專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)排氣門液壓控制裝置，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，適用于不具備噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置是車輛制動(dòng)的一種輔助裝置。當(dāng)車輛不需制動(dòng)減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)為正常的做功工作模式；當(dāng)車輛需要制動(dòng)減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)工作模式，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)于空氣壓縮機(jī)，吸收來至車輛的運(yùn)動(dòng)能量，達(dá)到阻止車輛運(yùn)動(dòng)的目的。其可顯著地減少車輛主制動(dòng)器(傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)器)的磨損，提高使用壽命，并可增強(qiáng)車輛的運(yùn)行安全性，特別是車輛重載下坡時(shí)的安全性。
一般地講，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器力求設(shè)計(jì)簡單、工作可靠，而且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)本身零部件要求作最小的改變，以求安裝和改裝簡單。對(duì)于一臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)已確定的發(fā)動(dòng)機(jī)來講，當(dāng)其轉(zhuǎn)為制動(dòng)工作模式后，存在一理論的最大制動(dòng)馬力。發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)馬力必接近這一理論值，當(dāng)然也不能超越發(fā)動(dòng)機(jī)本身的標(biāo)定值，否則會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛的傳動(dòng)系產(chǎn)生危害。在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的液壓系統(tǒng)內(nèi)部不能有空氣存在，空氣的彈性模量小、可壓縮量大，空氣的存在會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的各運(yùn)動(dòng)件帶來影響，造成運(yùn)動(dòng)的不及時(shí)、不準(zhǔn)確。
美國康明斯公司在1965年完成了這一基本的設(shè)計(jì)并獲得了美國專利(專利號(hào)3220392)。3220392專利使用了一套包含主動(dòng)活塞和從動(dòng)活塞等零部件的液壓機(jī)構(gòu)，主動(dòng)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程上止點(diǎn)前一定時(shí)刻產(chǎn)生高壓油，具有能量的高壓油通過輸油通道驅(qū)動(dòng)從動(dòng)活塞打開排氣門，從而釋放掉發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的高壓空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)在做功行程中得不到膨脹能量，以此來達(dá)到吸收能量和對(duì)車輛進(jìn)行緩速制動(dòng)的目的。主動(dòng)活塞由凸輪軸驅(qū)動(dòng)的推桿(可以是進(jìn)氣門推桿或排氣門推桿或噴油器推桿，最佳為噴油器推桿)來驅(qū)動(dòng)。車輛需制動(dòng)減速時(shí)，可選擇一缸或多缸轉(zhuǎn)換為制動(dòng)模式。
對(duì)于泵噴嘴結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)，每缸不但具有進(jìn)、排氣門驅(qū)動(dòng)凸輪，還具有第三凸輪，即用來驅(qū)動(dòng)噴油器推桿的噴油凸輪，這類發(fā)動(dòng)機(jī)通常稱為三凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。采用噴油器凸輪來作為主動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)源是非常合適的。我們知道，對(duì)于壓燃式柴油機(jī)，其噴油持續(xù)角為25-30°曲軸轉(zhuǎn)角以內(nèi)，結(jié)束于壓縮上止點(diǎn)后一非常短的時(shí)間內(nèi)。利用噴油器凸輪推動(dòng)的推桿來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的主動(dòng)活塞，就可使制動(dòng)器的主動(dòng)活塞在壓縮上止點(diǎn)前25-30°曲軸轉(zhuǎn)角的位置開始推開排氣門，并在壓縮上止點(diǎn)后 定時(shí)刻使排氣門達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的開度。
從現(xiàn)有技術(shù)來看，具備噴油凸輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)器，在其結(jié)構(gòu)的簡單性和發(fā)出的制動(dòng)馬力與理論值的接近性這兩點(diǎn)上，是其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器無法相比的，并且這類制動(dòng)器具有理想的排氣正時(shí)(制動(dòng)時(shí)排氣門的開啟時(shí)刻)和排氣門開啟速率。因此其具有良好的制動(dòng)效果。
許多壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃油噴射系統(tǒng)不是由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng)的，而是采用諸如波許燃油系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子分配燃油系統(tǒng)、高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)等，同時(shí)對(duì)于火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸上同樣也不具備噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪。這類發(fā)動(dòng)機(jī)通常稱為雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于這類發(fā)動(dòng)機(jī)，可以采用非本缸的進(jìn)氣門、排氣門推桿或凸輪來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器，如美國4485780專利所公開的結(jié)構(gòu)就適用于此類發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)、排氣門凸輪所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是相似的，但很明顯的不同于噴油器凸輪。一般情況下，進(jìn)、排氣門從其關(guān)閉位置到全開位置，需要90°曲軸轉(zhuǎn)角以上，而噴油凸輪為25-30°曲軸轉(zhuǎn)角，這就使得制動(dòng)時(shí)排氣門的開啟過程太長太緩慢。另外，排氣門推桿的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于制動(dòng)器的要求來講開始得太早，無法達(dá)到制動(dòng)器要求的最佳運(yùn)動(dòng)時(shí)刻一即最佳排氣正時(shí)。美國4485780專利通過增加工作間隙來推遲排氣門的開啟時(shí)刻，和通過增加一個(gè)由一合適的進(jìn)氣門推桿驅(qū)動(dòng)的第二主動(dòng)活塞來增大排氣門的開啟速率，即縮短開啟過程，使開啟時(shí)刻在壓縮上止點(diǎn)前55°曲軸轉(zhuǎn)角位置、開啟過程持續(xù)80°曲軸轉(zhuǎn)角左右。
用進(jìn)、排氣門推桿或凸輪來直接驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)也能發(fā)出制動(dòng)馬力，但該制動(dòng)馬力大大小于用噴油器推桿或凸輪驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器所發(fā)出的制動(dòng)馬力。此類制動(dòng)器不具備理想的排氣正時(shí)和排氣門開啟速率。
美國專利RE33052公開了一種改進(jìn)的用進(jìn)、排氣門推桿或凸輪驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)同樣采用進(jìn)、排氣門推桿或凸輪來驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器，但其將進(jìn)、排氣門推桿或凸輪的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換后，再用于驅(qū)動(dòng)排氣門，使發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)排氣門的開啟速率與進(jìn)、排氣門凸輪的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。該專利典型的采用了一個(gè)儲(chǔ)壓室，利用發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的彈性模量來暫時(shí)儲(chǔ)備進(jìn)氣門推桿所驅(qū)動(dòng)的第二主動(dòng)活塞產(chǎn)生的高壓油，排氣門推桿驅(qū)動(dòng)的第一主動(dòng)活塞不但也產(chǎn)生高壓油，同時(shí)在一預(yù)先設(shè)計(jì)的合適時(shí)刻頂開一個(gè)觸發(fā)單向閥，使儲(chǔ)備的高壓油迅速供給從動(dòng)活塞，從而推開排氣門進(jìn)行排氣制動(dòng)，使排氣門的開啟運(yùn)動(dòng)接近理想的制動(dòng)要求。該專利所公開的結(jié)構(gòu)中，并未說明如何排出液壓管路系統(tǒng)中存在的空氣，也未說明如何調(diào)整第一主動(dòng)活塞的安裝位置。第一主動(dòng)活塞控制著觸發(fā)單向閥的開啟時(shí)刻，而第一主動(dòng)活塞典型的是靠非本缸的排氣門搖臂上的氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘推動(dòng)的。調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢米兓艽?，其位置受凸輪軸座孔、凸輪軸、挺桿、推桿、氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓罾鄯e的影響。這就使制動(dòng)器的排氣門開啟時(shí)刻在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化，造成這類制動(dòng)器具有理想的排氣門開啟速率，但其排氣正時(shí)卻受加工誤差的影響。
在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)中，如美國3320392、4485780、RE33052專利所公開的結(jié)構(gòu)，都未提及如何消除制動(dòng)器液壓管路內(nèi)部存在的空氣的問題。這些結(jié)構(gòu)中的液壓介質(zhì)都是在液壓管路中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓介質(zhì)得不到更新，每一工作循環(huán)只補(bǔ)充被泄漏掉的液壓介質(zhì)。制動(dòng)器裝配完后，其內(nèi)部的液壓管路中，難免會(huì)存在部分空氣；發(fā)動(dòng)機(jī)向制動(dòng)器提供的潤滑油中，有時(shí)也難免存在空氣泡。當(dāng)一定量的空氣進(jìn)入制動(dòng)器的液壓管路中時(shí)，由于空氣的可壓縮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于潤滑油(潤滑油可近似的當(dāng)作不可壓縮介質(zhì))，而主動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)行程是預(yù)先確定的，這就導(dǎo)致所建立的液壓壓力達(dá)不到預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)值，使制動(dòng)器的動(dòng)作失效——各從動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確、不及時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目是解決發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器內(nèi)部存在的空氣給制動(dòng)器帶來影響這一問題，使發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器能迅速消除液壓管路中業(yè)也存在的空氣；同時(shí)，通過改進(jìn)排氣門的開啟控制方式，來解決制動(dòng)器的排氣正時(shí)、排氣門開啟速率，讓發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器發(fā)出的制動(dòng)馬力接近或超過由噴油器推桿或凸輪所驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器所發(fā)出的制動(dòng)馬力。
實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，包括電磁閥、控制閥，還具有兩個(gè)主動(dòng)活塞和一個(gè)從動(dòng)活塞的液壓裝置，其工作介質(zhì)是從發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油，第一主動(dòng)活塞由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)排氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件驅(qū)動(dòng)，第二主動(dòng)活塞由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)進(jìn)氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件驅(qū)動(dòng)；還包含有一儲(chǔ)壓器，儲(chǔ)壓器由儲(chǔ)壓腔、儲(chǔ)壓活塞、儲(chǔ)壓彈簧組成；儲(chǔ)壓器通過儲(chǔ)壓單向閥與第一、第二主動(dòng)液壓腔以流體管路相通，并且和第一主動(dòng)活塞上的供油環(huán)槽以流體管路連通非本缸的從動(dòng)液壓腔；第一主動(dòng)活塞可在第一主動(dòng)液壓腔中自由運(yùn)動(dòng)，并在第一回位彈簧的作用力下，壓在設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔中的第一卡環(huán)上；第一主動(dòng)活塞上設(shè)置周向的供油環(huán)槽和回油環(huán)槽，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)等距或非等距的回油環(huán)槽。第一驅(qū)動(dòng)活塞可在第一液壓腔中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片的作用力下壓在第一液壓腔的底部；在第一主動(dòng)液壓腔與第一液壓腔之間，設(shè)置有一球型單向閥，該單向閥被壓縮彈簧壓在油道的孔口上而密封；第一主動(dòng)液壓腔上設(shè)置有油道通至儲(chǔ)壓腔，并設(shè)置油道通至非本缸的從動(dòng)液壓腔；設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔上的油道與本缸的從動(dòng)液壓腔連通，并在其對(duì)準(zhǔn)的位置上設(shè)置通向發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池的油道；第一推桿驅(qū)動(dòng)搖臂和第一調(diào)節(jié)螺釘，第一驅(qū)動(dòng)活塞對(duì)準(zhǔn)第一調(diào)節(jié)螺釘；第二主動(dòng)活塞可在第二主動(dòng)液壓腔中自由運(yùn)動(dòng)，并在第二回位彈簧的作用力下，壓在設(shè)置在第二主動(dòng)液壓腔中的第二卡環(huán)上；第二驅(qū)動(dòng)活塞可在第二液壓腔中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片的作用力下壓在第二液壓腔的底部；在第二主動(dòng)液壓腔與第二液壓腔之間，設(shè)置有一球型單向閥，該單向閥被壓縮彈簧壓在油道的孔口上而密封；第一主動(dòng)液壓腔通過油道連通第二主動(dòng)液壓腔，儲(chǔ)壓腔通過球型單向閥連通所述油道。
第一驅(qū)動(dòng)活塞位于在第一主動(dòng)活塞上加工出來的液壓腔中，并用單向閥和第一主動(dòng)活塞上的油孔與第一主動(dòng)液壓腔連通。第一驅(qū)動(dòng)活塞由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)排氣門推桿驅(qū)動(dòng)。
第二驅(qū)動(dòng)活塞位于在第二主動(dòng)活塞上加工出來的液壓腔中，并用單向閥和第二主動(dòng)活塞上的油孔與第二主動(dòng)液壓腔連通。第二驅(qū)動(dòng)活塞由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)進(jìn)氣門推桿驅(qū)動(dòng)。
采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)，每一工作循環(huán)的液壓介質(zhì)都被排掉大部分量，使業(yè)已存在的空氣隨液壓介質(zhì)一起排出制動(dòng)器的液壓管路，并重新從發(fā)動(dòng)機(jī)獲取新的液壓介質(zhì)。同時(shí)，采用液壓雙活塞結(jié)構(gòu)的活塞來精確控制排氣正時(shí)和提供理想的開啟速率，讓排氣門的開啟時(shí)刻不受凸輪軸座孔、凸輪軸、挺桿、推桿、氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘公差累積的影響，并使排氣門的運(yùn)動(dòng)接近理想的運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型尤其適用于無噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)和火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，本實(shí)用新型也可用于泵噴嘴結(jié)構(gòu)的三凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖1現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。此結(jié)構(gòu)尤其適用于泵噴嘴結(jié)構(gòu)的三凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)；圖2圖1結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，排氣門的典型運(yùn)動(dòng)圖；圖3現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。此結(jié)構(gòu)適用于無噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)和火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)；圖4圖3結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，排氣門的典型運(yùn)動(dòng)圖；圖5現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖，為圖3結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的改進(jìn)型，適用于無噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)和火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)；圖6圖5結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，排氣門的典型運(yùn)動(dòng)圖；圖7本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理示意圖。其處于關(guān)閉狀態(tài)；圖8本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理示意圖。其處于制動(dòng)狀態(tài)；
圖9根據(jù)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理而變化的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理示意圖，其處于關(guān)閉狀態(tài)。
最佳實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖7所示，本實(shí)用新型直接安裝在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，是具有兩個(gè)主動(dòng)活塞和一個(gè)從動(dòng)活塞的液壓裝置，其工作介質(zhì)是從發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油。第一主動(dòng)活塞223由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)排氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件(典型的為氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘126)驅(qū)動(dòng)，第二主動(dòng)活塞233由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)進(jìn)氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件(典型的為氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘136)驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)主動(dòng)活塞產(chǎn)生的高壓油能在一精確的時(shí)刻迅速供給從動(dòng)活塞48，讓從動(dòng)活塞48驅(qū)動(dòng)與之關(guān)聯(lián)的排氣門76到一預(yù)先確定的開度，進(jìn)行一次壓縮排氣制動(dòng)。
本實(shí)用新型還包含有一儲(chǔ)壓器，儲(chǔ)壓器由儲(chǔ)壓腔245、儲(chǔ)壓活塞244、儲(chǔ)壓彈簧246組成。儲(chǔ)壓器借助一個(gè)儲(chǔ)壓單向閥241與第一、第二主動(dòng)液壓腔以流體管路相通，并借助第一主動(dòng)活塞223的供油環(huán)槽211以流體管路連通非本缸從動(dòng)液壓腔42。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)工作模式時(shí)，第二主動(dòng)活塞233在某一時(shí)刻預(yù)先泵送一定量的、具有一定壓力的潤滑油并通過儲(chǔ)壓單向閥241進(jìn)入儲(chǔ)壓器，泵送完畢后，所述活塞在凸輪的控制下返回并重新從發(fā)動(dòng)機(jī)吸取低壓的潤滑油進(jìn)入該活塞所處的液壓腔。經(jīng)過一定時(shí)間后，第一主動(dòng)活塞223也開始泵送一定量的潤滑油通過儲(chǔ)壓單向閥241進(jìn)入儲(chǔ)壓器，使儲(chǔ)壓器所儲(chǔ)存的潤滑油壓力繼續(xù)升高，達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的壓力值，當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)活塞223在泵送潤滑油過程中的某一時(shí)刻，設(shè)置在所述活塞上的供油環(huán)槽211與設(shè)置在所述活塞所處的液壓腔上的供油孔240連通，此時(shí)儲(chǔ)存在儲(chǔ)壓器中的具有一定壓力的和一定量的潤滑油便流入非本缸的從動(dòng)液壓腔42，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)活塞48打開非本缸的排氣門76進(jìn)行制動(dòng)排氣；當(dāng)與排氣門76關(guān)聯(lián)的主動(dòng)活塞223′上設(shè)置的回油環(huán)槽212′將設(shè)置在所述活塞所處的液壓腔上的回油孔213′連通時(shí)，從動(dòng)液壓腔42中的潤滑油在從動(dòng)活塞回位彈簧50的作用下，流過回油孔、回油環(huán)槽進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油池中，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)完成一次壓縮排氣制動(dòng)過程。第一主動(dòng)活塞223由第一驅(qū)動(dòng)活塞221驅(qū)動(dòng)并通過一回位彈簧和一卡環(huán)定位于第一液壓腔中，第一驅(qū)動(dòng)活塞221位于在第一主動(dòng)活塞223加工出來的液壓腔229中，并用單向閥226和第一主動(dòng)活塞223上的油孔與第一主動(dòng)液壓腔228連通。第一主動(dòng)活塞223上的供油環(huán)槽211和回油環(huán)槽212可以預(yù)先進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)和加工控制，使排氣門的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻能得到精確的控制。由于采用單向的液壓結(jié)構(gòu)，第一驅(qū)動(dòng)活塞221能自動(dòng)適應(yīng)凸輪軸座孔、凸輪軸、挺桿、推桿、氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓钭兓⒃谥苿?dòng)器不工作時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)活塞221能在回位彈簧的作用下回位到設(shè)計(jì)的初始位置，脫離與驅(qū)動(dòng)源零件的接觸。第二主動(dòng)活塞233和第二驅(qū)動(dòng)活塞231的結(jié)構(gòu)與第一主動(dòng)活塞223、第一驅(qū)動(dòng)活塞221類似，但只泵送潤滑油，不參與排氣門的排氣正時(shí)控制。
為了更清楚的理解本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)原理，和明白本實(shí)用新型裝置的新穎性以及與其他公開的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相比的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)分析圖1。
圖1表示的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器，是典型的一種用同一缸的噴油器推桿驅(qū)動(dòng)本缸排氣門的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。殼體10安裝在缸蓋12上，殼體上裝配有完成制動(dòng)功能所需要的零件。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)通過油道14向一個(gè)三通電磁閥16供給潤滑油。油道18將電磁閥16與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池連通。油道20將電磁閥16和控制閥腔22連通。當(dāng)電磁閥16通電時(shí)，低壓的潤滑油流過油道14、電磁閥16、油道20而進(jìn)入控制閥腔22。當(dāng)電磁閥16斷電時(shí)，電磁閥將油道14截止的同時(shí)將油道20和油道18連通，此時(shí)，控制閥腔22中的潤滑油經(jīng)油道20、電磁閥16、油道18流回潤滑油池。一個(gè)二位置的控制閥24可在控制閥腔22中自由運(yùn)動(dòng)，并由壓縮彈簧26壓到控制閥腔22的底部?？刂崎y24上有一個(gè)軸向通孔28，該孔與一徑向通孔30相交叉，周向環(huán)槽32與徑向通孔30連通。球型單向閥34由壓縮彈簧38壓到位于軸向通孔28空口上的閥座36上。當(dāng)電磁閥通電后，低壓的潤滑油流入控制閥腔22，克服壓縮彈簧26的作用力后推動(dòng)控制閥24。油道40把控制閥腔22同位于殼體10中的從動(dòng)液壓腔42通過球型單向閥34、徑向通孔30、軸向通孔28、周向環(huán)槽32連通。當(dāng)周向環(huán)槽32與油道40連通時(shí)，潤滑油克服壓縮彈簧38的作用力而推開球型單向閥34，從而流進(jìn)油道40。
一個(gè)從動(dòng)活塞48可在從動(dòng)液壓腔42中自由運(yùn)動(dòng)，被一壓縮彈簧50壓到一個(gè)擰在殼體10上的調(diào)節(jié)螺釘52上，一顆鎖緊螺母54把調(diào)節(jié)螺釘52緊固在其調(diào)定的位置上。彈簧50的下端由一托架56支撐，托架56由卡環(huán)58固定在從動(dòng)液壓腔中。
主動(dòng)活塞60可在主動(dòng)液壓腔46中自由運(yùn)動(dòng)，并被一簧片62壓向從動(dòng)液壓腔42的底部。主動(dòng)活塞60的位置應(yīng)對(duì)準(zhǔn)搖臂66上的間隙調(diào)節(jié)螺釘64。搖臂66由推桿68驅(qū)動(dòng)。典型地，推桿68為發(fā)動(dòng)機(jī)本缸的噴油器推桿。
在車輛的運(yùn)行中，給電磁閥16通電，低壓的潤滑油便經(jīng)過油道14、油道20、流入控制閥腔22，推動(dòng)控制閥24離開控制閥腔22的底部，使周向環(huán)槽32對(duì)準(zhǔn)油道40。潤滑油便克服壓縮彈簧38的作用力而推開球型單向閥34，從而進(jìn)入油道40和油道44而流入從動(dòng)液壓腔42和主動(dòng)液壓腔46。克服簧片62的作用力推動(dòng)主動(dòng)活塞60離開主動(dòng)液壓腔46的底部，使其接觸到驅(qū)動(dòng)它的調(diào)節(jié)螺釘64。一旦調(diào)節(jié)螺釘64運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)后，主動(dòng)液壓腔46便注滿了潤滑油。當(dāng)推桿68驅(qū)動(dòng)主動(dòng)活塞60向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)活塞48便作相應(yīng)的向下運(yùn)動(dòng)并推開排氣門76。完成一次排氣制動(dòng)過程。
從此圖還可得知此類制動(dòng)器沒有設(shè)置專門的釋放通道來排泄每循環(huán)的工作介質(zhì)(潤滑油)，制動(dòng)器內(nèi)部的潤滑油是在各工作腔和連接油道中作反復(fù)的往返運(yùn)動(dòng)，每一工作循環(huán)只是由單向閥34補(bǔ)充從主動(dòng)活塞60、從動(dòng)活塞48以及控制閥24處泄漏掉的潤滑油。此泄漏量相對(duì)于制動(dòng)器內(nèi)部工作介質(zhì)的容積來說是極小的，不能設(shè)計(jì)得太大，否則會(huì)造成制動(dòng)器工作不正常。此泄漏量無法及時(shí)將內(nèi)部的空氣帶走。由此可見，一旦制動(dòng)器內(nèi)部混入了一定量的空氣，制動(dòng)器將無法正常工作，因空氣的可壓縮量大，而潤滑油可近似認(rèn)為不可壓縮。從采用此結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器產(chǎn)品說明書和操作手冊(cè)上可以印證此點(diǎn)，在美國CUMMINS公司的制動(dòng)器操作手冊(cè)上注有第一次使用或車輛長期停放后第一次使用制動(dòng)器時(shí)，需開關(guān)制動(dòng)器多次，以排出空氣。
圖2是圖1結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，排氣門的典型運(yùn)動(dòng)圖。由圖可見，發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸噴油推桿的運(yùn)動(dòng)大致開始于上止點(diǎn)前30°曲軸轉(zhuǎn)角。由于氣門組中通常安排有大約0.457mm的間隙用來消除氣門的熱膨脹(通過調(diào)節(jié)螺釘52實(shí)現(xiàn))，從動(dòng)活塞需越過這一間隙方可推動(dòng)排氣門，因此排氣門大約在上止點(diǎn)前25°曲軸轉(zhuǎn)角的位置開始開啟，并在剛剛越過上止點(diǎn)的時(shí)候達(dá)到最大的制動(dòng)開度。由于采用了噴油器凸輪來驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的主動(dòng)活塞，使得從動(dòng)活塞推動(dòng)排氣門的時(shí)刻和速率都有一較理想的數(shù)值，從而所產(chǎn)生的制動(dòng)馬力也很理想。
圖3表示無噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)或火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的早期結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看到該結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器與圖1所表示的制動(dòng)器具有同樣原理的電磁閥、控制閥、從動(dòng)活塞以及將這些零件連接起來的油道。但明顯不同的是具有兩個(gè)主動(dòng)活塞72和82，分別靠非本缸的進(jìn)、排氣門推桿80、90來驅(qū)動(dòng)。由于所應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸上沒有噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪，再加上該結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器將非本缸的進(jìn)、排氣門推桿80、90的運(yùn)動(dòng)通過油道中的潤滑油直接引導(dǎo)給從動(dòng)活塞，就導(dǎo)致采用該結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器的制動(dòng)效果不理想，無法和采用圖1結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器相比。此類制動(dòng)器與圖1結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器一樣，也存在無法消除空氣的影響問題。
現(xiàn)分析圖4，圖4表示采用圖3結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器，其排氣門在制動(dòng)排氣時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況?？梢钥闯鰪膭?dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于圖2所示的來說開始得太早，并且其開啟速率也低。這兩點(diǎn)對(duì)制動(dòng)排氣是不利的。雖然其將氣門組間隙從0.457mm增大到1.778mm來推遲排氣門制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)——推遲開啟時(shí)刻、提高開啟速率，以建立起更高的氣缸壓力，但其產(chǎn)生的制動(dòng)馬力還是小于噴油器凸輪驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器。
圖5為圖3結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的改進(jìn)型。雖然是在圖3所示的技術(shù)上進(jìn)步而來，卻明顯比圖3的制動(dòng)器的性能優(yōu)越，但同樣也無法消除空氣的影響。結(jié)構(gòu)上與圖1所示意的制動(dòng)器相比，具有同樣的電磁閥、控制閥、從動(dòng)活塞等附屬結(jié)構(gòu)，不同的是驅(qū)動(dòng)源不同圖1所示制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)源典型的采用噴油器凸輪，圖5所示制動(dòng)器采用非本缸的進(jìn)、排氣門的驅(qū)動(dòng)凸輪作驅(qū)動(dòng)源。與圖3所示的制動(dòng)器相比，其電磁閥、控制閥、從動(dòng)活塞等附屬結(jié)構(gòu)相同，驅(qū)動(dòng)源也同樣采用進(jìn)、排氣門的驅(qū)動(dòng)凸輪，但圖3所示的制動(dòng)器是將驅(qū)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)直接導(dǎo)給從動(dòng)活塞，而圖5所示制動(dòng)器卻將此驅(qū)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換后，再導(dǎo)給從動(dòng)活塞，使得從動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與采用噴油器凸輪作驅(qū)動(dòng)源的制動(dòng)器相仿。
現(xiàn)來分析圖5所示制動(dòng)的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的電磁閥、控制閥這里就不再分析，其與前面所述相同。電磁閥通電后發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油便經(jīng)過電磁閥、控制閥進(jìn)入油道44，克服壓縮彈簧162的作用力后推開觸發(fā)單向閥160進(jìn)入油道164、170、174，并克服簧片129的作用力推動(dòng)第一主動(dòng)活塞130離開第一主動(dòng)液壓腔128去接觸由第一推桿122驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)螺釘126，并注滿第一主動(dòng)液壓腔128；此時(shí)油道中壓力很低，無法克服壓縮彈簧178的作用力，也就無法推動(dòng)第二單向閥182的驅(qū)動(dòng)活塞176，使得潤滑油克服簧片139的作用力推動(dòng)第二主動(dòng)活塞140離開第二主動(dòng)液壓腔138去接觸由第二推桿132驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)螺釘136，并注滿第二主動(dòng)液壓腔138。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)可知第二推桿132比第一推桿122先運(yùn)動(dòng)，它推動(dòng)第二主動(dòng)活塞迫使?jié)櫥土鬟^第二單向閥182，由于此時(shí)觸發(fā)推桿156已與觸發(fā)單向閥160脫離接觸，觸發(fā)單向閥160便在壓縮彈簧162的作用下落座密封，所述潤滑油便不能進(jìn)入油道44，只能流過油道152去推動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞146并進(jìn)入驅(qū)動(dòng)腔144。當(dāng)?shù)诙鲃?dòng)活塞140運(yùn)動(dòng)到其最高位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)它的第二推桿132隨后便往下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，由于油道174已具有一定的壓力，此壓力已能克服壓縮彈簧178的作用力，并驅(qū)動(dòng)第二單向閥182的驅(qū)動(dòng)活塞176使第二單向閥182落座密封，就使得第二主動(dòng)活塞140無法隨驅(qū)動(dòng)它的第二推桿132一起往下運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一定時(shí)間后，第一推桿122開始向上運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)第一主動(dòng)活塞130將第一主動(dòng)液壓腔中的潤滑油經(jīng)油道164送入驅(qū)動(dòng)腔144(此時(shí)第二單向閥182處于密封位置、觸發(fā)單向閥處于密封位置)，在第一主動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)到某一預(yù)先設(shè)計(jì)的位置時(shí)，與觸發(fā)推桿156接觸，所述推桿推開觸發(fā)單向閥160，儲(chǔ)存在驅(qū)動(dòng)腔144中一定量的、具有一定壓力的潤滑油便流過觸發(fā)單向閥160進(jìn)入油道44，并進(jìn)入從動(dòng)液壓腔42。從圖中可知驅(qū)動(dòng)腔中的潤滑油受兩個(gè)作用力1、彈簧148作用在儲(chǔ)壓活塞146上的的作用力；2、因儲(chǔ)壓腔142儲(chǔ)存的壓力而作用在儲(chǔ)壓活塞146上的的作用力。此時(shí)，如果潤滑油的壓力足夠大，便推動(dòng)從動(dòng)活塞48開啟排氣門74，進(jìn)行一次制動(dòng)排氣；如果潤滑油的壓力不足以推動(dòng)從動(dòng)活塞48開啟排氣門74，也就意味著儲(chǔ)壓腔142中儲(chǔ)存的壓力太低，潤滑油便推開第三單向閥186進(jìn)入油道188，去給儲(chǔ)壓腔142增壓，直到某一循環(huán)時(shí)儲(chǔ)壓腔142中的壓力足夠大。當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)到其最高點(diǎn)后，便開始下落回位，使得排氣門彈簧和從動(dòng)活塞回位彈簧50推動(dòng)從動(dòng)活塞回位，并把從動(dòng)液壓腔中的潤滑油送回油道170，當(dāng)油道174的壓力降到某一水平時(shí)，第二單向閥168打開，使?jié)櫥脱杆龠M(jìn)入第二主動(dòng)液壓腔并推動(dòng)第二主動(dòng)活塞接觸驅(qū)動(dòng)它的調(diào)節(jié)螺釘136。第一主動(dòng)活塞130在驅(qū)動(dòng)它的凸輪控制下繼續(xù)下行，直到最低點(diǎn)，并補(bǔ)充被泄漏掉的潤滑油。
此結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器也同樣面臨空氣的影響問題，因液壓工作介質(zhì)同樣是在制動(dòng)器內(nèi)部作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，制動(dòng)時(shí)，其排氣門開啟時(shí)刻也無法精確控制。主動(dòng)活塞130控制著觸發(fā)推桿156的運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)推桿156控制著觸發(fā)單向閥160的開啟時(shí)刻。雖然觸發(fā)推桿156的位置是確定的，但主動(dòng)活塞130的位置卻受驅(qū)動(dòng)它的調(diào)節(jié)螺釘126的影響。也就是說，調(diào)節(jié)螺釘126的位置高，那么觸發(fā)時(shí)刻就早，位置低則晚。很顯然，調(diào)節(jié)螺釘126的位置誤差很大，是與其關(guān)聯(lián)的凸輪軸座孔、凸輪軸、挺桿、推桿和調(diào)節(jié)螺釘126的制造加工誤差累積。
圖6表示采用圖5方案的制動(dòng)器的具體測試曲線圖，橫坐標(biāo)是曲軸轉(zhuǎn)角位置，縱坐標(biāo)是壓力或運(yùn)動(dòng)距離。在這里，只分析發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸缸內(nèi)的壓力變化情況曲線114和第一缸排氣門在制動(dòng)期間的運(yùn)動(dòng)距離曲線118，以及第二缸排氣門的運(yùn)動(dòng)曲線108。由圖中的情況可看出采用該方案的制動(dòng)器具有與采用噴油器凸輪驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器同樣的理想排氣正時(shí)和排氣門開啟速率。發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，第一缸排氣門的開啟速率與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣凸輪運(yùn)動(dòng)完全無關(guān)，只是其開啟時(shí)刻受第二缸的排氣門的控制。從曲線118可看出，第一缸排氣門大約在壓縮上止點(diǎn)前25°曲軸轉(zhuǎn)角的位置開始開啟，并在壓縮上止點(diǎn)后大約5°曲軸轉(zhuǎn)角的位置達(dá)到其最大的制動(dòng)開度，這使得第一缸缸內(nèi)的壓縮氣體在壓縮上止點(diǎn)的位置已被釋放掉絕大部分，在隨后的膨脹行程中，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞得不到膨脹的能量。
前述典型的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，我們可以稱為機(jī)械液壓式發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器，以與那些采用電子、電力控制的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器區(qū)分。雖然二者結(jié)構(gòu)上有所不同，但原理都一樣，就是在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮上止點(diǎn)前一定時(shí)刻將排氣門打開，釋放掉氣缸內(nèi)在壓縮行程吸收了能量的高壓空氣，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在膨脹行程得不到能量，從而產(chǎn)生制動(dòng)馬力。本實(shí)用新型裝置屬于機(jī)械液壓式發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的一種，此類采用電子、電力控制的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器與本發(fā)明無關(guān)，就不敘述。我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門都是在凸輪的控制下進(jìn)行工作的，為了防止氣門關(guān)閉落座時(shí)對(duì)氣門座圈的機(jī)械沖擊而帶來相關(guān)損壞，凸輪上都設(shè)計(jì)有精密的緩沖段、加速段和減速段，而且整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)都是經(jīng)過嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，用來限制、優(yōu)化、控制、協(xié)調(diào)氣門的運(yùn)動(dòng)。從某種意義上來說，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器給排氣門增加的額外運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)給配氣機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)性帶來影響。為此，為了消除這種影響，機(jī)械液壓式發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器，都設(shè)計(jì)有從動(dòng)活塞回位彈簧50(參照?qǐng)D5)，設(shè)計(jì)此彈簧的目的是為制動(dòng)器內(nèi)部各運(yùn)動(dòng)件提供回位力；另外從動(dòng)活塞的回位都受主動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的限制，目的在于保證排氣門的落座完全處于凸輪緩沖段的控制之下。正是這一點(diǎn)，才導(dǎo)致制動(dòng)器內(nèi)部的工作介質(zhì)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，得不到大部分量的更新，每循環(huán)只補(bǔ)充更新被泄漏的工作介質(zhì)，從而使得空氣可能給制動(dòng)器帶來影響。
為此，本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，概括有1、原理上根本消除空氣的影響；2、精確控制排氣門制動(dòng)時(shí)的開啟時(shí)刻；具體地說，本實(shí)用新型采用每循環(huán)更新大部分量工作介質(zhì)的方法來從原理上消除空氣的影響。每循環(huán)大部分量工作介質(zhì)的更新，就意味著存在于制動(dòng)器內(nèi)部的空氣可以立即被排掉。采用液壓雙活塞結(jié)構(gòu)的活塞來控制排氣門制動(dòng)時(shí)的開啟時(shí)刻，主動(dòng)活塞精確地控制開啟時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)活塞自動(dòng)地適應(yīng)驅(qū)動(dòng)源零件的位置公差變化。
現(xiàn)在結(jié)合圖1、圖3、圖5所表示的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器來分析反映本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)的圖7、圖8。所有圖中的相同部件都采用相同的標(biāo)號(hào)，不同缸采用標(biāo)號(hào)帶“′”來表示。圖7表示本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于關(guān)閉位置，即電磁閥16不通電的位置，此時(shí)制動(dòng)器的所有運(yùn)動(dòng)件都和與之關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件脫離接觸，發(fā)動(dòng)機(jī)為正常的做功工作模式；圖8表示本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于接通位置，即電磁閥16通電的位置，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)為制動(dòng)工作模式。
殼體10安裝在缸蓋12上，殼體上裝配有完成制動(dòng)功能所需要的零件。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)通過油道14向一個(gè)三通電磁閥16供給潤滑油。油道18將電磁閥16與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池連通。油道20將電磁閥16和控制閥腔22連通。當(dāng)電磁閥16通電時(shí)，低壓的潤滑油流過油道14、電磁閥16、油道20而進(jìn)入控制閥腔22。當(dāng)電磁閥16斷電時(shí)，電磁閥將油道14截止的同時(shí)將油道20和油道18連通，此時(shí)，控制閥腔22中的潤滑油經(jīng)油道20、電磁閥16、油道18流回潤滑油池。一個(gè)二位置的控制閥24可在控制閥腔22中自由運(yùn)動(dòng)，并由壓縮彈簧26壓到控制閥腔22的底部?？刂崎y24上有一個(gè)軸向通孔28，該孔與一徑向通孔30相交叉，周向環(huán)槽32與徑向通孔30連通。球型單向閥34由壓縮彈簧38壓到位于軸向通孔28空口上的閥座36上。當(dāng)電磁閥通電后，低壓的潤滑油流入控制閥腔22，克服壓縮彈簧26的作用力后推動(dòng)控制閥24。油道40把控制閥腔22同位于殼體10中的從動(dòng)液壓腔42通過球型單向閥34、徑向通孔30、軸向通孔28、周向環(huán)槽3 2連通。當(dāng)周向環(huán)槽32與油道40連通時(shí)，潤滑油克服壓縮彈簧38的作用力而推開球型單向閥34，從而流進(jìn)油道40。
一個(gè)從動(dòng)活塞48可在從動(dòng)液壓腔42中自由運(yùn)動(dòng)，被一彈簧50壓到一個(gè)擰在殼體10上的調(diào)節(jié)螺釘52上，一顆鎖緊螺母54把調(diào)節(jié)螺釘52緊固在其調(diào)定的位置上。彈簧50的下端由一托架56支承，托架56由卡環(huán)58固定于從動(dòng)液壓腔42中。從動(dòng)活塞48的下端可與排氣門壓板70接觸，所述壓板與排氣門76保持接觸，向下推動(dòng)壓板70，克服氣門彈簧78的作用力后便可打開排氣門76。
一個(gè)儲(chǔ)壓活塞244可在儲(chǔ)壓腔245中自由運(yùn)動(dòng)，并被一儲(chǔ)壓彈簧246壓在儲(chǔ)壓腔245的底部。
第一主動(dòng)活塞223可在第一主動(dòng)液壓腔228中自由運(yùn)動(dòng)，并在第一回位彈簧227的作用力下，壓在設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔228中的第一卡環(huán)222上。第一主動(dòng)活塞223上設(shè)置周向的供油環(huán)槽211和回油環(huán)槽212。第一驅(qū)動(dòng)活塞221可在第一液壓腔229中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片129的輕微作用力下壓在第一液壓腔229的底部。在第一主動(dòng)液壓腔228與第一液壓腔229之間，設(shè)置有一球型單向閥226，該單向閥被壓縮彈簧224壓在油道225的孔口上而密封。第一主動(dòng)液壓腔228上設(shè)置有油道240通至儲(chǔ)壓腔245，并設(shè)置油道44通至從動(dòng)液壓腔42，油道240對(duì)準(zhǔn)油道44。油道44和設(shè)置在非本缸第一主動(dòng)液壓腔228′上的油道213′連通，油道213′對(duì)準(zhǔn)油道210′，油道210′和發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池(圖中未畫出)連通。設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔228上的油道213與本缸的從動(dòng)腔(圖中未畫出)連通，并在其對(duì)準(zhǔn)的位置上設(shè)置通向發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池(圖中未畫出)的油道210。第一推桿122驅(qū)動(dòng)搖臂124和第一調(diào)節(jié)螺釘126，第一驅(qū)動(dòng)活塞221應(yīng)對(duì)準(zhǔn)第一調(diào)節(jié)螺釘126。
第二主動(dòng)活塞233可在第二主動(dòng)液壓腔238中自由運(yùn)動(dòng)，并在第二回位彈簧237的作用力下，壓在設(shè)置在第二主動(dòng)液壓腔238中的第二卡環(huán)232上。第二驅(qū)動(dòng)活塞231可在第二液壓腔239中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片139的輕微作用力下壓在第二液壓腔239的底部。在第二主動(dòng)液壓腔238與第二液壓腔239之間，設(shè)置有一球型單向閥236，該單向閥被壓縮彈簧234壓在油道235的孔口上而密封。
第一主動(dòng)液壓腔228通過油道250連通第二主動(dòng)液壓腔238，油道250與油道40連通，儲(chǔ)壓腔245通過球型單向閥241連通油道251，油道251與油道250連通。
在一臺(tái)典型的、發(fā)火順序?yàn)?、5、3、6、2、4的四行程發(fā)動(dòng)機(jī)上，根據(jù)其配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，現(xiàn)在假定排氣門76為發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸的排氣門，那么第一推桿122和第二推桿132可按表1來選擇。
表1

為了描述的簡便，現(xiàn)參照方案A來描述本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)裝置的工作情況，即76為發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸排氣門、122′為發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸排氣門推桿、122為發(fā)動(dòng)機(jī)第二缸排氣門推桿、132發(fā)動(dòng)機(jī)第二缸進(jìn)氣門推桿。
如已指出的，圖7表示本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)裝置處于關(guān)閉位置，即由圖8所示接通位置轉(zhuǎn)換為關(guān)閉位置，此時(shí)電磁閥16不通電而處于關(guān)閉的位置，控制閥落座而將油道40與發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油池連通，導(dǎo)致主動(dòng)液壓腔228、238和油道250中無正常的油壓。雖然此時(shí)第一驅(qū)動(dòng)活塞221在第二缸排氣門推桿的驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)活塞223運(yùn)動(dòng)，但卻無法向儲(chǔ)壓腔245提供高壓潤滑油。在每一循環(huán)的運(yùn)動(dòng)中，由于第一驅(qū)動(dòng)活塞221和第一主動(dòng)活塞223間存在一定量的泄漏，而且此泄漏量無法得到補(bǔ)充，就導(dǎo)致第一驅(qū)動(dòng)活塞221每一循環(huán)都往液壓腔229中收縮一點(diǎn)。經(jīng)過一定的循環(huán)后，第一驅(qū)動(dòng)活塞221最終脫離與第一調(diào)節(jié)螺釘126的接觸。第二驅(qū)動(dòng)活塞231與第一驅(qū)動(dòng)活塞221的情況相似，最終也與驅(qū)動(dòng)它的第二調(diào)節(jié)螺釘136脫離接觸。至此，制動(dòng)器的所有運(yùn)動(dòng)件都和與之關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件不接觸，發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的做功工作模式，不受制動(dòng)器的任何影響。
圖8表示本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器處于接通位置。給電磁閥16通電，低壓的潤滑油便經(jīng)過油道14、油道20、流入控制閥腔22，推動(dòng)控制閥24離開控制閥腔22的底部，使周向環(huán)槽32對(duì)準(zhǔn)油道40。潤滑油便克服壓縮彈簧38的作用力而推開球型單向閥34，從而進(jìn)入油道40和油道250，并充滿第一主動(dòng)液壓腔228和第二主動(dòng)液壓腔238。在克服彈簧224、234的作用力后推開球型單向閥226、236，進(jìn)入第一液壓腔229和第二液壓腔239中，克服簧片129、139的作用力后推動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)活塞221和第二驅(qū)動(dòng)活塞231向下伸出，并分別接觸到與之關(guān)聯(lián)的第一調(diào)節(jié)螺釘126和第二調(diào)節(jié)螺釘136。需說明的是，此時(shí)的潤滑油壓力不足以推動(dòng)儲(chǔ)壓活塞244。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)可知第二缸進(jìn)氣門推桿比第二缸排氣門推桿先運(yùn)動(dòng)。它推動(dòng)與之關(guān)聯(lián)的第二驅(qū)動(dòng)活塞231向上運(yùn)動(dòng)，由于單向閥236的密封作用，處于第二液壓腔239中的潤滑油無法外泄(實(shí)際存在一很小的泄漏量)，便帶動(dòng)第二主動(dòng)活塞233克服第二回位彈簧237的作用力后向上運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，單向閥34密封，第一主動(dòng)活塞223由于處于最下點(diǎn)位置而密封油道240，這就迫使?jié)櫥屯崎_單向閥241流過油道250、油道251，在克服儲(chǔ)壓彈簧246的作用力后推動(dòng)儲(chǔ)壓活塞244而進(jìn)入儲(chǔ)壓腔245中。第二缸進(jìn)氣門推桿運(yùn)動(dòng)到最上點(diǎn)后開始向下運(yùn)動(dòng)，第二主動(dòng)活塞233在第二回位彈簧237的作用下隨同向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，單向閥241在彈簧242和儲(chǔ)壓腔245中高壓潤滑油壓力的聯(lián)合作用下而密封，單向閥226也密封，潤滑油便推開單向閥34，流過油道40、油道250而進(jìn)入第二主動(dòng)腔238，直到第二主動(dòng)活塞231的下端接觸到第二卡環(huán)232。然后，潤滑油克服彈簧234和第二簧片139的聯(lián)合作用力，推開單向閥236進(jìn)入第二液壓腔239，并推動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)活塞231向下運(yùn)動(dòng)接觸到驅(qū)動(dòng)它的第二調(diào)節(jié)螺釘136，完成向第二液壓腔239補(bǔ)充被泄漏的潤滑油。經(jīng)過一定時(shí)間后，第二缸排氣門推桿開始向上運(yùn)動(dòng)，由于單向閥226的密封作用，處于第一液壓腔中的潤滑油無法外泄(實(shí)際存在一很小的泄漏量)，便帶動(dòng)第一主動(dòng)活塞223克服第一回位彈簧227的作用力后向上運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，單向閥34密封，第二主動(dòng)活塞233由于處于最下點(diǎn)位置而無法向下運(yùn)動(dòng)、第二驅(qū)動(dòng)活塞231下端已接觸到驅(qū)動(dòng)它的第二調(diào)節(jié)螺釘136，同樣無法向下運(yùn)動(dòng)，這就迫使?jié)櫥屯崎_單向閥241流過油道250、油道251，在克服儲(chǔ)壓彈簧246的作用力后推動(dòng)儲(chǔ)壓活塞244而進(jìn)入儲(chǔ)壓腔245中，繼續(xù)增高儲(chǔ)壓腔245中的潤滑油壓力。當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)活塞223運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，設(shè)置在所述活塞上的回油環(huán)槽212將油道213、油道210連通，這就將第二缸制動(dòng)器的從動(dòng)液壓腔(圖中未畫出)中的潤滑油泄掉，使處于所述液壓腔中的從動(dòng)活塞回位。又當(dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)活塞223運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，設(shè)置在所述活塞上的供油環(huán)槽211將油道240、油道44連通，從而使得儲(chǔ)存在儲(chǔ)壓腔245中的高壓潤滑油流過油道240、供油環(huán)槽211、油道44而進(jìn)入從動(dòng)液壓腔42。如果此時(shí)的壓力不足以推動(dòng)從動(dòng)活塞48，說明制動(dòng)器相關(guān)管路存在有空氣，潤滑油便保持到直到被排掉而排出空氣；如果壓力足夠高，便推動(dòng)從動(dòng)活塞48，進(jìn)而推動(dòng)壓板70克服氣門彈簧78的作用力，打開排氣門76進(jìn)行制動(dòng)排氣。排氣門76繼續(xù)向下開啟直到第一主動(dòng)活塞223向上運(yùn)動(dòng)到最高位置。然后第二缸排氣門推桿開始向下運(yùn)動(dòng)，雖然此時(shí)供油環(huán)槽211連通油道240和油道44，但單向閥241是密封的，從動(dòng)液壓腔42中的潤滑油不能進(jìn)入油道250，第二液壓腔239中的潤滑油由于單向閥236的密封也不能進(jìn)入油道250，只有控制閥腔22中的潤滑油可以推開單向閥34流過油道40和油道250，進(jìn)而進(jìn)入第一主動(dòng)液壓腔228，直到第一主動(dòng)活塞的下端接觸到第一卡環(huán)222，然后再推開單向閥226進(jìn)入第一液壓腔229，推動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)活塞221向下運(yùn)動(dòng)接觸到與之關(guān)聯(lián)的第一調(diào)節(jié)螺釘126，完成向第一液壓腔229補(bǔ)充被泄漏的潤滑油。當(dāng)?shù)谝桓着艢忾T推桿122′所驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)活塞223′運(yùn)動(dòng)到回油位置時(shí)，進(jìn)入從動(dòng)液壓腔42中的潤滑油便在從動(dòng)活塞回位彈簧50的作用下流過油道44、油道213′、回油環(huán)槽212′、油道210′而流回發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池。
需說明的是從開始供油點(diǎn)到第一主動(dòng)活塞223的最高位置，供油環(huán)槽211始終連通油道240和油道44；開始供油時(shí)刻(排氣正時(shí))和回油時(shí)刻可設(shè)計(jì)在同一時(shí)刻或一先一后，只要保證第一驅(qū)動(dòng)活塞處在最下點(diǎn)時(shí)，供油環(huán)槽和回油環(huán)槽不和任何油道連通。另外，回油環(huán)槽212′將油道213′、油道210′連通時(shí)，氣門壓板70應(yīng)與從動(dòng)活塞48脫離接觸，不能提前回油?；赜涂梢允菃未位赜突蚨啻位赜停苊黠@，如果采用多次回油可降低從動(dòng)活塞48對(duì)調(diào)節(jié)螺釘52的機(jī)械沖擊，設(shè)置一個(gè)回油環(huán)槽可實(shí)現(xiàn)單次回油或雙次回油，設(shè)置兩個(gè)回油環(huán)槽可實(shí)現(xiàn)雙次回油或四次回油，依此類推。
圖9表示本實(shí)用新型的一種變形結(jié)構(gòu)，其采用一觸發(fā)單向閥來給從動(dòng)活塞供油。在儲(chǔ)壓腔245和從動(dòng)腔42問，設(shè)置一球型單向閥252，所述單向閥被一壓縮彈簧254壓在密封帶253上而將油道240和油道44截?cái)?，只有?dāng)?shù)谝恢鲃?dòng)活塞223向上運(yùn)動(dòng)到排氣正時(shí)位置時(shí)，才接觸并推動(dòng)觸發(fā)挺桿251，從而推動(dòng)單向閥252打開，儲(chǔ)存在儲(chǔ)壓腔245中的高壓機(jī)油便流入從動(dòng)腔42，推動(dòng)從動(dòng)活塞48打開排氣門76進(jìn)行排氣制動(dòng)?？梢岳斫獾氖菆D9所示的機(jī)構(gòu)要比圖8、圖9所示的結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，圖7、圖8所示的結(jié)構(gòu)只是采用供油環(huán)槽和設(shè)置相應(yīng)的油孔便可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)供油，這比圖9所示結(jié)構(gòu)少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)件——球型單向閥252和觸發(fā)挺桿251。
通過前述對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理的描述，可以看出在本實(shí)用新型中，液壓管路中的工作介質(zhì)是單向流動(dòng)的，每一個(gè)工作循環(huán)的工作介質(zhì)都被大部分量的排掉并重新從發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)獲取新的工作介質(zhì)，這就使得業(yè)已存在于制動(dòng)器內(nèi)部管路中的空氣能夠迅速被排除。另外，制動(dòng)器的排氣正時(shí)可以得到精確的控制和保證，本發(fā)明裝置能自動(dòng)適應(yīng)驅(qū)動(dòng)源零件的制造誤差和磨損的變化，消除對(duì)排氣正時(shí)的影響。另外，只要合理設(shè)計(jì)儲(chǔ)壓彈簧246的參數(shù)，便能保證排氣門有一理想的制動(dòng)排氣開啟速率。并且，本實(shí)用新型裝置處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，其所有運(yùn)動(dòng)件都和與之關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件脫離接觸，發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的做功工作模式，不受制動(dòng)器的任何影響。
雖然本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)裝置是針對(duì)無噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)來進(jìn)行表述的，但本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)裝置同樣適用于帶噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪的三凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。而且，受本實(shí)用新型的每循環(huán)更新大部分量工作介質(zhì)方法的影響，可以對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改造，以自動(dòng)消除空氣帶來的影響。和用本實(shí)用新型所公布的自適應(yīng)公差變化的正時(shí)機(jī)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改造，以精確控制制動(dòng)時(shí)的排氣門開啟時(shí)刻。對(duì)于采用其他的發(fā)火順序的發(fā)動(dòng)機(jī)和V型發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明裝置同樣適用。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，包括電磁閥(16)和控制閥(24)，其特征在于包括具有兩個(gè)主動(dòng)活塞和一個(gè)從動(dòng)活塞的液壓裝置，其工作介質(zhì)是從發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油，第一主動(dòng)活塞(223)由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)排氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件驅(qū)動(dòng)，第二主動(dòng)活塞(233)由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)進(jìn)氣凸輪所驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)零件驅(qū)動(dòng)；還包含有一儲(chǔ)壓器，儲(chǔ)壓器由儲(chǔ)壓腔(245)、儲(chǔ)壓活塞(244)、儲(chǔ)壓彈簧(246)組成；儲(chǔ)壓器通過儲(chǔ)壓單向閥(241)與第一、第二主動(dòng)液壓腔(228、238)以流體管路相通，并且和第一主動(dòng)活塞(223)上的供油環(huán)槽(211)以流體管路連通非本缸的從動(dòng)液壓腔(42)；第一主動(dòng)活塞(223)可在第一主動(dòng)液壓腔(228)中自由運(yùn)動(dòng)，并在第一回位彈簧(227)的作用力下，壓在設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔(228)中的第一卡環(huán)(222)上；第一主動(dòng)活塞(223)上設(shè)置周向的供油環(huán)槽(211)和回油環(huán)槽(212)；第一驅(qū)動(dòng)活塞(221)可在第一液壓腔(229)中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片(129)的作用力下壓在第一液壓腔(229)的底部；在第一主動(dòng)液壓腔(228)與第一液壓腔(229)之間，設(shè)置有一球型單向閥(226)，該單向閥被壓縮彈簧(224)壓在油道(225)的孔口上而密封；第一主動(dòng)液壓腔(228)上設(shè)置有油道(240)通至儲(chǔ)壓腔(245)，并設(shè)置油道(44)通至非本缸的從動(dòng)液壓腔(42)，油道(44)對(duì)準(zhǔn)油道(240)；設(shè)置在第一主動(dòng)液壓腔(228)上的油道(213)與本缸的從動(dòng)液壓腔連通，并在其對(duì)準(zhǔn)的位置上設(shè)置通向發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油池的油道(210)；第一推桿(122)驅(qū)動(dòng)搖臂(124)和第一調(diào)節(jié)螺釘(126)，第一驅(qū)動(dòng)活塞(221)對(duì)準(zhǔn)第一調(diào)節(jié)螺釘(126)；第二主動(dòng)活塞(233)可在第二主動(dòng)液壓腔(238)中自由運(yùn)動(dòng)，并在第二回位彈簧(237)的作用力下，壓在設(shè)置在第二主動(dòng)液壓腔(238)中的第二卡環(huán)(232)上；第二驅(qū)動(dòng)活塞(231)可在第二液壓腔(239)中自由運(yùn)動(dòng)，并在簧片(139)的作用力下壓在第二液壓腔(239)的底部；在第二主動(dòng)液壓腔(238)與第二液壓腔(239)之間，設(shè)置有一球型單向閥(236)，該單向閥被壓縮彈簧(234)壓在油道(235)的孔口上而密封；第一主動(dòng)液壓腔(228)通過油道(250)連通第二主動(dòng)液壓腔(238)，油道(250)與油道(40)連通，儲(chǔ)壓腔(245)通過球型單向閥(241)連通油道(251)，油道(251)與油道(250)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，其特征在于第一驅(qū)動(dòng)活塞(221)位于在第一主動(dòng)活塞(223)上加工出來的液壓腔(229)中，并用單向閥(226)和第一主動(dòng)活塞(223)上的油孔(225)與第一主動(dòng)液壓腔(228)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，其特征在于第一驅(qū)動(dòng)活塞(221)由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)排氣門推桿驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，其特征在于第二驅(qū)動(dòng)活塞(231)位于在第二主動(dòng)活塞(233)上加工出來的液壓腔(239)中，并用單向閥(236)和第二主動(dòng)活塞(233)上的油孔(235)與第二主動(dòng)液壓腔(238)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，其特征在于第二驅(qū)動(dòng)活塞(231)由發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)進(jìn)氣門推桿驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，其特征在于在第一主動(dòng)活塞(223)上可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)等距或非等距的回油環(huán)槽(212)。
專利摘要一種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置，包括電磁閥、控制閥，還具有兩個(gè)主動(dòng)活塞和一個(gè)從動(dòng)活塞的液壓裝置，還包含有一儲(chǔ)壓器，儲(chǔ)壓器由儲(chǔ)壓腔、儲(chǔ)壓活塞、儲(chǔ)壓彈簧組成；儲(chǔ)壓器通過儲(chǔ)壓單向閥與第一、第二主動(dòng)液壓腔以流體管路相通，并且和第一主動(dòng)活塞上的供油環(huán)槽以流體管路連通非本缸的從動(dòng)液壓腔。采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)，每一工作循環(huán)的液壓介質(zhì)都被排掉大部分量，使業(yè)已存在的空氣隨液壓介質(zhì)一起排出制動(dòng)器的液壓管路，并重新從發(fā)動(dòng)機(jī)獲取新的液壓介質(zhì)。同時(shí)，采用液壓雙活塞結(jié)構(gòu)的活塞來精確控制排氣正時(shí)和提供理想的開啟速率，讓排氣門的開啟時(shí)刻不受凸輪軸座孔、凸輪軸、挺桿、推桿、氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘公差累積的影響，并使排氣門的運(yùn)動(dòng)接近理想的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F01L13/06GK2600591SQ03233178
公開日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2003年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月12日
發(fā)明者馬銀良 申請(qǐng)人:馬銀良