一种模块化的发动机液压制动装置
技术领域
本发明涉及一种中重型柴油及天然气发动机，具体涉及一种模块化的发动机液压制动装置。
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。
如申请人在先申请的发明专利一种发动机制动装置（CN 110425016 A）与一种液控式发动机制动装置（CN 110425015 A），其通过在辅助摇臂上形成执行腔与控制腔，并在执行腔与控制腔内安装控制机构与执行机构，通过电磁阀控制油路系统，调节控制机构与执行机构的位置状态，实现与排气门的配合。
但是，上述发动机制动装置的控制机构与执行机构，是需要按照装配工序逐一装配在辅助摇臂上的，不仅对辅助摇臂上执行腔与控制腔的加工精度要求高，加工难度大，而且装配工序复杂，生产节拍慢。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种模块化的发动机液压制动装置。
本发明所采用的技术方案：一种模块化的发动机液压制动装置，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，其具有供机油流通的制动油路；
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，并与排气摇臂相邻设置，其后端与辅助凸轮相对应，所述辅助摇臂上还设有控制腔、执行腔以及连通制动油路与控制腔的第一油路和连通控制腔与执行腔的第二油路，所述执行腔位于辅助摇臂前端且其下端开口与滑销相对应；
弹性元件，其能将辅助摇臂压住与辅助凸轮保持接触；
控制机构，其固定安装在控制腔内，其包括壳体、单向阀组、控制阀组，所述壳体两端分别形成有第一安装腔、第二安装腔，第一安装腔与第二安装腔之间设有连通通道，所述壳体外圈形成有环形油槽，所述环形油槽与连通通道之间形成有多个油孔；所述单向阀组包括球体、第一弹簧座、第一弹簧，所述球体设置在第一安装腔内，所述第一弹簧座固定安装在第一安装腔的端部，且所述第一弹簧座中心形成有通油孔，所述第一弹簧两端分别与球体、第一弹簧座相抵，能驱使球体密封连通通道；所述控制阀组其包括顶杆、第二弹簧座、第二弹簧，所述顶杆设置在第二安装腔内，所述顶杆呈“T”字形，其一端能穿过连通通道进入到第一安装腔，所述第二弹簧座固定安装在第二安装腔的端部，所述第二弹簧两端分别与顶杆、第二弹簧座相抵，能驱使顶杆与球体接触，且所述第二弹簧的弹性力大于第一弹簧的弹性力；
执行机构，其设置在执行腔内，其包括调节螺栓、执行柱塞、第三弹簧座、第三弹簧，所述执行柱塞上端形成有向下凹陷的凹陷槽，所述第三弹簧座固定安装在凹陷槽的上端端部，所述调节螺栓下端设置在凹陷槽内，上端穿出第三弹簧座与执行腔顶端螺纹连接，且所述调节螺栓下端形成有支撑凸台，所述第三弹簧两端分别与第三弹簧座、支撑凸台相抵，能驱使调节螺栓底部与凹陷槽底部相接触；
所述第一油路与控制腔的侧壁连通，并与环形油槽相对应，所述第二油路与控制腔的端部连通，并与通油孔相对应。
所述壳体外形成有外螺纹结构，所述控制腔内壁形成有内螺纹结构，所述壳体与控制腔通过螺纹配合连接。
所述第二弹簧座外端端部形成有操作孔。
所述第一弹簧座与第一安装腔通过过盈固定配合，所述第二弹簧座与第二安装腔通过过盈固定配合。
所述连通通道与球体配合的一端形成有锥形密封面。
所述单向阀组还包括球座，所述球座中心形成有中心孔，所述中心孔一端形成有与球体适配的圆弧面，所述球座与球体配合一端的外侧形成有若干翻边；所述第一弹簧座端部形成有第一弹簧槽，所述第一弹簧一端套设在球座外，与翻边相抵，另一端设置在第一弹簧槽内，与第一弹簧座相抵。
所述顶杆一端端部形成有弹簧定位槽，所述第二弹簧座内端端部形成有第二弹簧槽，所述第二弹簧两端分别设置在弹簧定位槽与第二弹簧槽内。
所述第三弹簧座与凹陷槽通过过盈固定配合。
所述第三弹簧座下端形成有第三弹簧槽，所述第三弹簧设置在第三弹簧槽内，且所述第三弹簧座的端部与调节螺栓的支撑凸台限位配合。
所述调节螺栓上端外还设有锁紧螺母。
上述模块化的发动机液压制动装置的工作原理如下：
当发动机正常工作时，摇臂轴内的制动油路无机油流通，此时执行柱塞与滑销保持一定制动间隙，因此辅助凸轮的升程不起作用，不会影响排气门的正常运动，保证发动机正常工作。
当上述模块化的发动机液压制动装置工作时，发动机的电子控制单元发出指令，电磁阀开启，使得机油能够流入到摇臂轴的制动油路内，制动油路内的机油通过第一油路进入到控制腔内，再通过环形油槽、油孔进入到连通通道中，连通通道中的机油一部分进入到第二安装腔，并推动顶杆移动，使其与球体分离并退出第一安装腔，另一部分进入到第一安装腔，并通过通油孔、第二油路进入到执行腔内，执行腔内的机油则推动执行柱塞向下运动，使得执行柱塞与滑销之间的制动间隙被消除，在辅助凸轮的驱动下，在发动机压缩冲程上止点附近，执行柱塞与滑销相抵触，执行柱塞与滑销相互受到一个反作用力，此时，执行腔、第二油路、第一安装腔内形成高压油，在高压油的作用下推动球体密封连通通道，因此机油无法流出，形成一个封闭的油路，执行柱塞不会向上移动，因此滑销会被压下，从而开启排气门，实现发动机制动。
当上述模块化的发动机液压制动装置不工作时，发动机的电子控制单元发出指令，电磁阀关闭，摇臂轴的制动油路内机油压力下降或由电磁阀泄出，顶杆在第二弹簧的作用下复位，其一端伸入到第一安装腔内并推动球体移动打开连通通道，使得机油从执行腔、第二油路、第一安装腔泄出，执行柱塞也在第三弹簧的作用下复位，与滑销保持一定制动间隙，因此辅助凸轮的升程不起作用，不会影响排气门的正常运动，保证发动机正常工作。
本发明的有益效果是：采用以上方案，使得控制机构与执行机构均能够形成独立的整体模块，形成模块化设计，加工容易，装配工艺简单， 能够大幅提高加工生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例模块化的发动机液压制动装置的结构示意图。
图2为本发明实施例模块化的发动机液压制动装置的立体示意图。
图3为本发明实施例发动机正常工作时辅助摇臂、控制机构、控制机构的剖视图。
图4为本发明实施例发动机制动时辅助摇臂、控制机构、控制机构的剖视图。
图5为本发明实施例辅助摇臂的结构示意图。
图6为本发明实施例控制机构的结构示意图。
图7为本发明实施例壳体的结构示意图。
图8为本发明实施例第一弹簧座的结构示意图。
图9为本发明实施例球座的结构示意图。
图10为本发明实施例球座的剖视图。
图11为本发明实施例顶杆的结构示意图。
图12为本发明实施例第二弹簧座的结构示意图。
图13为本发明实施例执行机构的结构示意图。
图14为本发明实施例调节螺栓的结构示意图。
图15为本发明实施例执行柱塞的结构示意图。
图16为本发明实施例第三弹簧座的结构示意图。
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，一种模块化的发动机液压制动装置，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、弹性元件7、控制机构8、执行机构9。
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，其后端与辅助凸轮42相对应，并通过弹性元件7压住与辅助凸轮42相接触，因此凸轮轴4旋转时，辅助凸轮42能够带动辅助摇臂6沿摇臂轴3旋转摆动。
同样的，可以在所述辅助摇臂6后端通过第二滚轮轴安装第二滚轮65，所述第二滚轮65与辅助凸轮42接触，辅助凸轮42与第二滚轮65之间形成滚动配合，大大减少了辅助凸轮42与辅助摇臂6之间的摩擦力，减少磨损，提高使用寿命。
其中，所述辅助凸轮42包括基圆以及一个或者二个桃子，例如本实施例中设置二个桃子，其分别包括一个制动桃子以及一个EGR桃子或者一个BGR桃子，制动桃子用于提供一个制动升程，可选的EGR桃子可在发动机作正功时提供一个EGR升程，可选的BGR桃子可在发动机制动时提供一个BGR升程。
另外，弹性元件7也有很多可选择的方式，在本实施例中，弹性件7采用弹簧，其一端固定在辅助摇臂6的后端，另一端固定在弹簧架（图上未画出）上，弹簧架固定在发动机缸盖或其他固定的零部件上，发动机工作过程中，弹性元件7具有足够的弹簧力使发动机辅助摇臂6一直与辅助凸轮42相接触。
当然，在发动机工作过程中，辅助摇臂6可以通过如板簧、扭簧等其他方式保持与辅助凸轮42的接触。
所述摇臂轴3具有供机油流通的制动油路31，该制动油路31上设置电磁阀（图中未画出），而电磁阀则由发动机的电子控制单元控制，当电子控制单元接收到制动信号时，则控制电磁阀开启，机油便可通过电磁阀进入到制动油路31中，当电子控制单元接收到停止制动的信号时，则控制电磁阀关闭，机油便无法进入到制动油路31中。
所述辅助摇臂6上还设有控制腔61、执行腔62、第一油路63、第二油路64。
所述执行腔62设置在辅助摇臂6的前端位置，并相对摇臂轴3垂直设置，其下端开口设置与滑销2相对应。
所述控制腔61可以相对摇臂轴3垂直设置，并与执行腔62布置在同一平面内，所述控制腔61一端开口设置。
所述第一油路63连通制动油路31与控制腔61，且其与控制腔61的侧壁连通，所述第二油路64一端与控制腔61的端部连通，另一端与执行腔62靠近上端的侧壁连通。
所述控制机构8设置在控制腔61内，其包括壳体81、单向阀组、控制阀组，所述单向阀组包括球体82、第一弹簧座83、第一弹簧84、球座88，所述控制阀组其包括顶杆85、第二弹簧座86、第二弹簧87。
所述壳体81两端分别形成有第一安装腔811、第二安装腔812，第一安装腔811与第二安装腔812之间设有连通通道813，所述壳体81外圈形成有环形油槽814，所述环形油槽814与连通通道813之间形成有多个油孔815。其中，在所述连通通道813与球体82配合的一端形成有锥形密封面816，以确保与球体82之间的可靠密封。
所述单向阀组设置在第一安装腔811，所述球体82设置在第一安装腔811内，所述第一弹簧座83固定安装在第一安装腔811的端部，且所述第一弹簧座83中心形成有通油孔831，所述第一弹簧座83端部形成有第一弹簧槽832，所述球座88中心形成有中心孔881，所述中心孔881一端形成有与球体82适配的圆弧面882，所述球座88与球体82配合一端的外侧形成有若干翻边883，所述第一弹簧84一端套设在球座88外与翻边883相抵，另一端设置在第一弹簧槽832内与第一弹簧座83相抵，能驱使球体82与锥形密封面816接触密封连通通道813。其中，设置球座88能够对球体82位置起到准确地定位，确保球体82动作后能够与锥形密封面816形成可靠密封，同时对第一弹簧84起到更好的定位效果，保证动作稳定可靠。
所述控制阀组设置在第二安装腔812，所述顶杆85呈“T”字形，其一端中心设有延伸部852，该延伸部能够伸入连通通道813并进入到第一安装腔811内，另一端端部形成有弹簧定位槽851，所述第二弹簧座86固定安装在第二安装腔812的端部，且所述第二弹簧座86内端端部形成有第二弹簧槽861，所述第二弹簧87两端分别设置在弹簧定位槽851与第二弹簧槽861内，并分别与顶杆85、第二弹簧座86相抵，能驱使顶杆85的延伸部852与球体82接触，且所述第二弹簧87的弹性力大于第一弹簧84的弹性力，因此在正常情况下，顶杆85能够顶开球体82，使球体82与锥形密封面816分离，第一安装腔811与连接通道813相连通。
另外，所述第一弹簧座83与第一安装腔811通过过盈固定配合，所述第二弹簧座86与第二安装腔812通过过盈固定配合，所述壳体81外形成有外螺纹结构，所述控制腔61内壁形成有内螺纹结构，所述壳体81与控制腔61通过螺纹配合连接，所述第二弹簧座86外端端部则形成有方便进行旋转的操作孔862。
安装控制机构8时，首先在第一安装腔811中依次放入球体82、球座88、第一弹簧84后压入第一弹簧座83，然后在第二安装腔812中依次放入顶杆85、第二弹簧87后压入第二弹簧座86，使得控制机构8形成一个整体模块，最后再将整个控制机构8放入到控制腔61中，并通过螺纹紧固配合，组装操作非常方便，大大简化装配工艺，能够大幅提高加工生产效率，降低生产成本。
所述执行机构9设置在执行腔62内，其包括调节螺栓91、执行柱塞92、第三弹簧座93、第三弹簧94。
所述执行柱塞92上端形成有向下凹陷的凹陷槽921，所述第三弹簧座93固定安装在凹陷槽921的上端端部，且所述第三弹簧座93下端形成有第三弹簧槽931，所述调节螺栓91下端设置在凹陷槽921内，上端穿出第三弹簧座93与执行腔62顶端螺纹连接，且所述调节螺栓91下端形成有支撑凸台911，且所述支撑凸台911与第三弹簧座93的端部构成限位配合，所述第三弹簧94设置在第三弹簧槽931内，且其两端分别与第三弹簧座93、支撑凸台911相抵，能驱使调节螺栓91底部与凹陷槽921底部相接触。
其中，所述第三弹簧座93与凹陷槽921通过过盈固定配合，所述调节螺栓91上端外还设有锁紧螺母95。
安装执行机构9时，在执行柱塞92的凹陷槽921内依次放入调节螺栓91、第三弹簧94，再压入第三弹簧座93，使得执行机构9形成一个整体模块，最后再将整个执行机构9放入到执行腔62中，并通过调节螺栓91与执行腔62顶部螺纹连接，最后通过锁紧螺母95固定锁紧，组装操作非常方便，大大简化装配工艺，能够大幅提高加工生产效率，降低生产成本。
上述模块化的发动机液压制动装置的工作原理如下：
当发动机正常工作时，摇臂轴3内的制动油路31无机油流通，此时执行柱塞92在第三弹簧94的作用下保持在上部，从而能够与滑销2保持一定制动间隙，因此辅助凸轮42的升程不起作用，不会影响排气门1的正常运动，保证发动机正常工作。
当上述模块化的发动机液压制动装置工作时，发动机的电子控制单元发出指令，电磁阀开启，使得机油能够流入到摇臂轴3的制动油路31内，制动油路31内的机油通过第一油路63进入到控制腔61内，再通过环形油槽814、油孔815进入到连通通道813中，连通通道813中的机油一部分进入到第二安装腔812，并推动顶杆85移动，使其与球体82分离并退出第一安装腔811，另一部分进入到第一安装腔811，并通过通油孔831、第二油路64进入到执行腔62内，执行腔62内的机油则推动执行柱塞92向下运动，使得执行柱塞92与滑销2之间的制动间隙被消除，在辅助凸轮42的驱动下，在发动机压缩冲程上止点附近，执行柱塞92与滑销2相抵触，执行柱塞92与滑销2相互受到一个反作用力，此时，执行腔62、第二油路64、第一安装腔811内形成高压油，在高压油的作用下推动球体82密封连通通道813，因此机油无法流出，形成一个封闭的油路，执行柱塞92无法向上移动，因此滑销2会被压下，从而开启排气门1，实现发动机制动。
当上述模块化的发动机液压制动装置不工作时，发动机的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泄出，顶杆85在第二弹簧87的作用下复位，其一端伸入到第一安装腔811内并推动球体82移动打开连通通道813，使得机油从执行腔62、第二油路64、第一安装腔811泄出，执行柱塞92也在第三弹簧94的作用下复位，与滑销2保持一定制动间隙，因此辅助凸轮42的升程不起作用，不会影响排气门1的正常运动，保证发动机正常工作。
采用上述方案，控制机构与执行机构均能够形成独立的整体模块，形成模块化设计，加工容易，装配工艺简单， 能够大幅提高加工生产效率，降低生产成本。
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。
