具有致动电磁阀的空转排气摇杆发动机制动系统及操作方法技术方案

一种用于实现内燃机的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统。压缩释放系统包括空转排气摇杆组件，该空转排气摇杆组件包括排气摇臂、致动装置以及复位装置，该致动装置包括致动活塞和致动腔，该复位装置包括复位止回阀和滑块活塞。当复位止回阀处于闭合位置时，排气摇臂中的液压流体被锁定在致动腔中，并且当复位止回阀处于开启位置时，液压流体流动经过复位止回阀。滑块活塞与复位止回阀相关联，使得在滑块活塞的伸出位置中，复位止回阀朝向闭合位置自由移动，并且在滑块活塞的缩回位置中，复位止回阀通过滑块活塞移动到其开启位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有致动电磁阀的空转排气摇杆发动机制动系统及操作方法相关申请的交叉引用和优先权要求本申请要求由泰勒(Taylor)等人于2018年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/652,424和由梅尼利(Meneely)等人于2018年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/652,425的权益，在此通过引用将这两个申请的全部内容并入本文并且要求其优先权。
本专利技术总体上涉及压缩释放发动机制动系统，并且更具体地涉及压缩释放发动机制动系统和方法，其包括具有复位机构的空转排气摇杆组件和双级液压电磁制动系统致动阀。
技术介绍
相关技术的描述用于柴油发动机的压缩释放发动机制动系统(或减速器)是在1960年代初开始在北美设计和开发的。已经实施了许多改变，这些改变增加了减速性能，降低了成本并降低了发动机负荷。传统上，压缩释放发动机制动器将产生动力的柴油发动机改变为吸收动力的空气压缩机，以用于车辆减速的目的。由车轮驱动的发动机在压缩冲程中压缩其气缸中的空气。然后，该压缩空气在压缩冲程的上止点(TDC)附近被释放到排气歧管中。压缩释放事件在冲程中发生得足够晚以允许气缸压力的建立，但在冲程中发生得足够早以显著地减小或消除随后膨胀冲程上的压力。由于在压缩冲程期间的气缸压力的损失，在发动机活塞移动通过膨胀冲程时，推动发动机活塞的返回力或回弹效应被最小化或消除。这种情况的净效果是增加了车轮所需的驱动力以保持发动机转动，因此增加了车辆的减速。已经通过许多不同的方法实现了在上止点(TDC)附近打开排气门以排空气缸压力。一些最常见的方法是附加壳体，其液压地传递来自相邻气缸的进气或排气凸轮运动，或来自相同气缸的燃料喷射器运动，以提供将排气门定时成在压缩冲程的TDC附近打开的方法。其它压缩释放发动机制动系统利用专用的凸轮凸角和摇臂(或杠杆)来优化压缩冲程的TDC附近的排气门的开启。另一种类型的压缩释放发动机制动系统提供了对传统排气凸轮凸角的改进，以便整合发动机制动运动。该系统向排气凸轮凸角增加了额外的小升程轮廓，该排气凸轮凸角在正常发动机操作下经由高于正常的气门间隙而被隐藏或“丢失”到排气门。当发动机制动器通电时，该间隙被消除并且运动被“发现”，使得(多个)排气门在压缩冲程的TDC附近被开启。这样，这种类型的压缩释放发动机制动被称为“空转”。空转压缩释放发动机制动器通常被集成到排气摇臂中，使它们紧凑且成本有效。在多气门发动机中，期望的是仅开启一个用于压缩释放的排气门，以便使门系负载最小化，因为保持每个排气门开启所需的力与气缸压力成比例。然而，如果在空转压缩释放发动机制动器的情况下仅一个排气门开启，则当正常排气门运动开始时排气门之间的连接桥可能倾斜，导致侧向负载和对气门导管的潜在损坏。传统的空转制动系统的另一个问题是，用于压缩释放发动机制动的附加气门升程也被添加到正常的排气门运动中。排气冲程/进气冲程之间的气门重叠被延长，这可降低排气歧管压力并降低制动性能。已知一种复位装置来减轻这些问题。在压缩释放之后，复位装置起作用以关闭开启的排气门并且在排气冲程期间恢复正常的排气门运动。在本领域中存在在空转集成摇臂发动机制动器中实现复位装置的各种方法。早期的摇臂复位装置利用正常的排气门运动来启动制动的排气门的复位。如果需要单个气门致动，这没有解决气门桥倾斜的问题。尽管已知的具有复位装置的现有技术的压缩释放发动机制动系统已经证明对于各种应用是可接受的，但是这种装置仍然易于改进，改进可以增强其性能、操作鲁棒性，并且降低其成本和复杂性。
技术实现思路
根据本专利技术的摇臂压缩释放发动机制动系统是使用压敏偏压弹簧的集成复位空转摇臂发动机制动系统。本专利技术通过将复位机构结合到排气摇臂中的主动间隙调节器中来解决现有技术的问题。本专利技术的复位装置利用偏压弹簧，允许其限制排气门桥的运动，并且即使在低液压流体压力下也执行空转间隙的收紧。双级液压电磁阀通过将摇杆润滑和发动机制动器致动组合到单个液压回路中来进一步优化了集成的简易性。在根据本专利技术的摇杆中，复位致动器机构中的滑块活塞通过接触脚部与下面的气门桥连续接触，并且在普通发动机操作中接合和致动下面的排气门。复位致动器的单个固定螺钉调节既考虑了对发动机制动复位致动器系统的间隙，又考虑了普通发动机排气门操作的间隙。在操作中，滑块活塞经由机械(弹簧)和流体压力的组合从摇杆朝向门桥连续地伸出，并且以连续不间断的方式在致动器内往复运动。当制动功能没有通电时，滑块活塞的往复运动占用由致动凸轮轮廓上的补充凸角所赋予的运动和间隙，以用于预充气(如果存在)和压缩释放。在这种情况下，较大的排气凸轮凸角轮廓使摇杆旋转超过所有间隙补偿，并且然后在发动机的正常运行过程中致动排气门。当制动系统通电时，在摇杆内的另一孔中与复位致动器并排定位的压缩释放致动器和复位致动器都从摇杆完全伸出。然而，只有由该伸展配置中的压力释放凸轮轮廓驱动的压力释放致动器在TDC附近接合排气门并释放气缸内的压缩事件。此后，在正常的排气门运动之前，压缩释放致动器被复位。当复位机构接合气门桥时，内部复位销(镦粗销)使复位机构内的压力保持止回阀脱离，并且释放伸出压缩释放致动器的流体压力。然后，释放致动器返回到其未伸出位置，由于更新或持续的制动功能需求而等待进一步致动。当发动机制动功能已经被激活时，这一系列的伸出和复位事件随着每个完整的凸轮轴旋转而发生。根据本专利技术的另一方面，提供了一种双级液压电磁阀，其用于液压供应系统中，适于供应润滑油和加压油以控制上述排气摇杆发动机制动系统的致动。双级液压电磁阀包括阀体、电磁线圈、电枢、电磁销和进气门，阀体具有进气口、出气口和排气口，电磁线圈被布置在阀体中，电枢在电磁线圈内直线地往复运动，电磁销在阀体内直线地往复运动并与电枢可操作地相关联，进气门被设置在进气口和出气口之间。旁通口被设置成使得当电磁线圈处于断电状态(即，非制动功能状态)时，通过进气口供应到阀体的加压液压流体的一部分被调节成经由压力调节排气门流动经过出气口和排气口两者，并且当电磁线圈处于通电状态(即，制动功能要求)时，压力调节排气门关闭并且进气门开启以仅向出气口供应加压液压流体。本专利技术的其它方面，包括构成本专利技术的一部分的系统、组件、子组件、单元、发动机、过程等，在阅读以下示例性实施例的详细描述后将变得更加明显。附图说明附图被并入说明书并构成说明书的一部分。附图以及上面给出的一般描述与下面给出的示例性实施例和方法的详细描述一起用于解释本专利技术的原理。在这些附图中：图1是内燃机的示意图；图2是根据本专利技术的排气凸轮轴和空转排气摇杆组件的局部透视图；图3是根据本专利技术的第一示例性实施例的空转排气摇杆组件的摇臂压缩释放发动机制动系统相对于内燃机中的气门桥的位置的剖视图；图4是根据本专利技术的第一示例性实施例的包括复位装置和致动装置的空转排气摇杆组件的透视图；图5是根据本专利技术的第一示例性实施例的复位装置的剖视图；图6是根据本专利技术的第一示例性实施例的致动装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统，所述内燃机包括发动机气缸、至少一个进气门、至少一个排气门以及至少一个排气门弹簧，所述至少一个排气门弹簧在所述至少一个排气门上施加闭合力以将所述至少一个排气门推动到闭合位置，所述发动机气缸与四冲程活塞循环相关联，所述四冲程活塞循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程，所述压缩释放系统包括空转排气摇杆组件，所述空转排气摇杆组件包括：/n排气摇臂；/n致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个排气门可操作地相关联以允许所述至少一个排气门从所述闭合位置脱离；/n复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及/n在所述排气摇臂内的液压流体回路；/n所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，/n所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且被朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时，液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时，所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；/n所述滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞被朝向所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述伸出位置，所述复位止回阀能够朝向所述闭合位置自由移动，并且在所述缩回位置，所述复位止回阀能够通过所述滑块活塞移动到所述复位止回阀的开启位置。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180404 US 62/652,424;20180404 US 62/652,4251.一种用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统，所述内燃机包括发动机气缸、至少一个进气门、至少一个排气门以及至少一个排气门弹簧，所述至少一个排气门弹簧在所述至少一个排气门上施加闭合力以将所述至少一个排气门推动到闭合位置，所述发动机气缸与四冲程活塞循环相关联，所述四冲程活塞循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程，所述压缩释放系统包括空转排气摇杆组件，所述空转排气摇杆组件包括：
排气摇臂；
致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个排气门可操作地相关联以允许所述至少一个排气门从所述闭合位置脱离；
复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及
在所述排气摇臂内的液压流体回路；
所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，
所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且被朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时，液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时，所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；
所述滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞被朝向所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述伸出位置，所述复位止回阀能够朝向所述闭合位置自由移动，并且在所述缩回位置，所述复位止回阀能够通过所述滑块活塞移动到所述复位止回阀的开启位置。


2.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述滑块组件还包括均布置在所述滑块活塞中的复位压力控制弹簧和复位弹簧盖，其中，所述复位弹簧盖能够相对于所述滑块活塞可滑动地移动，其中，所述滑块活塞与止动构件操作性地相关联，使得当所述排气摇臂距离所述止动构件最远时，所述滑块活塞处于所述伸出位置，并且当所述排气摇臂朝向所述止动构件旋转时，所述滑块活塞朝向所述缩回位置移动，其中，所述滑块活塞在所述滑块活塞的缩回位置开启所述复位止回阀，并且其中：
如果由所述致动腔内的液压压力引起的、作用于所述复位止回阀的力高于所述复位压力控制弹簧的偏置力，则所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内远离所述复位止回阀移动，由此压缩所述复位压力控制弹簧并允许所述复位止回阀保持在所述闭合位置，以及
如果由所述致动腔内的液压压力引起的、作用于所述复位止回阀的力低于所述复位压力控制弹簧的偏置力，则所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内朝向所述复位止回阀移动，从而开启所述复位止回阀。


3.根据权利要求1或2所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位装置还包括镦粗销，所述镦粗销被配置成在所述排气摇臂的复位孔内直线地往复运动，其中，所述镦粗销被布置在所述复位弹簧盖与所述复位止回阀之间，并且其中，所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内朝向所述复位止回阀移动以经由所述镦粗销开启所述复位止回阀。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述压缩释放制动系统被配置成安装在所述内燃机上并且在制动启用模式下操作，由此，充分加压的液压流体被供应至所述空转排气摇杆组件，以允许所述致动活塞移位至其所述伸出位置，使得：
在正常的排气门运动结束之后，所述空转排气摇杆组件被迫远离所述止动构件，使得所述致动活塞伸出以接合所述至少一个排气门并且所述复位止回阀关闭，将所述液压流体截留在所述致动腔内，
在所述压缩冲程期间，所述空转排气摇杆组件被迫朝向所述止动构件，并且截留在所述致动装置的致动腔中的液压流体产生足够的压力，以便所述空转排气摇杆组件将所述排气门从所述闭合位置脱离，
在压缩释放事件之后，所述复位压力控制弹簧被配置为将所述复位止回阀移动到所述开启位置以释放所述致动腔内的液压流体的一部分，并且允许所述至少一个排气门弹簧将所述至少一个排气门朝向所述闭合位置移动。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位压力控制弹簧的偏置力被设定成允许所述至少一个排气门在每个发动机循环上在所述正常排气门运动之前的膨胀冲程期间返回到所述闭合位置。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，在所述进气冲程期间，所述空转排气摇杆组件被迫朝向所述止动构件，并且所截留的液压流体产生足够的压力以使所述空转排气摇杆组件将所述至少一个排气门朝向所述开启位置移动，并且其中，处于所述开启位置的至少一个排气门在所述压缩释放事件之前返回到所述闭合位置。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述压缩释放制动系统构被配置成安装在所述内燃机上并且在制动停用模式下操作，其中，所述压缩释放制动系统包括润滑回路，其中，所述加压液压流体是通过所述润滑回路润滑所述空转排气摇杆组件的油，并且其中，所述润滑回路与用于给所述压缩释放发动机制动系统供能的液压流体回路分离。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述压缩释放制动系统被配置成安装在所述内燃机上并且在制动停用模式下操作，由此朝向所述缩回位置的足够的偏压力被施加到所述致动活塞，以允许所述液压流体在不对所述压缩释放发动机制动系统供能的情况下流动经过所述空转排气摇杆组件内的液压流体回路。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的压缩释放制动系统，其中，所述致动装置还包括布置在所述致动装置的致动孔内的致动活塞止回阀，其中，所述致动活塞止回阀被配置成在闭合位置与开启位置之间移动，以提供经过所述致动活塞到达在所述致动活塞上方的、在所述排气摇臂中的致动腔的单向液压流体流动路径，并且其中，当所述致动活塞止回阀处于所述闭合位置时，所述加压液压流体被截留在所述致动腔内，并且当所述致动活塞止回阀处于所述开启位置时，所述加压液压流体单向地流入所述致动腔内。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的压缩释放制动系统，其中，所述致动活塞止回阀被布置在所述致动活塞内。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述内燃机包括两个或更多个排气门，并且其中，所述止动构件是所述内燃机的排气门桥。


12.根据权利要求1-11中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位装置还包括调节器组件，所述调节器组件被配置成提供正常的排气门间隙调节。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件还包括集成在所述排气摇臂中的蓄能器组件，其中，所述蓄能器组件包括蓄能器活塞和蓄能器压力控制弹簧，所述蓄能器压力控制弹簧偏压所述蓄能器活塞，使得从所述致动腔排出的液压流体以足够的压力储存在所述空转排气摇杆组件内，以在随后的发动机循环中重新填充所述致动腔。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件还包括复位减压阀组件，所述复位减压阀组件包括：
减压活塞，所述减压活塞被布置在减压孔中并且能够在其中移动，所述减压孔形成于所述排气摇臂中；
减压弹簧，所述减压弹簧朝向形成在所述排气摇臂中的减压孔内的座偏压所述减压活塞；以及
减压口，所述减压口延伸穿过所述排气摇臂使得只要所述激活腔内的液压流体压力高于预定压力，从所述激活腔排放到所述复位孔中的液压流体就通过所述复位减压阀组件的减压口从所述空转摇杆组件排出。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的压缩释放制动系统，还包括，
双级液压电磁阀，所述双级液压电磁阀用于控制所述压缩释放发动机制动系统中的液压压力，所述电磁阀包括：
阀体，所述阀体具有进气口、出气口和排气口；
电磁线圈，所述电磁线圈被布置在所述阀体中；
电枢，所述电枢在所述电磁线圈内直线地往复运动；
电磁销，所述电磁销在阀体内直线地往复运动并且与所述电枢可操作地相关联；
进气门，所述进气门被布置在所述进气口与所述出气口之间；以及
压力调节排气门，所述压力调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：德温·巴切勒，科迪·泰勒，文森特·梅尼利，
申请(专利权)人：PAC制动公司，
类型：发明
国别省市：美国;US