[發(fā)明專利]使用彈簧加載閥的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080067408.0
• 申請(qǐng)日: 2010-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN102947573A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·J·帕倫博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬國引擎知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F02D13/04
• 分類號(hào): F02D13/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛、尤其是大型牽引拖掛卡車，包括但不局限于用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的設(shè)備、控制以及操作。

背景

對(duì)于車輛、尤其是大型牽引拖車來說，合適且可靠的制動(dòng)是理想的。雖然鼓式或盤式車輪制動(dòng)器在短期內(nèi)能夠吸收大量能量，但所吸收的能量在制動(dòng)機(jī)構(gòu)中會(huì)轉(zhuǎn)換成熱量。

已知制動(dòng)系統(tǒng)包括排氣制動(dòng)器和壓縮釋放系統(tǒng)，該排氣制動(dòng)器抑制廢氣流動(dòng)通過排氣系統(tǒng)，而在壓縮釋放系統(tǒng)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程中壓縮進(jìn)氣所需的能量通過使經(jīng)壓縮的空氣排過排氣系統(tǒng)而耗散。

為了實(shí)現(xiàn)高效的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用，在制動(dòng)過程中，排氣管線中的制動(dòng)閥可關(guān)閉，并且在制動(dòng)閥上游的排氣管線中建立過壓。對(duì)于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來說，所建立的過壓以較高的速度流到渦輪增壓器的渦輪機(jī)中，并且作用在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上，藉此所驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)使進(jìn)氣導(dǎo)管中的壓力增大。氣缸經(jīng)受增大的充氣壓力。在排氣系統(tǒng)中，在氣缸出口和制動(dòng)閥之間產(chǎn)生過壓，并且該過壓對(duì)于在氣缸中經(jīng)壓縮的空氣經(jīng)由排氣閥進(jìn)入排氣導(dǎo)管中的排氣起反作用。在制動(dòng)過程中，活塞對(duì)抗排氣導(dǎo)管中的高過壓而進(jìn)行壓縮工作，從而實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的制動(dòng)作用。

在美國專利4,395,884中披露的另一發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法包括使用一種經(jīng)渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)裝備有雙側(cè)進(jìn)氣的渦輪機(jī)和結(jié)合有分流閥的壓縮釋放發(fā)動(dòng)機(jī)減速器。在發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過程中，分流閥將氣流引導(dǎo)通過渦輪機(jī)的劃分的渦形室的一個(gè)渦管。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，渦輪機(jī)速度增大且入口歧管壓力也增大，由此使得由發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的制動(dòng)馬力增大。

其它方法是使用一種可變幾何形狀的渦輪增壓器（VGT）。當(dāng)命令發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，可變幾何形狀的渦輪增壓器“向下夾緊”，這意味著渦輪機(jī)葉片關(guān)閉并且用于既產(chǎn)生高的排氣歧管壓力又產(chǎn)生高的渦輪機(jī)速度，并且產(chǎn)生高的渦輪增壓器壓縮機(jī)速度。增大渦輪增壓器壓縮機(jī)的速度又增大發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流以及有效的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功率。在美國專利6,594,996中披露的方法包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和（排氣或進(jìn)氣、較佳的是排氣）壓力而對(duì)用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的渦輪增壓器的幾何形狀進(jìn)行控制。

在壓縮釋放發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器中，存在用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)操作的排氣閥。例如，在“皆可博”制動(dòng)器中，例如在美國專利4,423,712;4,485,780;4,706,625以及4,572,114中所披露的制動(dòng)器中，在制動(dòng)過程中，制動(dòng)排氣閥在壓縮沖程過程中關(guān)閉，以將空氣量堆積在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，然后在上死點(diǎn)（TDC）之前某處的選定氣門正時(shí)處打開，以突然地釋放氣缸內(nèi)壓力來產(chǎn)生負(fù)的軸功率或緩速動(dòng)力。

在“泄氣式（Bleeder）”制動(dòng)系統(tǒng)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程中，制動(dòng)排氣閥在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間恒定地保持打開以產(chǎn)生壓縮釋放效果。

根據(jù)德國曼商用車輛股份有限公司（Man?Nutzfahrzeuge?AG）的“EVBec”發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)，在進(jìn)氣沖程或壓縮沖程期間，存在由于高排氣歧管壓力脈沖產(chǎn)生的排氣次要閥升程。次要升程型式在每次發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中都會(huì)產(chǎn)生，并且能設(shè)計(jì)成持續(xù)足夠長的時(shí)間來通過TDC并且在TDC附近足夠高以產(chǎn)生壓縮釋放的制動(dòng)效果。例如在美國專利4,981,119中描述了此種系統(tǒng)。

本發(fā)明的發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到希望提出一種替代的設(shè)計(jì)方案，該方案會(huì)以降低的成本來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)能夠通過在發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)氣缸中附加彈簧加載閥或壓力釋放閥來改進(jìn)，以產(chǎn)生相對(duì)較低的成本。在活塞對(duì)燃燒室中的空氣進(jìn)行壓縮時(shí)，釋放閥會(huì)在預(yù)定壓力下打開，以與同發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比相關(guān)聯(lián)的峰值壓力相對(duì)應(yīng)。因此，曲柄軸將動(dòng)力推入壓縮空氣，閥將該壓力釋放，且壓力能力損失，因此產(chǎn)生制動(dòng)力。

根據(jù)一示例實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)包括排氣控制通路，該排氣控制通路位于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和廢氣排放通路之間。閥構(gòu)件位于排氣控制通路內(nèi)，且閥構(gòu)件可在關(guān)閉排氣控制通路的關(guān)閉位置和打開排氣控制通路的打開位置之間操作。彈簧將閥構(gòu)件推向關(guān)閉位置。閥鍵或保持器設(shè)置成可定位在兩個(gè)操作位置中，在第一操作位置，保持器防止閥構(gòu)件打開，而在第二操作位置，保持器使得閥構(gòu)件能打開。楔塊可操作以在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)，從而使保持器在第一和第二操作位置之間運(yùn)動(dòng)。

閥鍵能安裝成在第一和第二操作位置之間樞轉(zhuǎn)。閥鍵能由彈簧推向第一操作位置。該閥鍵能有第一斜面，而楔塊具有第二斜面，其中在楔塊從第一位置運(yùn)動(dòng)至第二位置時(shí)，第二斜面在第一斜面上滑動(dòng)。