本申請要求于2014年5月21日提交的美國專利申請?zhí)?2/001276的權(quán)益。上述申請的公開內(nèi)容被援引納入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本文總體涉及用在配氣機構(gòu)總成中的搖臂組件，具體涉及這樣的搖臂組件，其包含作用在單一氣門上以執(zhí)行發(fā)動機制動功能的專用搖臂。

背景技術(shù)：

除了車輪制動器外，壓縮式發(fā)動機制動器還作為輔助制動器被用在例如由重型或中型柴油發(fā)動機驅(qū)動的相對大型車輛如卡車上。壓縮式發(fā)動機制動系統(tǒng)被布置成，在啟動時，在發(fā)動機氣缸中的活塞接近其壓縮行程的上死點位置時產(chǎn)生發(fā)動機氣缸的排氣門的附加打開以使壓縮空氣能通過該排氣門釋放。這造成發(fā)動機充當(dāng)了使車輛減速的耗能的空氣壓縮機。

在與壓縮式發(fā)動機制動器一起使用的典型的配氣機構(gòu)總成中，排氣門由搖臂致動，該搖臂通過氣門橋接合該排氣門。該搖臂響應(yīng)于位于旋轉(zhuǎn)的凸輪軸上的凸輪而搖動并且下壓氣門橋，而氣門橋本身又下壓排氣門以將其打開。還可以在配氣機構(gòu)總成中設(shè)置液壓間隙調(diào)節(jié)器以消除在配氣機構(gòu)總成的各部件之間形成的任何間隙或空隙。

本文所提供的背景技術(shù)描述是為了大體呈現(xiàn)本文的背景。就在背景技術(shù)部分中所描述而言，當(dāng)前提到的發(fā)明人的工作以及在提交時不應(yīng)被描述為現(xiàn)有技術(shù)的本文內(nèi)容均未被明示或暗示地承認(rèn)為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所構(gòu)造的一種雙排氣門搖臂組件能在發(fā)動機燃燒模式和發(fā)動機制動模式下運行。雙排氣門搖臂組件可選擇地打開第一和第二排氣門并且其包括搖臂軸、排氣門搖臂組件、發(fā)動機制動搖臂組件及發(fā)動機制動囊。排氣門搖臂組件具有可以接納搖臂軸的排氣搖臂，且該排氣搖臂被構(gòu)造成繞搖臂軸旋轉(zhuǎn)。排氣搖臂進(jìn)一步限定出具有內(nèi)徑的孔。發(fā)動機制動搖臂組件具有發(fā)動機制動搖臂。發(fā)動機制動囊沿排氣搖臂的孔的內(nèi)徑被可滑動接納。發(fā)動機制動囊在發(fā)動機制動搖臂迫動下可選擇地平移。繼而，發(fā)動機制動囊在發(fā)動機制動模式期間迫使第一和第二排氣門中的一個排氣門打開。

根據(jù)附加特征，雙排氣門搖臂組件進(jìn)一步包括控油閥，該控油閥能從加壓油供應(yīng)源為發(fā)動機制動囊的致動提供油流。發(fā)動機制動囊包括發(fā)動機制動囊活塞和發(fā)動機制動囊體。加壓油腔被限定在發(fā)動機制動囊活塞和發(fā)動機制動囊體之間。發(fā)動機制動搖臂被構(gòu)造成作用于發(fā)動機制動囊活塞，繼而作用于發(fā)動機制動囊體，最終作用于其中一個發(fā)動機制動排氣門。

根據(jù)其它特征，雙排氣門搖臂組件進(jìn)一步包括位于其中一個發(fā)動機制動排氣門和發(fā)動機制動囊體之間的氣門桿頭。鎖球組件可包括球鎖和球鎖彈簧。球鎖彈簧能將球鎖推入限定在發(fā)動機制動囊體上的凹槽中。搖臂組件上構(gòu)造有C形夾。C形夾能限制發(fā)動機制動囊行程并提供強制止動。

根據(jù)另外的附加特征，雙排氣門搖臂組件進(jìn)一步包括致動器組件，該致動器組件被構(gòu)造成能在伸長位置和縮回位置之間移動發(fā)動機制動囊。致動器組件和控油閥被構(gòu)造在與發(fā)動機制動囊相分離的排氣搖臂內(nèi)。致動器組件包括致動器主體、致動器止回球、致動器針、致動器復(fù)位彈簧及致動器鎖緊螺母。致動器針被構(gòu)造成將致動器止回球保持在打開位置且防止油壓在發(fā)動機制動囊中累積。致動器止回球允許在每個周期向加壓油腔單向補油。在發(fā)動機制動模式時，控油閥被供能打開，且油壓造成致動器針遠(yuǎn)離相應(yīng)的承座，使得發(fā)動機制動囊伸長預(yù)定長度。將控油閥斷能使得致動器針能允許油從加壓油腔流出，且發(fā)動機制動囊移動到允許燃燒的縮回位置。在附加特征中，雙排氣門搖臂組件包括設(shè)置在發(fā)動機制動搖臂上的第一調(diào)節(jié)螺釘和設(shè)置在排氣門搖臂組件上的第二調(diào)節(jié)螺釘。第一和第二調(diào)節(jié)螺釘均是可調(diào)的，以選擇性地為雙排氣門搖臂組件提供間隙設(shè)定。

附圖說明

本發(fā)明將在詳細(xì)描述和附圖中被闡明，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例構(gòu)造的、包括搖臂組件的局部配氣機構(gòu)總成的俯視圖，搖臂組件包括進(jìn)氣搖臂、排氣搖臂和發(fā)動機制動搖臂；

圖2是圖1的配氣機構(gòu)總成的排氣搖臂和發(fā)動機制動搖臂的側(cè)視圖；

圖3是根據(jù)一例子的圖2的排氣搖臂和發(fā)動機制動搖臂的示意圖；

圖4是圖2的排氣門搖臂組件的示意圖且示出完全伸展的發(fā)動機制動囊；

圖5是圖2的排氣門搖臂組件的示意圖且示出在最大行程時的發(fā)動機制動；

圖6是球鎖和球鎖彈簧的細(xì)節(jié)橫剖視圖，所述球鎖彈簧將球壓靠在凹槽中，該凹槽限定在根據(jù)一例子的圖2的排氣門搖臂組件的囊體的外徑上；

圖7是球接合凹槽的側(cè)視圖，所述凹槽設(shè)置在圖6的囊體的外徑上；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一例子全部用于提供氣門間隙設(shè)定的、位于發(fā)動機制動搖臂上的第一調(diào)節(jié)螺母、排氣搖臂上的第二調(diào)節(jié)螺母和進(jìn)氣門搖臂上的第三調(diào)節(jié)螺母的俯視圖；

圖9是圖2的排氣搖臂組件的橫剖視圖，示出完全癟縮和完全伸展的發(fā)動機制動囊的行程長度；

圖10是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出位于凸輪軸基圓上的發(fā)動機制動搖臂和排氣搖臂；

圖11是圖10的排氣門搖臂組件的示意圖；

圖12是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出了最大行程時的排氣搖臂和位于凸輪軸的基圓上的發(fā)動機制動搖臂；

圖13是圖12中排氣門搖臂組件的示意圖；

圖14是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出排氣搖臂和位于凸輪軸基圓上的發(fā)動機制動搖臂；

圖15是圖14的排氣門搖臂組件的示意圖；

圖16是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出位于基圓上的排氣搖臂和從接合凸輪軸凸部起逆時針旋轉(zhuǎn)一定距離的發(fā)動機制動搖臂；

圖17是圖16的排氣門搖臂組件的示意圖；

圖18是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出具有最大行程的排氣搖臂和位于凸輪軸基圓上的發(fā)動機制動搖臂；

圖19是圖18的排氣門搖臂組件的示意圖；

圖20是排氣門搖臂組件的側(cè)視圖，示出具有位于凸輪軸基圓上的發(fā)動機制動搖臂和排氣搖臂；以及

圖21是圖20的排氣門搖臂組件的示意圖。

具體實施方式

具有單頂置凸輪(SOHC)配氣機構(gòu)的重型(HD)柴油發(fā)動機，尤其在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時需要高制動功率。本發(fā)明提供了一種附加運動類型的減壓式發(fā)動機制動器。為了提供高制動功率而不對配氣機構(gòu)(尤其是凸輪軸)的其余部分施加高負(fù)荷，本發(fā)明為發(fā)動機制動器提供了作用在一個排氣門上的專用搖臂。因此，與使兩個排氣門打開的其它構(gòu)造相比，僅承受了輸入負(fù)荷的一半。

首先參見圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所構(gòu)造的局部配氣機構(gòu)總成，其總體標(biāo)記為10。局部配氣機構(gòu)總成10利用發(fā)動機制動且如圖所示被構(gòu)造用于六缸發(fā)動機的三缸組部分。但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于此。因此，本發(fā)明可被用于任何利用發(fā)動機制動的配氣機構(gòu)總成中。局部配氣機構(gòu)總成10支撐在配氣機構(gòu)支架12中且每缸有三個搖臂。

特別是每個氣缸包括進(jìn)氣門搖臂組件20、排氣門搖臂組件22及發(fā)動機制動搖臂組件24。排氣門搖臂組件22和發(fā)動機制動搖臂組件24配合控制排氣門的打開且被統(tǒng)稱為雙排氣門搖臂組件26(圖2)。進(jìn)氣門搖臂組件20被構(gòu)造用于控制進(jìn)氣門運動。排氣門搖臂組件22被構(gòu)造用于控制排氣門在驅(qū)動模式下的運動。在本文所述的發(fā)動機制動模式下，發(fā)動機制動搖臂組件24被構(gòu)造成作用于兩個排氣搖臂之一。搖臂軸34被配氣機構(gòu)支架12接納并支撐發(fā)動機制動搖臂組件24和排氣門搖臂組件22的旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在進(jìn)一步參見圖2和圖3，將進(jìn)一步描述排氣門搖臂組件22。排氣門搖臂組件22通常包括排氣搖臂40、氣門橋42、套管組件44及發(fā)動機制動囊46。氣門橋42接合與一發(fā)動機氣缸(未示出)相關(guān)的第一和第二排氣門50和52(圖2)。排氣搖臂40按照凸輪軸54的升程廓線繞搖臂軸34旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機制動搖臂組件24包括具有接合部分62的發(fā)動機制動搖臂60。發(fā)動機制動搖臂60按照凸輪軸54的升程廓線繞搖臂軸34旋轉(zhuǎn)。

尤其參見圖3，將描述發(fā)動機制動搖臂組件24和排氣門搖臂組件22的示意性功能。該設(shè)計結(jié)構(gòu)包括控油閥70，該控油閥能從加壓油供應(yīng)源74為致動提供油流。加壓油腔78如圖所示位于發(fā)動機制動囊46內(nèi)。發(fā)動機制動囊46包括發(fā)動機制動囊活塞80和發(fā)動機制動囊體82。氣門桿頭83位于排氣門52和發(fā)動機制動囊體82之間。C形夾84能為發(fā)動機制動囊體82提供強制止動。發(fā)動機制動搖臂示意圖90表明發(fā)動機制動搖臂組件24因凸輪凸角缺失92而轉(zhuǎn)動。

致動器組件100包括致動器主體102、致動器止回球104、致動器針106、致動器復(fù)位彈簧108及致動器鎖緊螺母110。當(dāng)發(fā)動機處于驅(qū)動(燃燒)模式時，控油閥70關(guān)閉，發(fā)動機制動囊體82完全縮回且不影響排氣門50、52的運動。致動器針106能將止回球104保持在打開位置(遠(yuǎn)離相應(yīng)承座107)且能防止發(fā)動機制動囊46內(nèi)的油壓累積。當(dāng)發(fā)動機處于驅(qū)動模式時，在圖3中作為搖臂示意圖90所示的或者發(fā)動機制動搖臂60(圖2)的運動將不影響排氣門52的運動。

當(dāng)發(fā)動機處于制動(不燃燒)模式時，控油閥70被供能打開，油壓將致動器針106推回并填充(延伸)發(fā)動機制動囊46到預(yù)定長度如4mm。發(fā)動機制動搖臂60(搖臂示意圖90)和排氣門52之間的空隙將被補償以使由凸輪凸角92控制的發(fā)動機制動搖臂60運動在排氣門52上產(chǎn)生額外行程。致動器止回球104將允許在每個周期向加壓油腔單向補油。當(dāng)將控油閥70斷能時，致動器針106將允許油從加壓油腔78流出，且發(fā)動機制動囊46將再次回到允許驅(qū)動模式(燃燒)的縮回位置。發(fā)動機制動搖臂組件24打開(更靠近搖臂軸34布置的)排氣門52，提供允許較高制動功率的有利傳力比。排氣門52在壓縮行程中(鄰近上死點)稍后打開，凸輪凸角上仍然具有可接受的負(fù)載。

圖4示出伸展或伸長的發(fā)動機制動囊46。發(fā)動機制動囊體82和氣門桿頭83之間的空隙被消除。圖5示出最大行程時的發(fā)動機制動。當(dāng)發(fā)動機制動搖臂60控制發(fā)動機制動排氣門52的行程時，排氣搖臂40處于基圓上。進(jìn)一步說明，發(fā)動機制動搖臂60作用于發(fā)動機制動囊活塞80，繼而作用于發(fā)動機制動囊體82，隨即作用于氣門桿頭83，最終作用于發(fā)動機制動排氣門52。

現(xiàn)在參見圖6和圖7，將描述本發(fā)明的附加特征。球鎖組件150包括球鎖152和球鎖彈簧154。球鎖彈簧154將球鎖152推入(由力F表示，圖7)凹槽160中，該凹槽限定在發(fā)動機制動囊體82的外徑上。凹槽160具有深度170和半徑172，其被構(gòu)造用于確保發(fā)動機制動囊體82不會因其慣性而搖動，確切說是在發(fā)動機制動模式下不會在發(fā)動機制動搖臂60的負(fù)載下?lián)u動。球鎖組件150將不會影響發(fā)動機制動囊活塞80的伸縮時間。C形夾180被用于限制發(fā)動機制動囊體82的行程。因此，C形夾180為運輸工具提供了對其尤為重要的強制止動。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8和圖9，將描述附加特征。第一調(diào)節(jié)螺釘210設(shè)置在發(fā)動機制動搖臂60上。第二調(diào)節(jié)螺釘212設(shè)置在排氣搖臂40上。第三調(diào)節(jié)螺釘214設(shè)置在進(jìn)氣搖臂20上。根據(jù)本發(fā)明的一個例子，第一、第二和第三調(diào)節(jié)螺釘210、212和214均提供氣門間隙設(shè)定。為了設(shè)定發(fā)動機制動間隙，發(fā)動機制動囊46被向下推壓(見圖9)到癟縮位置(沒油)以使排氣門52內(nèi)的間隙為零。從這一位置起，將第一調(diào)節(jié)螺釘210回擰以用于同一氣門上的間隙和排氣制動囊行程。在一個例子中，發(fā)動機制動囊46被制作成使得全癟縮長度和全伸展長度之差處于窄公差220(如正或負(fù)0.05mm)范圍內(nèi)。第一、第二和第三調(diào)節(jié)螺釘210、212和214均可具有共同的螺紋和螺母尺寸，使得可以使用共用工具進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本設(shè)計結(jié)構(gòu)提供許多益處。例如，發(fā)動機制動功能的啟動通過兩個控油閥70依靠加壓發(fā)動機油來控制，每個控油閥用于三缸中的每個缸(圖1所示的例子)?？赜烷y70可被構(gòu)造成獨立運行。用于三缸的氣門致動組件被集成到準(zhǔn)備組裝在缸蓋上的配氣機構(gòu)支架12中。該設(shè)計構(gòu)造提供了高性能發(fā)動機制動，其不需要在單獨作用于一個排氣門52時在配氣機構(gòu)組件上產(chǎn)生高負(fù)載。對于發(fā)動機制動，通過使用專用搖臂(發(fā)動機制動搖臂60)獲得在搖桿軸34和凸輪軸54上傳遞較低負(fù)載的有利的搖臂和傳力比。

此外，發(fā)動機制動囊46由限定在排氣搖臂40內(nèi)的內(nèi)徑190(圖6)引導(dǎo)并安裝在其內(nèi)部。因此，雖然現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計結(jié)構(gòu)可提供設(shè)置在發(fā)動機制動搖臂內(nèi)部的液壓囊，但本發(fā)明包括在排氣搖臂40(代替發(fā)動機制動搖臂60)內(nèi)構(gòu)造的發(fā)動機制動囊46。該設(shè)計構(gòu)造提供了良好的包封優(yōu)勢。發(fā)動機制動囊46被構(gòu)造成當(dāng)被發(fā)動機制動搖臂60控制時能沿排氣搖臂40的內(nèi)徑190自由移動。

本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)造提供了致動器組件100的致動控制以在伸展位置和縮回位置之間移動發(fā)動機制動囊46。致動器組件100和控油閥70(圖3)在排氣搖臂40內(nèi)構(gòu)成并與發(fā)動機制動囊46分隔開。此外，球鎖組件提供了發(fā)動機制動囊體82的模式保留在驅(qū)動模式下。

現(xiàn)參見圖10至圖21，將描述雙排氣門搖臂組件26的示例性操作順序。圖10示出位于凸輪軸54基圓上的發(fā)動機制動搖臂60和排氣搖臂40。發(fā)動機制動搖臂的接合部62脫離發(fā)動機制動囊活塞80。發(fā)動機制動囊46被癟縮。圖11的示意圖對應(yīng)圖10中的雙排氣門搖臂組件26的位置。控油閥70關(guān)閉，排放打開。止回球104處于遠(yuǎn)離其承座107的打開位置。

現(xiàn)在將描述圖12和圖13。圖12示出在凸輪軸54最大行程上的排氣搖臂40和位于凸輪軸54基圓上的發(fā)動機制動搖臂60。發(fā)動機制動搖臂60的接合部62脫離發(fā)動機制動囊活塞80。排氣制動搖臂空轉(zhuǎn)彈簧232使發(fā)動機制動搖臂60抵靠凸輪軸54。發(fā)動機制動囊46被癟縮。圖13的示意圖對應(yīng)圖12中的雙排氣門搖臂組件26的位置?？赜烷y70關(guān)閉，排放打開。止回球104處于遠(yuǎn)離其承座107的打開位置。

現(xiàn)在將描述圖14和圖15。圖14示出位于凸輪軸54基圓上的排氣搖臂40和位于凸輪軸54基圓上的發(fā)動機制動搖臂60。發(fā)動機制動搖臂60的接合部62與發(fā)動機制動囊活塞80相接合。發(fā)動機制動囊46伸展而使發(fā)動機制動囊體82能接觸位于氣門橋42上的氣門桿頭83。圖15的示意圖對應(yīng)圖14中的雙排氣門搖臂組件26的位置。致動器針106縮回。止回球104僅在控油閥70的油壓作用下打開。

現(xiàn)在將描述圖16和圖17。圖16示出位于凸輪軸54基圓上的排氣搖臂40和從接合凸輪軸54的凸部起逆時針旋轉(zhuǎn)一定距離的發(fā)動機制動搖臂60。發(fā)動機制動搖臂60的接合部62接合發(fā)動機制動囊活塞80。發(fā)動機制動囊46伸展而使發(fā)動機制動囊體82接觸氣門橋42上的氣門桿頭83。示出發(fā)動機制動搖臂60運動至排氣門52發(fā)動機制動行程(打開)的剛性過渡。圖17的示意圖對應(yīng)圖16中的雙排氣門搖臂組件26的位置?？赜烷y70打開。致動針106縮回。止回球104在發(fā)動機制動囊46的壓力作用下關(guān)閉。

現(xiàn)在將描述圖18和圖19。圖18示出在凸輪軸54最大行程上的排氣搖臂40和位于凸輪軸54基圓上的發(fā)動機制動搖臂60。一旦經(jīng)過了發(fā)動機制動行程，排氣門搖臂組件22將控制氣門50、52的打開。發(fā)動機制動搖臂60將通過空轉(zhuǎn)彈簧232被保持在抵接凸輪軸54的位置。圖19的示意圖對應(yīng)圖18中的雙排氣門搖臂組件26的位置?？赜烷y70打開。致動針160縮回。止回球104僅在發(fā)動機制動囊46的油壓作用下打開。發(fā)動機制動囊46將以最大延伸度伸展至其強硬止動。

現(xiàn)在將描述圖20和圖21。圖20示出位于凸輪軸54基圓上的發(fā)動機制動搖臂60和排氣搖臂40。排氣門50、52將由排氣門搖臂組件22控制同時關(guān)閉。發(fā)動機制動囊46將再次完全伸展。在行程期間，從發(fā)動機制動囊46漏出的油將得到補充。圖21的示意圖對應(yīng)圖20中的雙排氣門搖臂組件26的位置?？赜烷y70打開。致動針106縮回。止回球104僅在發(fā)動機制動囊的壓力作用下打開。發(fā)動機制動囊46將以最大程度伸展至其強硬止動。

已經(jīng)為了解釋和說明的目的提供了以上對實施例的描述。但這些描述并不是窮盡的，也不用于限制本發(fā)明內(nèi)容。特定實施例中的個別元件或特征總體不限于該特定實施例，而是，即使沒有被具體示出或描述，在可行情況下這些個別元件或特征也可以被互換并用于選定的實施例。這些元件或特征也能以多種方式被改變。這些改變不應(yīng)被視為脫離本發(fā)明，且所有這種修改打算被涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。