Устройство для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания, снабженном гидравлическими толкателями

Изобретение может быть использовано в устройствах для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания содержит кулачковый вал (7) и один или более расположенных в линию цилиндров, каждый из которых снабжен одним или более выпускными клапанами (2.1, 2.2). Клапанные коромысла (3.1, 3.2) и гидравлические толкатели (5.1, 5.2) соединены с выпускными клапанами. Клапанные коромысла (3.1, 3.2) содержат общую ось (4) для каждого цилиндра. Имеется, по меньшей мере, одно дополнительное клапанное коромысло (9) для каждого цилиндра, поворачивающееся вокруг общей оси (4) и выполненное с возможностью введения в зацепление с соответствующим дополнительным кулачком (7), расположенным на кулачковом валу (7). По меньшей мере, одна система привода для дополнительного клапанного коромысла (9) для каждого цилиндра, выполнена с возможностью перемещения клапанного коромысла (9) между первым положением, в котором клапанное коромысло (9) не введено в зацепление с дополнительным кулачком (10), тем самым определяя деактивированное состояние моторного тормоза, и вторым положением, в котором клапанное коромысло (9) введено в зацепление с дополнительным кулачком (10), тем самым определяя активированное состояние моторного тормоза. Раскрыт двигатель внутреннего сгорания с устройством для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза. Технический результат заключается в упрощении изготовления и повышении надежности. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для приведения в действие моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания, а более конкретно к устройству для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания, снабженном гидравлическими толкателями.

Уровень техники

В предшествующем уровне техники известны системы, в которых дополнительный выпускной клапан или заслонка добавлена для того, чтобы повышать давление, герметизировать двигатель и увеличивать мощность торможения.

Тем не менее, такие системы являются неподходящими для вариантов применения с высоким уровнем мощности.

Для вариантов применения, заключающих в себе высокоинерционные нагрузки, например, в случае тяжелых товарных транспортных средств используются системы торможения двигателем, работающих за счет сброса давления, в которых выпускной клапан(ы) открывается преждевременно относительно движения поршня.

Это осуществляется посредством дополнительного открытия выпускных клапанов посредством конкретных приводов.

Например, дополнительное открытие выпускных клапанов может осуществляться посредством дополнительного подъема кулачка в конце стадии сжатия, с опережением кулачка приблизительно в 70 градусов.

Следовательно принцип торможения за счет инерции двигателя на основе снижения давления в камере сгорания в течение хода стадии сжатия уже известен в данной области техники.

Такие системы используют энергию, накапливаемую в форме давления в течение цикла сжатия воздуха, для того чтобы «тормозить» инерцию или массу, соединенные с коленчатым валом.

Некоторые из декомпрессионных систем торможения двигателем, известных в данной области техники, используются в двигателях, снабженных механическими толкателями.

Тем не менее, они являются более прочными, чем гидравлические толкатели, а также допускают нагрузки с горизонтальным компонентом, что упрощает приводные механизмы, требуемые для того, чтобы осуществлять понижение давления.

Двигатели, снабженные гидравлическими толкателями, тем не менее, представляют дополнительную проблему в том, что такие толкатели являются более хрупкими, чем механические.

Для работы гидравлические толкатели всегда требуют минимальной вертикальной нагрузки, которая обеспечивает постоянную (по меньшей мере, минимальную) прижимающую силу, иначе они слишком сильно расширяются, и возникает риск повреждения.

Кроме того, гидравлические толкатели могут противостоять нагрузкам с вертикальной составляющей, но могут принимать нагрузки только с незначительной горизонтальной составляющей. Горизонтальная составляющая может вызывать постоянное повреждение.

Следовательно, предлагаются устройства и/или приводы, которые повышают сложность механизмов, и возникает задача необходимости в решениях, которые не являются чрезмерно сложными, громоздкими или дорогими.

Раскрытие изобретения

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы преодолеть недостатки и неудобства предшествующего уровня техники с помощью декомпрессионного тормозного устройства для двигателя внутреннего сгорания, снабженного гидравлическими толкателями, которое является очень простым в изготовлении и благодаря этому высоконадежным.

Другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить декомпрессионное тормозное устройство для двигателя внутреннего сгорания, снабженного гидравлическими толкателями, которое является прочным, имеет ограниченные размеры, практически не требует технического обслуживания и представляет недорогое решение.

Настоящее изобретение относится к устройству для приведения в действие моторного тормоза, работающего за счет сброса давления, в двигателе внутреннего сгорания, содержащем: один или более расположенных в линию цилиндров, каждый из которых снабжен одним или более выпускных клапанов; соответствующие клапанные коромысла и гидравлические толкатели, соединенные с выпускными клапанами; причем клапанные коромысла содержат общую ось для каждого цилиндра; кулачковый вал для одного или более расположенных в линию цилиндров, отличающемуся тем, что оно содержит: по меньшей мере, одно дополнительное клапанное коромысло для каждого цилиндра, поворачивающееся вокруг общей оси и выполненное с возможностью введения в зацепление с соответствующим дополнительным кулачком, расположенным на кулачковом валу; по меньшей мере, одну систему привода для дополнительного клапанного коромысла для каждого цилиндра. Кроме того, устройство согласно настоящему изобретению предпочтительно может содержать, по меньшей мере, дополнительный вал, снабженный одним или более дополнительных кулачков, выполненный с возможностью определения движения системы привода для каждого цилиндра так, что в первом положении дополнительного вала дополнительное клапанное коромысло не входит в контакт с одним или более дополнительных кулачков, а во втором положении дополнительного вала дополнительное клапанное коромысло входит в контакт с одним или более дополнительных кулачков, чтобы определять приведение в действие моторного тормоза.

В качестве альтернативы устройство для приведения в действие моторного тормоза, работающего за счет сброса давления, согласно настоящему изобретению может содержать вместо дополнительного вала, снабженного одним или более дополнительных кулачков, систему гидравлического привода клапанного коромысла, которая использует давление масла в контуре двигателя.

В частности, настоящее изобретение относится к устройству для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания, снабженном гидравлическими толкателями, и соответствующему двигателю, снабженному устройством, как подробно описано в формуле изобретения, которая является неотъемлемой частью этого описания.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет проиллюстрировано ниже с помощью последующего подробного описания предпочтительного варианта осуществления декомпрессионного тормозного устройства в двигателе внутреннего сгорания, снабженном гидравлическими толкателями, согласно настоящему изобретению, предоставленном просто в качестве примера, с помощью чертежей, прилагаемых к нему, на которых:

Фиг.1-4 представляют собой виды с различных углов части головки блока цилиндров, содержащей устройство для приведения в действие моторного тормоза согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, содержащему систему привода дополнительного клапанного коромысла посредством использования вала и клапанных коромысел;

Фиг.5 и 6 представляют собой виды в перспективе спереди и сзади устройства для приведения в действие моторного тормоза согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг.1-4;

Фиг.7 и 8 представляют собой виды сбоку части головки блока цилиндров, содержащей устройство для приведения в действие моторного тормоза согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, соответственно, с активированным и деактивированным моторным тормозом;

Фиг.9 и 10 представляют собой, соответственно, виды в перспективе и поперечном сечении сзади и сбоку части головки блока цилиндров, содержащей альтернативный вариант осуществления устройства для приведения в действие моторного тормоза согласно настоящему изобретению;

Фиг.11 и 12 представляют собой виды сбоку части головки блока цилиндров, содержащей устройство для приведения в действие моторного тормоза согласно третьему варианту осуществления системы привода, соответственно, в случае активированного моторного тормоза или деактивированного моторного тормоза.

На чертежах идентичные ссылочные позиции и буквы указывают идентичные части и элементы.

Подробное описание изобретения

На чертежах показана часть блока 1 цилиндров двигателя, содержащая цилиндр известного типа, снабженный парой выпускных клапанов 2.1 и 2.2, которые соединены с одним концом соответствующих клапанных коромысел 3.1 и 3.2.

Пара гидравлических толкателей 5.1 и 5.2 соединены с другим концом клапанных коромысел.

Клапанные коромысла могут поворачиваться вокруг общей оси 4, которая содержит соответствующие ролики 6.1 и 6.2.

Кулачковый вал 7, расположенный обычно над роликами 6.1 и 6.2, содержит специальные эксцентриковые кулачки 8.1 и 8.2 для нормального открытия/закрытия выпускных клапанов 2.1 и 2.2.

В двигателе обычно предусмотрено заданное число расположенных в линию цилиндров (не показаны), которые имеют общий кулачковый вал 7.

Согласно изобретению функция моторного тормоза приводится в действие следующим образом.

Дополнительный элемент 9 с функцией клапанного коромысла (в дальнейшем называемый клапанным коромыслом) вставляется и поворачивается по центру вокруг одной оси 4, которая является общей для двух других клапанных коромысел 3.1 и 3.2, в промежуточном положении между последними; третий кулачок с эксцентриками 10 включен в существующий общий кулачковый вал 7.

На одном конце клапанного коромысла 9 (на конце в направлении выпускных клапанов) предусмотрен ролик 11, тогда как другой конец 17 клапанного коромысла 9 (в направлении гидравлических толкателей) присоединен к системе привода. Согласно первому предпочтительному варианту осуществления устройства согласно настоящему изобретению система привода содержит дополнительный вал 12, снабженный кулачком 13.

Следовательно, согласно такому первому предпочтительному варианту осуществления в системе привода конец шатуна 14 вставляется на кулачок 13, а другой конец шатуна поворачивается вокруг конца поршня (или штифта) 15, который может скользить в соответствующую стопорную полость (отверстие или паз) 16 в блоке цилиндров двигателя.

Конец 17 клапанного коромысла 9 поворачивается вокруг поршня 15. При работе дополнительный вал 12 может вращаться и принимать два различных угловых положения, указанных на чертежах посредством букв A и B. Благодаря эксцентриковому кулачку 13, головка 14 шатуна, присоединенная к нему, может принимать два соответствующих положения, чтобы перемещать поршень 15 в поднятое положение или опущенное положение.

В поднятом положении поршня 15 (наклонном положении A оси 12, фиг.8) клапанное коромысло 9 поворачивается вокруг оси 4 так, чтобы перемещать ролик 11 в направлении от эксцентрикового кулачка 10. В этом состоянии эксцентриковый кулачок 10 никогда не входит в контакт с роликом 11. Таким образом, функция моторного тормоза всегда деактивирована.

В опущенном положении поршня 15 (наклонное положение B оси 12, фиг.7), клапанное коромысло 9 поворачивается вокруг оси 4 и перемещает ролик 11 так, что он входит в контакт с эксцентриковым кулачком 10. Таким образом, функция моторного тормоза активируется; фактически эксцентриковый кулачок 10 может приводить в действие клапанное коромысло 9 и опускать его, чтобы определять дополнительное открытие выпускных клапанов 2.1 и 2.2, помимо открытия, определенного посредством эксцентриковых кулачков 8.1 и 8.2 и клапанных коромысел 3.1 и 3.2.

Когда эксцентриковый кулачок 10 расположен в соответствующем наклонном положении, дополнительное открытие выпускных клапанов 2.1 и 2.2 осуществляется в данной фазе цикла двигателя, к концу фазы сжатия, с опережением кулачка приблизительно в 70° относительно обычной фазы выпуска.

В примере согласно варианту осуществления, описанном в здесь, предусмотрен промежуток приблизительно в 80° между двумя угловыми положениями A и B.

В случае расположенных в линию цилиндров в двигателе дополнительный вал 12 предпочтительно является общим для всех расположенных в линию цилиндров и приводится в действие, например, посредством пневматического привода, чтобы приводить в действие функцию моторного тормоза посредством его перемещения из углового положения A в угловое положение B. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления системы привода клапанного коромысла 9 устройства согласно настоящему изобретению, показанной, в частности, на фиг.9 и 10, вместо шатуна 14 и поршня 15 предусмотрен цилиндрический рычаг и система пружин, содержащая:

опорную пластину 20, расположенную напротив эксцентрикового кулачка 13 вала 12;

первый профильный корпус 21, в верхнем конце которого находится пластина 20, а в другом конце - полость 22, в которую вставляется пружина 23;

второй цилиндрический корпус 24, установленный в головке, внешний конец которого входит в полость 22 и входит в зацепление с противоположной пружиной 23, которая удерживает пластину 20 вплотную к эксцентриковому кулачку 13. Конец 17 клапанного коромысла 9 поворачивается вокруг профильного корпуса 21.

Два угловых положения A и B эксцентрикового кулачка 13 определяют подъем или опускание пластины 20 и профильного корпуса 21, противопоставленных посредством пружины 23, и два последовательных положения клапанного коромысла 9, чтобы приводить в действие или деактивировать функцию моторного тормоза. Форма профильного корпуса 21 является такой, чтобы согласовывать относительные положения осей второго цилиндрического корпуса 24 и дополнительного вала 12 и гарантировать идеальное скольжение двух корпусов 21 и 24.

Кроме того, согласно третьему предпочтительному варианту осуществления системы привода устройства моторного тормоза согласно настоящему изобретению, клапанное коромысло 9 гидравлически управляется посредством подачи масла под давлением в контуре двигателя, работающего на жидком топливе.

В этом случае, как показано на фиг.11 и 12, ни дополнительный вал 12, ни эксцентриковые кулачки 13 не нужны, и поршень 15 активируется непосредственно посредством гидропривода. Перемещение поршня между положением A деактивированного моторного тормоза, показанным на фиг.12, и положением B активированного моторного тормоза, показанным на фиг.11, соответствует перемещению дополнительного клапанного коромысла 9, согласно ранее описанным вариантам осуществления, между положением, в котором ролик 11 не входит в контакт с кулачком (фиг.12, деактивированный моторный тормоз), и положением, в котором ролик 11 входит в контакт с третьим кулачком 10 (фиг.11. активированный моторный тормоз).

В этом случае, как упомянуто, перемещение поршня 15 между положением A и положением B непосредственно управляется посредством системы гидравлического привода, что приводит к дополнительному преимуществу, поскольку дополнительные элементы, такие как дополнительный вал 12 и эксцентриковый кулачок 13, больше не требуются. Этот последний альтернативный вариант осуществления устройства гидравлического тормоза согласно настоящему изобретению, следовательно, имеет, в частности, простую конструкцию и установку, будучи также менее громоздким, так что он может проще размещаться в крышке головки блока цилиндров.

В случае двигателей, в которых цилиндры имеют один выпускной клапан, настоящее изобретение может быть приспособлено посредством введения некоторых изменений в пределах объема изобретения, например, использования вала 7 эксцентриковых кулачков, которые управляют открытием выпускных клапанов, и оси 4 клапанного коромысла выпускного клапана, причем двойное клапанное коромысло может вставляться на оси 4 так, чтобы охватывать с двух сторон коромысло, которое уже обычно присутствует, и управлять этой дополнительной фазой открытия, действуя так же, как клапанное коромысло 9, описанное выше.

В случае двигателей с несколькими линиями цилиндров, например, двумя линиями, устройство вышеописанного типа приспосабливается для каждой линии цилиндров.

Декомпрессионное тормозное устройство согласно настоящему изобретению имеет несколько преимуществ.

Во-первых, тормозное устройство согласно настоящему изобретению является чрезвычайно простым в изготовлении и очень надежным.

Оно поглощает все горизонтальные нагрузки, исключая их на гидравлические толкатели, и использует ту же ось, что и существующие толкатели.

Оно предлагает единую ось управления, которая легко устанавливается на головке блока цилиндров, требуя только некоторых незначительных изменений в производстве существующих двигателей, с использованием пространства, которое доступно на крышке головки блока цилиндров. Оно может приводиться в действие посредством единого управления и тем самым занимает ограниченное пространство, оно является прочным и практически не требует технического обслуживания и, следовательно, является недорогим решением.

Кроме того, привод может иметь любой подходящий тип; одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно может устанавливаться вне двигателя и, в частности, на крышке толкателя. Это означает, что нет конкретных проблем в отношении совместимости привода с окружающим оборудованием, в котором оно установлено, вследствие например, температуры, вибраций, наличия масла.

Использование устройства торможения двигателем с гидравлическими толкателями согласно настоящему изобретению исключает необходимость в регулировании зазора клапана в течение (необслуживаемого) срока службы двигателя.

1. Устройство для приведения в действие декомпрессионного моторного тормоза в двигателе внутреннего сгорания, содержащем:
один или более расположенных в линию цилиндров, каждый из которых снабжен одним или более выпускных клапанов;
соответствующие клапанные коромысла и гидравлические толкатели, соединенные с выпускными клапанами;
причем клапанные коромысла содержат общую ось для каждого цилиндра;
кулачковый вал для одного или более расположенных в линию цилиндров, отличающееся тем, что оно содержит:
по меньшей мере, одно дополнительное клапанное коромысло для каждого цилиндра, поворачивающееся вокруг общей оси и выполненное с возможностью введения в зацепление с соответствующим дополнительным кулачком, расположенным на кулачковом валу;
по меньшей мере, одну систему привода для дополнительного клапанного коромысла для каждого цилиндра, выполненную с возможностью перемещения клапанного коромысла между первым положением, в котором клапанное коромысло не введено в зацепление с дополнительным кулачком, тем самым определяя деактивированное состояние моторного тормоза, и вторым положением, в котором клапанное коромысло введено в зацепление с дополнительным кулачком, тем самым определяя активированное состояние моторного тормоза.

2. Устройство по п.1, в котором система привода дополнительного клапанного коромысла для каждого цилиндра содержит, по меньшей мере, дополнительный вал, снабженный одним или более дополнительных кулачков, выполненный с возможностью определения перемещения клапанного коромысла для каждого цилиндра так, что в первом положении дополнительного вала дополнительное клапанное коромысло находится в контакте с одним или более дополнительных кулачков, определяющих активацию моторного тормоза.

3. Устройство по п.2, в котором дополнительный вал выполнен с возможностью вращения и принятия первого положения и второго положения как соответствующих угловых положений.

4. Устройство по п.1, в котором в случае двух выпускных клапанов для каждого цилиндра, по меньшей мере, одно дополнительное клапанное коромысло поворачивается вокруг общей оси в промежуточном положении между двумя выпускными клапанами.

5. Устройство по п.1, в котором дополнительное клапанное коромысло входит в зацепление с дополнительным кулачком посредством ролика, расположенного на его первом конце, причем другой конец дополнительного клапанного коромысла поворачивается вокруг системы привода.

6. Устройство по п.5, в котором система привода содержит для каждого цилиндра:
шатун, конец которого вставлен в дополнительный кулачок;
поршень (или штифт), вокруг которого поворачивается конец шатуна, расположенный напротив указанного конца, причем поршень выполнен с возможностью скольжения в стопорной полости (отверстии или пазу), выполненной в двигателе, при этом другой конец дополнительного клапанного коромысла поворачивается вокруг поршня.

7. Устройство по п.5, в котором система привода содержит для каждого цилиндра:
опорную пластину, расположенную напротив дополнительного кулачка;
первый профильный корпус, в верхнем конце которого расположена пластина, а в другом конце - полость, в которую вставлена пружина;
второй цилиндрический корпус, установленный в головке двигателя, внешний конец которого входит в полость и входит в зацепление с пружиной, причем другой конец дополнительного клапанного коромысла поворачивается вокруг первого профильного корпуса.

8. Устройство по п.5, в котором система привода содержит для каждого цилиндра:
поршень, приводимый в действие гидравлически посредством контура с моторным маслом, причем другой конец дополнительного клапанного коромысла поворачивается вокруг поршня, и поршень выполнен с возможностью перемещения между первым положением деактивированного моторного тормоза, в котором ролик, расположенный в соответствии с первым концом клапанного коромысла, выведен из зацепления, посредством дополнительного кулачка, и вторым положением активированного моторного тормоза, в котором ролик введен в зацепление с дополнительным кулачком.

9. Устройство по п.7, в котором форма первого профильного корпуса является такой, чтобы согласовывать относительные положения осей второго цилиндрического корпуса и дополнительного вала.

10. Устройство по п.1, в котором для каждого цилиндра дополнительный кулачок расположен на кулачковом валу под таким углом, чтобы определять дополнительное открытие выпускных клапанов в данной фазе цикла двигателя, к концу фазы сжатия, с опережением кулачка приблизительно в 70° относительно обычной фазы выпуска.

11. Устройство по п.1, в котором в случае нескольких расположенных в линию цилиндров дополнительный вал является общим для всех расположенных в линию цилиндров.

12. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий устройство для приведения в действие моторного тормоза, работающего за счет сброса давления, по п.1.