[其他]用于发动机的气体压力释放型制动系统和方法

说明书

一种增加用于发动机的气体压力释放型减速制动器的制动马力的方法和系统，其中的制动减速器由排气阀推杆或喷油器推杆驱动。该系统包括一个压力室和一个触发单向阀，所述方法包括周期性地将能量贮存在压力室中，当排气阀推杆或喷油器推杆驱动的主缸活塞运动到其行程的某预定位置处时，将贮存在压力室中的能量释放出来，并将该贮存的能量传递给工作缸活塞，由此在预定时刻迅速地将排气阀打开。

本发明涉及一种用于发动机的排气式发动机制动系统和方法，更具体地说，本发明涉及一种变更排气阀的运动使其在预先确定的时刻更加迅速地打开从而进行发动机制动的系统和方法。本发明尤其适用于其减速制动器是由排气阀凸轮或进气阀凸轮驱动的发动机。

在本技术领域中，排气式发动机减速制动器是为人所知的。一般地，这种减速制动器的设计思想是：暂时将内燃机转变成空气压缩机以发出制动马力，该制动马力可能为发动机在做功工况下通常所发出的驱动马力的很大部分。

排气式发动机减速制动器的基本结构已在寇明斯（Cummins）的美国专利3220392中公开。这种结构的减速制动器中采用了一个液压系统，在该液压系统中，由进气阀、排气阀或喷油器的推杆或摇臂驱动的主缸活塞的运动控制着工作缸活塞的运动，而工作缸活塞又在接近上死点位置处使排气阀开启，从而发动机活塞在压缩冲程期间做的功没有在膨胀冲程即作功冲程期间收回，而是在发动机排气系统和冷却系统中消耗掉了。

对于具有由发动机凸轮轴上的第三个凸轮驱动的喷油器的压燃式发动机，已经发现，有必要由喷油器推杆（或称为推管Pushtube）引起排气式减速制动器的运动以对气缸进行压缩冲程排气过程。喷油器推杆是一个合乎要求的运动源，这不仅是因为它在活塞随着压缩冲程经过上死点（TDC）之后的很短时间内就达到其最大行程，而且也因为喷油器推杆的有效行程在相当短的时间内（例如25～30度曲轴转角）就完成了。喷油器凸轮驱动式排气式减速器的进一步发展揭示了需要对压缩排气过程进行正时控制，这已由在卡斯特（Custer）的美国专利4398510中公开的正时机构完成了。卡斯特的机构自动地减小气阀组系机构中的空隙或“间隙”，使得喷油器推杆驱动的主缸活塞的运动较快地传递给排气阀。当“间隙”接近零时，排气阀的运动就接近由喷油器凸轮所限定的运动。虽然改变主缸活塞与工作缸活塞的直径比（即“液压比”）可以增大或减小排气阀总行程，但是出现运动所经过的时间是由主缸活塞的运动所确定的，而主缸活塞的运动又是受喷油器凸轮的外形所限定的。

许多压燃式发动机所采用的燃油喷射系统不是由发动机凸轮轴来驱动的，大多数具有燃油喷射系统的火花点火式发动机不采用发动机凸轮轴驱动的燃油喷射系统。这种通常称为双凸轮发动机以与上述三凸轮发动机相区别的发动机采用一个远距离操作式进气阀或排气阀推杆或凸轮来驱动排气式减速制动器。进气阀凸轮与排气阀凸轮产生的阀运动是相似的，但显著地不同于喷油器凸轮产生的运动。典型地，进排气阀从其关闭位置运动到全开位置需要90度曲轴转角以上。此外，排气阀凸轮所产生的运动开始得太早，到达最大行程太晚，并且其总行程对于最佳减速制动性能来说也太长。通过增大工作缸活塞间隙和增大主缸活塞与工作缸活塞的液压比可以部分弥补上述这些不足之处。而且，如在普来斯（Price）等的美国专利4480780中公开的那样，可以通过由合适的进气阀推杆驱动的一个第二主缸活塞来增大排气阀打开的速率而相应地缩短阀打开的时间。尽管采用普来斯等人的发明专利4485780可以使阀打开时间从大约90度曲轴转角缩短到大约50度曲轴转角，该时间仍然高于喷油器凸轮驱动的减速制动器所能达到的时间。结果，在本发明之前，当排气阀凸轮驱动的减速制动器和喷油器凸轮驱动的减速制动器对于同一发动机都处于最佳优化条件下相比较时，前者所发出的制动马力要大大地小于后者所发出的制动马力。

因此，本发明的目的是要改进排气阀凸轮驱动的排气式减速制动器的性能，使之能接近或者超过喷油器凸轮驱动的减速制动器的性能。

一般地，我们是通过控制排气阀正时和开启速率以达到最大制动马力来解决这个难题的。在本发明的系统和方法中，由于排气阀打开的速率与喷油器、排气阀或进气阀等的凸轮的外形无关，因此，可以将凸轮设计得使其能最佳地起到其主要的功能。