[發明專利]排氣制動器

無效

• 申請號: 201080031645.1
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN102803683A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: J·M·莫爾;Z·S·邁斯特里克;N·E·富克斯;S·博特里奧;Z·Q·楚
• 申請（專利權）人: 雅各布斯車輛系統公司
• 主分類號: F02D9/06
• 分類號: F02D9/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

技術領域

本發明的實施方式涉及控制內燃機的排氣系統中的排氣壓力的裝置和方法，尤其是達到排氣制動效果。

背景技術

已經使用了通過內燃機的排氣的流控制以便于提供車輛發動機制動。發動機制動可以包括排氣制動器、壓縮釋放式制動器、泄流(bleeder)式發動機制動器和/或它們的任意組合。這些制動器的基本原理是由發動機的往復運動的活塞產生的氣體壓縮的使用以阻止活塞的運動從而有助于制動驅動系和連接發動機的車輛。

排氣制動器因用于幫助制動車輛而公知。排氣制動器可以在排氣系統中產生增加的排氣背壓，包括排氣集管，這是通過在排氣系統中排氣集管的下游設置節流器實現的。這種節流器可以是渦輪增壓器、可打開和關閉的蝶形閘門或閥、或者部分或完全阻擋排氣系統的任何其他裝置。

通過增加排氣集管中的壓力，排氣制動器還在排氣沖程的末端增加發動機汽缸中的殘余汽缸壓力。汽缸中增加的壓力隨后增加了由它們隨后的向上沖程(即壓縮和排氣沖程)上的活塞遇到的阻力。活塞增加的阻力導致對可以通過曲柄軸連接到活塞的車輛驅動系進行制動。

在一些已知的車輛制動系統中，排氣制動器設置成排氣系統中的節流器完全就位或完全不存在。這些排氣制動器在排氣制動時可以產生與發動機的速度(RPM)成比例的制動水平。發動機速度越快，排氣集管和汽缸中的氣體壓力越大。較高的壓力導致對汽缸中的活塞的向上沖程的增加的阻力，因此導致增加的制動。

因為排氣系統和發動機不能經受無限的壓力水平，所以許多系統包括排氣制動節流器，所述排氣制動節流器設計成在額定最大發動機速度下它們的操作在超過壓力極限的排氣系統和/或發動機中不產生不可接受的高壓。但是，在低于額定最大發動機速度下，這些排氣制動節流器可以產生低于必要壓力的壓力。結果，在額定最大發動機速度以下可能發生不是最佳的制動。

在一些已知的車輛制動系統中，排氣制動器設有蝶形閘門，所述蝶形閘門具有成型在該閘門上的具有固定尺寸的開口或孔。當將該閘門關閉時，所述孔提供了穿過所述閘門的排氣流動路徑。所述孔的尺寸可以成型成在額定最大發動機速度下，該孔可以實現從排放壓力沒有超過發動機壓力極限的蝶形閘門的上游側的足夠的壓力釋放。通過引用并入于此的美國專利No.7,350,502的圖1是圖示了具有閥和孔的排氣制動系統的減速功率和背壓與發動機速度的比的圖表。該圖表還圖示了在發動機速度范圍上特定發動機的排放壓力極限和目標減速功率。

在一些已知的車輛制動系統中，排氣制動器設有可變節流器或旁路。一些可變節流器排氣制動器系統可以包括彈簧加載的減壓閥，該閥可操作成僅當達到規定背壓時允許排氣沿著旁路流動路徑流動。在美國專利No.4,750,459中公開了一種這樣的排氣制動器，通過引用將其并入于此。在這種排氣制動器中，當達到規定背壓時，壓力克服旁路閥彈簧的壓力并打開該閥來減輕壓力。但是，當所述閥打開時，氣體通過該閥的流動可以在該閥附近形成局部動態壓力下降。這種壓力下降可以使該閥過早關閉，或者快速關閉然后再打開。結果不容易保持所需的排氣背壓水平，并且不可以獲得所需的制動水平。因此，設計一種具有相比于動態排氣壓力更響應于靜態排放壓力操作的旁路是有利的。

排氣制動器通常用在柴油發動機車輛中。柴油排氣可能具有高的顆粒物質含量，比如積碳。在延長的時期內，柴油積碳可能粘結到排氣制動器的部件上并在這些部件上積累。如上面指出的那樣，一些排氣制動器可以包括具有旁路開口的旁路閥或機構，所述旁路開口具有設計成在最高額定發動機速度下提供所需的背壓水平的預定尺寸。如果積碳在這種選擇性的具有一定尺寸的旁路開口上積累，就可以足夠阻擋該開口以致于造成排氣背壓超過在最大額定發動機速度下所需的背壓。這可能造成過度的和不利的排氣制動，可能對發動機、排氣系統和/或排氣制動器造成損壞。因此，以減小積碳在旁路通道上或旁路通道中積累的趨勢的方式設計一種排氣制動器是有利的。

本發明的實施方式可以提供控制內燃機中排氣壓力的裝置和方法。本發明的一些實施方式、但不必要是所有的實施方式，可以獨立于排氣制動器旁路機構上的動態排氣壓力作用的影響或者減小了受該作用的影響來控制排氣背壓。本發明的一些實施方式還可以減小積碳在排氣制動器旁路機構上積累和/或阻擋排氣制動器旁路機構的可能性。本發明的實施方式的這些以及其它的優點部分地在如下的描述中闡述，并且部分地對于本領域技術人員來說從所述描述和/或從本發明的實施中顯而易見。

發明內容