[发明专利]用于内燃机的空气连接器

说明书

发明领域

本发明涉及空气连接器，该空气连接器可与在内燃机的相关进气管或排气管的进气口或排气口对置地安装，以允许该口与相关的管和压缩空气储罐选择性地连通。

发明背景

发动机制动常被用在重型货车上，其中发动机在被车辆驱动的情况下被暂时转换为能量吸收器并且向发动机供给燃料被关停。为了增大被驱动发动机所产生的制动转矩，作为暂时操作的气门操作机构的发动机制动装置通常安装在发动机内，用以改变发动机气门正时以允许在发动机压缩冲程中在发动机气缸内所产生的压缩力从发动机中被不可逆地释放。过去，当发动机制动装置被启动时，在发动机压缩冲程中使发动机排气门保持打开，并且压缩空气能量被释放给发动机的排气系统。类似地，发动机进气门可以在发动机压缩冲程中保持打开，产生类似的发动机制动作用，但压缩空气能量被释放给发动机的进气系统。

无论哪种情况，代替在制动过程中所产生的压缩空气能量被浪费，人们已提议将压缩空气引向压缩空气储罐，从而压缩空气在制动后被收集并在车辆中被再次用于各种不同目的。这呈现出空气混合动力型车辆，其发动机可选择地按照多种模式运行，即产生车辆驱动动力的正常燃料燃烧模式和在车辆制动过程中吸收能量并产生压缩空气的空压机模式，以及可能有的再次利用所收集的压缩空气以驱动发动机的空气马达模式。

在上述的空气混合动力型车辆中，当发动机按空压机模式运行时，作用于发动机排气门或进气门的发动机制动装置被作动，以实现发动机气缸泄压。同时，需要空气换向装置来分别自发动机的排气系统或进气系统收集压缩空气。这种空气换向装置在安装于两者中的任一位置时均有相似的功能和设计，但鉴于排气系统的较高温度而不得不考虑运行环境。因此缘故，最好将发动机制动系统从作用于排气门的传统位置换到作用于进气门的类似位置，以产生类似的发动机制动效果，从而允许将空气换向装置安装在发动机的进气系统中，这将更加经济和耐用。

发明目的

本发明旨在使发动机能按多种模式运行，同时尽量降低空气换向装置的复杂性。

发明概述

根据本发明，提供一种空气连接器，其可与内燃机的相关进气管或排气管的进气口或排气口对置地安装以允许进气口或排气口与相关的进气管或排气管和压缩空气储罐有选择地连通，该空气连接器包括安装在可通过致动器在打开位置和闭合位置之间移动的杆上的塞件，在打开位置上该进气口或排气口与相关的进气管或排气管连通，在闭合位置上该塞件封闭该进气口或排气口的入口周围以将该进气口或排气口与相关的进气管或排气管隔断，其中在该塞件和该杆内设有空气通道以允许当该塞件位于闭合位置时该进气口或排气口与该压缩空气储罐连通，在该空气通道内设有止回阀并且该止回阀沿某一方向被偏压以防止空气在该塞件的任何位置上从压缩空气储罐泄漏。

该制动器优选为气动制动器，包括可连接以接收来自该压缩空气储罐的压缩空气的气动气缸和具有在该杆内的空气通道和该气动气缸之间连通的开口的活塞。

该活塞应具有比该塞件的空气阻塞面积大的有效面积，以使通过气动气缸内的气压施加到活塞的闭合力超过通过被传递到或产生在被封闭的进气口或排气口内的气压施加到该塞件上的打开力。

在空气连接器内优选设有复位弹簧，用于当该气动气缸与该压缩空气储罐断开并代之以被排气到周围大气时使该塞件从该进气口或排气口的入口回撤。

当发动机按照某些模式运行时，可能期望允许空气从压缩空气储罐流入该进气口，即沿与该止回阀所允许的方向相反的方向。这可通过设置用于打开该止回阀以在该塞件处于闭合位置时允许双向流动的外装式拱座来实现。这种拱座只要塞件仍位于闭合位置便可将该止回阀的阀闭合件顶离开其阀座。

涉及一种发动机，其安装有作用于发动机进气门的发动机制动装置，这里描述的空气连接器可以用于这样的四冲程内燃机内，其每个气缸具有两个进气门且具有通向相应的进气门的两个单独的进气口。在这种发动机中，除了燃料燃烧产生动力且两个进气口均与其相应的进气管或共用的进气室连通的常态运行模式外，该发动机还可以在两种空气混合动力模式即空压机模式和空气马达模式中的至少一种模式中运行。在空压机模式中，空气在发动机进气冲程中经由第一进气口被吸入发动机气缸，空气在随后的发动机压缩冲程中通过被空气连接器的塞件闭合的第二进气口被供给至压缩空气储罐。在空气马达模式中，压缩空气在进气冲程中通过被空气连接器的塞件闭合的第一进气口(在该模式下，止回阀通过外装式拱座保持打开)从压缩空气储罐被供给至发动机气缸，并且在随后的发动机压缩冲程中通过第二进气口从发动机气缸被排出。