荷，沒有高油壓和高油溫引起的泄漏、變形和載荷波動，制動閥升不受油溫、油壓和空氣含量的影響，制動閥升可獲得更小值，減小對發(fā)動機活塞與氣閥間隙的要求；同時本裝置還可與發(fā)動機集成為一體，從而減小發(fā)動機制動器的高度、體積和重量。
文檔編號F02D13/04GK201751554SQ20102020815
公開日2011年2月23日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者奚勇, 楊洲, 柯恩九 申請人:上海尤順汽車部件有限公司