发动机四冲程制动系统和方法技术方案

本发明专利技术提供的发动机四冲程制动的系统和方法，采用四个摇臂产生发动机制动的气门运动，包括利用常规排气摇臂产生与发动机点火时相同的排气气门升程，利用制动排气摇臂产生发动机四冲程制动的制动排气气门升程，利用常规进气摇臂产生与发动机点火时相同的进气气门升程，利用制动进气摇臂，在发动机的膨胀冲程打开发动机的进气气门，产生发动机的制动进气气门升程，增加引入发动机气缸进气量，增大发动机排气冲程中气缸活塞上升的阻力和排气背压，增加泵压做功和涡轮增压器的转速，提高发动机的制动功率。动机的制动功率。动机的制动功率。

【技术实现步骤摘要】
发动机四冲程制动系统和方法


[0001]本专利技术涉及机械领域，尤其涉及发动机气门驱动领域，特别是一种发动机四冲程制动系统和方法。

技术介绍

[0002]已有技术中，车辆发动机的常规气门驱动为人熟知，其应用已有一百多年的历史。常规气门驱动利用常规气门致动器(包括常规摇臂)控制发动机气门的运动，用于发动机的常规点火运作。但由于对发动机燃油效率、尾气排放和发动机制动的额外要求，越来越多的发动机采用可变气门驱动，包括发动机制动。发动机制动器已经在商用车发动机上广泛应用。目前市场上采用的是发动机四冲程制动，也就是在发动机的一个周期(四冲程：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程)内只在压缩冲程快结束时(压缩上止点附近)做一次压缩释放制动。发动机两冲程制动则是在一个周期(四冲程)内分别在压缩上止点附近和膨胀上止点附近做两次压缩释放制动。所以，从理论上来说，两冲程制动的功率应该是四冲程制动的两倍。但是由于两冲程制动需要发动机停缸，也就是在制动时取消发动机点火的气门升程，技术难度大，机构复杂，成本高昂，至今没有产品。
[0003]发动机四冲程制动的一个先例是由康明斯(Cummins)提供的美国专利号US 3,220,392披露，根据该专利所制造的发动机制动系统在商业上很成功。不过，此类发动机制动系统为顶置在发动机上的附件。为了安装该发动机制动器，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加了发动机的高度、重量及成本。此外，康明斯制动器采用液压连接驱动气门，有液压的三高(高载荷、高泄漏和高变形)以及液压千斤顶等问题。
>[0004]美国专利US 5,937,807和US 5,975,251(1999年)披露了另一种四冲程制动，增加制动排气摇臂，与常规排气摇臂(又叫点火排气摇臂)并排地安置在摇臂轴上，制动时制动排气摇臂只驱动两个排气气门中的一个，驱动方式仍然是液压连接。
[0005]美国专利US 4,572,114(1986年)和US 5,537,976(1996)披露了发动机两冲程制动的装置和方法，其中包括凸轮驱动、液压连接、高速电磁阀和电子控制等手段，得到不同的气门运动，实现发动机点火或发动机制动。由于每一个周期内，电磁阀都需要开启至少一次，对电磁阀的可靠性和耐久性有特别高的要求。加上液压驱动的其它问题，如气门落座速度的控制、发动机的冷启动等等，该专利技术也没有得到实际应用。
[0006]美国专利US 6,293,248(2001年)披露了另一种发动机两冲程制动的装置和方法。采用四根摇臂：停缸排气摇臂，制动排气摇臂，停缸进气摇臂和制动进气摇臂驱动发动机的气门，结构与控制都很复杂，而且采用的也是液压驱动打开发动机的气门。
[0007]美国专利US 8,936,006(2015年)年披露了一种类似2001年美国专利的发动机两冲程制动装置和方法，也是采用四根摇臂：停缸排气摇臂，制动排气摇臂，停缸进气摇臂和制动进气摇臂。其中的停缸机构是集成在发动机气门桥内的运动丢失机构，制动排气摇臂和制动进气摇臂都是液压驱动打开一个气门(发动机点火时开双气门)，制动气门升程受气门桥倾斜的影响，可靠性和耐久性是一大难题。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种发动机四冲程制动系统，在提高发动机制动功率的同时，解决现有发动机制动技术中结构与控制复杂、可靠性与耐久性差、液压驱动“三高”、成本昂贵和无法成为产品等问题。
[0009]本专利技术提供一种发动机四冲程制动系统，包括制动进气凸轮和一个半摇臂，用于驱动发动机的常规进气摇臂，产生所述发动机制动的进气气门升程，所述的半摇臂内设有连杆活塞机构，所述的连杆活塞机构包括第一连杆，第二连杆和连接活塞，第一连杆的一端和第二连杆的一端转动式地相连，第一连杆的另一端与所述的半摇臂转动式地相连，第二连杆的另一端与连接活塞的一端转动式地相连，第一连杆和第二连杆之间的收缩与伸展改变连杆活塞机构的长度，用来丢失与传递所述制动进气凸轮的运动，当连接活塞将第一连杆和第二连杆拉直时，连接活塞的另一端与所述的常规进气摇臂相连，将制动凸轮的运动传递给发动机的进气气门。
[0010]进一步的，所述的半摇臂和发动机的常规摇臂并排地安置在发动机的摇臂轴上，发动机制动时，发动机的油压驱动半摇臂内的连接活塞将第一连杆和第二连杆拉直，连接活塞作用于常规进气摇臂靠近发动机进气气门的一端，产生所述发动机制动的进气气门升程。
[0011]进一步的，所述的转动式地相连包括柱面连接。
[0012]进一步的，所述的转动式地相连包括柱球面连接。
[0013]进一步的，还包括防飞脱弹簧，所述的防飞脱弹簧将所述的半摇臂推向发动机的制动进气凸轮。
[0014]进一步的，还包括预紧弹簧，所述的预紧弹簧使上连杆和下连杆之间的夹角减小、连杆活塞机构变短。
[0015]进一步的，还包括弹簧活塞，弹簧活塞的一侧包括所述的预紧弹簧，弹簧活塞的另一侧可以承受油压作用。
[0016]本专利技术提供一种发动机四冲程制动方法，采用四个摇臂驱动发动机的气门，所述的四个摇臂包括常规排气摇臂、制动排气摇臂、常规进气摇臂和制动进气摇臂，在发动机四冲程制动期间，
[0017]a.利用常规排气摇臂，产生与发动机点火时相同的排气气门升程，
[0018]b.利用制动排气摇臂，产生发动机四冲程制动的制动排气气门升程，
[0019]c.利用常规进气摇臂，产生与发动机点火时相同的进气气门升程，和
[0020]d.利用制动进气摇臂，在发动机的膨胀冲程打开发动机的进气气门，
[0021]产生发动机的制动进气气门升程。
[0022]进一步的，所述的四个摇臂为固链式机构，将发动机凸轮运动通过固体连接方式传递给发动机的气门。
[0023]进一步地，所述的发动机制动进气气门升程在发动机的压缩上止点之后打开，在发动机的膨胀下止点附近关闭，其高度小于发动机点火时的进气气门升程。
[0024]进一步地，所述的制动进气摇臂包括半摇臂，所述的半摇臂驱动常规进气摇臂产生发动机制动的进气气门升程。
[0025]进一步的，所述发动机四冲程制动的排气气门升程包括：
[0026]a.在发动机压缩上止点附近的压缩释放的排气气门升程，和
[0027]b.在发动机进气下止点附近的排气循环的排气气门升程。
[0028]进一步的，所述发动机四冲程制动的排气气门升程来自发动机的单个排气门。
[0029]本专利技术和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本专利技术的发动机四冲程制动系统和方法采用固链式摇臂，通过固体连接方式传递载荷，特别是保留常规进/排气摇臂和由其产生的常规进/排气气门升程，只在常规的发动机四冲程制动的基础上，增加制动进气气门升程(第二次进气气门升程)和发动机气缸进气，提高排气冲程期间的排气阻力，增加制动功率，具有结构简单可靠、制造组装容易、降低成本和应用广泛等优点。
附图说明
[0030]图1是发动机常规运作(点火)时进、排气气门升程的示意图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机制动系统，其特征在于，包括制动进气凸轮和一个半摇臂，用于驱动发动机的常规进气摇臂，产生所述发动机制动的进气气门升程，所述的半摇臂内设有连杆活塞机构，所述的连杆活塞机构包括第一连杆，第二连杆和连接活塞，第一连杆的一端和第二连杆的一端转动式地相连，第一连杆的另一端与所述的半摇臂转动式地相连，第二连杆的另一端与连接活塞的一端转动式地相连，第一连杆和第二连杆之间的收缩与伸展改变连杆活塞机构的长度，用来丢失与传递所述制动进气凸轮的运动，当连接活塞将第一连杆和第二连杆拉直时，连接活塞的另一端与所述的常规进气摇臂相连，将制动进气凸轮的运动传递给发动机的进气气门。2.如权利要求1所述的发动机制动系统，其特征在于：所述的半摇臂和所述常规进气摇臂并排地安置在发动机的摇臂轴上，发动机制动时，发动机的油压驱动半摇臂内的连接活塞将第一连杆和第二连杆拉直，连接活塞作用于常规进气摇臂靠近发动机进气气门的一端，产生所述发动机制动的进气气门升程。3.如权利要求1所述的发动机制动系统，其特征在于：所述的转动式地相连包括柱面连接。4.如权利要求1所述的发动机制动系统，其特征在于：所述的转动式地相连包括球面连接。5.如权利要求1所述的发动机制动系统，其特征在于：还包括防飞脱弹簧，所述的防飞脱弹簧将所述的半摇臂推向发动机的制动进气凸轮。6.如权利要求1所述的发动机制动系统，其特征在于：还包括预紧弹簧，所述的预紧弹簧使上连杆和下连杆之间的夹角减小、连杆活塞机构变短。7.如权利要求1和6所述的发动机制动系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洲，朱汝杰，奚正，
申请(专利权)人：上海尤顺汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：