專利名稱：一種壓縮釋放型發(fā)動機制動方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械領域，尤其涉及車輛發(fā)動機的氣門驅動領域，特別是一種壓縮釋 放型發(fā)動機制動方法和裝置。
背景技術：
發(fā)動機制動可以分為壓縮釋放型制動和泄氣型制動。發(fā)動機的壓縮釋放型制動 在發(fā)動機活塞壓縮沖程的后期打開排氣門，在膨脹沖程的前期(一般在排氣門正常開啟之 前)關閉排氣門。壓縮釋放型制動器的一個先例由康明斯(Cummins)于1965年在美國專 利號3220392披露。制動系統(tǒng)經過液壓回路將機械輸入傳遞到要打開的排氣門。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 說發(fā)動機噴油凸輪的運動或相鄰排氣凸輪的運動。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門上，產生 發(fā)動機制動運作的氣門運動。發(fā)動機的泄氣型制動是排氣門除了正常的開啟之外，還在部分周期內保持小量恒 開(部分周期泄氣制動)，或在非排氣沖程的周期內(進氣沖程，壓縮沖程，和膨脹沖程)保 持小量恒開(全周期泄氣制動)。部分周期泄氣制動和全周期泄氣制動的主要區(qū)別，在于前 者在大部分的進氣沖程中不打開排氣門。本發(fā)明人在美國專利號6594996為泄氣型發(fā)動機 制動體系和方法提供了相關的說明和實例。發(fā)動機的壓縮釋放型制動和泄氣型制動的區(qū)別主要有兩點。第一個主要區(qū)別是制 動排氣門的開啟相位(制動時間)不同。全周期泄氣型制動的制動排氣門是始終打開的，因 此不牽涉到開啟時間。部分周期泄氣型制動的制動排氣門的開啟時間是在發(fā)動機的進氣沖 程的后期；而壓縮釋放型制動的制動排氣門的開啟時間是在發(fā)動機的壓縮沖程的后期，比 部分周期泄氣型制動的制動排氣門的開啟時間要晚很多，因此開啟的載荷也要大得多。第 二個主要區(qū)別是制動排氣門的開啟高度(制動閥升)不同。泄氣型制動的制動排氣門的制 動閥升大致為0. 5 1. Omm (—般小于1. Omm)，而壓縮釋放型制動的制動排氣門的制動閥升 大致為2. 0 3. 5mm (液壓式制動器的制動閥升一般大于2. Omm)。上述區(qū)別導致設計要求 和制動性能的不同。壓縮釋放型的制動功率大于泄氣型制動，但泄氣型制動的制動開啟載 荷遠小于壓縮釋放型制動。泄氣型制動器必須與排氣制動器(如排氣蝶閥)聯(lián)合使用，而 壓縮釋放型制動器可以單獨使用(不需要排氣制動器)。發(fā)動機全周期泄氣制動系統(tǒng)的一個先例由繆爾(Muir)于1970年在美國專利第 3525317號公開。該制動系統(tǒng)將發(fā)動機制動分為三檔。第一檔是發(fā)動機和車輛各運動部件 造成的摩擦損失而產生的制動。第二檔是將發(fā)動機的排氣門保持連續(xù)小量恒開而產生的全 周期泄氣制動。第三檔是在第二檔的全周期泄氣制動的基礎上增加排氣蝶閥，產生聯(lián)合制 動。德國曼(MAN)的庫比什(Kubis)等于1992年在美國專利第5086738號公開了發(fā) 動機部分周期泄氣制動系統(tǒng)。發(fā)動機制動時排氣門在發(fā)動機進氣沖程快結束時小量打開，然后在整個壓縮沖程內保持小量恒開，最后在發(fā)動機的膨脹沖程的前期關閉。前面說過，發(fā)動機泄氣型制動器單獨使用效果不好，制動功率遠低于壓縮釋放型 制動器。因此，發(fā)動機泄氣型制動器都與發(fā)動機排氣制動器(如排氣蝶閥)聯(lián)合使用，形成 聯(lián)合制動。使用排氣蝶閥或其它排氣限流裝置使排氣背壓升高有可能導致排氣門反跳或浮 動(浮閥)。發(fā)動機行業(yè)一般對浮閥不贊成，因為浮閥時排氣門的開啟和關閉不是由凸輪驅 動的，氣門的落座速度無法控制。太大的氣門落座速度有可能損壞發(fā)動機。然而，加拿大的 PacBrake于1989年在美國專利第484擬89號公開了使用排氣制動器提高排氣背壓導致浮 閥的制動方法。瑞典的沃爾沃(Volvo)于1992年在美國專利第5146890號公開了一種壓縮釋放 型發(fā)動機制動器與排氣制動器一起使用的聯(lián)合制動方法。其中發(fā)動機的制動凸輪除了壓縮 釋放制動凸臺外，增加了排氣再循環(huán)(EGR)凸臺。排氣門在進氣沖程的后期打開，由排氣 制動器產生的高背壓尾氣(制動時為空氣)，從排氣管內反充發(fā)動機汽缸，增加壓縮制動功率。德國曼(MAN)的拉默(Rammer)等于1997年在美國專利第569M69號公開了一種 利用排氣制動器提高排氣背壓導致浮閥(氣門反跳)進而開啟泄氣型制動器的裝置和方 法。當排氣背壓足夠高時，排氣門在進氣沖程臨近結束時浮開或反跳。在該排氣門浮動期 間，用一制動裝置對其進行干預，也就是在浮開的排氣門關閉之前，通過個油壓控制的活塞 將其截住，阻止它關閉，讓它保持小量恒開，產生部分周期泄氣制動(排氣門在排氣沖程后 關閉)。該制動系統(tǒng)是用于每缸單排氣門的發(fā)動機。2006年，拉默(Rammer)等將上述技術 擴展到每缸雙排氣門的發(fā)動機(美國專利第7013867號，中國專利第200310123153. 7號)。德國曼(MAN)的上述泄氣型發(fā)動機制動系統(tǒng)的可靠性和耐久性面臨著很多問題， 因為它依賴于制動排氣門的間歇開放或浮動，這無論在時間和大小上都是不一致的。眾所 周知，排氣門的浮動高度依賴于排氣背壓，而排氣背壓依賴于發(fā)動機的轉速，并受排氣制動 器的質量與控制以及排氣系統(tǒng)設計的影響。在發(fā)動機的中、低轉速速時，排氣門的浮動可能 不夠或根本沒有，發(fā)動機制動裝置無法啟動。而此時發(fā)動機制動的需求很高，因為商用車發(fā) 動機大部分時間運行在中、低轉速。此外，過高的排氣背壓不僅浮動被制動的排氣門，同時 也浮動不制動的排氣門。不制動的排氣門的落座速度將太大，影響發(fā)動機的可靠性和耐久 性。本發(fā)明人于2010年在美國專利第7673600號(中國專利申請公開號CN1991136A) 公開了一種利用凸輪驅動而產生的部分周期泄氣型制動裝置和方法。發(fā)動機的閥橋內集成 有主、副活塞。主活塞內有單向供油閥，主活塞和副活塞之間的液壓流道內還設置有另外一 個制動單向閥。制動凸輪與發(fā)動機的常規(guī)排氣凸輪集成，包括泄氣型制動凸臺。泄氣型制 動凸臺在發(fā)動機進氣沖程的后期開始從凸輪的內基圓往上升。在進氣沖程的下止點附近上 升到最高升程，然后在發(fā)動機的壓縮沖程和膨脹沖程期間保持該最高升程不變，最后平滑 地過渡進入常規(guī)排氣凸臺。發(fā)動機制動時，不是靠排氣背壓升高浮動排氣門而開啟制動，而 是由制動凸臺推動閥橋內的主活塞，主活塞驅動副活塞打開排氣門，副活塞由制動單向閥 鎖定在伸出位置，將排氣門保持小量恒開，產生部分周期泄氣型制動。上述的許多制動裝置的制動驅動機構都是集成在發(fā)動機的閥橋內的。閥橋制動裝 置的一個先例是由卡爾維(Calvin)于1970年在美國專利號3，520，287披露。整個閥橋套在一根中央導桿上。導桿內部有制動油道和控制閥。導桿上部作為一個制動活塞，閥橋通 過其內部的活塞孔沿制動活塞滑動。一個改進了的閥橋制動機構由斯可樂(Sickler)于1986年在美國專利號 4，572，114披露。一個專用的制動活塞安置在閥橋中央向上開的活塞孔內，使制動活塞與閥 橋之間的相對運動大大減小。該閥橋制動機構用于四沖程發(fā)動機，但是每個循環(huán)周期內產 生兩次壓縮釋放制動。美國皆可博公司(JW)為南韓現(xiàn)代(Hyundai)卡車公司設計和制造的閥橋制動裝 置(參見美國專利公開號US 20050211206，本發(fā)明人為該專利申請的發(fā)明人之一)在斯可 樂(Sickler)的閥橋制動機構的基礎上增加了一種閥升重置機構。此外，閥橋內可以設置 一到三個活塞，制動時打開一個或兩個排氣門。黃(Huang)和本發(fā)明人以及舒沃爾(khwoerer)于2007年在美國專利第7284533 號(中國專利申請公開號CN101490393A)公開了一種利用制動凸輪型線來實現(xiàn)制動設計要 求和優(yōu)化制動功能的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，所述的這種壓縮釋放型 發(fā)動機制動方法要解決現(xiàn)有技術中發(fā)動機制動機構存在的可靠性和耐久性不好、安裝和調 試不方便以及增加發(fā)動機高度和重量的技術問題。本發(fā)明的這種壓縮釋放型發(fā)動機制動方法包括一個利用發(fā)動機的排氣門驅動鏈 開啟排氣門的過程，所述的排氣門驅動鏈包括凸輪、搖臂和閥橋，所述的發(fā)動機的排氣門中 包括有一個第一排氣門和一個第二排氣門，所述的凸輪中含有至少一個制動凸臺，所述的 制動凸臺包括一個從凸輪的內基圓上升到最大升程的上升段和一個保持所述的最大升程 的等高段，所述的搖臂中設置有一個供油通道，其中，在所述的閥橋的中央向上開口設置一 個主活塞孔，在閥橋的一端向下開口設置一個副活塞孔，在所述的主活塞孔和副活塞孔之 間連接設置一條液壓通道，在主活塞孔內滑動式地設置一個主活塞，主活塞相對于主活塞 孔具有一個伸出位置和一個縮回位置，在副活塞孔內滑動式地設置一個副活塞，將主活塞 的上端與所述的搖臂連接，在主活塞內設置一個油路，將所述的油路的上端與所述的搖臂 中的供油通道相通，將油路的下端與主活塞孔相通，在主活塞孔與供油通道之間、或者在供 油通道之內設置一個單向供油閥，所述的單向供油閥的供油方向是從供油通道向主活塞 孔，將副活塞的下端與所述的第一排氣門相連，將閥橋另一端的下側與所述的第二排氣門 相連，在副活塞孔所在的閥橋一端的上側設置一個制動支架，在所述的利用發(fā)動機的排氣 門驅動鏈開啟排氣門的過程中，首先，通過所述的供油通道和單向供油閥向主活塞孔供油， 將主活塞置于伸出位置，打開主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道，然后，利用凸輪中制動 凸臺的上升段驅動所述的搖臂，使搖臂推動主活塞從伸出位置移向縮回位置，同時利用所 述的制動支架阻止閥橋上移，利用所述的液壓通道中的液壓將主活塞的運動傳遞給副活 塞，迫使所述的副活塞在副活塞孔內向下伸出，打開第一排氣門，之后，利用凸輪中制動凸 臺的等高段驅動搖臂，將主活塞在主活塞孔內保持在縮回位置上，阻斷主活塞孔通過所述 的液壓通道與副活塞孔之間的液壓傳遞，將副活塞保持在副活塞孔內的伸出位置，保持第 一排氣門的打開狀態(tài)，同時利用制動支架承載副活塞上的制動載荷。
進一步的，在副活塞孔所在的閥橋一端內設置至少一個卸油通道，將所述的卸油 通道的下端與副活塞孔相通，利用所述的制動支架的下端封閉卸油通道的上端開口。進一步的，在所述的制動凸臺上設置一個下降段，將所述的下降段的起點連接在 所述的等高段的末端，將下降段的終點回到或靠近凸輪的內基圓。進一步的，在凸輪中制動凸臺經過等高段后、進入下降段的過程中，利用搖臂做反 向運動，使主活塞從縮回位置移向伸出位置，打開液壓通道在主活塞孔上的開口，接通主活 塞孔與副活塞孔之間的液壓傳遞，使副活塞在第一排氣門的作用力下向縮回位置移動。進一步的，將主活塞內的油路沿主活塞的軸向設置，將油路的下端開口設置在主 活塞的下端端面內?；蛘?，在所述的凸輪上設置集成式排氣凸臺，在所述的制動凸臺上設置一個緩升 段，將所述的緩升段的起點連接在所述的等高段的末端，將緩升段的終點匯入所述的集成 式排氣凸臺，在凸輪中制動凸臺經過等高段后、進入緩升段的過程中，利用制動凸臺的緩升 段驅動所述的搖臂，使搖臂通過位于主活塞孔內縮回位置上的主活塞往下推動閥橋，使副 活塞孔所在的閥橋一端與位于其上側的所述的制動支架分離，打開卸油通道的上端開口卸 油，減少副活塞孔內的液壓，使副活塞在第一排氣門的作用力下在副活塞孔內向上移往縮 回位置，使第一排氣門向上移往關閉位置。進一步的，所述的利用發(fā)動機的排氣門驅動鏈開啟排氣門的過程包括以下步驟1)打開發(fā)動機的制動控制機構，通過所述的供油通道和單向供油閥向閥橋內的主 活塞孔供油，2)主活塞在主活塞孔內置于伸出位置，開通閥橋內的主活塞孔和副活塞孔之間的 液壓通道，3)副活塞在副活塞孔內置于縮回位置，副活塞下面的第一排氣門處于關閉位置，4)凸輪的制動凸臺從內基圓向上移動，驅動主活塞孔內的主活塞向下往閥橋的主 活塞孔內的縮回位置運動，5)位于副活塞孔上方的閥橋上面的制動支架阻止或限制閥橋向上運動，6)主活塞的向下運動通過液壓通道傳遞給副活塞，閥橋的副活塞孔內的副活塞向 下往伸出位置運動，打開第一排氣門，7)凸輪的制動凸臺抵達最高升程并繼續(xù)保持所述的最高升程位置，8)主活塞在閥橋的主活塞孔內向下抵達縮回位置，關閉主活塞孔和副活塞孔之間 的液壓通道，阻止副活塞上的液壓載荷傳遞到主活塞，9)副活塞在閥橋的副活塞孔內向下抵達伸出位置，將副活塞下面的第一排氣門保 持打開在最高制動閥升位置，10)利用副活塞孔所在的閥橋一端上側的制動支架來支撐第一排氣門傳給副活塞 的載荷，11)凸輪的制動凸臺從最高升程下降回到內基圓，12)主活塞從閥橋的主活塞孔內的縮回位置往上移回到伸出位置，打開主活塞孔 和副活塞孔之間的液壓通道，13)副活塞從副活塞孔內的伸出位置往上移回到縮回位置，14)第一排氣門從最高制動閥升位置往上移向關閉位置。
進一步的，所述的利用發(fā)動機的排氣門驅動鏈開啟排氣門的過程還包括以下步 驟1)關閉發(fā)動機的制動控制機構，停止向閥橋內的主活塞孔供油，2)凸輪驅動閥橋的主活塞孔內的主活塞向下運動，3)主活塞驅動閥橋向下運動，副活塞孔所在的閥橋一端與其上側的制動支架分 1 ，4)打開副活塞孔上方的卸油通道卸油，5)副活塞從閥橋的副活塞孔內移到縮回位置。進一步的，在主活塞于主活塞孔內從縮回位置滑向伸出位置時，利用主活塞打開 液壓通道位于主活塞孔上的開口，在主活塞于主活塞孔內從伸出位置滑向縮回位置時，利 用主活塞關閉液壓通道位于主活塞孔上的開口。進一步的，所述的卸油通道設置有一個出口，在閥橋由凸輪驅動向下移動時，閥橋 與制動支架分離，打開所述的卸油通道的出口。進一步的，將所述的制動支架固定在發(fā)動機上，所述的制動支架包括連接件，所述 的連接件位于閥橋的上方。進一步的，將所述的制動支架集成在所述的搖臂上，所述的制動支架包括連接件， 所述的連接件位于閥橋的上方。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在 發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最 高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺和一個排氣再循環(huán)凸臺， 所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的 壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期下降回到凸輪的內基圓，所述 的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮 沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。進一步的，在所述的凸輪上設置一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有 一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始 上升，并在發(fā)動機的壓縮沖程上止點之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期 間和發(fā)動機的膨脹沖程的初期保持所述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間下降 回到凸輪的內基圓或匯入集成式排氣凸臺，所述的集成式排氣凸臺由底部和頂部組成，集 成式排氣凸臺的底部與制動凸臺接近同高，集成式排氣凸臺的頂部與發(fā)動機的常規(guī)凸臺接 近相同。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的排氣再循環(huán)凸 臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降 回到凸輪的內基圓。進一步的，在所述的凸輪上設置一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有 一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后半期從凸輪的內基圓開 始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期間 和發(fā)動機的膨脹沖程的前期保持所述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間上升匯入集成式排氣凸臺。進一步的，利用一個預緊彈簧在排氣門驅動鏈內部保持由主活塞的縮回位置與伸 出位置生成的排氣門驅動鏈制動間隙，利用所述的排氣門驅動鏈制動間隙消除排氣門驅動 鏈內部的不跟隨和沖擊。本發(fā)明還提供了一種壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，所述的這種壓縮釋放型發(fā)動機 制動裝置包括制動控制機構和制動驅動機構，其中，所述的制動控制機構包括一個與液壓 產生裝置相連接的控制閥，制動驅動機構包括制動箱體、供油機構、卸油機構和制動凸輪， 所述的制動箱體內設置有主活塞孔和副活塞孔，所述的主活塞孔和副活塞孔之間設置有一 條連通的液壓通道，主活塞孔內滑動式地設置有主活塞，副活塞孔內滑動式地設置有副活 塞，所述的供油機構包括供油通道和單向供油閥，所述的制動控制機構中的控制閥與所述 的供油通道的入口連接，供油通道的出口與主活塞孔連接，所述的單向供油閥設置在供油 通道或者供油通道與主活塞孔之間，單向供油閥的供油方向是從供油通道進入主活塞孔， 所述的卸油機構包括一個卸油閥，所述的卸油閥與副活塞孔連通，所述的制動凸輪中含有 至少一個制動凸臺。進一步的，所述的制動箱體由閥橋構成，所述的主活塞孔設置在所述的閥橋中央 的一個向上開口內，所述的副活塞孔設置在閥橋的一端的一個向下開口內，所述的液壓通 道設置在閥橋內并連通主活塞孔和副活塞孔，所述的主活塞設置在主活塞孔內，所述的副 活塞設置在副活塞孔內，主活塞的上端與發(fā)動機的搖臂固定連接，所述的搖臂中設置有一 個供油通道，主活塞內設置有一個油路，所述的油路的上端與所述的搖臂中的供油通道相 通，油路的下端與主活塞孔相通，所述的單向供油閥設置在主活塞孔與供油通道之間或者 供油通道之內，所述的單向供油閥的供油方向是從供油通道向主活塞孔，副活塞孔所在的 閥橋一端的上側設置有一個制動支架，副活塞孔所在的閥橋一端設置有至少一個卸油通 道，所述的卸油通道的一端與副活塞孔相通，卸油通道的另一端由制動支架的下端封閉，所 述的制動凸輪上設置有集成式排氣凸臺。進一步的，副活塞的下端與發(fā)動機排氣門中的一個第一排氣門相連，閥橋另一端 的下側與發(fā)動機排氣門中的一個第二排氣門相連。進一步的，所述的制動支架固定在發(fā)動機上，所述的制動支架包括連接件，所述的 連接件位于閥橋的上方。進一步的，所述的制動支架集成在搖臂上，所述的制動支架包括連接件，所述的連 接件位于閥橋的上方。進一步的，所述的制動支架的連接件包括過渡活塞，所述的過渡活塞滑動式地安 置在閥橋的過渡活塞孔內，所述的過渡活塞孔位于所述的副活塞孔之上。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在 發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最 高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期下降回到或靠近凸輪的內基圓。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺和一個排氣再循環(huán)凸臺， 所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機 的壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期下降回到或靠近凸輪的內基 圓，所述的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。進一步的，在所述的凸輪上設置有一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括 有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開 始上升，并在發(fā)動機的壓縮沖程上止點之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余 期間和發(fā)動機的膨脹沖程的初期保持所述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間下 降回到凸輪的內基圓或匯入集成式排氣凸臺，所述的集成式排氣凸臺由底部和頂部組成， 集成式排氣凸臺的底部與制動凸臺接近同高，集成式排氣凸臺的頂部與發(fā)動機的常規(guī)凸臺 接近相同。進一步的，所述的制動凸臺中包括有一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的排氣再循環(huán)凸 臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降 回到凸輪的內基圓。進一步的，在所述的凸輪上設置有一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括 有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后半期從凸輪的內基圓 開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期 間和發(fā)動機的膨脹沖程的前期保持所述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間上升 匯入集成式排氣凸臺。進一步的，所述的制動驅動機構中設置有一個預緊彈簧。進一步的，所述的預緊彈簧的一端安置在所述的發(fā)動機上，預緊彈簧的一端作用 在所述的搖臂的一端上。再進一步的，所述的制動驅動機構中設置有一個自動間隙補償機構。本發(fā)明的工作原理是當需要發(fā)動機制動時，制動控制機構打開，向制動驅動機構 供油。低壓機油(發(fā)動機潤滑油)從供油通道和單向供油閥進入主活塞孔內，主活塞在閥 橋的主活塞孔內處于伸出位置，打開主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道。凸輪的制動凸 臺從內基圓往上升，搖臂驅動閥橋內的主活塞從伸出位置往下移向主活塞孔底面的縮回位 置，主活塞的向下運動通過液壓通道傳遞給副活塞。位于副活塞孔上方閥橋上面的制動支 架，阻止閥橋因副活塞孔內的油壓而上升。閥橋的副活塞孔內的副活塞向下伸出，打開位于 副活塞下面的制動排氣門。凸輪進入制動凸臺的最高升程，主活塞在閥橋的主活塞孔內向 下抵達孔底的縮回位置，堵住液壓通道的入口，關閉主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道。 副活塞在閥橋的副活塞孔內向下抵達伸出位置，將副活塞下面的排氣門保持打開一間隙。 副活塞上的制動載荷無法通過液壓通道傳遞給主活塞，只能通過閥橋傳遞給位于副活塞孔 上方閥橋上面的制動支架。此時，主活塞和排氣門致動器(包括搖臂和凸輪等)都不承受 制動載荷。凸輪從制動凸臺的最高升程下降時，主活塞從閥橋的主活塞孔內的縮回位置往 上移向伸出位置，打開主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道，副活塞孔內的副活塞隨著主 活塞一起向上移動。主活塞在閥橋的主活塞孔內向上回到伸出位置，副活塞在閥橋的副活 塞孔內向上回到縮回位置，副活塞下面的排氣門往上移向關閉位置。凸輪的集成式排氣凸臺從內基圓往上升，搖臂驅動閥橋內的主活塞從伸出位置往 下移向主活塞孔底面的縮同位置，主活塞的向下運動通過液壓通道傳遞給副活塞。位于副 活塞孔上方閥橋上面的制動支架，阻止閥橋因副活塞孔內的油壓而上升。閥橋的副活塞孔 內的副活塞向下伸出，打開位于副活塞下面的制動排氣門。凸輪進入集成式排氣凸臺的頂部，主活塞壓迫主活塞孔底，驅動閥橋向下運動。閥橋與位于其上面的制動支架分離，打開 閥橋內副活塞孔上方的卸油通道卸油，副活塞從閥橋的副活塞孔內從伸出位置移到縮回位 置。閥橋將集成式排氣凸臺頂部的運動傳遞給兩個排氣門，產生常規(guī)排氣門運動。本發(fā)明和已有技術相比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明將壓縮釋放型制動機構 集成在發(fā)動機現(xiàn)有的氣門驅動鏈內部，并利用制動支架承擔制動載荷和重置制動閥升，設 計簡單，結構緊湊，減小了發(fā)動機的制動載荷，增加了發(fā)動機的制動功率，改進了發(fā)動機運 作的可靠性和耐久性。


圖1是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第一個實施例在制動時凸輪處 于內基圓位置的示意圖。圖2是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第一個實施例在制動時凸輪處 于制動凸臺的最高位置的示意圖。圖3是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的制動控制機構處于“開”位置的 示意圖。圖4是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的制動控制機構處于“關”位置的 示意圖。圖5是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的一種凸輪型線的示意圖。圖6是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的一種排氣門升程曲線和進氣門 升程曲線的示意圖。圖7是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的又一種凸輪型線的示意圖。圖8是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的又一種凸輪型線的示意圖。圖9是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第二個實施例在非制動時凸輪 處于內基圓位置的示意圖。圖10是本發(fā)明中的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第二個實施例在制動時凸輪處 于內基圓位置的示意圖。
具體實施例方式實施例1 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第一個實施例在制動 時凸輪230分別處于內基圓225位置和制動凸臺最高升程位置。圖1和圖2中包括三個主 要組成部分排氣門致動器200、排氣門300(包括第一排氣門3001和第二排氣門3002)和 發(fā)動機制動驅動機構100。排氣門致動器200包括凸輪230、凸輪從動輪235、搖臂210以及閥橋400。排氣門 致動器200和排氣門300合在一起可稱為排氣門驅動鏈。通常在搖臂210的一端(靠近閥 橋400的一側或者靠近凸輪230的一側)帶有閥隙調節(jié)系統(tǒng)。本實施例中的閥隙調節(jié)系統(tǒng) 由設置在閥橋400 —側的閥隙調節(jié)螺釘110構成，閥隙調節(jié)螺釘110位于搖臂210上并由 鎖緊螺帽105固定。閥隙調節(jié)螺釘110與象足墊114相連。搖臂210擺動式地安裝在搖臂 軸205上。
第一排氣門3001和第二排氣門3002分別由氣門彈簧3101和氣門彈簧3102(簡稱 氣門彈簧310)頂置在發(fā)動機缸體500內的閥座320上，阻止氣體(發(fā)動機制動時為空氣) 在發(fā)動機汽缸和排氣管600之間的流動。排氣門致動器200將凸輪230的機械運動，通過 閥橋400傳遞給第一排氣門3001和第二排氣門3002，使其周期性地打開和關閉。制動驅動機構100包括制動箱體、制動支架和制動凸輪。本實施例中的制動箱體 采用發(fā)動機的閥橋400。閥橋400的中央向上開口設置有一個主活塞孔415，閥橋400的一 端向下開口設置有一個副活塞孔190。主活塞孔415和副活塞孔190由一條液壓通道412 相連。主活塞孔415還通過單向供油閥172與其上方的供油通道115相連。主活塞孔415 內和副活塞孔190內分別滑動式地設置有主活塞162和副活塞(又叫制動活塞)160。主 活塞162的上面受來自搖臂210的作用。副活塞160的下面與發(fā)動機的可作制動用的第一 排氣門3001相連。閥橋400的另一端的下面與發(fā)動機的非制動作用的第二排氣門3002相 連。副活塞孔190上方的閥橋400內設置有卸油通道197，卸油通道197和副活塞孔190相 通，卸油通道197的上方設置有一個制動支架125。制動支架125包括可調的連接件1052 與1142和緊固件1102。制動支架125可以固定在發(fā)動機上。制動支架125 (通過連接件) 位于副活塞孔190上方的閥橋400上并封閉卸油通道197的出口。制動凸輪與發(fā)動機的常 規(guī)凸輪集成，所集成的凸輪230上含有至少一個制動凸臺和集成式排氣凸臺220。這里的凸 輪230的制動凸臺包括在內基圓225上的壓縮釋放凸臺233和排氣再循環(huán)凸臺232。排氣搖臂210和發(fā)動機之間可以設置一根預緊彈簧198。本實施例中，預緊彈簧 198為片彈簧，其一端安置在制動支架125上，另一端安置在搖臂210上。預緊彈簧198可 以是螺旋彈簧和其它形式的彈簧。預緊彈簧198也可以使用不同的安裝方式，設置在不同的地方，比如在主活塞162 與閥橋400之間、凸輪230(或推桿式發(fā)動機的推桿)與搖臂210之間等。預緊彈簧198保 持由主活塞162的縮回位置(圖2)與伸出位置(圖1)在排氣門驅動鏈內部生成的制動間 隙234(此間隙在非制動時可以在凸輪230的內基圓225和凸輪從動輪235之間)，消除排 氣門驅動鏈內部的不跟隨和沖擊。在閥橋400內設置定位銷137，在副活塞160上設置限位槽142，形成活塞限位機 構，限制副活塞160的最大沖程。副活塞160和閥橋400之間可以設置一根彈簧177。本實施例中，在閥橋400內還設置了一個泄壓機構。所述的泄壓機構包括副活塞 160上的泄壓孔152。當副活塞孔190內的油壓增高時，通過副活塞160和孔190之間的間 隙以及制動活塞160上的定位槽137和泄壓孔152的機油泄漏隨之增大，使得作用在副活 塞160上的油壓不超過所設計的預定值。當需要發(fā)動機制動時，如圖3所示，打開制動控制機構50。通過制動流體網路， 向制動驅動機構100供油。制動流體網路包括眾多的供油通道，如搖臂軸205內的軸向孔 211和徑向孔212、搖臂210內的切口 213和油孔214和閥隙調節(jié)螺釘內的橫孔113和豎孔 115(與象足墊114內的孔相通)。低壓機油從供油通道，通過設置在主活塞162上的單向 供油閥172，向主活塞孔415內供油。主活塞162在閥橋400的主活塞孔415內處于如圖1 所示的伸出位置，主活塞162與主活塞孔415的孔底面446(也就是閥橋400)之間形成一 制動間隙234，主活塞孔415和副活塞孔190之間的液壓通道412處于打開位置。為簡明起見，發(fā)動機的潤滑油道在此沒有顯示。當然，潤滑油道也可以和制動油道合二為一，采用兩級不同的油壓供油。潤滑時采用低油壓，比如說，一個巴或更低；制動時采 用高油壓，比如說，兩個巴或更高。當凸輪230的制動凸臺(壓縮釋放凸臺)233從內基圓225往上升時，搖臂210驅 動閥橋400內的主活塞162從圖1的伸出位置往下移向主活塞孔底面446的縮回位置，通 過主活塞孔415和副活塞孔190之間的液壓通道412，將主活塞162的向下運動傳遞給副活 塞160。位于副活塞孔190上方的閥橋400上的制動支架125，使閥橋400不會因為副活塞 孔190內的油壓而上升。閥橋400的副活塞孔190內的副活塞160只能向下伸出，打開位 于副活塞160下面的制動第一排氣門3001。在凸輪230進入制動凸臺233的最高升程時， 主活塞162在閥橋400的主活塞孔415內向下抵達孔底446的縮回位置(圖幻，堵住液壓 通道412的入口 472，關閉主活塞孔415和副活塞孔190之間的液壓通道412。與此同時， 副活塞160在閥橋400的副活塞孔190內向下抵達伸出位置，副活塞160的沖程為130，副 活塞160下面的第一排氣門3001相應地打開一間隙330。此時，副活塞160上的制動載荷 無法通過液壓通道412傳遞給主活塞162，只能通過閥橋400傳遞給位于副活塞孔190上 方的閥橋400上的制動支架125。主活塞162和排氣門致動器200 (包括搖臂210和凸輪 230)都不承受制動載荷。在凸輪230從制動凸臺233的最高升程下降時，主活塞162從閥 橋400的主活塞孔415內的縮回位置往上移向伸出位置，打開主活塞孔415和副活塞孔190 之間的液壓通道412，副活塞孔190內的副活塞160隨著主活塞162 —起向上移動。當主活 塞162在閥橋400的主活塞孔415內向上回到伸出位置時，副活塞160在閥橋400的副活 塞孔190內向上回到縮回位置(圖1)。當凸輪230的集成式排氣凸臺220從內基圓225往上升時，搖臂210驅動閥橋400 內的主活塞162從圖1的伸出位置往下移向主活塞孔底面446的縮回位置，通過主活塞孔 415和副活塞孔190之間的液壓通道412，將主活塞162的向下運動傳遞給副活塞160。位 于副活塞孔190上方的閥橋400上的制動支架125，閥橋400不會因為副活塞孔190內的油 壓而上升。閥橋400的副活塞孔190內的副活塞160只能向下伸出，打開位于副活塞160 下面的第一排氣門3001。在凸輪230進入集成式排氣凸臺220的頂部(大于制動凸臺233 的最高升程)時，主活塞162壓迫主活塞孔底446，驅動閥橋400向下運動。閥橋400與位 于其上面的制動支架125分離，打開閥橋400內與副活塞孔190相通的卸油通道197卸油， 副活塞160從閥橋400的副活塞孔190內從伸出位置移到縮回位置。閥橋400將集成式排 氣凸臺220頂部的運動傳遞給第一排氣門3001和第二排氣門3002，產生常規(guī)排氣門運動。如果凸輪230的制動凸臺還包括排氣再循環(huán)凸臺232，那么排氣再循環(huán)凸臺232通 過排氣門驅動鏈開啟第一排氣門3001的過程，與上述的壓縮釋放凸臺233通過排氣門驅動 鏈開啟第一排氣門3001的過程相同，在此不再復述。如果發(fā)動機有足夠的排氣背壓，那么 增加排氣再循環(huán)凸臺232之后，發(fā)動機的制動功率有可能進一步改善。當不需要發(fā)動機制動時，如圖4所示，關閉制動控制機構50，停止向制動驅動機構 100供油。在凸輪230進入集成式排氣凸臺220的頂部(大于壓縮釋放凸臺233的最高升 程)時，主活塞162壓迫主活塞孔底446，驅動閥橋400向下運動。閥橋400與位于其上面 的制動支架125分離，打開閥橋400內與副活塞孔190相通的卸油通道197卸油，副活塞 160從閥橋400的副活塞孔190內從伸出位置(圖2)移到縮回位置(圖1)。閥橋400將 集成式排氣凸臺220頂部的運動傳遞給第一排氣門3001和第二排氣門3002，產生常規(guī)排氣門運動。在凸輪230從集成式排氣凸臺220的頂部進入其底部回到內基圓的過程中，副活 塞160保持在圖1所示的縮回位置(由于排氣門彈簧3101的向上作用力)，主活塞162保 持在圖2所示的縮回位置(由于預緊彈簧198的向下作用力)，搖臂210上的凸輪從動輪 235與凸輪230的內基圓225之間形成一間隙。由于該間隙，制動凸臺(壓縮釋放凸臺233 和排氣再循環(huán)凸臺23 的運動將不會傳遞給排氣門300，只有集成式排氣凸臺220頂部的 運動傳遞給排氣門300，產生常規(guī)排氣門運動，發(fā)動機的制動運作被解除。如圖3和圖4所示，本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的制動控制機構50處于 “開”和“關”的位置。圖中的電磁閥51為二位三通型。當制動控制機構50打開時(圖3)， 電磁閥51的閥體向下打開供油口 111，同時關閉卸油口 222，發(fā)動機的低壓機油(潤滑油) 從制動流體通道流向制動驅動機構100 (圖1和圖幻。當制動控制機構50關閉時(圖4)， 電磁閥51的閥體向上關閉供油口 111，同時打開卸油口 222，發(fā)動機的低壓機油(潤滑油) 停止流向制動驅動機構100 (圖1和圖2)，制動驅動機構100反而從制動流體通道和卸油口 222卸油。由于閥橋400內的副活塞孔190上設置有卸油通道197(圖1和圖2)，完全有可 能使用二位雙通電磁閥，也就是說，不需要卸油口 222。圖5表示了本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置中的一種凸輪型線，其中包括制 動凸臺和集成式排氣凸臺220，制動凸臺包括壓縮釋放凸臺233和排氣再循環(huán)凸臺232。壓 縮釋放凸臺233包括三個部分上升段“A”、等高段“B”和下降段“C”。上升段“A”從凸輪 的內基圓225上升到制動的最高升程。等高段“B”在一段時間內將制動的最高升程基本保 持不變。下降段“C”從制動的最高升程下降回到凸輪的內基圓225。等高段“B”的作用是 在制動時保持主活塞162在閥橋400的主活塞孔415內處于孔底446的縮回位置(圖2)， 關閉主活塞孔415和副活塞孔190之間的液壓通道412，副活塞160上的制動載荷無法通過 液壓通道412傳遞給主活塞162，只能通過閥橋400傳遞給位于其上的制動支架125。這樣 排氣門致動器200(包括搖臂210和凸輪230)不承受制動載荷，減少了排氣門致動器200 的受力和磨損，增加了發(fā)動機的可靠性和耐久性。排氣再循環(huán)凸臺232也可以設計為壓縮釋放凸臺233的形狀。但由于在排氣再循 環(huán)期間，排氣門的受力遠小于壓縮釋放期間。因此排氣再循環(huán)凸臺232的輪廓曲線形狀的 設計可以不考慮載荷的影響。集成式排氣凸臺220分為底部和頂部(圖5中的雙點劃線將它們分開)。集成式 排氣凸臺220的底部為過渡部分，與制動凸臺接近同高；集成式排氣凸臺220的頂部與發(fā)動 機的常規(guī)凸臺接近相同。這樣，在非制動(常規(guī)點火)運作時，集成式排氣凸臺220的底部 連同制動凸臺(壓縮釋放凸臺233和排氣再循環(huán)凸臺23 的運動都因為排氣門驅動鏈內 部的間隙234(圖1)而被跳過或丟失，不會傳遞給排氣門300 ；只有集成式排氣凸臺220的 頂部的運動被傳遞給排氣門300，產生常規(guī)閥升運動。圖6表示了本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置中的一種排氣門的升程曲線和 進氣門的升程曲線。發(fā)動機排氣門的常規(guī)閥升曲線220m的起點為225a，終點為225b，其 最高升程大約為220b。假設在閥橋400內的副活塞孔190上沒有卸油通道197(圖1和圖 2)，那么發(fā)動機制動時由加大的常規(guī)排氣凸臺220產生的加大的主閥升曲線220v的起點為 22 ，終點為225c，其最高升程220e為220a和220b之和。由于卸油通道197，制動排氣門 3001的閥升曲線在加大的主閥升曲線220v的底部220a與頂部220b之間的過渡點220t向主閥升曲線220m過渡，在220s點與主閥升曲線220m融合，在終點22 比沒有卸油通道時 提前關閉。在發(fā)動機制動運作時，凸輪的制動凸臺(排氣再循環(huán)凸臺232和壓縮釋放凸臺 233)的運動，由搖臂210傳給主活塞162(圖1和圖2)，主活塞162的運動通過液壓通道 412傳給副活塞160和副活塞160下面的排氣門3001，產生排氣再循環(huán)的制動閥升232v和 壓縮釋放的制動閥升233v。排氣再循環(huán)的制動閥升232v的起點為225d，位于發(fā)動機的進 氣沖程的后期，也就是在進氣門的閥升曲線^Ov趨于關閉的時候；排氣再循環(huán)的制動閥升 232v的終點為225e，位于發(fā)動機的壓縮沖程的前期。壓縮釋放的制動閥升233v的起點為 225f，位于發(fā)動機的壓縮沖程的后期；壓縮釋放的制動閥升233v的終點為225g，位于發(fā)動 機的膨脹沖程的前期。閥升曲線在0 720°之間循環(huán)，0°和720°為同一點。當凸輪230的集成式排氣凸臺220從內基圓225往上升時(圖5)，搖臂210推動 主活塞162(圖1和圖幻，主活塞162推動副活塞160，副活塞160推動排氣門3001向下運 動。在凸輪230進入集成式排氣凸臺220的頂部(大于制動凸臺233的最高升程)時(圖 5)，主活塞162開始驅動閥橋400向下運動(圖2)。閥橋400與制動支架125分離，打開卸 油通道197卸油，副活塞160從伸出位置移到縮回位置，制動排氣門3001的閥升曲線從過 渡點220t向主閥升曲線220m過渡(圖6)，最后在終點22 關閉，比沒有卸流通道時的終 點225c大大超前。這樣就減小了排氣門在發(fā)動機排氣沖程的上止點位置的升程，避免排氣 門與活塞的相撞，也增加了制動功率，降低了汽缸內部的溫度。圖7表示了本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的另一種凸輪型線。這種凸輪型 線與圖5所示的凸輪型線的區(qū)別在于壓縮釋放凸臺233。壓縮釋放凸臺233的前兩部分也 包括上升段“A”和等高段“B”，但在等高段“B”之后的下降段“D”沒有降到內基圓225，而 是過渡匯入集成式排氣凸臺220。圖8表示了本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的又一種凸輪型線。這種凸輪型 線與圖5所示的凸輪型線的區(qū)別也在于壓縮釋放凸臺233。壓縮釋放凸臺233的前兩部分 同樣包括上升段“A”和等高段“B”，但在等高段“B”之后不下降，而是通過一個緩升段“E”， 匯入集成式排氣凸臺220。凸輪230從制動凸臺的等高段“B”進入緩升段‘ ”，主活塞160 從閥橋400的主活塞孔底446的縮回位置往下推動閥橋400 (圖幻，閥橋400與位于閥橋 400上的制動支架125分離，打開副活塞孔190上方閥橋400內的卸油通道197卸油，副活 塞160在閥橋400的副活塞孔190內向上移往縮回位置，副活塞160下面的排氣門3001跟 著向上關閉。也就是說，閥橋400內副活塞孔190上的卸流通道197將在緩升段“E”被打 開，制動排氣門3001的制動閥升有可能從最高閥升下降到零(關閉)。實施例2:如圖9和圖10所示，本發(fā)明的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置的第二個實施例在非制 動時和制動時凸輪處于內基圓的位置。本實施例與第一個實施例的區(qū)別在于本實施例采用 了一種不同的制動支架125。位于閥橋400上面的制動支架125的作用主要有兩個一是 在發(fā)動機制動時支撐住閥橋400，阻止或限制閥橋400的向上運動，封閉副活塞孔190上方 的卸油通道197，承擔從制動排氣門3001傳過來的制動載荷；二是在發(fā)動機制動的每一個 周期內，在集成式排氣凸臺220的頂部推動閥橋下移時，打開副活塞孔190上方的卸油通道 197卸油，重置制動排氣門3001的閥升曲線。當然，卸油機構也用于解除發(fā)動機的制動運作。本實施例的制動支架125還包括其它連接件，如過渡活塞161。過渡活塞161滑動 式地安置在閥橋400上面的過渡活塞孔191內，形成一種自動間隙補償機構。卸油通道197 在副活塞孔190的上方，將過渡活塞孔191和副活塞孔190相連(兩個活塞孔的尺寸根據(jù) 需要確定，其大小不一定相同)。過渡活塞161內增加了一條卸油通道196。過渡活塞161 的移動范圍由壓片178控制。壓片178由螺釘179固定在閥橋400上。過渡活塞161的移 動范圍也可以通過其它方式，如卡環(huán)等來控制。過渡活塞161的上面與制動支架125的另 一連接件象足墊1142相連。象足墊1142套在壓球桿1103的壓球上。壓球桿1103也可以 和調節(jié)螺釘1102合在一起。象足墊1142與壓球之間可以有一定的相對運動或間隙，彈簧 177將象足墊1142向下偏置在過渡活塞161上，封閉卸油通道196和197(機油無法從過渡 活塞孔191和副活塞孔190往外泄漏)。當不需要發(fā)動機制動時，如圖4所示，關閉制動控制機構50，停止向制動驅動機構 100供油，制動裝置處于如圖9所示的非制動狀態(tài)。主活塞孔415和副活塞孔190由于卸油 機構而處于泄油狀態(tài)。主活塞162在預緊彈簧198的作用下壓靠在主活塞孔415底面446 的縮回位置，在凸輪從動輪235與凸輪230的內基圓225之間形成一間隙134。副活塞160 壓靠在副活塞孔190底面的縮回位置，副活塞160下面的排氣門3001處于關閉位置。制動 支架125的過渡活塞161在彈簧177的作用下壓靠在過渡活塞孔191底面的縮回位置。當 凸輪230從內基圓225進入制動凸臺232或制動凸臺233時，由于排氣門驅動鏈內部(凸 輪從動輪235和凸輪230之間)的間隙134，制動凸臺232或制動凸臺233的運動被跳過或 丟失，不會傳遞給排氣門300。當凸輪230進入集成式排氣凸臺220的頂部時(圖5，7和 8)，凸輪的運動通過搖臂210、主活塞162、閥橋400和副活塞160以機械固鏈式的方式傳遞 給排氣門300(第一排氣門3001和第二排氣門3002)，產生常規(guī)排氣門運動。當需要發(fā)動機制動時，如圖3所示，打開制動控制機構50，向制動驅動機構100供 油。制動裝置從如圖9所示的非制動狀態(tài)進入如圖10所示的制動狀態(tài)。低壓機油從供油 通道，通過供油單向閥172，進入主活塞孔415。主活塞162在油壓作用下，從閥橋400的主 活塞孔415底面446的縮回位置往上移到伸出位置，推動搖臂210順時針轉動，直到凸輪從 動輪235與凸輪230的內基圓255接觸為止。此時，主活塞162與主活塞孔415的孔底面 446(也就是閥橋400)之間形成一制動間隙234(與圖9的間隙134相對應)，打開主活塞 孔415和副活塞孔190之間的液壓通道412的開口 472。油流進入副活塞孔190和其上方 的過渡活塞孔191。油壓克服彈簧177的作用力，推動過渡活塞161向上壓靠象足墊1142， 封閉卸油通道，阻止過渡活塞孔191和副活塞孔190內的機油向上泄漏。這樣在主活塞162 和副活塞160之間就形成了液壓鏈接，主活塞162在閥橋400的主活塞孔415內的向下運 動，將以液壓式的方式，通過液壓通道412傳遞給在閥橋400和副活塞孔190內的副活塞 160，然后再傳給下面的第一排氣門3001。凸輪230通過排氣門驅動鏈開啟制動排氣門3001和非制動排氣門3002的整個過
程，與第一實施例的基本相同，在此不再復述。上述說明披露了一種新的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置和方法。上述的實施方式， 不應該被視為對本發(fā)明范圍的限制，而是作為代表本發(fā)明的一些具體例證，許多其他演變 都有可能從中產生。舉例來說，這里的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置和方法，不但可以用于頂置凸輪式發(fā)動機，也適用于推桿式發(fā)動機。還有，單向供油閥172可以采用不同的形式，如 球閥、碟閥等。單向供油閥172也可以安置在不同的位置，比如安置在主活塞162內。由于 閥橋400內的主活塞162 (通過閥隙調節(jié)機構)始終與搖臂210靠緊，單向供油閥172還可 以安置在主活塞162上方的供油通道內，比如說搖臂210內的油道214內。單向供油閥172 只允許油流單方向從其上游的供油通道進入主活塞162下面的主活塞孔415內。此外，除了由副活塞孔190上方的卸油通道197和制動支架125形成的卸油機構 之外，也可以是其它形式的卸油閥。卸油機構的卸油閥在制動凸臺推動主活塞162在制動 箱體內作相對滑動時處于關閉狀態(tài)。在集成式排氣凸臺的頂部進一步推動主活塞162運動 時，卸油機構的卸油閥打開卸油。還有，主活塞162、副活塞160和過渡活塞161可以采用不同的形式，如“H”型和 “T”型等；制動的排氣門可以是第一排氣門3001，也可以是第二排氣門3002。此外，制動支架125的安裝也可以有多種形式，除了可以固定在發(fā)動機的不同部 件和位置，也可以集成在發(fā)動機的運動件內。比如第二實施例的制動支架125，可以集成在 搖臂210上。此時，副活塞160位于第二排氣門3002上。過渡活塞161除了間隙補償之外， 還起到第二主活塞的作用。也就是說，在制動期間，搖臂210上的象足114推動主活塞162， 與此同時，搖臂210上的制動支架125的象足1142推動過渡活塞161。然后，主活塞162與 過渡活塞161通過液壓鏈接一起推動副活塞160，打開第二排氣門3002。制動支架125的 連接件也可以選擇不同的樣式，或采用不同的密封措施，如增加密封件等，保證對卸油通道 的密封。還有，主活塞162堵住液壓通道412的入口 472的方式也可以不同。比如說，將液 壓通道412的入口 472設計在主活塞162的下面(而不是側面)，當主活塞162移到主活塞 孔底面446的縮回位置時，主活塞162的底面將入口 472蓋住。此外，除了由閥橋400作為制動箱體之外，也可以有其它的形式。比如說固定在發(fā) 動機上的頂置式制動箱體。因此，本發(fā)明的范圍不應由上述的具體例證來決定，而是由權利 要求來決定。
權利要求
1.一種壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，包括一個利用發(fā)動機的排氣門驅動鏈開啟排氣門 的過程，所述的排氣門驅動鏈包括凸輪、搖臂和閥橋，所述的發(fā)動機的排氣門中包括有一個 第一排氣門和一個第二排氣門，所述的凸輪中含有至少一個制動凸臺，所述的制動凸臺包 括一個從凸輪的內基圓上升到最大升程的上升段和一個保持所述的最大升程的等高段，所 述的搖臂中設置有一個供油通道，其特征在于在所述的閥橋的中央向上開口設置一個主 活塞孔，在閥橋的一端向下開口設置一個副活塞孔，在所述的主活塞孔和副活塞孔之間連 接設置一條液壓通道，在主活塞孔內滑動式地設置一個主活塞，主活塞相對于主活塞孔具 有一個伸出位置和一個縮回位置，在副活塞孔內滑動式地設置一個副活塞，將主活塞的上 端與所述的搖臂連接，在主活塞內設置一個油路，將所述的油路的上端與所述的搖臂中的 供油通道相通，將油路的下端與主活塞孔相通，在主活塞孔與供油通道之間、或者在供油通 道之內設置一個單向供油閥，所述的單向供油閥的供油方向是從供油通道向主活塞孔，將 副活塞的下端與所述的第一排氣門相連，將閥橋另一端的下側與所述的第二排氣門相連， 在副活塞孔所在的閥橋一端的上側設置一個制動支架，在所述的利用發(fā)動機的排氣門驅動 鏈開啟排氣門的過程中，首先，通過所述的供油通道和單向供油閥向主活塞孔供油，將主活 塞置于伸出位置，打開主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道，然后，利用凸輪中制動凸臺的 上升段驅動所述的搖臂，使搖臂推動主活塞從伸出位置移向縮回位置，同時利用所述的制 動支架阻止閥橋上移，利用所述的液壓通道中的液壓將主活塞的運動傳遞給副活塞，迫使 所述的副活塞在副活塞孔內向下伸出，打開第一排氣門，之后，利用凸輪中制動凸臺的等高 段驅動搖臂，將主活塞在主活塞孔內保持在縮回位置上，阻斷主活塞孔通過所述的液壓通 道與副活塞孔之間的液壓傳遞，將副活塞保持在副活塞孔內的伸出位置，保持第一排氣門 的打開狀態(tài)，同時利用制動支架承載副活塞上的制動載荷。
2.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在副活塞孔所在的 閥橋一端內設置至少一個卸油通道，將所述的卸油通道的下端與副活塞孔相通，利用所述 的制動支架的下端封閉卸油通道的上端開口。
3.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在所述的制動凸臺 上設置一個下降段，將所述的下降段的起點連接在所述的等高段的末端，將下降段的終點 回到或靠近凸輪的內基圓。
4.如權利要求3所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在凸輪中制動凸臺 經過等高段后、進入下降段的過程中，利用搖臂做反向運動，使主活塞從縮回位置移向伸出 位置，打開液壓通道在主活塞孔上的開口，接通主活塞孔與副活塞孔之間的液壓傳遞，使副 活塞在第一排氣門的作用力下向縮回位置移動。
5.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于將主活塞內的油路 沿主活塞的軸向設置，將油路的下端開口設置在主活塞的下端端面內。
6.如權利要求2所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在所述的凸輪上設 置集成式排氣凸臺，在所述的制動凸臺上設置一個緩升段，將所述的緩升段的起點連接在 所述的等高段的末端，將緩升段的終點匯入所述的集成式排氣凸臺，在凸輪中制動凸臺經 過等高段后、進入緩升段的過程中，利用制動凸臺的緩升段驅動所述的搖臂，使搖臂通過位 于主活塞孔內縮回位置上的主活塞往下推動閥橋，使副活塞孔所在的閥橋一端與位于其上 側的所述的制動支架分離，打開卸油通道的上端開口卸油，減少副活塞孔內的液壓，使副活塞在第一排氣門的作用力下在副活塞孔內向上移往縮回位置，使第一排氣門向上移往關閉 位置。
7.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的利用發(fā)動機 的排氣門驅動鏈開啟排氣門的過程包括以下步驟1)打開發(fā)動機的制動控制機構，通過所述的供油通道和單向供油閥向閥橋內的主活塞 孔供油，2)主活塞在主活塞孔內置于伸出位置，開通閥橋內的主活塞孔和副活塞孔之間的液壓 通道，3)副活塞在副活塞孔內置于縮回位置，副活塞下面的第一排氣門處于關閉位置，4)凸輪的制動凸臺從內基圓向上移動，驅動主活塞孔內的主活塞向下往閥橋的主活塞 孔內的縮回位置運動，5)位于副活塞孔上方的閥橋上面的制動支架阻止或限制閥橋向上運動，6)主活塞的向下運動通過液壓通道傳遞給副活塞，閥橋的副活塞孔內的副活塞向下往 伸出位置運動，打開第一排氣門，7)凸輪的制動凸臺抵達最高升程并繼續(xù)保持所述的最高升程位置，8)主活塞在閥橋的主活塞孔內向下抵達縮回位置，關閉主活塞孔和副活塞孔之間的液 壓通道，阻止副活塞上的液壓載荷傳遞到主活塞，9)副活塞在閥橋的副活塞孔內向下抵達伸出位置，將副活塞下面的第一排氣門保持打 開在最高制動閥升位置，10)利用副活塞孔所在的閥橋一端上側的制動支架來支撐第一排氣門傳給副活塞的載荷，11)凸輪的制動凸臺從最高升程下降回到內基圓，12)主活塞從閥橋的主活塞孔內的縮回位置往上移回到伸出位置，打開主活塞孔和副 活塞孔之間的液壓通道，13)副活塞從副活塞孔內的伸出位置往上移回到縮回位置，14)第一排氣門從最高制動閥升位置往上移向關閉位置。
8.如權利要求2所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的利用發(fā)動機 的排氣門驅動鏈開啟排氣門的過程還包括以下步驟1)關閉發(fā)動機的制動控制機構，停止向閥橋內的主活塞孔供油，2)凸輪驅動閥橋的主活塞孔內的主活塞向下運動，3)主活塞驅動閥橋向下運動，副活塞孔所在的閥橋一端與其上側的制動支架分離，4)打開副活塞孔上方的卸油通道卸油，5)副活塞從閥橋的副活塞孔內移到縮回位置。
9.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在主活塞于主活塞 孔內從縮回位置滑向伸出位置時，利用主活塞打開液壓通道位于主活塞孔上的開口，在主 活塞于主活塞孔內從伸出位置滑向縮回位置時，利用主活塞關閉液壓通道位于主活塞孔上 的開口。
10.如權利要求2所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的卸油通道設 置有一個出口，在閥橋由凸輪驅動向下移動時，閥橋與制動支架分離，打開所述的卸油通道的出口。
11.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于將所述的制動支架 固定在發(fā)動機上，所述的制動支架包括連接件，所述的連接件位于閥橋的上方。
12.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于將所述的制動支架 集成在所述的搖臂上，所述的制動支架包括連接件，所述的連接件位于閥橋的上方。
13.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的制動凸臺中 包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基 圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期下 降回到凸輪的內基圓。
14.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的制動凸臺中 包括有一個壓縮釋放凸臺和一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖 程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā)動 機的膨脹沖程的前期下降回到凸輪的內基圓，所述的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的進氣沖程 的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。
15.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在所述的凸輪上設 置一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸 臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮沖程上止點之 前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期間和發(fā)動機的膨脹沖程的初期保持所述 的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間下降回到凸輪的內基圓或匯入集成式排氣凸 臺，所述的集成式排氣凸臺由底部和頂部組成，集成式排氣凸臺的底部與制動凸臺接近同 高，集成式排氣凸臺的頂部與發(fā)動機的常規(guī)凸臺接近相同。
16.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于所述的制動凸臺中 包括有一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪的 內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。
17.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于在所述的凸輪上設 置一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸 臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后半期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點之前 上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期間和發(fā)動機的膨脹沖程的前期保持所述的 最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間上升匯入集成式排氣凸臺。
18.如權利要求1所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動方法，其特征在于利用一個預緊彈簧 在排氣門驅動鏈內部保持由主活塞的縮回位置與伸出位置生成的排氣門驅動鏈制動間隙， 利用所述的排氣門驅動鏈制動間隙消除排氣門驅動鏈內部的不跟隨和沖擊。
19.一種壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，包括制動控制機構和制動驅動機構，其特征在 于所述的制動控制機構包括一個與液壓產生裝置相連接的控制閥，制動驅動機構包括制 動箱體、供油機構、卸油機構和制動凸輪，所述的制動箱體內設置有主活塞孔和副活塞孔， 所述的主活塞孔和副活塞孔之間設置有一條連通的液壓通道，主活塞孔內滑動式地設置有 主活塞，副活塞孔內滑動式地設置有副活塞，所述的供油機構包括供油通道和單向供油閥， 所述的制動控制機構中的控制閥與所述的供油通道的入口連接，供油通道的出口與主活塞 孔連接，所述的單向供油閥設置在供油通道或者供油通道與主活塞孔之間，單向供油閥的供油方向是從供油通道進入主活塞孔，所述的卸油機構包括一個卸油閥，所述的卸油閥與 副活塞孔連通，所述的制動凸輪中含有至少一個制動凸臺。
20.如權利要求19所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動箱體 由閥橋構成，所述的主活塞孔設置在所述的閥橋中央的一個向上開口內，所述的副活塞孔 設置在閥橋的一端的一個向下開口內，所述的液壓通道設置在閥橋內并連通主活塞孔和副 活塞孔，所述的主活塞設置在主活塞孔內，所述的副活塞設置在副活塞孔內，主活塞的上端 與發(fā)動機的搖臂連接，所述的搖臂中設置有一個供油通道，主活塞內設置有一個油路，所述 的油路的上端與所述的搖臂中的供油通道相通，油路的下端與主活塞孔相通，所述的單向 供油閥設置在主活塞孔與供油通道之間或者供油通道之內，所述的單向供油閥的供油方向 是從供油通道向主活塞孔，副活塞孔所在的閥橋一端的上側設置有一個制動支架，副活塞 孔所在的閥橋一端設置有至少一個卸油通道，所述的卸油通道的一端與副活塞孔相通，卸 油通道的另一端由制動支架的下端封閉，所述的制動凸輪上設置有集成式排氣凸臺。
21.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于副活塞的下端與 發(fā)動機排氣門中的一個第一排氣門相連，閥橋另端的下側與發(fā)動機排氣門中的一個第二排 氣門相連。
22.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動支架 固定在發(fā)動機上，所述的制動支架包括連接件，所述的連接件位于閥橋的上方。
23.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動支架 集成在搖臂上，所述的制動支架包括連接件，所述的連接件位于閥橋的上方。
24.如權利要求22和23所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動 支架的連接件包括過渡活塞，所述的過渡活塞滑動式地安置在閥橋的過渡活塞孔內，所述 的過渡活塞孔位于所述的副活塞孔之上。
25.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動凸臺 中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內 基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的前期 下降回到或靠近凸輪的內基圓。
26.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動凸臺 中包括有一個壓縮釋放凸臺和一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的壓縮釋放凸臺在發(fā)動機的壓縮 沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點附近達到最高位置，在發(fā) 動機的膨脹沖程的前期下降回到或靠近凸輪的內基圓，所述的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的 進氣沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降回到凸輪的內 基圓。
27.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于在所述的凸輪上 設置有一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋 放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮沖程上止 點之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期間和發(fā)動機的膨脹沖程的初期保持 所述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間下降回到凸輪的內基圓或匯入集成式排 氣凸臺，所述的集成式排氣凸臺由底部和頂部組成，集成式排氣凸臺的底部與制動凸臺接 近同高，集成式排氣凸臺的頂部與發(fā)動機的常規(guī)凸臺接近相同。
28.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動凸臺 中包括有一個排氣再循環(huán)凸臺，所述的排氣再循環(huán)凸臺在發(fā)動機的進氣沖程的后期從凸輪 的內基圓開始上升，在發(fā)動機的壓縮沖程的前期下降回到凸輪的內基圓。
29.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于在所述的凸輪上 設置有一個集成式排氣凸臺，所述的制動凸臺中包括有一個壓縮釋放凸臺，所述的壓縮釋 放凸臺在發(fā)動機的壓縮沖程的后半期從凸輪的內基圓開始上升，并在發(fā)動機的壓縮上止點 之前上升到最高位置，在發(fā)動機的壓縮沖程的剩余期間和發(fā)動機的膨脹沖程的前期保持所 述的最高位置，在發(fā)動機的膨脹沖程的剩余期間上升匯入集成式排氣凸臺。
30.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動驅動 機構中設置有一個預緊彈簧。
31.如權利要求30所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的預緊彈簧 的一端安置在所述的發(fā)動機上，預緊彈簧的另一端作用在所述的搖臂的一端上。
32.如權利要求20所述的壓縮釋放型發(fā)動機制動裝置，其特征在于所述的制動驅動 機構中設置有一個自動間隙補償機構。
全文摘要
一種壓縮釋放型發(fā)動機制動方法和裝置，在閥橋內設置有由液壓通道相連的主活塞孔和副活塞孔，利用凸輪的制動凸臺驅動活塞孔內的主活塞和副活塞，打開一個排氣門制動。在制動過程中，利用制動凸輪在最大制動升程的等高段，保持主活塞的縮回位置，關閉主活塞孔和副活塞孔之間的液壓通道，副活塞上的制動載荷傳遞給位于閥橋上面的制動支架、而不返回主活塞。利用凸輪上的集成式排氣凸臺進一步驅動主活塞，主活塞驅動閥橋運動并與制動支架分離，打開閥橋內卸油通道卸油，使副活塞回到縮回位置，制動排氣門移向關閉位置。本發(fā)明將壓縮釋放型制動機構與現(xiàn)有氣門驅動鏈集成，利用制動支架承擔制動載荷和重置制動閥升，減小了制動載荷，增加了制動功率。
文檔編號F01L13/06GK102102559SQ20111005791
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權日2011年3月10日
發(fā)明者楊洲 申請人:奚勇