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CN102165149B - 内燃机的压缩释放制动系统的独立式压缩制动控制模块 - Google Patents

内燃机的压缩释放制动系统的独立式压缩制动控制模块 Download PDF

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CN102165149B
CN102165149B CN200980137531.2A CN200980137531A CN102165149B CN 102165149 B CN102165149 B CN 102165149B CN 200980137531 A CN200980137531 A CN 200980137531A CN 102165149 B CN102165149 B CN 102165149B
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Abstract

本发明涉及一种压缩释放制动系统(12),其用于在发动机制动操作期间操作发动机的排气门(18)。压缩释放制动系统包括:独立式压缩制动控制模块(CBCM)(40),其操作地联接至排气门,以控制排气门的升程和相位角;以及加压液压流体源(34)。CBCM包括:壳体(42),其限定了活塞腔体和致动器腔体(44、45);从动活塞(48),其安装在活塞腔体内;止回阀(62),其设置在供应管道(60)和从动活塞室(50)之间;以及压缩制动致动器(70),其设置在致动器腔体中。压缩制动致动器包括致动器元件(72)和偏压弹簧(78)。致动器元件在不启动时接合止回阀以解锁从动活塞室,在启动时从止回阀上脱开以锁定从动活塞室。致动器元件被暴露于大气压。

Description

内燃机的压缩释放制动系统的独立式压缩制动控制模块
相关专利申请的交叉引用
根据35U.S.C.119(e),本申请要求2008年7月31日由Meneely,V.等人提交的美国临时专利申请No.61/085,110的优先权。
技术领域
本发明总体涉及用于内燃机的压缩释放制动系统,更具体地,本发明涉及用于内燃机的压缩释放发动机制动系统的独立式压缩释放制动控制模块。
背景技术
对于内燃机,尤其是大型卡车的柴油发动机,发动机制动是增强车辆安全性的重要特征。因此,车辆尤其是大型卡车的柴油发动机通常装备有压缩释放发动机制动系统(或压缩释放延迟器),以延迟发动机(从而,延迟车辆)。压缩释放发动机制动在操作的制动模式中提供显著的制动动力。为此,自从二十世纪六十年代在北美就已经有了压缩释放发动机制动系统。
典型的压缩释放发动机制动系统在压缩冲程结束时刚好在上止点(TDC)之前打开排气门,这是用于压缩释放发动机制动的标准技术。这产生了压缩的气缸气体的扰动,并且用于压缩的能量不能被收回。该结果是发动机制动或延迟动力。常规的压缩释放发动机制动系统具有与抵抗压缩气缸加入的极高负荷而打开排气门所需的硬件相关的基本成本。气门机件必须设计和制造成在高机械负荷下可靠地操作。另外,高压缩气体的突然释放带来高水平的噪声。在某些区域中,不允许进行发动机制动,因为已有的压缩释放发动机制动系统在TDC压缩附近在高压缩压力下快速地打开气门,产生高发动机气门机件负荷和大的噪声,导致在某些城区内禁止使用发动机压缩释放制动。
通常,迄今为止的压缩释放发动机制动系统是针对具体发动机制造的独特的且定制的设计和规划。在开始销售之前,通常需要二十四(24)个月来完成设计、原型制造、台架试验、发动机测试以及野外测试。因此,开发时间和成本都是要关注的地方。
在压缩释放负荷对于气门机件而言太大的发动机上可以使用排气制动系统。排气制动系统包括安装在排气系统中的限制器元件。当限制器关闭时,背压在排气循环期间抵抗气体的排出并且提供制动功能。该系统提供的制动动力小于压缩释放发动机制动,但是其成本也低。对于压缩释放制动,当发动机速度降低时,排气制动的延迟动力飞速下降。这是因为限制被优化成在额定发动机速度下产生能被允许的最大背压。只是,该限制在低发动机速度下效率不足。
虽然已经证实已知的压缩释放发动机制动系统能够被接受用于各种车辆动力传递系统的应用,然而这样的装置易于改进,可以改善其性能和成本。据此,需要开发改进的优于现有技术的压缩释放发动机制动系统,例如用于内燃机的压缩释放制动系统的独立式压缩制动控制模块,其显著地降低了压缩释放发动机制动系统的开发时间和成本,并且增强了其性能。
发明内容
本发明提供一种新型的压缩释放制动系统,用于在压缩释放发动机制动操作期间操作内燃机的至少一个排气门。本发明的压缩释放制动系统包括:用于操作排气门的排气摇杆组件;独立式压缩制动控制模块(CBCM),其操作性地联接至排气门,以控制排气门的升程和相位角;以及加压液压流体源,其与CBCM流体连通。CBCM设置成当发动机执行压缩释放发动机制动操作时在发动机的压缩冲程期间保持排气门打开。
本发明的CBCM包括壳体和从动活塞,该壳体包括单件体本体,该单件体本体限定了活塞腔体和致动器腔体,该活塞腔体和致动器腔体被分隔壁分隔开并且通过分隔壁中的连接通道彼此流体连通,从动活塞滑动地安装在活塞腔体内,用于在活塞腔体内在伸出位置和缩回位置之间往复运动,以在其伸出位置中接合排气门。壳体和从动活塞在活塞腔体内在分隔壁和从动活塞之间限定了可变体积液压从动活塞室。CBCM还包括:供应管道,该供应管道形成在壳体中,以便在从动活塞和排气门之间具有间隙时从加压液压流体源向液压从动活塞室提供加压液压流体,以将从动活塞延伸至其伸出位置;止回阀,其设置在供应管道和液压从动活塞室之间,以便在液压从动活塞室内的液压流体的压力超过来自加压液压流体源的液压流体的压力时通过关闭分隔壁中的连接通道来液压地锁定液压从动活塞室;以及压缩制动致动器,其设置在致动器腔体中。
压缩制动致动器包括致动器元件和压缩弹簧,该致动器元件滑动地安装在致动器腔体内,以便在不启动时的伸出位置和启动时的缩回位置之间往复运动,该压缩弹簧朝向伸出位置偏压致动器元件。致动器元件在不启动时仅仅通过压缩弹簧的偏压力选择性地接合打开所述止回阀,以解锁液压从动活塞室且将液压从动活塞室流体地连接至加压液压流体源,并且在启动时从止回阀脱开,以锁定液压从动活塞室且将液压从动活塞室与加压液压流体源流体地断开。此外,致动器元件暴露于大气压。
根据本发明的第一个示例性实施例,CBCM被液压地致动并且压缩释放制动系统还包括外部控制阀,以在压缩释放发动机制动操作将加压液压流体供应至CBCM。为了使压缩释放制动系统不启动,外部控制阀将加压液压流体倾倒至液压流体槽。对于液压控制的CBCM,在正常的排气冲程期间当排气门通过正常的排气凸轮轮廓升离阀座时从动活塞室完全填充有液压流体。从动活塞室中的液压流体被位于从动活塞上方的止回阀液压地锁定,以将从动活塞保持在伸出位置。在正常的排气门运动完成时,伸出的从动活塞使得排气门停止返回至阀座,并且由此保持排气门打开。
根据本发明的第二个示例性实施例,CBCM被电气致动并且压缩释放制动系统不需要外部控制阀进行供应以及打开和关闭加压液压流体的供应。电气致动的CBCM的压缩制动致动器包括螺线管和致动器元件,该螺线管包括螺线管线圈,该致动器元件为滑动地安装在螺线管线圈中以在螺线管线圈中往复运动的电枢的形式。
根据本发明的第三个示例性实施例,CBCM被电气致动并且压缩释放制动系统还包括外部控制阀,以在压缩释放发动机制动操作期间将加压液压流体供应至CBCM,从而限定了定时电气控制的压缩释放制动系统。电气致动的CBCM的压缩制动致动器的螺线管在各个发动机循环期间被通电和断电,以控制发动机制动排气门打开和关闭情况。外部控制阀向CBCM供应低压液压流体,并且结合有螺线管的CBCM允许打开和关闭止回阀,以控制定时的压缩释放发动机制动操作。
根据本发明的第四个示例性实施例,CBCM被气动地致动并且压缩释放制动系统还包括压缩空气源和外部压缩制动控制阀,该压缩空气源用于将压缩空气从压缩空气源提供至CBCM,该外部压缩制动控制阀设置成将压缩空气源选择性地流体地连接至气动地致动的CBCM,但是压缩释放制动系统不需要额外的外部控制阀来在压缩释放发动机制动操作期间将加压液压流体供应至CBCM。
此外,根据本发明的第二至第四个示例性实施例,CBCM与排气摇杆组件隔开,使得排气摇杆组件能够相对于CBCM运动,从而CBCM的单件体本体不可动地固定至发动机的气缸盖或气缸体。
根据本发明的第五个示例性实施例,除了常规的进气和排气摇杆组件之外,压缩释放制动系统还包括专门的制动摇杆组件。专门的制动摇杆组件包括专门的压缩释放凸轮构件和专门的制动摇臂。CBCM安装至制动摇臂的一端,使得CBCM设置在排气门附近,以将专门的制动摇杆组件选择性地与排气门联接。
因此,根据本发明的具有独立式压缩制动控制模块的压缩释放制动系统改进和优化了内燃机的操作特性,并且提供了小而紧凑且通用的设计,允许单个气缸应用和部件灵活性,需要最少的流体相容性,降低了规划和部件成本,并且减少了开发时间。
附图说明
从以下参考附图的说明中,本发明的其它目的和优点将会变得明显,其中:
图1是内燃机的示意图,其包括根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统;
图2A是根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统的一部分在排气门关闭的情况下的放大示意图;
图2B是根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统的一部分在排气门被排气摇杆组件打开的情况下的放大示意图;
图2C是根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统的一部分在排气门由于排气歧管中的背压而漂浮的情况下的放大示意图;
图3是根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统的液压地致动的压缩制动控制模块在降压条件下的剖视图;
图4是根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统的液压地致动的压缩制动控制模块在加压条件下的剖视图;
图5是内燃机的示意图,其包括根据本发明第二个示例性实施例的压缩释放制动系统;
图6是根据本发明第二个示例性实施例的压缩释放制动系统的电气地致动的压缩制动控制模块在降压条件下的剖视图;
图7是根据本发明第二个示例性实施例的压缩释放制动系统的电气地致动的压缩制动控制模块在加压条件下的剖视图;
图8是内燃机的示意图,其包括根据本发明第三个示例性实施例的压缩释放制动系统;
图9是内燃机的示意图,其包括根据本发明第四个示例性实施例的压缩释放制动系统;
图10是根据本发明第四个示例性实施例的压缩释放制动系统的气动地致动的压缩制动控制模块在降压条件下的剖视图;
图11根据本发明第五个示例性实施例的压缩释放制动系统的透视图;
图12根据本发明第五个示例性实施例的压缩释放制动系统的俯视图;
图13是根据本发明第五个示例性实施例的压缩释放制动系统的局部剖视图,其包括液压地致动的压缩制动控制模块。
具体实施方式
现在将参考附图说明本发明的优选实施例。
为了以下说明的目的,在以下的说明中使用的某些术语仅仅是为了方便起见,并不是限制性的。例如“前”和“后”、“左”和“右”、“向内”和“向外”的词语在所参考的图中表示方向。“较小”和“较大”的词语指的是本发明的设备的元件及其所表示部分的相对尺寸。术语包括以上特别提到的词语、其衍生词和类似的输入词语。
图1示意性地示出了根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放(或排出)制动系统12,其设置成用于内燃机10。优选地,内燃机10是四冲程柴油发动机,包括气缸体14,气缸体14包括多个气缸14’。然而,为了简单起见,图1中仅仅示出了一个气缸14’。每个气缸14’都设置有活塞16,活塞在气缸内往复运动。每个气缸14’都还设置有:两个进气门171和172以及两个排气门181和182,其每个都分别设置有复位弹簧17′或18′;以及气门机件,其设置成用于提升和关闭进气门和排气门17和18。进气门171和172以及排气门181和182在本实施例中结构基本上相同。根据这些相似性,并且为了简单起见,以下的讨论有时将采用不带字母的附图标记来表示基本上相同的两个气门。例如,附图标记17有时将用来总体表示进气门171和172中的每一个,而附图标记18有时将用来总体表示排气门181和182中的每一个,而不再引用所有的两个附图标记。应当理解,每个气缸14’都可以设置有一个或多个进气门和/或排气门,尽管图1中所示的是每个气缸具有两个进气门和/或排气门。发动机10还包括均与气缸14’流体连通的进气歧管19和排气歧管20。内燃机10能够执行正的动力操作(正常发动机循环)和发动机制动操作(发动机制动循环)。压缩释放制动系统12在压缩制动模式(在发动机制动操作期间)中和压缩制动不启动模式(在正的动力操作期间)中操作。
本发明的气门机件包括用于操作进气门17的进气摇杆组件22和用于操作排气门18的排气摇杆组件24。进气摇杆组件22包括进气凸轮构件26、进气摇臂28,该进气摇臂28绕进气摇杆轴29安装并设置成通过进气门桥27打开进气门17。相似地,排气摇杆组件24包括排气凸轮构件30、排气摇臂32,该排气摇臂32绕排气摇杆轴33安装并设置成通过排气门桥31打开排气门18(即,排气门181和182)。
进一步如图1所示,根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统12包括独立式压缩制动控制模块(或CBCM)40,以选择性地控制排气门18中至少一个的升程和相位角。在本发明的优选实施例中,CBCM 40设置成用于选择性地控制排气门182中至少一个的升程和相位角,该排气门182能够用作制动排气门。换言之,CBCM 40设置成用于选择性地控制制动排气门182的气门间隙。事实上,压缩制动控制模块40是结合到内燃机10的气门机件中的能够液压地膨胀的连接装置。压缩制动控制模块40是压缩释放制动系统12的必要部分,对于全发动机循环或部分发动机循环,该必要部分将制动排气门182保持离开阀座与定量。压缩释放制动系统12可以与排气制动组合,以提供双循环制动。根据本发明第一个示例性实施例的压缩制动控制模块40是通用的紧凑机构,能够应用于不同的发动机构造,仅仅微小的改动就能将压缩制动控制模块40安装到不同的发动机气门机件上方。
在第一个示例性实施例中,如图1所示,压缩制动控制模块40被固定(即,不可动地附接到发动机的静止部分),以便与排气摇杆组件24操作地断开和隔开。特别地,压缩制动控制模块40设置在排气门18附近并且与排气摇臂32隔开。更具体地,如图3和4详细地示出,压缩制动控制模块40包括为圆柱形单件体本体42形式的中空壳体,其限定了圆柱形活塞腔体44和圆柱形致动器腔体45,活塞腔体44和致动器腔体45被内壁(或分隔壁)46分隔开,并且通过内壁46中的连接通道47彼此流体连通。进一步如图3和4所示,壳体42的圆柱形外周表面43至少部分地具有螺纹,以便螺纹地接收在固定到内燃机10的气缸盖15(或气缸体14)上的支撑构件51的内螺纹孔中(如图1和2A-2C所示)。锁定螺母41设定成将CBCM 40的壳体42可调节地固定和保持至支撑构件51。从而,CBCM 40的壳体42不可动地安装至内燃机10。CBCM 40还包括从动活塞48,该从动活塞48滑动地安装在壳体42内,以便在活塞腔体44中在伸出位置(如图3所示)和缩回位置(如图4所示)之间往复运动,以使得壳体42和从动活塞48在圆柱形活塞腔体44的最内侧部分中在活塞48的内端面49a与壳体42的内壁46之间限定出可变体积的液压从动活塞室50。从动活塞48具有环形弹性体密封件52,该环形弹性体密封件52在压缩制动控制模块40启动(或启用)时消除在伸出(或启用)位置中的活塞对孔的泄漏(piston to bore leakage),并且在压缩制动控制模块40不启动(或停用)时保持从动活塞48处于缩回(或停用)位置。弹性体密封件52用作复位弹簧(或代替复位弹簧),将从动活塞48偏压至其缩回(或最内侧)位置。特别地,环形弹性体密封件52具有足够的摩擦,从而从动活塞48保持处于孔中并且不会允许从动活塞48在其孔中向下掉落,由此不需要复位弹簧。换言之,环形弹性体密封件52代替轻力弹簧来保持从动活塞48不向下掉落并且保持从动活塞48与排气门桥31不冲撞。从动活塞48的外端面49b设置成在其伸出位置通过往复地安装到排气门桥31上的排气门销25接合制动排气门182。换言之,排气门销25能够相对于排气门桥31往复运动,以便使得制动排气门182能够相对于排气门181和排气门桥31运动。
从动活塞48可以在活塞腔体44内在限定了伸出位置(如图3所示)和缩回位置(如图4所示)的两个机械从动活塞限位件之间往复运动。优选地,从动活塞48形成有环形活塞槽54,该环形活塞槽54具有环形平面的、分别轴向相对的外限位表面和内限位表面55和56,同时壳体42设置有为卡扣环58形式的从动活塞限位构件,其坐落在形成于壳体42的下内部部分中的配合槽中,以在其外限位表面和内限位表面55和56之间延伸到活塞槽54中,并且机械地限制从动活塞48的向内和向外运动。如图3和4所示,活塞槽54的宽度基本上大于卡扣环58的宽度,以便允许从动活塞48在活塞腔体44内在活塞槽54的外限位表面和内限位表面55和56之间往复运动。换言之,从动活塞48可以从活塞腔体44向外延伸,直到活塞槽54的内限位表面56接触限位构件58,如图3所示,其限定为伸出位置。相似地,从动活塞48可以向内缩回到活塞腔体44中,直到活塞槽54的外限位表面55接触限位构件58,如图4所示,其限定为缩回位置。从而,活塞槽54用作冲程限制槽。CBCM 40在伸出位置(如图3所示)中的长度为LE,而CBCM 40在缩回位置(如图4所示)中的长度为LC,长度LC小于长度LE。根据本发明的第一个示例性实施例,液压地致动的压缩制动控制模块40的环形弹性体密封件52消除了高压液压从动活塞室50的油泄漏并且将从动活塞48保持在缩回位置中而不需要额外的复位弹簧。
压缩制动控制模块40还包括形成在壳体的本体42中的供应/倾倒管道60,以将来自加压液压流体源34的加压液压流体通过连接通道47提供至液压从动活塞室50,从而使得当从动活塞48与制动排气门182的排气门销25之间具有间隙δA时,例如当排气门18被排气摇杆组件24打开时(如图2B所示),或者当排气门18由于作用到排气门18的背面上的排气歧管20中背压而漂浮时(如图2C所示),从动活塞48延伸至其伸出位置。优选地,加压液压流体源34为柴油发动机10的发动机油泵(未示出)的形式。因此,在该示例性实施例中,发动机润滑油用作存储在液压流体槽35中的工作液压流体。应当理解,任何其它合适的加压液压流体源和任何其它合适类型的流体将落在本发明的范围内。
从而,对于内燃机10的压缩制动致动模式,压缩释放制动系统12的液压地致动的压缩制动控制模块40保持排气门18以预先的设定离开排气门阀座。
根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统12还包括外部压缩制动控制阀36(如图1所示),其设置成通过压缩制动流体通路37将加压液压流体源34选择性地流体地连接至压缩制动控制模块40。换言之,压缩制动控制阀36设置成将来自源34的加压液压流体选择性地供应至CBCM 40,以便在加压液压流体供应至CBCM 40时的启动(加压)条件(如图3所示)与加压液压流体不供应至CBCM40时的不启动(降压)条件(如图4所示)之间切换CBCM 40。应当理解,压缩制动流体通路37与压缩制动控制模块40的供应/倾倒管道60流体连通(流体地连接)。优选地,压缩制动控制阀36是由电磁体(螺线管)36’启动的外部三通螺线管阀,在压缩制动致动模式期间将加压发动机油供应至CBCM 40。为了使压缩释放制动系统12不启动,外部三通螺线管36将发动机油倒回到液压流体槽35中。进一步如图1所示,压缩制动控制阀36固定至内燃机10的气缸盖15或气缸体14。从而,压缩释放制动系统12的压缩制动控制阀36不可动地安装到内燃机10上。
通过分隔壁46纵向形成的连接通道47包括活塞开口47a、致动器开口47b和进气开口47c。如图2和3中详细所示,液压从动活塞室50通过活塞端口47a与内壁46中的连接通道47流体连通,致动器腔体45通过致动器端口47b与连接通道47流体连通,供应/倾倒管道60通过进气端口47c与连接通道47流体连通。换言之,连接通道47提供压缩制动控制模块40的从动活塞室50和致动器腔体45与压缩制动控制模块40的本体42中的供应/倾倒管道60之间的流体连通,从而提供从动活塞室50和致动器腔体45与加压液压流体源34之间的流体连通。
压缩制动控制模块40还包括止回阀62,该止回阀62设置在活塞腔体44中,位于供应/倾倒管道60和从动活塞室50之间,以便在压缩制动致动模式期间当从动活塞室50中的液压流体的压力超过来自源34的液压流体的压力时液压地锁定从动活塞室50。换言之,止回阀62设置在从动活塞室50中(即,活塞48的内端面49a与壳体42的内壁46之间),以选择性地隔绝和密封从动活塞室50。优选地,止回阀62包括阀构件,该阀构件优选地为大致球形的球构件64形式,设置成密封靠着连接通道47的活塞端口47a。应当理解,内壁46的形成活塞端口47a的边缘限定了止回阀62的球构件64的阀座。优选地,球构件64通过偏压盘簧66来偏压连接通道47的活塞开口47a。液压地致动的CBCM 40设置密封件,来消除从动活塞高压室50的油泄漏并且将从动活塞48保持在伸出位置中而不需要额外的复位弹簧。
压缩制动控制模块40还包括安装在壳体42的致动器腔体45内的液压压缩制动致动器70,该液压压缩制动致动器70设置成选择性地,当不启动时接合止回阀62的球构件64以解锁从动活塞室50并且使从动活塞室50流体地连接至加压液压流体源34,以及当启动时从止回阀62的球构件64上脱开以锁定从动活塞室50并且将从动活塞室50与加压液压流体源34流体地断开。根据本发明的第一个示例性实施例的压缩制动致动器70是液压(即,液压地操作的)致动器。特别地,压缩制动致动器70包括往复运动的致动器元件(或主活塞)72,该致动器元件72滑动地安装在壳体42内,以在致动器腔体45内在伸出位置(如图4所示)和缩回位置(如图3所示)之间往复运动,使得壳体42和主活塞72在圆柱形致动器腔体45的最内侧部分中在主活塞72的内端面(或底面)72B与壳体42的内壁46之间限定出可变体积的致动器室74。主活塞72的外端面(或顶面)72T设置成在其缩回位置接合壳体42的端盖76。压缩制动致动器70还包括压缩弹簧78,该压缩弹簧78作用在主活塞72与端盖76之间,以朝向其伸出位置向下偏压主活塞72。主活塞72钻孔以在主活塞72和端盖76之间形成排放室75,从而接收压缩弹簧78。在端盖76和致动器元件72之间形成的排放室75通过设置在端盖76中的排放端口77受到大气压,以便使致动器元件172的外端面(或顶面)72T暴露于大气压。主活塞72适于在壳体42的内壁46与端盖76之间往复运动。如图2和3所示,主活塞72一体地形成有突起73,该突起73在内壁46中朝向止回阀62的阀构件64延伸到连接通道47中。
从而,压缩制动控制模块40结合一系统,该系统用于将从动活塞室50的发动机液压油捕集到从动活塞48之上,以防止排气门18在压缩冲程结束时返回到阀座。该系统确保了绝对的最小的捕集油体积,以使得在从动活塞室50中捕集的油的体积弹性模量可压缩性最小化。压缩制动控制模块40通过附接硬件附接至发动机10(优选地附接至气缸盖),该附接硬件结合有硬的安装夹具,以便使得在发动机制动操作期间机械硬件柔性最小化。最小的油相容性和硬件挠曲的结合提供了可预期的最佳发动机制动延迟性能。本发明还提供微型压缩制动控制模块40容纳包装。
内燃机10的压缩释放制动系统12可以与固定的孔口排气制动、压力调节的排气制动或可变几何形状的涡轮增压器(VGT)联合使用,以结合两种循环发动机制动。该组合使用压缩和排气冲程来产生较安静的系统,其发动机气门机件负荷降低,同时产生优良的致动延迟动力。从而,柴油发动机10还包括涡轮增压器80和可变排气制动器84,该涡轮增压器80包括压缩机82和涡轮83,可变排气制动器84通过排气通道21流体地连接至涡轮增压器80。如图1所示,压缩机82通过进气管道38与进气歧管19流体连通,而涡轮83通过排气管道39与排气歧管20流体连通。常规地,来自排气歧管20的废气使涡轮83旋转并且通过排气管道39离开涡轮增压器80而进入排气制动器84。接着,被压缩机82压缩的环境空气通过进气管道38经由中间冷却器81输送至进气歧管19,在中间冷却器处该压缩的注入的气体在进入进气歧管19之前被冷却。该注入的空气在进气冲程期间通过进气门17进入气缸14。在排气冲程期间,废气通过排气门18离开气缸14,进入排气歧管20,并且通过涡轮增压器80的涡轮83继续流出。
如图1所示,本发明的第一个示例性实施例的排气制动器84位于涡轮增压器80的下游。然而,排气制动器84的位置并不限于涡轮83的下游或者常规排气制动器的形式。或者,排气制动器84可以位于涡轮增压器80(涡轮83)的上游。在排气制动器84安装在涡轮增压器80的上游的情况下,优点是在整个涡轮83上产生高压差。这将涡轮增压器压缩机82驱动至较高的速度并且由此提供更多的进气推进来注入气缸而用于发动机制动。
根据如图1所示的本发明,排气制动器84包括可变排气限制器,该可变排气限制器为由排气制动器致动器86操作的蝶形阀85的形式。优选地,蝶形阀85被连接至排气制动器致动器86的连接装置85′旋转,以调节排气限制,从而调节排气制动的量。本发明的排气制动器致动器86可以是本领域技术人员已知的任何合适的类型,例如流体致动器(气动的或液压的),电磁致动器(如螺线管),机电致动器等。优选地,在该特定实例中,排气制动器致动器86是气动致动器,尽管如上所述可以采用其它的致动装置来代替。
排气制动器致动器86受微处理器(或排气制动器电子控制器)87控制。根据来自多个传感器88的信息,微处理器87控制可变排气限制器85,从而控制排气制动的量,该多个传感器88包括但不限于用于感测流过排气制动器84的排气限制器85的废气的压力和温度的压力传感器和温度传感器。本领域技术人员应当理解,也可以采用任何其它的合适的传感器。气动致动器86由螺线管阀89操作,该螺线管阀89设置成响应于来自微处理器87的信号通过气动管道89′将气动致动器86与气动压力源(未示出)选择性地连接和断开。
根据本发明第一个示例性实施例的压缩释放制动系统12由电子控制器90控制(如图1所示),该电子控制器90可为CPU或计算机的形式。电子控制器90根据来自多个传感器92的信息操作电磁压缩制动控制阀36,该信息代表作为控制输入的发动机和车辆操作参数,包括但不限于发动机速度、发动机负荷、发动机操作模式等。本领域技术人员应当理解,也可以采用任何其它的合适的传感器。电子控制器90被编程为向外部三通控制阀36的螺线管36提供信号94,以使其根据发动机10的操作要求选择性地且独立地打开或关闭。当压缩制动控制阀36打开时,例如注入加压发动机油的加压液压流体被提供给压缩制动控制模块40的液压压缩制动致动器70,并且内燃机10以压缩制动模式(发动机制动循环)操作。因此,当螺线管压缩制动控制阀36关闭时,没有加压液压流体供应至压缩制动控制模块40的液压压缩制动致动器70,并且内燃机10以正常发动机循环进行操作。
排气制动器84在微处理器90处读取来自传感器92的排气系统压力和温度,并且将信号89调整至排气制动器致动器86,该排气制动器致动器86调节可变排气限制器85。电子控制器90还将信号96提供至排气制动器84的微处理器87。当发动机10以发动机制动模式操作时,控制信号96调节可变排气限制器85,以保持期望的排气背压。
本发明的内燃机10的制动操作具有两个整体组成部分:由压缩释放制动系统12提供的压缩释放(排出)制动,以及由排气制动器84提供的排气制动。压缩释放制动成分由压缩释放制动系统12的压缩制动控制模块40的作用提供,而排气制动由排气制动器44提供。
以下将详细说明压缩释放制动系统12的操作。
当发动机10执行正的动力操作(即,以正常发动机循环操作)时,压缩制动控制阀36关闭并且液压压缩制动控制模块40处于降压条件下,从而没有液压流体供应至压缩制动控制模块40,并且从动活塞室50填充有液压流体而不是加压液压流体。在这种条件下,如图3所示,主活塞72运动至其伸出位置并且支撑在其伸出位置中(仅仅通过压缩弹簧78的偏压力)。在这个位置中,通过克服止回阀62的弹簧66的偏压力,主活塞72的突起73使止回阀62的球构件64移动离开其阀座,该偏压力小于压缩制动致动器70的压缩弹簧78的偏压力。此外,当压缩制动控制阀36关闭时,在正常的排气冲程期间当排气门18通过正常的排气凸轮轮廓升离其阀座时从动活塞室50完全填充有发动机油。
在发动机制动操作期间,当电子控制器90根据来自多个传感器92的信息确定要求进行制动时,例如当发动机10的节气门(未示出)关闭时,通过至少部分地关闭蝶形阀85来致动排气制动器84,以产生抵抗废气在排气冲程期间排出的背压。此外,在发动机制动操作期间,电子控制器90打开压缩制动控制阀36,以开始将加压液压流体供应至压缩制动控制模块40,从而将压缩制动控制模块40设定至加压条件。当加压的发动机油被供应至压缩制动控制模块40的供应/倾倒管道60时,通过供应允许止回球64坐靠的油压力来将压缩制动致动器70的主活塞72迫向外。同时,加压液压流体将流入从动活塞室50。因为加压的供应油填充从动活塞室50,所以当排气门18在正常的排气门升程期间离开阀座时,供应油的压力迫使从动活塞48向外,直到从动活塞48接触机械限位件(为卡扣环58的形式),如图3所示。弹簧加载的止回球64将锁定从动活塞48上方的油,并且防止从动活塞48返回至其缩回位置(如图4所示)。这为制动排气门182提供了延长的升程和相位角。制动排气门182的延长的打开持续升程在发动机压缩冲程期间形成泄放(排出)开口,并且当气体通过该开口被迫离开气缸时,发动机10执行不可恢复的工作,实施压缩释放制动。
在图3所示的位置中,从动活塞48通过在从动活塞室50中捕集的油锁定就位,并且阻止排气门18之一返回至阀座。从动活塞限位件58的位置、冲程限制狭槽54以及压缩制动控制模块40的安装位置,决定了排气门18将保持离开阀座的距离大小,这形成了在整个发动机制动循环期间的预定升程。从动活塞室50中的油被位于从动活塞48上方的球止回阀62液压地锁定,以将从动活塞48保持在伸出位置。在正常排气门运动完成时,伸出的从动活塞48阻止排气门18返回至阀座并由此在压缩释放制动系统12的期望的升程和时间内保持排气门打开。
当发动机制动模式不启动时,螺线管阀36关闭以切断对压缩制动控制模块40供应加压油,由此导致压缩弹簧78迫使致动活塞72朝向球止回阀62,这使得球构件64不再坐靠其坐靠位置。释放的油通过外部三通螺线管阀36自从动活塞室50流出,并且流回至油槽35,如图1所示。然后,从动活塞48通过排气门弹簧18’的力被迫回到壳体42的活塞腔体44中的缩回位置(如图3所示)。排气门18返回至阀座,以允许进行正常的发动机气门运动。
对于完整的发动机制动循环(排出制动情况),具有液压地致动的压缩制动控制模块40的压缩释放制动系统12保持排气门18以预先的设定离开排气门阀座。压缩释放制动系统12可以与固定的孔口排气制动器、压力调节的排气制动器或VGT涡轮增压器联合使用,以结合两种循环发动机制动。该组合使用压缩和排气冲程来产生较安静的系统,其发动机气门机件负荷降低,同时产生优良的致动延迟动力。
压缩释放制动系统12与压力调节的排气制动器84组合使用优于压缩释放制动系统与固定的孔口排气制动器一起使用。当压缩释放制动和排气制动组合设计成用于最大排气背压并且压缩释放制动成分由于任何原因而失效时,将会消除典型的伸出的排气门/进气门重叠条件。伸出的气门重叠的消除导致具有更高的排气歧管压力并且发动机可能经历不能接受的气门坐靠速度,该速度可能导致较大的发动机损坏和过度的阀座磨损。
较大的发动机损坏可能来自于阀座损坏或气门弹簧失效。气门弹簧失效可能引起发动机气门掉落到燃烧室中,并且可能使得发动机逐渐损坏。阀座损坏可能发生,这是因为排气门将不会充分密封压缩压力和/或不会在高的正动力发动机负荷期间提供从排气门至气缸盖的良好热传递。
与压缩释放制动系统组合使用的压力调节的排气制动器具有的优点在于,排气制动器可以单独用于组合压缩释放/排气制动器发动机,而不可能过度加压排气歧管,由此避免了过度的气门漂浮以及不能接受的气门坐靠速度。因为压力调节的排气制动器是自我调节的,所以排气歧管不会发生过度加压,这是因为排气制动器中的限制孔口的面积自动增大,以保持与发动机操作规范相容的最高的恒定排气歧管压力。
图5-7示出了压缩释放制动系统的第二个示例性实施例,其总体上用附图标记112表示,设置成用于内燃机10。与本发明的第一个示例性实施例相比没有变化的部件用相同的附图标记表示。起作用的方式与图1-4所示的本发明的第一个示例性实施例相同的部件用相同的附图标记加上100表示,其有时候没有详细说明书,因为读者容易想到两个实施例中对应部分之间的相似性。
图5-7的压缩释放制动系统112相对于图1-4的压缩释放制动系统12的主要区别在于,根据本发明第二个示例性实施例的压缩释放制动系统112的压缩制动控制模块140包括电磁(螺线管)压缩制动致动器170,其位于壳体42的致动器腔体45内并且设置成选择性地,当不启动时接合止回阀62的球构件64以解锁液压从动活塞室50并且将从动活塞室50流体地连接至加压液压流体源34,以及当启动时与止回阀62的球构件64脱开以锁定从动活塞室50并且将从动活塞室50与加压液压流体源34流体地断开。此外,如图5所示,具有电气地致动的压缩制动控制模块140的压缩释放制动系统112不需要额外的外部螺线管阀进行供应以及开启和关闭加压油的供应,这与根据本发明第一个示例性实施例的具有螺线管压缩制动控制阀36的压缩释放制动系统12不同。换言之,本发明第二个示例性实施例的压缩释放制动系统112的CBCM 140持续地供应有加压发动机油。
根据本发明的第二个示例性实施例的压缩制动致动器170是电气(即,电气地操作的)致动器。特别地,压缩制动致动器170包括螺线管线圈171和电枢(或致动器元件)172,该螺线管线圈171固定到壳体42的圆柱形致动器腔体45的内周表面,该电枢172滑动地安装在螺线管线圈171内,以在致动器腔体45内在伸出位置(如图5所示)和缩回位置(如图4所示)之间往复运动,使得壳体42和电枢172在圆柱形致动器腔体45的最内侧部分中在电枢172的内端面(或底面)172B与壳体42的内壁46之间限定出可变体积的致动器室174。从而,螺线管线圈171和电枢172限定了压缩释放制动系统112的CBCM140的内部螺线管。电枢172的外端部设置成在其缩回位置中接合端盖176。在端盖176和致动器元件172之间形成的排放室175通过设置在端盖176中的排放端口177受到大气压,以便使致动器元件172的外端面(或顶面)172T暴露于大气压。电枢172还设置有流体管道179,致动器室174通过该流体管道179与排放室175流体地连接,以将过量的油由从动活塞室50和/或致动器室174排放至排放室175。
电枢172设置有用于密封排放端口177的O形环密封件172’和用于密封致动器室174的O形环密封件172”。压缩制动致动器170还包括压缩弹簧178,该压缩弹簧178作用在电枢172与端盖176之间,以朝向其伸出位置偏压电枢172。电枢172适于在壳体42的内壁46与端盖176之间往复运动。换言之,螺线管压缩制动致动器170设置成在当螺线管致动器170通电(即,对螺线管线圈171供电)且止回阀62关闭时的启动(或“开启”)条件(如图6所示)与当螺线管致动器170断电(即,不对螺线管线圈171供电)且止回阀62打开(电枢172仅仅由于压缩弹簧178的偏压力而运动至伸出位置)时的不启动(或“关闭”)条件(如图7所示)之间切换CBCM 140。如图6和7所示,电枢172一体地形成有突起173,该突起173在内壁46中朝向止回阀62的阀构件64延伸到连接通道47中。
在进行制动操作期间,根据来自多个传感器92的信息,电子控制器(ECU)90控制CBCM 140的压缩制动致动器170,以将内部螺线管线圈171切换成关闭和开启,该信息代表作为控制输入的发动机和车辆操作参数,包括但不限于发动机速度、发动机负荷、发动机操作模式等。螺线管制动致动器170将在正常排气门关闭之后通电而在开始膨胀行程之后断电。
当发动机10执行正的动力操作(即,以正常的发动机循环操作)时,螺线管压缩制动致动器170断电(即,不对螺线管致动器170的螺线管线圈171供电),以使得电枢172仅仅由于压缩弹簧178的偏压力而处于伸出位置(如图5所示)。在这个位置中,通过克服止回阀62的弹簧66的偏压力,电枢172的突起173使止回阀62的球构件64移动离开其阀座,该偏压力小于压缩制动致动器170的压缩弹簧178的偏压力。此外,压缩弹簧178的偏压力足够强,以克服加压发动机油试图使电枢172朝向其缩回位置运动的力。应当理解,在正常的排气冲程期间当排气门18通过正常的排气凸轮轮廓升离其阀座时从动活塞室50完全填充有发动机油。换言之,当螺线管压缩制动致动器170断电时,CBCM 140处于降压条件下,从而尽管加压液压流体通过源34被供应至CBCM 140,但是从动活塞室50填充有液压流体而不是加压液压流体。
在操作中,发动机油供应连续地供应至压缩制动控制模块140。当CBCM 140的内部螺线管致动器170通电时,螺线管电枢170被拉至其缩回位置(如图4所示)而离开止回阀62的球构件64,以允许加压发动机供应油填充液压从动活塞室50并且在正常排气门升程期间将从动活塞48迫至CBCM 140的冲程限制机械限位件58。止回阀62的球构件64将油锁定在从动活塞48之上,从而防止从动活塞48返回。从动活塞48通过在液压从动活塞室50中捕集的油锁定就位,这防止了排气门返回至阀座。从动活塞限位件58的位置,活塞冲程限制特征以及从动活塞间隙调节确定了排气门在压缩释放制动时保持离开阀座的距离大小。
图8示出了压缩释放制动系统的第三个示例性实施例,其总体上用附图标记212表示,设置成用于内燃机10。与本发明的第一个示例性实施例相比没有变化的部件用相同的附图标记表示。起作用的方式与图5-7所示的本发明的第二个示例性实施例相同的部件用相同的附图标记加上100表示,其有时候没有详细说明书,因为读者容易想到两个实施例中对应部分之间的相似性。
图8的压缩释放制动系统212相对于图5-7的压缩释放制动系统112的主要区别在于,根据本发明第三个示例性实施例的压缩释放制动系统212包括压缩制动控制阀36,其设置成通过压缩制动流体通路37将加压液压流体源34选择性地流体地连接至压缩制动控制模块140。换言之,压缩制动控制阀36设置成通过压缩制动流体通路37将来自源34的加压液压流体选择性地供应至CBCM 140。应当理解,压缩制动流体通路37与压缩制动控制模块40的供应/倾倒管道60流体连通(流体地连接)。优选地,压缩制动控制阀36是外部三通电磁体(螺线管),在压缩制动致动模式期间将加压发动机油供应至CBCM140。从而,本发明的第三个示例性实施例提供了定时电气控制的压缩释放制动系统212。
定时电气控制的压缩释放制动系统212采用外部三通螺线管阀36(即,在CBCM 140外),以供应和排出与CBCM 140的内部螺线管致动器170组合应用的加压发动机油,从而控制开启/关闭发动机制动功能。为了启动发动机制动,向CBCM 140的内部螺线管致动器170和外部三通螺线管阀36供电。外部螺线管阀36向CBCM 140供应低压发动机油,并且CBCM 140的内部螺线管致动器170允许关闭和打开止回阀62来控制定时的压缩释放制动循环。本发明的电气控制的定时压缩释放制动系统212改进了发动机制动性能,其性能超过了非定时的液压控制的压缩释放发动机制动系统12。定时的压缩释放制动情况需要向一体地结合到CBCM 140中的内部螺线管致动器170供电。螺线管致动器170在各个发动机循环期间通电和断电,以控制发动机制动气门打开和关闭的情况。
定时的压缩释放制动系统212在压缩冲程期间保持排气门离开阀座,并且在膨胀冲程开始时使螺线管致动器170断电,从而关闭排气(制动)气门开口。这个气门关闭导致排气歧管的空气停止流入到气缸14中,从而降低膨胀冲程结束时的气缸压力,并且引起额外的活塞做功。
在排气门/进气门重叠情况之前关闭排气(压缩制动)门开口,防止了排气/进气情况被延伸。对于延伸的排气门/进气门重叠,排气歧管中较高的压力迫使排气歧管空气在进气冲程期间回到燃烧室中并且通过打开进气门17而排出,从而降低了排气歧管空气量和背压。消除延伸的排气门/进气门重叠提供了较高的平均排气歧管压力,从而在排气冲程期间由活塞额外做功。
刚好在进气冲程开始之后,定时压缩释放制动系统212的电子控制器90给外部螺线管阀36和内部螺线管致动器170通电,由此将加压发动机油供应至从动活塞室50。从动活塞48延伸至与排气门销25接触的位置,但是不能打开制动排气门182,这是因为排气门182被发动机排气门弹簧18’偏压关闭。由于排气制动器84,在进气冲程将近结束时,气缸14中的压力低而排气歧管20中的压力高,导致在整个排气门18上具有最大的压力差。这个压力差使得排气门18从其阀座上飘起,在从动活塞48和制动排气门182的排气门销25之间形成间隙δA,如图2B所示。此外,当排气门18漂浮而在CBCM 140和排气门销25之间形成间隙δA时,CBCM 140的从动活塞48进一步膨胀至其完全伸出位置,以便通过将从动活塞48从图7所示的位置向下运动至其图6所示的延伸位置而使得额外量的加压液压流体通过供应管道60进入并且填充从动活塞室50,来闭合排气门销25和CBCM 140之间的这个间隙。因此,CBCM 140的长度增大。
在排气门18在进气冲程将近结束时漂浮期间,CBCM 140的从动活塞48将继续到机械限位位置并且发动机油将通过球止回阀62锁定在从动活塞室50中。从动活塞48阻止漂浮的制动排气门182返回到其阀座。制动排气门182在压缩冲程期间通过伸出的从动活塞48而保持离开其阀座一段预设的升程量。在压缩冲程完成时,完成该循环。
在开始膨胀冲程之后,定时压缩释放制动系统212的电子控制器90向要切断的外部螺线管阀36和内部螺线管致动器170通电。从动活塞48缩回并且制动排气门182完全关闭,直到循环自身在刚好开始进气冲程之后重复为止。
电子定时压缩释放/排气组合制动所需的电子仪器组件提供了额外的发动机延迟动力。本发明的定时压缩释放/排气组合制动系统能够满足重型车辆应用,该重型车辆应用要求延迟动力比非定时压缩释放/排气组合制动系统高。
当发动机制动切换至将油供应至CBCM 140时,油供应要求外部三通螺线管阀36通电。在进行制动操作期间,定时压缩释放制动系统212可由电子控制器90控制,以切换CBCM 140的内部螺线管致动器170关闭与开启。螺线管制动致动器170将在正常排气门关闭之后通电而在开始膨胀行程之后断电。排气制动器必须开启并且产生足够的排气歧管压力,以便使排气门18在发动机制动速度范围期间漂浮。为了开始排气门排出的情况,在排气门18关闭之后,内部螺线管致动器170可由电子控制器90通电,以允许球止回阀64返回至其阀座。在排气门在进气冲程将近结束期间,排气门漂浮将允许从动活塞48向下运动而允许从动活塞室50被填充,并且接触机械限位件58,锁定油且延缓制动排气门182返回至阀座以用于下一个排出制动循环。
当内部螺线管170断电时,失效安全弹簧66将球构件64提升离开其阀座,以释放从动活塞室50中的油,使其回到油供应中以允许排气门18返回至其阀座。接下来,电子控制器90发出信号,以使内部螺线管170通电并且再次开始循环。
以下将详细说明定时压缩释放制动系统212的操作。
定时压缩释放制动系统212要求电子控制器90定时电致动信号,以使得CBCM 140的内部螺线管致动器170通电和断电。供应油压力由外部三通螺线管阀36供应,以便在发动机启动时供应至CBCM 140的进口端口60。在排出制动启动和不启动期间,一体结合的CBCM 140的螺线管控制球止回阀62的打开和关闭。球止回阀62锁定从动活塞室50中的油,以防止从动活塞48返回。从动活塞48通过从动活塞室50中捕集的油锁定就位,这防止了制动排气门182关闭。从动活塞限位件58的位置,活塞冲程限制特征以及从动活塞间隙调节确定了制动排气门182在排出制动时保持离开阀座的距离大小。
在定时排出制动系统212中,电触发机构使CBCM 140的内部螺线管171、172通电和断电,以在发动机10的膨胀冲程刚开始之后关闭排出制动器的排气门升程,从而消除正常发动机排气门/进气门重叠条件中的任何增加。在进气冲程之前关闭的排气门18消除了在整个发动机制动期间排出制动器保持排气门18打开的非定时排出制动系统112中出现的增加的气门重叠条件。在非定时排出制动器上的增加的重叠条件允许排放的空气量从排气歧管20流入到气缸14’中,然后流出进气门17而进入进口歧管19。这种排气歧管中显著的空气量损失抑制了获得最大的期望排气歧管压力。在本发明的定时排出发动机制动系统212中,通过在排气冲程期间增加的做功来增大发动机延迟动力。较高的延迟动力来自于增大的排气歧管压力以及通过在膨胀冲程开始时关闭排气门18而在膨胀冲程上做的额外的负功。
在定时排出制动系统212中,刚好在发动机开始进气冲程之后,电气触发机构对一体结合到CBCM 140中的内部螺线管171、172通电。外部三通螺线管阀36在制动起作用期间连续地向CBCM 140的油供应端口60供应加压发动机油,并且内部螺线管线圈171在电枢172中拉动,以允许球止回阀62密封从动活塞室50。供应油压力迫使从动活塞48抵靠排气门销25和制动排气门182。排气门弹簧18’防止从动活塞48打开制动排气门182。对于组合排气制动操作,排气制动器孔口的尺寸形成为使排气门18漂浮离开阀座预定量。排气门漂浮出现在进气冲程的下止点(BDC)附近,因为整个排气门18上的压力差在此时最大。在排气门漂浮期间,因为自从动活塞48消除了气门弹簧力,所以从动活塞48能够完全伸出。当排气门18漂浮回到阀座时,伸出的从动活塞48将制动排气门182保持离开阀座预定的排出制动开口。排出制动开口在整个压缩冲程持续时间内保持打开。刚好在压缩冲程的上止点(TDC)之后,电气触发机构使得制动排气门182关闭并且重复排出制动循环。
当发动机制动模式不启动时,外部螺线管阀36将加压供应油释放回到槽35中,并且CBCM 140的内部螺线管致动器170也不启动,使得弹簧加载的电枢172迫使止回阀62的球构件64离开阀座,从而将油自从动活塞室50释放。释放的油将流出供应端口60,并且穿过外部螺线管阀36,回到油槽35中。现在,从动活塞48将通过排气门弹簧18’被迫回到壳体42中的缩回位置。现在制动排气门182将被允许返回至阀座,以能够进行正常发动机气门运动。
图9和10示出了压缩释放制动系统的第四个示例性实施例,其总体上用附图标记312表示,设置成用于内燃机10。与本发明的第一个示例性实施例相比没有变化的部件用相同的附图标记表示。起作用的方式与图1-4所示的本发明的第一个示例性实施例相同的部件用相同的附图标记加上300表示,其有时候没有详细说明,因为读者容易想到两个实施例中对应部分之间的相似性。
图9和10的压缩释放制动系统312相对于图1-4的压缩释放制动系统12的主要差别在于,根据本发明第四个示例性实施例的压缩释放制动系统312的压缩制动控制模块340是气动致动的。此外,如图9所示,具有气动地致动的压缩制动控制模块340的压缩释放制动系统312还包括压缩空气源334,以将来自源334的压缩空气通过压缩空气通路337提供至CBCM 340。
更具体地,如图10详细地示出,CBCM 340包括为圆柱形单件体本体342形式的中空壳体,其限定了圆柱形活塞腔体344和圆柱形致动器腔体345,活塞腔体344和致动器腔体345被内壁(或分隔壁)346分隔开,并且通过内壁346中的连接通道347彼此流体连通。进一步如图10所示,壳体42的圆柱形外周表面343至少部分地具有螺纹,以便螺纹地接收在固定到内燃机10的气缸盖15(或气缸体14)上的支撑构件51的内螺纹孔中(如图9所示)。CBCM 340还包括从动活塞348,该从动活塞348滑动地安装在壳体342内,以便在活塞腔体344中在伸出(最外侧)位置和缩回(最内侧)位置之间往复运动,以使得壳体342和从动活塞348在圆柱形活塞腔体344的最内侧部分中在活塞348的内端面349a与壳体342的内壁346之间限定出可变体积的液压从动活塞室350。从动活塞348的外端面349b设置成在其伸出位置通过往复地安装到排气门桥31上的排气门销25接合制动排气门182。换言之,排气门销25能够相对于排气门桥31往复运动,以便使得制动排气门182能够相对于排气门181和排气门桥31运动。
从动活塞348可以在活塞腔体344内在限定了伸出位置和缩回位置的两个机械从动活塞限位件之间往复运动。优选地,从动活塞348形成有开口354,该开口354分别具有外限位表面和内限位表面355和356,同时壳体342设置有从动活塞限位构件358,该从动活塞限位构件358延伸过活塞腔体344,在开口354的外限位表面和内限位表面355和356之间穿过开口354,以机械地限制从动活塞348的向内和向外运动。如图10所示,外限位表面和内限位表面355和356之间的宽度基本上大于从动活塞限位构件358的高度,以便允许从动活塞348在活塞腔体344内在开口354的外限位表面和内限位表面355和356之间往复运动。换言之,从动活塞348可以从活塞腔体344向外延伸,直到内限位表面356接触限位构件358,其限定为伸出位置。相似地,从动活塞348可以向内缩回到活塞腔体344中,直到外限位表面355接触限位构件358,其限定为从动活塞348的缩回位置。从而,限位构件358用作冲程限制构件。
气动地致动的CBCM 340还包括形成在壳体的本体342内的供应(或进口)管道(端口)360和倾倒管道(端口)361,以将来自加压液压流体源34的加压液压流体通过连接通道347提供至液压从动活塞室350,以便当从动活塞348和制动排气门182的排气门销25之间存在间隙δA时使从动活塞348延伸至其伸出位置。优选地,发动机润滑油用作存储在液压流体槽35中的工作液压流体。应当理解,任何其它合适的加压液压流体源和任何其它合适类型的流体将落在本发明的范围内。从而,对于内燃机10的压缩制动致动模式,压缩释放制动系统312的气动地致动的CBCM 340保持排气门182以预先的设定离开排气门阀座。
气动地致动的CBCM 340还包括位于壳体342的致动器腔体345内的气动压缩制动致动器370,该气动压缩制动致动器370设置成选择性地,当不启动时接合止回阀362的球构件364以解锁液压从动活塞室350并且使从动活塞室350流体地连接至加压液压流体源34,以及当启动时从止回阀362的球构件364上脱开以锁定从动活塞室350并且将从动活塞室350与加压液压流体源34流体地断开。此外,如图9所示,具有气动地致动的压缩制动控制模块340的压缩释放制动系统312还包括压缩空气源334,以将来自源334的压缩空气通过压缩空气通路337提供至CBCM 340的气动致动器370,外部压缩制动控制阀336设置成通过通路337将压缩空气源334选择性地流体地连接至气动地致动的CBCM 340。换言之,压缩制动控制阀336设置成将来自源334的压缩空气选择性地供应至气动地致动的CBCM 340,以便在当压缩空气供应至CBCM 340的启动条件与当压缩空气不供应至CBCM 340的不启动(降压)条件之间切换CBCM 340。优选地,压缩制动控制阀336是由电磁体(螺线管)336’启动的外部螺线管阀,在压缩制动致动模式期间将压缩空气供应至CBCM 340。为了使压缩释放制动系统312不启动,将加压空气从CBCM 340中排出。在气动系统中,发动机油供应连续地连接至CBCM 340的进口端口360。气动地致动的系统不需要外部三通液压螺线管阀。
CBCM致动器370包括滑阀372,该滑阀372滑动地安装在壳体342内,以在致动器腔体345内在伸出位置和缩回位置之间往复运动。滑阀372设有管道372’,该管道372’将滑阀372的环形槽375与内壁346中的连接通道347流体地连接。滑阀372的外端面372a设置成在其缩回位置中接合端盖(或限位构件)376。如图10所示,端盖376不能轴向运动地固定到壳体342上,以便与壳体342的顶端部342T轴向向内间隔开。气动压缩制动致动器370还包括压缩弹簧378,该压缩弹簧378作用在滑阀372与端盖376之间,以朝向其伸出位置偏压滑阀372。滑阀372适于在壳体342的内壁346与端盖376之间往复运动。如图10所示,滑阀372一体地形成有突起373,该突起373在内壁346中朝向止回阀362的阀构件364延伸到连接通道347中。
气动压缩制动致动器370还包括致动器活塞377,该致动器活塞377滑动地安装在壳体342内,以在致动器腔体345内在伸出位置和缩回位置之间往复运动,从而在端盖376和致动器活塞377之间形成气动致动器室380。致动器活塞377密封地接合致动器腔体345的内壁。气动地致动的CBCM 340还包括形成在本体342内的空气进口端口371,以通过压缩空气通路337将来自源334的压缩空气提供至气动致动器室380,使得致动器活塞377延伸至其伸出位置。致动器活塞377顶面受到大气压。致动器活塞377通过连接轴379不可动地(即,一体地)连接至滑阀372,以形成气动压缩制动致动器370的致动器元件390(如图10所示)。连接轴379滑动地延伸通过端盖376,以使得滑阀372和致动器活塞377位于端盖376的相对两侧上。换言之,往复运动的致动器元件390滑动地安装在壳体342内,以便在致动器腔体345内在伸出位置(仅仅通过压缩弹簧378的偏压力)和缩回位置(通过压缩空气使致动器活塞377从壳体342向外运动的气动压力)之间往复运动,以使得壳体342和致动器元件390在圆柱形致动器腔体345的最内侧部分中在致动器元件390的内端面(或底面)390B(由滑阀372的内端面限定)和壳体342的内壁346之间限定出可变体积致动器室374。致动器元件390受到大气压,以使得致动器元件390的外端面(或顶面)390T(由致动器活塞377的外端面限定)暴露于大气压。
以下将详细说明压缩释放制动系统312的操作。
压缩空气被供应至空气进口端口371,以迫使致动器活塞377向上运行,直到滑阀372的外端面372b接触限位构件376。滑阀的运动打开发动机油供应端口360并且关闭油倾倒端口361。此外,向上的滑阀运动允许球止回阀364关闭并由此密封从动活塞室350。油供应压力流过球止回阀362并且进入从动活塞室350。当排气门18在正常排气门升程期间离开阀座时,油压力供应作用在从动活塞348上的压力使从动活塞348向下运动,直到从动活塞348接触从动活塞限位件358。弹簧加载的止回球364将油锁定在从动活塞348之上,以防止从动活塞348返回。现在,从动活塞348通过在从动活塞室350中捕集的油锁定就位,这防止了排气门18返回至阀座。从动活塞限位件358的位置决定了排气门18在发动机制动模式期间保持离开阀座的距离大小。
当发动机制动模式不启动时,压缩空气从气动致动器室380释放,以允许滑阀372(或致动器元件390)仅仅通过压缩弹簧378的偏压力而被迫向下(或向内),并且打开止回阀362。这允许从动活塞348通过压缩弹簧351向上运动,直到从动活塞348的外限位表面355接触从动活塞限位件358。换言之,压缩弹簧351朝向其缩回位置偏压从动活塞348。滑阀372(或致动器元件390)的运动关闭了油供应端口360,打开倾倒端口361并且迫使球止回阀364离开其阀座,由此将油自从动活塞室350释放。释放的油流出从动活塞室350,并且穿过连接通道347和倾倒端口361而回到油槽35中。从动活塞348通过排气门弹簧18’和压缩弹簧351被迫回到壳体342中的坐靠位置。排气门18返回至阀座,以允许进行正常发动机气门操作。
图11-13示出了压缩释放制动系统(或专门的凸轮发动机制动系统)的第五个示例性实施例,总体上用附图标记412表示,设置成用于内燃机410。与本发明的第一个示例性实施例相比没有变化的部件用相同的附图标记表示。起作用的方式与图1-4所示的本发明的第一个示例性实施例相同的部件用相同的附图标记加上400表示,其有时候没有详细说明,因为读者容易想到两个实施例中对应部分之间的相似性。
除了分别具有常规的进气和排气摇杆组件422和424之外,根据本发明第五个示例性实施例的压缩释放制动系统412还包括增加到各个发动机气缸上的专门的制动摇杆组件420。除了常规的进气和排气凸轮构件之外,专门的制动摇杆组件420还包括增加到各个发动机气缸上的专门的压缩释放凸轮构件425(如图13所示)。因此,除了分别具有常规的进气和排气摇臂428和432之外,专门的制动摇杆组件420还包括专门的制动摇臂429。优选地,内燃机410为四冲程柴油发动机。专门的压缩释放制动系统412采用独立式压缩制动控制模块(CBCM)来去除气门机件的气门间隙,以启动发动机制动器,从而以随压缩冲程的TDC附近可允许的最大升程出现的较快速率打开单个排气门或两个排气门。这将在膨胀冲程开始期间获得高的峰值气缸压力和快速的气缸扰动,并且使柴油发动机410获得高度的发动机制动延迟动力。
根据本发明第五个示例性实施例的独立式压缩制动控制模块(CBCM)可以是根据本发明第一个示例性实施例的图3和4的液压地致动的CBCM 40(如图11-13所示),根据本发明第三个示例性实施例的图6和7的电气致动的CBCM 140,或者根据本发明第四个示例性实施例的图10的气动地致动的CBCM 340。如图11-13所示,CBCM 40安装至制动摇臂429的一端,以使得CBCM 40设置在内排气门182附近,以将专门的制动摇杆组件420与内排气门182操作地联接。然而,应当理解,CBCM 40放置在排气门机件中的任何位置处都是有效的。流体通道(油管道)437设置在制动摇臂429内,以提供CBCM 40与加压液压流体源34之间的流体连通。
为了启动压缩释放制动系统412,发动机油设置成穿过摇杆基座433供应至发动机制动螺线管阀36。当发动机制动启动时,螺线管阀36允许加压油通过摇杆轴431中的专门的制动油孔435流过摇杆基座433中的排出通路,然后进入在制动摇臂429中形成的油管道437,最后进入制动排气门182上的CBCM 40,如图13所示。进入CBCM 40的液压流体的压力和流动迫使从动活塞48向下运动,以去除制动摇杆组件420中的所有间隙并且将油锁定在从动活塞室50中而启动制动气门运动。为了关闭发动机制动,切断供电,以排出供应压力油并且允许致动器活塞弹簧78使得致动器活塞72向下运动而推动止回球64离开其阀座。这允许油自从动活塞室50通过制动摇臂429、摇杆轴431和发动机制动螺线管阀36的倾倒端口回流至油槽35。CBCM 40的从动活塞48通过排气门上向冲程而被迫在其孔中向上运动。此外,内排气门182优选地降低专门的凸轮负荷。如果排气门18打开或者外排气门181打开,那么凸轮和气门机件负荷将会较大。较高的气门机件负荷导致发动机耐久性问题。
以下将详细说明压缩释放制动系统412的操作。
对于专门的凸轮发动机制动系统412,制动凸轮轴构件425被增加到各个气缸,以提供升程特性来打开压缩释放制动排气门182。不变的升程排出制动系统与专门的凸轮发动机制动系统之间的差别在于,专门的凸轮发动机制动系统具有可变排气门升程特性,其在压缩冲程期间不会释放任何压缩空气,直到接近压缩冲程的TDC。因为排气门压缩冲程期间持续打开,所以排出制动系统允许气缸压缩空气通过稍微打开的气门开口逸出。因为专门的凸轮发动机制动系统不会排出任何气缸空气量,直到接近压缩冲程的TDC,所以在压缩期间利用专门的凸轮发动机制动系统空气做更多的功。
在膨胀冲程开始时,与专门的凸轮制动升程相比,排出升程较小,所以专门的凸轮制动系统在膨胀冲程期间的气缸扰动较大。得到的结果是,在排出冲程期间获得比专门的凸轮压缩冲程少的功,并且因此专门的凸轮延迟动力更大。油供应至专门的凸轮制动系统的路线可以是从发动机油泵34至摇杆基座433,至安装在摇杆基座433中的外部发动机制动螺线管阀36。在螺线管阀36的下游,发动机制动油供应的路线可以是通过摇杆轴431中的制动孔435至制动摇臂429,以供应CBCM 40的油进口端口。CBCM 40可以布置在位于内排气门(或制动排气门)182之上的制动摇臂429中。如图11-13所示的桥接两个排气门18的排气门桥31结合有排气门销25,该排气门销25允许从动活塞48压靠制动排气门182,以打开制动排气门182(两个排气门18中的一个)。
当发动机制动螺线管阀36启动时,加压油流入CBCM 40并且从动活塞48延伸至限位件。球止回阀62允许阻止从动活塞室50中的油,以将伸出的从动活塞48锁定在伸出位置。伸出的从动活塞48去除所有的或几乎所有的气门机件间隙,以启动专门的制动凸轮425。专门的凸轮425迫使伸出的从动活塞48在压缩TDC附近接触排气门桥销25。然后,其继续以在压缩TDC附近上升至最大制动升程的较快速率打开制动排气门182,并且在膨胀冲程开始期间在紧接着压缩TDC之后关闭制动排气门182。发动机制动的专门的凸轮构件425的轮廓设置成使得发动机制动延迟性能最佳,并且满足EOEM气门机件和其它发动机设计规范。
因此,本发明提供一种新型的用于内燃机的压缩释放制动系统,包括独立式压缩制动控制模块,其为一体结合到内燃机的气门机件中的能液压地膨胀的连接装置。本发明与现有技术相比提供以下设计优点:
小而紧凑的设计-配合在阀盖下,不会对已有的燃料喷射或气门机件部分做大的改动,并且使得阀盖高度的增加最小化;
单独的气缸应用-独特的设计提供设计灵活性,以将CBCM安装在每个气缸具有单个阀盖发动机构造上;
最小的流体相容-止回阀将加压液压流体锁定在从动活塞室中提供路使用最小流体体积的设计,由此降低了捕集的液压流体的相容性,形成较刚性的系统,以发动机制动模式中较高的发动机负荷维持相当恒定的排气门升程;
通用的设计-可以以相同的结合硬件设计的CBCM兼容大多数发动机构造,除了将CBCM安装到摇臂上方或气缸盖之外。
较低的工程成本-因为通用的CBCM设计,所以能够以较低的工程设计、原型制造和确认测试来实现不同的发动机应用;
减少的开发时间-新的发动机应用将不需要设计完整的发动机制动硬件,而仅仅需要改动特定的在发动机气缸盖和/或气门机件上的安装位置;
降低的部件成本-通用设计CBCM部件的标准化增加了类似零件的体积,从而能够降低制造和购买成本;
液压的CBCM-从动活塞具有密封件,该密封件消除了活塞对孔的泄漏,并且当CBCM关闭时将从动活塞保持在上部位置或关闭位置中;以及
部件灵活性-发动机制造商或发动机制动器制造商可以供应支架来将CBCM安装到发动机之上。这允许发动机制造能够有低成本的选择。除了CBCM之外的其它部件具有同样的选择。
根据专利法的规定,为了说明的目的,已经进行了本发明的优选实施例的前述说明。其不是排他性的,也不是将本发明限制为所公开的精确形式。在上述教导下能够进行各种明显的修改或变化。上文所公开的实施例是为了最好地说明本发明的原理以及其实际应用,由此使得本领域普通技术人员能够以各种实施方式最好地利用本发明,各种修改适合于预期的具体用途,只要满足本文所述的原理。从而,在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够对上述发明进行改动。本发明的范围将由所附的权利要求限定。

Claims (35)

1.一种压缩释放制动系统,其用于在压缩释放发动机制动操作期间操作内燃机的至少一个排气门,所述系统包括:
排气摇杆组件,其用于操作所述至少一个排气门,所述排气摇杆组件包括由排气凸轮构件驱动的排气摇臂;
独立式压缩制动控制模块,其操作地联接至所述至少一个排气门,以控制所述至少一个排气门的升程和相位角;以及
加压液压流体源,其与所述压缩制动控制模块流体连通;
所述压缩制动控制模块被设置成当所述发动机执行压缩释放发动机制动操作时在发动机的压缩冲程期间保持所述至少一个排气门打开;
所述压缩制动控制模块包括:
壳体,其包括单件体本体,所述单件体本体限定了被分隔壁分隔开且通过所述分隔壁中的连接通道彼此流体连通的活塞腔体和致动器腔体;
从动活塞,其滑动地安装在所述活塞腔体内,以便在所述活塞腔体内在伸出位置和缩回位置之间往复运动,所述从动活塞设置成在其所述伸出位置接合所述至少一个排气门;
所述壳体和所述从动活塞在所述活塞腔体内在所述分隔壁和所述从动活塞之间限定了可变体积液压从动活塞室;
供应管道,其形成在所述壳体的所述本体内,以将来自所述加压液压流体源的加压液压流体提供至所述液压从动活塞室,从而当所述从动活塞和所述至少一个排气门之间具有间隙时使所述从动活塞延伸至其所述伸出位置;
止回阀,其设置在所述供应管道和所述液压从动活塞室之间,以便在所述液压从动活塞室内的液压流体的压力超过来自所述加压液压流体源的液压流体的压力时通过关闭所述分隔壁中的所述连接通道来液压地锁定所述液压从动活塞室;以及
压缩制动致动器,其设置在所述致动器腔体中;
所述压缩制动致动器包括致动器元件和压缩弹簧,所述致动器元件滑动地安装在所述致动器腔体内,以便在不启动时的伸出位置和启动时的缩回位置之间往复运动,所述压缩弹簧朝向其所述伸出位置偏压所述致动器元件;
所述致动器元件选择性地在不启动时仅仅通过所述压缩弹簧的偏压力接合且打开所述止回阀以解锁所述液压从动活塞室并且将所述液压从动活塞室流体地连接至所述加压液压流体源,以及在启动时从所述止回阀上脱开以锁定所述液压从动活塞室并且使所述液压从动活塞室与所述加压液压流体源流体断开,所述致动器元件被暴露于大气压。
2.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统,其中,所述致动器元件具有暴露于所述液压流体的底面和暴露于大气压的顶面。
3.根据权利要求2所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制模块与所述排气摇杆组件隔开,使得所述排气摇杆组件能够相对于所述压缩制动控制模块运动;并且其中,所述压缩制动控制模块的所述单件体本体不可动地固定到所述发动机的气缸盖和气缸体中的一个上。
4.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制模块的所述单件体本体具有圆柱形外周表面,所述圆柱形外周表面至少部分地具有螺纹,以便通过螺纹安装到所述发动机上。
5.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制模块的所述单件体本体的所述致动器腔体利用设置有排出端口的端盖闭合。
6.根据权利要求5所述的压缩释放制动系统,其中,所述致动器元件在所述致动器腔体的最内侧部分中在其所述底面与所述壳体的所述分隔壁之间限定出可变体积致动器室,并且所述致动器元件在所述致动器腔体的最内侧部分中在所述致动器元件的所述顶面与所述端盖之间限定出排放室;所述压缩弹簧设置在所述排放室中。
7.根据权利要求6所述的压缩释放制动系统,其还包括压缩制动控制阀,所述压缩制动控制阀设置在所述压缩制动控制模块外侧,以将来自所述加压液压流体源的加压液压流体选择性地供应至所述压缩制动控制模块,从而在当加压液压流体供应至所述压缩制动控制模块时的加压条件与当加压液压流体没有供应至所述压缩制动控制模块时的降压条件之间切换所述压缩制动控制模块。
8.根据权利要求7所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制阀是由螺线管启动的外部三通螺线管阀。
9.根据权利要求8所述的压缩释放制动系统,其还包括电子控制器,所述电子控制器操作地连接到所述压缩制动控制阀,以根据发动机的操作参数选择性地打开所述压缩制动控制阀。
10.根据权利要求9所述的压缩释放制动系统,其还包括表示发动机的操作参数的多个传感器,所述传感器操作地连接到所述电子控制器。
11.根据权利要求7所述的压缩释放制动系统,其中,当所述压缩制动控制阀打开以将来自所述加压液压流体源的加压液压流体供应至所述压缩制动控制模块时所述压缩制动致动器启动,并且所述压缩制动控制模块处于所述加压条件,从而加压液压流体使得所述致动器元件运动至所述伸出位置。
12.根据权利要求11所述的压缩释放制动系统,其中,当所述压缩制动控制阀关闭以防止将来自所述加压液压流体源的加压液压流体供应至所述压缩制动控制模块时所述压缩制动致动器不启动,并且所述压缩制动控制模块处于所述降压条件,从而所述致动器元件仅仅通过所述压缩弹簧的偏压力而运动至所述缩回位置。
13.根据权利要求6所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动致动器包括螺线管和排放室,所述螺线管包括螺线管线圈和所述致动器元件,所述螺线管线圈固定到所述壳体的所述致动器腔体的内周表面上,所述致动器元件为电枢的形式,所述电枢滑动地安装在所述螺线管线圈内以在所述螺线管线圈内在所述伸出位置和所述缩回位置之间往复运动,从而所述壳体和所述电枢在所述致动器腔体的最内侧部分中在所述电枢的所述底面与所述壳体的所述分隔壁之间限定出可变体积致动器室,所述排放室位于所述致动器腔体的最内侧部分中,处于所述电枢的所述顶面与所述端盖之间;所述压缩弹簧设置在所述排放室中。
14.根据权利要求13所述的压缩释放制动系统,其中,所述电枢设置有流体管道,所述致动器室通过所述流体管道与所述排放室流体地连接。
15.根据权利要求13所述的压缩释放制动系统,其还包括电子控制器,所述电子控制器操作地连接到所述螺线管,以根据发动机的操作参数选择性地操作所述压缩制动致动器。
16.根据权利要求15所述的压缩释放制动系统,其还包括压缩制动控制阀,所述压缩制动控制阀设置在所述压缩制动控制模块外侧,以将来自所述加压液压流体源的加压液压流体选择性地供应至所述压缩制动控制模块,从而在当加压液压流体供应至所述压缩制动控制模块时的加压条件与当加压液压流体没有供应至所述压缩制动控制模块时的降压条件之间切换所述压缩制动控制模块。
17.根据权利要求16所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制阀是由螺线管启动的外部三通螺线管阀。
18.根据权利要求17所述的压缩释放制动系统,其中,所述电子控制器操作地连接到所述压缩制动控制阀,以根据发动机的操作参数选择性地打开所述压缩制动控制阀。
19.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统,其中,所述壳体包括从动活塞限位构件并且所述从动活塞包括轴向地相对的外限位表面和内限位表面,从而在所述从动活塞的所述伸出位置,所述从动活塞的所述内限位表面接触所述从动活塞限位构件,在所述从动活塞的所述缩回位置,所述从动活塞的所述外限位表面接触所述从动活塞限位构件。
20.根据权利要求19所述的压缩释放制动系统,其中,所述从动活塞形成有环形活塞槽,所述环形活塞槽具有所述轴向地相对的外限位表面和内限位表面,并且其中,所述从动活塞限位构件为卡扣环的形式,坐靠在形成于所述壳体的下内部部分中的配合槽中,以在所述活塞槽的所述外限位表面和所述内限位表面之间延伸到所述活塞槽中,从而机械地限制所述从动活塞的向内和向外运动。
21.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统,其中,所述从动活塞设置有弹性体密封件,以消除所述从动活塞的所述伸出位置中的活塞对孔的泄漏。
22.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制模块的所述单件体本体的所述致动器腔体用端盖关闭,所述端盖不能轴向运动地固定到所述壳体上,以便与所述壳体的顶端部轴向向内间隔开;
其中,致动器元件包括滑阀和致动器活塞,所述滑阀和所述致动器活塞被连接轴一体地连接而形成所述致动器元件,所述连接轴滑动地延伸通过所述端盖,从而所述滑阀和所述致动器活塞位于所述端盖的相对两侧上;
其中,所述壳体和所述致动器元件在所述致动器腔体的最内侧部分中在由所述滑阀的内端面限定的所述致动器元件的底面与所述壳体的所述分隔壁之间限定出可变体积致动器室;以及
其中,由所述致动器活塞的外端面限定的所述致动器元件的顶面暴露于大气压。
23.根据权利要求22所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动致动器还包括形成在所述端盖和所述致动器活塞之间的气动致动器室。
24.根据权利要求23所述的压缩释放制动系统,其还包括压缩空气源和空气进口端口,所述压缩空气源与所述压缩制动控制模块流体连通,所述空气进口端口形成在所述本体内,以将来自所述压缩空气源的压缩空气提供至所述气动致动器室。
25.根据权利要求22所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动致动器还包括压缩弹簧,所述压缩弹簧作用在所述滑阀和所述端盖之间,以将所述致动器元件朝向其所述伸出位置偏压。
26.根据权利要求22所述的压缩释放制动系统,其中,所述壳体包括从动活塞限位构件并且所述从动活塞包括轴向地相对的外限位表面和内限位表面,从而在所述从动活塞的所述伸出位置,所述从动活塞的所述内限位表面接触所述从动活塞限位构件,在所述从动活塞的所述缩回位置,所述从动活塞的所述外限位表面接触所述从动活塞限位构件。
27.根据权利要求26所述的压缩释放制动系统,其还包括压缩弹簧,所述压缩弹簧将所述从动活塞朝向其所述缩回位置偏压。
28.根据权利要求2所述的压缩释放制动系统,其还包括在压缩释放发动机制动操作期间操作所述至少一个排气门的专门的制动摇杆组件;所述专门的制动摇杆组件包括由专门的压缩释放凸轮构件驱动的专门的制动摇臂;其中,所述压缩制动控制模块的所述单件体本体安装到所述专门的制动摇臂的与所述至少一个排气门相邻的一端上,以将所述专门的制动摇杆组件与所述至少一个排气门操作地联接。
29.根据权利要求28所述的压缩释放制动系统,其中,所述专门的制动摇杆组件还包括流体通道,所述流体通道将来自所述加压液压流体源的加压液压流体提供至所述液压从动活塞室。
30.根据权利要求28所述的压缩释放制动系统,其中,所述压缩制动控制模块的所述压缩制动致动器是液压致动器、电气致动器和气动致动器中的一个。
31.根据权利要求8所述的压缩释放制动系统,其中,所述发动机具有排气制动器,所述排气制动器设置成产生排气背压,所述排气背压足以在发动机制动操作期间在发动机的进气冲程的下止点附近使得所述至少一个排气门打开。
32.根据权利要求31所述的压缩释放制动系统,其中,所述排气制动器包括由排气制动器致动器操作的蝶形阀。
33.根据权利要求31所述的压缩释放制动系统,其中,所述排气制动器包括可变限制性涡轮增压器。
34.根据权利要求31所述的压缩释放制动系统,其还包括排气制动器电子控制器,所述排气制动器电子控制器操作地连接到所述排气门,以根据发动机的操作要求选择性地打开所述排气门,并且所述排气制动器电子控制器操作地连接到所述排气制动器,以在可变气门致动系统的制动操作期间调节所述排气制动器,以使得排气压力足以使得所述至少一个排气门打开。
35.根据权利要求31所述的压缩释放制动系统,其中,所述排气制动器产生排气背压,当所述压缩制动控制模块在发动机制动操作期间处于所述加压条件时,所述排气背压足以使得所述至少一个排气门在发动机的进气冲程的下止点之前打开。
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