[发明专利]操作发动机制动器的方法

说明书

本申请是申请日为2007年3月23日、申请号为200780025923.0、发明名称为“操作发动机制动器的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总得涉及一种用于操作内燃机中的发动机制动器的方法。

背景技术

在内燃机中，为了产生正功率(positive power)需要发动机阀的致动，并且还可以使用发动机阀的致动以产生发动机制动和/或排气再循环(EGR)。在正功率期间，可以打开一个或多个进气阀以允许空气进入汽缸，用于在活塞的进气冲程期间燃烧。可以打开一个或多个排气阀以允许在活塞的排气冲程期间燃烧气体从汽缸中排出。

还可以选择性地打开一个或多个排气阀以(至少暂时地)将发动机转换为空气压缩机用于发动机制动操作。可以通过打开活塞顶部死点(TDC)位置附近的一个或多个排气阀用于压缩-释放型制动，或者通过在很多或所有活塞运动期间使一个或多个排气阀保持在相对恒定的裂开位置用于放气型制动来达到该空气压缩机的效果。在任何一个所述方法中，发动机可以产生减速力用来帮助减慢车辆速度。该制动力可以使操作者增强对车辆的控制，并且还可以实质上降低行驶制动器上的磨损。压缩-释放型发动机制动是很早已知的，并且公开在Cummins的美国专利3,220,392(1965年11月)中，在此以引用的方式将其加入。

可以通过选择性地致动排气阀来增加压缩-释放型发动机制动器的制动力，以结合减压制动器执行制动气体再循环。可以通过打开活塞的进气或膨胀冲程的底部死点附近的排气或辅助阀，并且在发动机的排气或者压缩冲程的第一部分期间保持排气或辅助阀的打开来实现制动气体再循环(BGR)。在发动机循环的该部分期间，打开排气或者辅助阀可允许废气从相对高压力的排气歧管流入发动机汽缸。从排气歧管到汽缸内的排气的引入可以加压汽缸，该加压比在压缩冲程期间如果没有用这种方式的话会发生得更快。在发动机汽缸中所增加的气体压力可以增加由压缩-释放冲程所产生的制动力。

可以使用许多不同的系统来选择性地致动排气或辅助阀以产生BGR和压缩-释放冲程。一种已知类型的致动系统是在前面提及的Cummins专利中所描述的空转系统。Gobert的美国专利5,146,890(1992年9月15日)中公开了用来获得发动机制动和制动气体再循环的空转系统和方法的实例，其公开了一种通过在压缩冲程的第一部分期间并且还选择性地在进气冲程的后面部分期间将汽缸放置成与排气系统连通来进行制动气体再循环的方法，并且在此以引用的方式将其加入。Gobert使用空转系统来启动和终止压缩-释放制动和制动气体再循环。Gobert所公开的系统打开进气冲程的底部死点附近的排气阀以用于BGR冲程，在压缩冲程的中间点之前关闭排气阀来结束所述BGR冲程，并且再次打开相同的压缩冲程的顶部死点附近的排气阀来用于压缩-释放冲程。因此，按照Gobert系统致动的排气阀必须被快速地在BGR和压缩-释放冲程之间就位和离开其位置。

在许多内燃机中，可以通过固定轮廓的凸轮并且更特别是通过作为各凸轮的整体部分的一个或多个固定凸起或突出部分来致动进气及排气阀。所述凸轮可以包括用于各阀冲程的凸起，该阀冲程是凸轮引起的。凸轮上的凸起的尺寸和形状可以决定由该凸起所引起的阀的升程和持续的时间。例如，用于按照前面提及的Gobert专利来构造的系统的排气凸轮轮廓可以包括用于BGR冲程的凸起、用于压缩-释放冲程的凸起和用于主排气冲程的凸起。

此外，可以希望在发动机制动期间增大排气歧管中的排气背压。更高的排气背压可以增加发动机汽缸中可用于发动机制动的气体质量和压力，并且从而增加制动力。然而，增大的排气背压可以不期望地增大打开用于压缩-释放冲程的排气阀所需要的作用力，因为施加到排气阀上的打开力必须超过发动机汽缸中由增大的排气背压引起的增大的压力。在某种程度上，所增加的排气背压还可以增加施加到排气阀背面上的压力，其可以平衡汽缸中增加的压力并且因此减小了作用在用于压缩-释放冲程的排气阀打开机构上的负载。

可以通过限制气体穿过排气歧管的流动来实现增大排气歧管中的气体压力。可以通过使用在致动时可以限制穿过排气歧管的排出气体的全部或部分全部流动的任何机构来实现排气歧管的节流。排气节流器可以处于排气发动机制动器、涡轮增压器、可变几何形状的涡轮增压器、具有可调喷嘴涡轮的可变几何形状的涡轮增压器和/或可限制排出气体的流动的任何其他设备的形式。