机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置。
背景技术
发动机正常运行过程中，凸轮轴每旋转360°，发动机完成进气、压缩、做功及排气四个工作循环。在压缩冲程结束时，燃油喷入气缸中燃烧，在随后的膨胀冲程中对外做功。
发动机缸内制动是整车辅助制动的一种形式，发动机缸内制动的贡献在于既能提高整车的制动能力，又能减轻整车主制动的制动负荷。发动机缸内制动时，需要发动机在压缩冲程接近上止点时，在发动机缸内制动装置驱动下，将排气门开启一个小的升程,将气缸内被压缩的高压气体迅速释放，气缸内压力迅速降低，以减小做功冲程的能量，因此在接下来的做功冲程中，发动机基本不对外做功，从而使发动机减速，实现发动机缸内制动目的。
公告号为CN201241740Y、名称为“一种四冲程内燃发动机摇臂集成式制动装置”的中国实用新型专利公开了一种发动机感缸内制动装置，其在排气凸轮上设置两个制动凸起，用于实现在进气冲程结束前将进气门开启增加进气量、在压缩冲程结束前开启排气门释放压力来实现发动机的缸内制动，为了在发动机正常运行时将制动凸起引起的气门升程抵消掉，需要在摇臂上设置液压控制的间隙补偿机构。由于正常运行状态占整个发动机运行状态的绝大部分，因此，间隙补偿机构在发动机运行的绝大部分时间里都处于工作状态，对可靠性等提出了较高的要求，而且结构较为复杂。
发明内容
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置，以提高发动机工作的可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置,包括：
凸轮轴，所述凸轮轴设置有若干个排气凸轮；所述凸轮轴沿轴向开设有通油腔，所述凸轮轴设置有旋转进油接口装置，所述旋转进油接口装置与机油供给装置连通，所述机油供给装置包括机油增压油路；
所述排气凸轮沿径向开设有安装孔，所述安装孔与所述通油腔相通，所述安装孔内设置有滑动柱塞机构，当通过所述机油增压油路向所述通油腔供油时，所述滑动柱塞机构伸出所述排气凸轮的凸轮面形成制动凸起。
其中，所述滑动柱塞机构包括滑动柱塞、柱塞回位弹簧、销轴和丝堵，所述安装孔是阶梯孔，所述阶梯孔包括一个大孔和一个小孔，所述小孔沿径向贯通所述通油腔一侧的凸轮轴部分并在所述通油腔另一侧的凸轮轴部分形成盲孔，所述大孔从所述通油腔向所述小孔的开口方向凹陷，所述销轴安装于所述大孔内，所述滑动柱塞安装于所述小孔内，所述滑动柱塞沿轴向开设有弹簧安装孔且沿径向开设有长槽孔，所述销轴滑动设置于所述长槽孔，所述柱塞回位弹簧被所述销轴夹压于所述弹簧安装孔内，当所述通油腔处于泄压状态时，所述柱塞回位弹簧将所述滑动柱塞顶靠于所述盲孔的底部，所述丝堵旋拧于所述弹簧安装孔的外侧开口端并密封所述弹簧安装孔。
其中，所述旋转进油接口装置设置于所述通油腔的开口端部；所述旋转进油接口装置包括固定油套，所述凸轮轴设置有进油轴颈，所述进油轴颈转动密封安装于所述固定油套，所述进油轴颈的外周面开设有环形油槽，所述环形油槽与所述通油腔相通，所述固定油套开设有通油孔，所述通油孔与所述环形油槽相通；所述凸轮轴的端部设置有密封所述通油腔开口的端盖。
其中，所述旋转进油接口装置与所述机油供给装置之间的油路中设置有压力传感器。
其中，所述机油增压油路包括：依次连接的第一电磁换向阀、柱塞增压缸、第二电磁换向阀，所述第一电磁换向阀与发动机机油油路相连，所述第二电磁换向阀与所述旋转进油接口装置相连。
其中，所述柱塞增压缸包括：柱塞缸体、盖板、小径柱塞、大径柱塞、柱塞回位弹簧；所述柱塞缸体沿其轴向设置有贯通的小径孔和大径孔，所述盖板固定于所述柱塞缸体的端部；所述小径柱塞滑动安装于所述小径孔，所述小径孔与所述小径柱塞、所述盖板之间围成小油腔，所述小油腔与所述第二电磁换向阀相连；所述大径柱塞滑动安装于所述大径孔，所述大径孔与所述大径柱塞、所述盖板之间围成大油腔，所述大油腔与所述第一电磁换向阀相连；所述柱塞回位弹簧套设于所述小径柱塞，并且夹于所述大径孔的孔底与所述大径柱塞之间，所述柱塞回位弹簧所在的腔为无油腔。
其中，所述柱塞缸体设置有与所述无油腔相通的泄气孔。
其中，所述小油腔与所述第二电磁换向阀相连的油路中设置有第一单向阀。
其中，所述机油供给装置还包括与所述机油增压油路并联的机油减压油路。
其中，所述机油减压油路包括减压阀，所述减压阀设置于所述第二电磁换向阀与所述发动机机油油路之间的油路中。
其中，所述减压阀包括：阀体、阀球、调压弹簧和调压螺钉，所述阀体上开设有与其阀腔连通的进油口和出油口，所述阀球、所述调压弹簧设置于所述阀腔内，所述阀球封堵于所述进油口，所述调压螺钉与所述阀体螺纹连接，所述调压弹簧的一端抵于所述阀球，所述调压弹簧的另一端抵于所述调压螺钉。
其中，所述机油供给装置还包括泄压油路，所述泄压油路包括凸轮轴通油腔泄压油路和增压缸大油腔泄压油路。
其中，所述增压缸大油腔泄压油路包括第一溢流保压阀，所述第一溢流保压阀设置于所述第一电磁换向阀与油底壳之间的油路中；所述凸轮轴通油腔泄压油路包括第二溢流保压阀，所述第二溢流保压阀设置于所述第二电磁换向阀与所述油底壳之间的油路中。
其中，所述机油供给装置还包括增压缸小油腔补油油路。
其中，所述增压缸小油腔补油油路包括第二单向阀，所述第二单向阀设置于所述发动机机油油路与所述小油腔之间的油路中。
其中，所述第一电磁换向阀、所述第二电磁换向阀皆为二位三通电磁换向阀。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果如下：
由于本实用新型的机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置,其凸轮轴沿轴向开设有通油腔，通油腔通过旋转进油接口装置与机油供给装置连通，机油供给装置包括机油增压油路，凸轮轴上的排气凸轮沿径向开设有与通油腔相通的安装孔，安装孔内设置有滑动柱塞机构；当发动机处于正常工作模式时，滑动柱塞机构不动作；当发动机进入缸内制动模式时，机油增压油路向通油腔供油，滑动柱塞机构伸出排气凸轮的凸轮面形成制动凸起，推动气门挺住或气门护帽开启排气门，完成缸内制动。与公知技术相比，只有在发动机处于缸内制动模式时，在增压机油作用下，滑动柱塞机构才伸出排气凸轮的凸轮面，滑动柱塞机构工作时间非常短暂，而在发动机处于正常工作状态时，滑动柱塞机构回收在排气凸轮的安装孔内，整个排气凸轮就像一个普通排气凸轮一样，因此，发动机工作的可靠性更高。
附图说明
图1是本实用新型机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置实施例的结构示意图；
图2是图1中Ⅰ处的局部放大图；
图3是图1所示实施例中滑动柱塞伸出时的工作状态参考图；
图4是图1中A-A处的剖视图；
图5是图2去掉滑动柱塞机构凸轮轴部分的结构示意图；
图6是图1中的机油供给装置示意图；
图7是图6中的减压阀结构示意图；
图中：I-配气机构；II-机油供给装置；
10-排气门；11-气门弹簧；12-气门摇臂；13-摇臂轴；14-推杆；15-挺柱； 20-凸轮轴；21-进气凸轮；22-排气凸轮；23-通油腔；24-环形油槽；25-正时齿轮；3-旋转进油接口装置；31-端盖；32-固定油套；321-通油孔；40-压力传感器；50-柱塞增压缸；51-柱塞缸体；511-泄气孔；52-左端盖板；53-右端盖板；54-小径柱塞；55-柱塞回位弹簧；56-大径柱塞；61-第一电磁换向阀；62- 第二电磁换向阀；70-滑动柱塞机构；71-滑动柱塞；711-弹簧安装孔；712-长槽孔；72-柱塞回位弹簧；73-销轴；74-丝堵；80-减压阀；81-阀体；811-进油口；812-出油口；82-阀球；83-调压弹簧；84-调压螺钉；91-第一单向阀；92- 第二单向阀；100-油底壳；101-第一溢流保压阀；102-第二溢流保压阀；Φx- 大孔；Φy-小孔；A-大油腔；B-小油腔；C-无油腔；L0-发动机机油油路；L1- 机油增压油路；L2-机油减压油路；L3-凸轮轴通油腔泄压油路；L4-增压缸大油腔泄压油路；L5-增压缸小油腔补油油路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的非限制性说明。
需要说明的是，本文中，“第一”、“第二”等表示顺序的术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“安装”、“相连”、“连接”等应作广义理解，例如，可以是元件之间的机械连接或电连接；可以是元件之间的直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本实用新型的核心在于，为发动机的配气机构I配套机油供给装置II，通过机油供给装置II提供增压机油，实现发动机缸内制动。
如图1所示，本实用新型实施例的机油增压的压缩释放式发动机缸内制动装置,气门摇臂12转动安装于摇臂轴13，推杆14和排气门10分置于摇臂轴 13的两侧，当挺柱15和推杆14在凸轮轴20的排气凸轮22的作用下从一侧推动气门摇臂12绕摇臂轴13摆动时，气门摇臂12的另一侧则按压排气门10，气门开启；当凸轮轴转过规定角度后，排气门10在气门弹簧11的作用下回位，气门关闭。凸轮轴20通过正时齿轮25与发动机曲轴保持同步。
以上结构是发动机配气机构中用于控制排气门动作的部分，凸轮轴20上还设置有多个进气凸轮21，其用于控制相应进气门的开启关闭动作。
如图1所示，凸轮轴20沿轴向开设有通油腔23，凸轮轴20设置有旋转进油接口装置3，旋转进油接口装置3与机油供给装置II连通，机油供给装置II 设置有机油增压油路。排气凸轮22沿径向开设有安装孔，安装孔与通油腔23 相通，安装孔内设置有滑动柱塞机构70，当通过机油增压油路向通油腔23供油时，滑动柱塞机构70伸出排气凸轮22的凸轮面形成制动凸起。
如图2、图3、图4和图5所示，滑动柱塞机构70包括滑动柱塞71、柱塞回位弹簧72、销轴73和丝堵74，所述安装孔是阶梯孔，所述阶梯孔包括一个大孔Φx和一个小孔Φy，小孔Φy沿径向贯通通油腔23一侧的凸轮轴部分并在通油腔23另一侧的凸轮轴部分形成盲孔，大孔Φx从通油腔23向小孔Φy的开口方向凹陷，销轴73安装于大孔Φx内，滑动柱塞71安装于小孔Φy内，滑动柱塞71沿轴向开设有弹簧安装孔711且沿径向开设有长槽孔712，销轴73滑动设置于长槽孔712，柱塞回位弹簧72被销轴73夹压于弹簧安装孔711内，当通油腔23处于泄压状态时，柱塞回位弹簧72将滑动柱塞71顶靠于所述盲孔的底部，丝堵74旋拧于弹簧安装孔711的外侧开口端并密封弹簧安装孔711。
装配时，先将滑动柱塞71从小孔Φy装入，将柱塞回位弹簧72装入弹簧安装孔711，压缩柱塞回位弹簧72，将销轴73自通油腔23中装入到位，然后松开柱塞回位弹簧72，销轴73卡入大孔Φx中，最后旋拧丝堵74密封弹簧安装孔711。
如图1所示，旋转进油接口装置3设置于通油腔23的开口端部，旋转进油接口装置3包括固定油套32和端盖31，凸轮轴20设置有进油轴颈，进油轴颈转动密封安装于固定油套32，进油轴颈的外周面开设有环形油槽24，环形油槽 24与通油腔23相通，固定油套32开设有通油孔321，通油孔321与环形油槽 24相通。端盖31设置于凸轮轴20的端部，用于密封通油腔23的开口，端盖 31还设置有用于限制固定油套32轴向移动的环形凸缘。
其中，旋转进油接口装置3与机油供给装置II之间的油路中设置有压力传感器40，用于检测反馈油压，作为判定的依据。
如图6所示，机油供给装置II包括：机油增压油路L1、以及机油减压油路L2、凸轮轴通油腔泄压油路L3、增压缸大油腔泄压油路L4、增压缸小油腔补油油路L5。
如图6所示，其中，机油增压油路L1包括：依次连接的第一电磁换向阀61、柱塞增压缸50、第二电磁换向阀62，第一电磁换向阀61与发动机机油油路L0相连，第二电磁换向阀62与旋转进油接口装置3相连。其中，第一电磁换向阀61、第二电磁换向阀62皆优选采用二位三通电磁换向阀。
其中，柱塞增压缸50包括：柱塞缸体51、左端盖板52、右端盖板53、小径柱塞54、大径柱塞56、柱塞回位弹簧55。塞缸体51沿其轴向设置有贯通的小径孔和大径孔，大径孔的直径为D，小径孔的直径为d，设计D>>d，两盖板固定于柱塞缸体51的端部；小径柱塞54滑动安装于小径孔，与小径孔为一对偶件，小径孔与小径柱塞54、左端盖板52之间围成小油腔B，小油腔B与第二电磁换向阀62相连；大径柱塞56滑动安装于大径孔，与大径孔为一对偶件，大径孔与大径柱塞56、右端盖板53之间围成大油腔A，大油腔A与第一电磁换向阀61相连，大径柱塞56的柱塞回位弹簧55套设于小径柱塞54，并且夹于大径孔的孔底与大径柱塞56之间，柱塞回位弹簧55所在的腔为无油腔C，柱塞缸体51上设置有与无油腔C相通的泄气孔511。其中，为减低加工难度，大径柱塞56、小径柱塞54设计为两个独立的件，也可以在小油腔B内为小径柱塞54设置小径柱塞回位弹簧，在此不再详细图示。当然，在能达到加工精度要求的情况下，大径柱塞56与小径柱塞54也可以设计成一个件。
其中，小油腔B与所述第二电磁换向阀62相连的油路中设置有第一单向阀 91，防止凸轮轴20的通油腔23的油倒流入小油腔B。
如图6所示，其中，机油减压油路L2与机油增压油路L1并联。机油减压油路包括减压阀80，减压阀80设置于第二电磁换向阀62与发动机机油油路L0 之间的油路中。
如图7所示，本实施例中，设计了一种结构简单的减压阀，减压阀80包括：阀体81、阀球82、调压弹簧83和调压螺钉84。阀体81上开设有与其阀腔连通的进油口811和出油口812，阀球82、调压弹簧83设置于阀腔内，阀球82 封堵于进油口811，调压螺钉84与阀体81螺纹连接，调压弹簧83的一端抵于阀球82，调压弹簧83的另一端抵于调压螺钉84。通过调节调压螺钉84，可以调节调压弹簧83对阀球82的作用力，从而调节进油口811与出油口812之间的压差。
显然，减压阀80也可以采用现有技术的减压阀。
如图6所示，其中，增压缸大油腔泄压油路L4包括第一溢流保压阀101，第一溢流保压阀101设置于第一电磁换向阀61与油底壳100之间的油路中。其中，凸轮轴通油腔泄压油路L3包括第二溢流保压阀102，第二溢流保压阀102 设置于第二电磁换向阀62与油底壳100之间的油路中。
其中，溢流保压阀的结构与所述减压阀80的结构相同，通过调压弹簧调整前端压力的大小，第一溢流保压阀101的作用在于，大油腔A泄压时，保证大油腔A内的机油不得排空，以便下次缸内制动时，具有较低的开启压力。
如图6所示，其中，增压缸小油腔补油油路L5包括第二单向阀92，第二单向阀92设置于发动机机油油路L0与小油腔B之间的油路中，用于机油增压缸内制动过程中，发动机机油油路L0内的机油打开第二单向阀92不断补入小油腔B。
本实用新型的工作原理如下：
发动机正常工作时，即发动机处于非缸内制动模式，第一电磁换向阀61 和第二电磁换向阀62皆断电，机油减压油路L2通行，发动机机油通过减压阀 80、第二电磁换向阀62连通凸轮轴20的通油腔23，对滑动柱塞机构70的滑动柱塞71产生的推力小于柱塞回位弹簧72的弹力，滑动柱塞71静止于凸轮轴 20内部。压力传感器40检测凸轮轴内腔油压，当由于故障等原因导致内腔油压大于滑动柱塞71的开始运动油压时，系统发出故障报警。
发动机进入缸内制动模式时，第一电磁换向阀61和第二电磁换向阀62皆通电，机油增压油路L1通行，发动机机油与大油腔A连通，机油作用于大径柱塞56的一端，大径柱塞56的另一端推动小径柱塞54运动，从而使小油腔B 内的机油压力大幅升高，小油腔B的油压传递到凸轮轴内腔后，对滑动柱塞71 产生的推力，大于柱塞回位弹簧72与气门弹簧11的弹力的合力，这时，滑动柱塞71运动，其顶部凸出于凸轮轴20的排气凸轮22的凸轮面，推动挺柱15 或气门护帽向上运动，气门摇臂12绕摇臂轴13转动，开启排气门10，进行缸内制动。
缸内制动过程中，压力传感器40检测凸轮轴内腔机油压力，当大径柱塞 56压缩柱塞回位弹簧55运动到极限位置后，若压力传感器40反馈机油压力不再升高或开始下降，此时控制第一电磁换向阀61断电(第二电磁换向阀62不断电，保持通电状态)，大油腔A通过第一溢流保压阀101接通油底壳100，压力下降，大径柱塞56向远离小径柱塞54的方向运动，一段时间后，再次给第一电磁换向阀61通电，重复增压过程，直至凸轮轴内腔机油压力达到要求。
当要求结束缸内制动时，第一电磁换向阀61和第二电磁换向阀62同时断电，凸轮轴通油腔泄压油路L3通行，凸轮轴内腔油压通过第二溢流保压阀102 泄压，滑动柱塞71回位到底部的位置；增压缸大油腔泄压油路L4通行，大油腔A内压力泄压，大径柱塞56回位，缸内制动过程结束。
与公知技术相比，本实用新型只有在发动机处于缸内制动模式时，在增压机油作用下，滑动柱塞机构才伸出排气凸轮的凸轮面，滑动柱塞机构工作时间非常短暂；而在发动机处于正常工作状态时，机油减压，滑动柱塞机构回收在排气凸轮的安装孔内，整个排气凸轮就像一个普通排气凸轮一样，因此，发动机工作的可靠性更高。本实用新型适用于凸轮轴下置式发动机，也适用于凸轮轴顶置式发动机。
以上所述为本实用新型较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分皆为本领域技术人员的已知技术，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换皆在本实用新型保护范围内。
