[发明专利]一种齿形固链式发动机制动装置

说明书

技术领域：

本发明涉及机械领域，尤其涉及车辆的发动机制动领域，特别是一种齿形固链式发动机制动装置。

背景技术：

现有技术中，将内燃机作为制动手段的方法为人共知，只需将发动机暂时转换为压缩机。转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩冲程结束时或接近结束时打开排气阀，允许被压缩气体(制动时为空气)被释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是产生有效的发动机制动，减缓车辆的速度。

发动机制动装置的一个先例是由康明斯(Cummins)提供的美国专利号3220392披露，根据该专利所制造的发动机制动系统在商业上很成功。不过，此类发动机制动系统为顶置在发动机上的附件。为了安装此类发动机制动装置，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加了发动机的高度、重量及成本。上述这些问题是由于将发动机制动系统当作发动机的一个附件，而不是发动机的一个组成部分或集成件所造成的。

现有技术中的发动机制动装置经过液压回路将机械输入传递到要打开的排气阀。液压回路上通常包括在主活塞孔内往复运动的主活塞，该往复运动来自于发动机的机械输入，比如说喷油器摇臂的摇动，主活塞的运动通过液压流体传递到液压回路上的副活塞，使其在副活塞孔内往复运动，副活塞直接或间接地作用在排气阀上，产生发动机制动运作的阀动。

因此，上述由液压驱动的传统发动机制动装置存在另一缺点，即液压系统的可缩性或变形。这与液体的柔性有关，高柔性导致制动阀升的大量压缩减小，阀升的减小导致阀载的增加，而阀载的增加导致更高的柔性，形成一种恶性循环。此外，由液压变形造成的阀升减小随着发动机转速的增加而增加，与发动机制动性能所要求的制动阀升趋势恰恰相反。为了减少液压柔性，必须使用大直径的液压活塞，增加体积和重量。而且油流需要很长时间使大直径活塞伸出或缩回，导致制动系统惯性大、反应慢。液压系统中的高油压和高油温还会引起泄漏、变形和载荷波动，影响制动阀升，使得制动阀升必须采用足够值，对发动机活塞与气阀间隙的要求高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种齿形固链式发动机制动装置，所述的这种齿形固链式发动机制动装置要解决现有技术中发动机制动系统导致发动机的高度和制造成本增加、制动反应慢以及液压变形大的技术问题。

本发明的这种齿形固链式发动机制动装置包括有一个制动箱体，其中，所述的制动箱体中设置有供油孔和一个柱塞孔，所述的柱塞孔内设置有一个第一柱塞和一个第二柱塞，制动箱体中还设置有一个柱塞旋转驱动机构，所述的第一柱塞的下端面和第二柱塞的上端面中分别沿各自的圆周向设置有相互配合的齿面，所述的相互配合的齿面之间存在一个非操作位置和一个操作位置，在所述的非操作位置，第一柱塞的齿面的齿顶与第二柱塞的齿面的齿根对齐，在所述的操作位置，第一柱塞的齿面的齿顶与第二柱塞的齿面的齿顶对齐，所述的第一柱塞旋转驱动机构驱动第一柱塞的齿面与第二柱塞的齿面在非操作位置和操作位置之间转动。

进一步的，第一柱塞的齿面和第二柱塞的齿面中各自包括有至少一个齿。

进一步的，所述的第一柱塞旋转驱动机构是平动变转动机构，所述的平动变转动机构包括有一个驱动活塞，所述的驱动活塞通过运动副与所述的第一柱塞连接，驱动活塞驱动第一柱塞相对第二柱塞发生转动。

进一步的，所述的驱动活塞上沿其轴向设置有驱动齿，第一柱塞的外圆周上设置有从动齿，驱动活塞的轴向与第一柱塞的轴向垂直，所述的驱动齿与从动齿啮合。

进一步的，所述的驱动齿和从动齿轮是360°的完整齿型、或者是小于360°的部分齿型。

进一步的，所述的驱动活塞上设置有驱动槽，所述的第一柱塞上设置有从动销，所述的从动销设置在所述的驱动槽中。

进一步的，所述的第一柱塞旋转驱动机构中包括有转动定位机构。

进一步的，所述的第一柱塞中设置有沿其直径贯穿的流体通道，所述的第二柱塞中设置有轴向定位槽，所述的制动箱体中设置有定位销，所述的定位销穿设在所述的定位槽中。

进一步的，第一柱塞的齿面中，齿顶与齿根之间的距离为0.5毫米到3毫米，第二柱塞的齿面中，齿顶与齿根之间的距离为0.5毫米到3毫米。

进一步的，所述的制动箱体中设置有阀隙调节机构。

进一步的，所述的制动箱体是顶置式专用制动箱、或者专用制动摇臂、或者发动机的排气摇臂或者发动机的阀桥。

本发明还提供了一种使用上述齿形固链式发动机制动装置产生发动机制动的方法，所述的方法由下述步骤组成：