一种制动摇臂及发动机的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种制动摇臂及发动机。

背景技术：

发动机在制动时需要切断燃油，当发动机活塞压缩冲程接近结束时打开排气门，允许被压缩气体释放，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，最终实现有效的发动机制动，以达到减缓车辆的速度的目的。

现有的发动机制动器为集成式制动摇臂，这种制动结构是在发动机上增加一个由电磁阀控制的液压系统以形成液压回路，当发动机制动时，将电磁阀打开，接通制动油道，依靠油压驱动制动销伸出，进而抵消制动气门间隙，使得排气门在进气冲程下止点和压缩上止点各开启一次，从而完成制动功能。

鉴于对柴油机性能方面考虑，在不同转速所需求的最佳制动功率不同，但是现有制动销的伸出长度不变，即制动销伸长量为定值，使制动气门升程和制动功率不变，导致可能出现在高转速时制动功率不足的现象，从而会影响驾驶安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制动摇臂及发动机，用于调节制动销的伸长量，以控制不同车速下发动机制动功率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种制动摇臂，包括摇臂本体和摇臂轴，所述摇臂本体套设于所述摇臂轴上并能够相对于其转动，所述摇臂本体的一端抵接于凸轮，另一端设置有制动机构，所述制动机构包括：

制动销，所述制动销的一端穿设于所述摇臂本体并与其滑动配合，另一端用于控制排气门启闭，在所述制动销和所述摇臂本体之间形成封闭腔，所述封闭腔用于容纳磁流变液；

线圈，所述线圈被配置为选择性通电，使所述磁流变液内磁化颗粒磁化后聚集，用于调节所述封闭腔的体积，以调节所述制动销相对于所述摇臂本体的伸长量。

作为优选，还包括：

介质罩，设置于所述摇臂本体内；

密封圈，设置于所述摇臂本体内并设置于所述介质罩和所述制动销之间，所述介质罩、所述密封圈及所述制动销围成的封闭空间为所述封闭腔。

作为优选，在所述制动销靠近所述介质罩的一侧设置有定位柱，所述定位柱穿过所述密封圈，所述定位柱用于承载所述线圈。

作为优选，还包括调节件，所述调节件穿设于所述摇臂本体并能够抵接于所述介质罩。

作为优选，在所述调节件内设置有穿线孔，在所述介质罩内对应所述穿线孔设置有过孔，所述过孔的两端分别连通于所述穿线孔和所述封闭腔，所述线圈的自由端能够穿过所述穿线孔和所述过孔。

作为优选，还包括密封胶圈，所述密封胶圈设置于所述穿线孔内并设置于所述穿线孔和所述线圈之间。

作为优选，还包括复位件，所述复位件设置于所述摇臂本体内并套设于所述制动销上，所述复位件的两端分别抵接于所述摇臂本体的内壁和所述制动销。

作为优选，在所述摇臂本体内设置有限位部，所述限位部用于所述制动销的限位。

为达上述目的，本发明还提供了一种发动机，包括缸体、凸轮、气门桥、排气门及上述的制动摇臂，所述制动摇臂的所述摇臂轴设置于所述缸体上，所述制动摇臂的所述摇臂本体用于抵接于所述凸轮的外壁，在所述制动摇臂的所述制动机构的下方设置有气门桥，在所述气门桥上设置有排气门，所述制动机构用于所述排气门的启闭。

作为优选，还包括发动机控制模块，所述线圈的自由端电连接于发动机控制模块，所述发动机控制模块能够根据不同的车速控制所述线圈的施加电压。

本发明的有益效果：

本发明提供的制动摇臂，当线圈通电后会形成磁场，封闭腔内磁流变液在感应到磁场存在后沿磁感线快速响应，使分散于封闭腔内的磁化颗粒磁化后聚集，此时磁流变液由液态向类固态转变，在磁流变液质量一定的情况下，根据固化后密度减小而体积变大的原理，导致封闭腔的体积变大，其产生推力使制动销的伸出长度增加。

当线圈断电后磁场消失，磁化颗粒做布朗运动，磁流变液迅速由类固态向液态转变并填充在整个封闭腔内，封闭腔的体积变小，使制动销快速回位，以达到控制制动间隙的目的。

通过在制动销和摇臂本体之间形成封闭腔，封闭腔为磁流变液提供了容纳和填充的空间，磁流变液能迅速感应线圈的磁场变化，使磁流变液在液态和类固态间连续可逆、可控转变，利用磁流变液的特性改变制动销伸出量，来控制制动间隙，避免出现高转速制动功率不足的现象，以保证驾驶的安全性。磁流变液对磁场感应明显，能迅速感应磁场变化，从而保证制动销控制响应速度的灵敏性。

本发明提供的发动机，随着凸轮的转动，摇臂本体的一端抵接于凸轮并能够与凸轮的外壁滚动配合，使摇臂本体能够相对于摇臂轴进行转动，摇臂本体相当于杠杆机构，从而带动设置于摇臂本体另一端的制动机构进行移动，制动机构能够用于控制排气门的启闭，从而完成制动功能。

附图说明

图1是本发明提供的制动摇臂和凸轮、气门桥的配合示意图；

图2是本发明提供的制动摇臂的结构示意图。

图中：

100、摇臂本体；200、摇臂轴；300、凸轮；400、气门桥；500、排气门；

101、第一连接孔；102、第二连接孔；103、第三连接孔；104、螺纹孔；

1、制动销；2、封闭腔；3、线圈；4、介质罩；5、密封圈；6、调节件；7、复位件；8、限位部；

11、定位柱；12、环形限位台；

41、卡槽；51、卡凸；

61、穿线孔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种发动机，如图1所示，该发动机包括缸体(图中未示出)、凸轮300、气门桥400、排气门500及制动摇臂，制动摇臂包括摇臂本体100和摇臂轴200，制动摇臂的摇臂轴200固定设置于缸体上，缸体实现对摇臂轴200的固定。摇臂本体100套设于摇臂轴200上并能够相对于其转动，摇臂本体100的一端用于抵接于凸轮300的外壁，另一端设置有制动机构。在制动摇臂的制动机构的下方设置有气门桥400，在气门桥400上设置有排气门500。

具体地，排气门500通过固定件固定在气门桥400上，固定件穿过气门桥400，固定件的底端用于固定排气门500，固定件的顶端能够抵接于制动机构，制动机构用于控制排气门500的启闭。

本实施例提供的发动机，随着凸轮300的转动，摇臂本体100的一端用于抵接于凸轮300并能够与凸轮300的外壁滚动配合，使摇臂本体100能够相对于摇臂轴200进行转动，摇臂本体100相当于杠杆机构，从而带动设置于摇臂本体100另一端的制动机构进行移动，制动机构能够直接抵接于固定件的顶端，用于控制排气门500的启闭，从而完成制动功能。

现有制动机构相对于摇臂本体100为固定设置，导致作为制动气门的升程不变，从而制动功率不变，难以根据不同的车速匹配相应的最佳制动功率。为了解决这个问题，本实施例还提供了一种制动摇臂，如图2所示，制动摇臂的制动机构包括制动销1和线圈3，制动销1的一端穿设于摇臂本体100并与其滑动配合，另一端用于控制排气门500启闭，在制动销1和摇臂本体100之间形成封闭腔2，封闭腔2用于容纳磁流变液。

具体地，磁流变液的主成分包括基液、磁化颗粒及活化剂，基液为磁性颗粒所能悬浮提供连续媒介，磁性颗粒一般有羰基铁粉、钴粉、铁钴合金、镍锌合金及复合软磁性颗粒等。活化剂用于改善磁化颗粒的沉降稳定性、再分散性。磁流变液作为新型材料，在外部无磁场时，磁化颗粒均匀分布在基液内，并呈现低粘度的牛顿流体特性。在外加磁场时，磁化颗粒聚集，并呈现为高粘度、低流动性的宾汉流体。也就是说，在外加磁场作用下，磁流变液表现出非牛顿流体的特性，能够在毫秒级时间内从自由流动的液体转变为半固体甚至固体，即磁流变液的存在形式表现为液态向类固态转变，从而呈现出强烈的可控流变特性。

该制动机构还包括线圈3，线圈3被配置为选择性通电，使磁流变液内磁化颗粒磁化后聚集，用于调节封闭腔2的体积，以调节制动销1相对于摇臂本体100的伸长量。

本实施例提供的制动摇臂，当线圈3通电后会形成磁场，封闭腔2内磁流变液在感应到磁场存在后沿磁感线快速响应，使分散于封闭腔2内的磁化颗粒磁化后聚集，此时磁流变液由液态向类固态转变，在磁流变液质量一定的情况下，根据固化后密度减小而体积变大的原理，导致封闭腔2的体积变大，其产生推力使制动销1的伸出长度增加。

当线圈3断电后磁场消失，磁化颗粒做布朗运动，磁流变液迅速由类固态向液态转变并填充在整个封闭腔2内，封闭腔2的体积变小，使制动销1快速回位，以达到控制制动间隙的目的。

通过在制动销1和摇臂本体100之间形成封闭腔2，封闭腔2为磁流变液提供了容纳和填充的空间，磁流变液能迅速感应线圈3的磁场变化，使磁流变液在液态和类固态间连续可逆、可控转变，利用磁流变液的特性改变制动销1伸出量，来控制制动间隙，避免出现高转速制动功率不足的现象，以保证驾驶的安全性。磁流变液对磁场感应明显，能迅速感应磁场变化，从而保证制动销1控制响应速度的灵敏性。

为了保证封闭腔2的封闭效果，如图2所示，该制动摇臂还包括介质罩4和密封圈5，介质罩4设置于摇臂本体100内。密封圈5设置于摇臂本体100内并设置于介质罩4和制动销1之间，介质罩4相当于上盖结构，密封圈5相当于下壳结构，介质罩4和密封圈5相互扣合，介质罩4、密封圈5及制动销1围成的封闭空间为封闭腔2，封闭腔2用于填充磁流变液。通过在制动销1和介质罩4之间设置有密封圈5，以保证制动销1和介质罩4之间的密封效果，防止磁流变液从封闭腔2内流出导致泄漏的情况。

具体地，在摇臂本体100的另一端的内部从上到下分别设置有第一连接孔101、第二连接孔102及第三连接孔103，第一连接孔101、第二连接孔102及第三连接孔103同轴设置并相互连通，第二连接孔102的直径大于第一连接孔101的直径，第二连接孔102的直径大于第三连接孔103的直径，以形成阶梯孔结构。

第一连接孔101用于固定介质罩4，介质罩4的横截面类似为倒u形结构，可选地，介质罩4的顶部穿设于第一连接孔101，介质罩4和第一连接孔101过盈配合，以保证介质罩4在摇臂本体100内的固定效果。介质罩4的底部设置于第二连接孔102内，在介质罩4和密封圈5中其中一个设置有卡凸51，另一个设置有卡槽41，卡凸51卡接于卡槽41内，以形成卡接结构，直径较大的第二连接孔102能够为卡接结构提供了容纳空间，从而保证介质罩4和密封圈5之间的固定效果。

本实施例优选在介质罩4下端的内壁凹陷形成环形结构的卡槽41，密封圈5靠近介质罩4一侧的外沿向远离密封圈5轴线方向延伸，以凸设形成环形结构的卡凸51，卡凸51卡接于卡槽41，以使介质罩4和密封圈5连接成整体结构。

在第二连接孔102内还设置有制动销1，制动销1的顶部能够抵接于密封圈5，制动销1穿过第三连接孔103并伸出摇臂本体100之外，制动销1能够相对于第三连接孔103滑动，第三连接孔103起到了对制动销1导向的效果，以保证制动销1在相对于摇臂本体100伸长过程中的稳定性。

为了进一步保证制动销1在移动过程中的稳定性，在制动销1靠近介质罩4的一侧设置有定位柱11，定位柱11穿过密封圈5。具体地，在密封圈5的中心设置有导向通孔，定位柱11穿过导向通孔并能够相对其滑动，导向通孔起到了对制动销1导向的效果，以保证制动销1在相对于摇臂本体100伸长过程中的稳定性。与此同时，定位柱11用于承载线圈3，使得定位柱11在实现导向作用的同时，还能起到对线圈3的固定效果，定位柱11一物多用，功能性较强。

具体地，导线穿过摇臂本体100并缠绕在定位柱11上形成上述线圈3，线圈3采用这种布置方式，当线圈3通电后，线圈3可形成垂直于摇臂本体100和制动销1顶部方向磁场，磁流变液在感应到磁场存在后沿磁感线快速响应，分散在封闭腔2内的磁化颗粒会在制动销1的定位柱11附近快速聚集并吸附在定位柱11上，从而会改变定位柱11的顶部到介质罩4的上端的空间大小，即封闭腔2体积变大产生推力使制动销1的伸出长度增加。

需要特别说明的是，线圈3不仅可以固定于制动销1的定位柱11上，线圈3还可以固定在介质罩4上，具体地，在介质罩4顶部的内壁上凸设有定位杆，线圈3缠绕于定位杆上。此外，线圈3不仅可以设置于封闭腔2内，还可以设置于封闭腔2的外部，因此本实施例对线圈3固定的位置并不作限定，只要线圈3能够通电产生磁场，能实现本实施例所需的效果，就在本实施例的保护范围之内。

进一步地，该制动摇臂还包括调节件6，调节件6穿设于摇臂本体100并能够抵接于介质罩4。调节件6具体为调节螺栓，在摇臂本体100另一端的顶部开设有螺纹孔104，螺纹孔104和第一连接孔101同轴设置并相互连通，调节件6穿设于螺纹孔104并与其螺纹配合，通过旋拧调节件6，使调节件6抵接于介质罩4的顶部，用于调节介质罩4的位置，并能够进一步保证介质罩4的位置稳定性。

在调节件6内设置有穿线孔61，在介质罩4内对应穿线孔61设置有过孔，过孔的两端分别连通于穿线孔61和封闭腔2，线圈3的自由端能够穿过穿线孔61和过孔。通过在调节件6内设置有穿线孔61，在介质罩4内设置有过孔，便于导线进入封闭腔2内，同时，穿线孔61和过孔共同为导线提供了导向，起到了引导导线的作用，且还能对导线限位，避免导线出现位置偏移，固定效果好。

由于穿线孔61通过过孔连通于封闭腔2，为了防止封闭腔2内的磁流变液通过穿线孔61泄露，该制动摇臂还包括密封胶圈(图中未示出)，密封胶圈设置于穿线孔61远离或靠近介质罩4的一侧并设置于穿线孔61和线圈3之间，即穿线孔61的上端或下端位置由密封胶圈进行密封。具体地，在密封胶圈的中心设置有中心孔，中心孔用于导线穿设。换而言之，密封胶圈的内壁和导线紧密贴合，密封胶圈的外壁和穿线孔61的内壁相贴合，通过设置密封胶圈，避免磁流变液通过过孔流动至穿线孔61之后，从穿线孔61和导线之间的间隙流出，密封胶圈起到了封堵效果，密封效果好。

线圈3的自由端通过穿线孔61引出后，线圈3的自由端电连接于发动机控制模块，发动机控制模块也可以称为ecu，根据不同的车速发动机控制模块能够控制线圈3的施加电压。可以理解的是，磁流变液的液体粘度大小与磁通量存在一一对应关系。采用这种方式，根据不同的车速对线圈3施加不同的电压信号，改变线圈3产生磁场的有无和大小，促使磁流变液存在形式的转变，以达到改变制动销1伸出量的目的，实现对制动间隙的控制，从而改变制动功率。

进一步地，在制动销1的大约中部位置沿其周向设置有环形限位台12，环形限位台12的外壁和第二连接孔102的内壁滑动配合，实现导向效果。

进一步地，该制动摇臂还包括复位件7，复位件7具体为柱形弹簧，复位件7设置于摇臂本体100内并套设于制动销1上，在制动销1的大约复位件7的两端分别抵接于摇臂本体100的内壁和制动销1的环形限位台12。当线圈3通电时，随着封闭腔2体积变大，推动制动销1的顶部向远离摇臂本体100的方向移动，环形限位台12压缩复位件7，当线圈3断电后，磁场消失，被压缩的复位件7在自身恢复作用力下，通过环形限位台12推动制动销1向靠近摇臂本体100的方向移动，使得制动销1快速回位。

由于利用第二连接孔102和第三连接孔103之间的台阶，能够实现环形限位台12的限位，但是制动销1的移动最大极限距离为复位件7的最大压缩量，使得制动销1的移动距离比较大，制动销1伸出量过多，难以保证制动间隙合理性。为了解决这个问题，在摇臂本体100内设置有限位部8，限位部8用于制动销1的限位。具体地，在第二连接孔102的内壁向靠近其轴线的方向凸设有限位块，以形成上述限位部8，制动销1的环形限位台12受限于限位块，防止制动销1伸长量过大，从而保证制动间隙的合理性。限位块可以为两个平行间隔设置的独立个体，还可以为环形结构，限位块的具体形式并不作限定。

需要说明的是，磁流变液作为新型材料尚未出现于配气机构，但考虑到磁流变液良好的性能，能够应对发动机改革。该制动摇臂可应用于各种系列的发动机中，实现对制动功率优先控制。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。