專利名稱:排氣式發(fā)動機制動系統(tǒng)和方法
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機的排氣式發(fā)動機制動系統(tǒng)和方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種變更排氣閥的運動使其在預先確定的時刻更加迅速地打開從而進行發(fā)動機制動的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明尤其適用于其減速制動器是由排氣閥凸輪或進氣閥凸輪驅(qū)動的發(fā)動機。
在本技術領域：
中，排氣式發(fā)動機減速制動器是為人所知的。一般地，這種減速制動器的設計思想是暫時將內(nèi)燃機轉(zhuǎn)變成空氣壓縮機以發(fā)出制動馬力，該制動馬力可能為發(fā)動機在做功工況下通常所發(fā)出的驅(qū)動馬力的很大部分。
排氣式發(fā)動機減速制動器的基本結構已在寇明斯(Cummins)的美國專利3220392中公開。這種結構的減速制動器中采用了一個液壓系統(tǒng)，在該液壓系統(tǒng)中，由進氣閥、排氣閥或噴油器的推桿或搖臂驅(qū)動的主缸活塞的運動控制著工作缸活塞的運動，而工作缸活塞又在接近上死點位置處使排氣閥開啟，從而發(fā)動機活塞在壓縮沖程期間做的功沒有在膨脹沖程即作功沖程期間收回，而是在發(fā)動機排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中消耗掉了。
對于具有由發(fā)動機凸輪軸上的第三個凸輪驅(qū)動的噴油器的壓燃式發(fā)動機，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有必要由噴油器推桿(或稱為推管Pushtube)引起排氣式減速制動器的運動以對氣缸進行壓縮沖程排氣過程。噴油器推桿是一個合乎要求的運動源，這不僅是因為它在活塞隨著壓縮沖程經(jīng)過上死點(TDC)之后的很短時間內(nèi)就達到其最大行程，而且也因為噴油器推桿的有效行程在相當短的時間內(nèi)(例如25～30度曲軸轉(zhuǎn)角)就完成了。噴油器凸輪驅(qū)動式排氣式減速器的進一步發(fā)展揭示了需要對壓縮排氣過程進行正時控制，這已由在卡斯特(Custer)的美國專利4398510中公開的正時機構完成了。卡斯特的機構自動地減小氣閥組系機構中的空隙或“間隙”，使得噴油器推桿驅(qū)動的主缸活塞的運動較快地傳遞給排氣閥。當“間隙”接近零時，排氣閥的運動就接近由噴油器凸輪所限定的運動。雖然改變主缸活塞與工作缸活塞的直徑比(即“液壓比”)可以增大或減小排氣閥總行程，但是出現(xiàn)運動所經(jīng)過的時間是由主缸活塞的運動所確定的，而主缸活塞的運動又是受噴油器凸輪的外形所限定的。
許多壓燃式發(fā)動機所采用的燃油噴射系統(tǒng)不是由發(fā)動機凸輪軸來驅(qū)動的，大多數(shù)具有燃油噴射系統(tǒng)的火花點火式發(fā)動機不采用發(fā)動機凸輪軸驅(qū)動的燃油噴射系統(tǒng)。這種通常稱為雙凸輪發(fā)動機以與上述三凸輪發(fā)動機相區(qū)別的發(fā)動機采用一個遠距離操作式進氣閥或排氣閥推桿或凸輪來驅(qū)動排氣式減速制動器。進氣閥凸輪與排氣閥凸輪產(chǎn)生的閥運動是相似的，但顯著地不同于噴油器凸輪產(chǎn)生的運動。典型地，進排氣閥從其關閉位置運動到全開位置需要90度曲軸轉(zhuǎn)角以上。此外，排氣閥凸輪所產(chǎn)生的運動開始得太早，到達最大行程太晚，并且其總行程對于最佳減速制動性能來說也太長。通過增大工作缸活塞間隙和增大主缸活塞與工作缸活塞的液壓比可以部分彌補上述這些不足之處。而且，如在普來斯(Price)等的美國專利4480780中公開的那樣，可以通過由合適的進氣閥推桿驅(qū)動的一個第二主缸活塞來增大排氣閥打開的速率而相應地縮短閥打開的時間。盡管采用普來斯等人的發(fā)明專利4485780可以使閥打開時間從大約90度曲軸轉(zhuǎn)角縮短到大約50度曲軸轉(zhuǎn)角，該時間仍然高于噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器所能達到的時間。結果，在本發(fā)明之前，當排氣閥凸輪驅(qū)動的減速制動器和噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器對于同一發(fā)動機都處于最佳優(yōu)化條件下相比較時，前者所發(fā)出的制動馬力要大大地小于后者所發(fā)出的制動馬力。
因此，需要解決的問題是要改進排氣閥凸輪驅(qū)動的排氣式減速制動器的性能，使之能接近或者超過噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器的性能。
一般地，我們是通過控制排氣閥正時和開啟速率以達到最大制動馬力來解決這個難題的。在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，由于排氣閥打開的速率與噴油器、排氣閥或進氣閥等的凸輪的外形無關，因此，可以將凸輪設計得使其能最佳地起到其主要的功能。
更具體地說，本發(fā)明提供的一種排氣式發(fā)動機制動系統(tǒng)包含一臺內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機有一個液壓流體供給裝置，進氣閥，排氣閥，分別作用在能在第一和第二主缸中移動的第一和第二主缸活塞上的第一和第二推桿，和液壓驅(qū)動的工作缸活塞，所述工作缸活塞由液壓流體供給裝置供給液壓流體，一旦液壓流體供到所述工作缸活塞，與所述排氣閥相關聯(lián)的工作缸活塞便打開所述排氣閥，以進行一次壓縮排氣過程，其特征在于為了控制所述排氣閥打開的時刻和速率以便本系統(tǒng)在制動操縱工況下使制動馬力最大，所述系統(tǒng)包含壓力室，該壓力室含有與所述工作缸活塞以液壓流體相連通的驅(qū)動缸，所述驅(qū)動缸借助于第一單向閥單方向地將液壓流體從工作缸活塞處供到所述壓力室中，工作缸活塞也與所述第一和第二主缸以流體相連通，第一和第二推桿可使第一和第二主缸活塞分別在第一和第二主缸中移動，當?shù)谝缓偷诙鞲谆钊诘谝缓偷诙鞲字谐鴫毫υ黾拥姆较蛞苿訒r，第一和第二主缸活塞經(jīng)驅(qū)動缸有效地增大在制動操縱工況開始時經(jīng)工作缸活塞供到壓力室中的液壓流體的壓力，第二單向閥包含一個控制單向閥，該控制單向閥連在第二主缸和壓力室之間，位于來自主缸的液壓流體路線上，并有一個使液壓流體的壓力上升到一預定值的打開位置和一個使液壓流體的壓力高于所述預定值的關閉位置，第三單向閥包含一個觸發(fā)單向閥，該觸發(fā)單向閥與第一主缸活塞在同一直線上并連在工作缸活塞和壓力室之間，以使高壓液壓流體的脈沖從壓力室導入工作缸活塞使得排氣閥以預定的速率打開，進行壓縮排氣(釋放)過程，所述觸發(fā)單向閥有一個打開位置和一個關閉位置，一個繞過所述觸發(fā)單向閥而連在壓力室和第一主缸之間的旁路通道，在觸發(fā)單向閥處于其關閉位置時由第一主缸活塞引起其壓力增高的壓力室中的液壓流體通過該旁路通道，以及用于打開觸發(fā)單向閥的部件，該部件在某預定時刻將觸發(fā)單向閥移到其打開的位置以將來自驅(qū)動缸的高壓液壓流體的脈沖觸發(fā)給工作缸活塞。
可以設置觸發(fā)單向閥在相對發(fā)動機活塞的上死點位置的任何要求的位置處打開，以便將預定量的高壓油迅速地輸送給工作缸活塞，從而在預定時刻迅速打開排氣閥。液壓流體供給裝置自動地吸取新油以補充泄漏的油，并且自動地限制壓力室中的最大壓力，以執(zhí)行壓縮沖程排氣功能。雖然本發(fā)明尤其適用于其主缸活塞可以是由排氣閥凸輪和進氣閥凸輪驅(qū)動的雙凸輪發(fā)動機，但它也可以應用于其主缸活塞可以是由噴油器凸輪、排氣閥凸輪或進氣閥凸輪中的任何凸輪驅(qū)動的三凸輪發(fā)動機。因此，雖然本發(fā)明主要是針對排氣閥(或進氣閥)凸輪驅(qū)動的減速制動器，它也可以應用于噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器。
附圖描述從下列對發(fā)明及附圖的描述中可更清楚地了解根據(jù)本發(fā)明的新穎組合的進一步的優(yōu)點。
圖1是先有技術的排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖，這種減速制動器可經(jīng)過改造以適用本發(fā)明的原理和機構;
圖1A是圖1所示裝置中一種替換電路的局部的示意圖;
圖2A是當一臺由噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器處于減速制動運行狀態(tài)時，排氣閥的典型運動圖;
圖2B是當由遠距離操作的進排氣凸輪驅(qū)動的減速制動器處于減速制動運行狀態(tài)時，排氣閥的典型運動圖;
圖3為一曲線圖，表示在本發(fā)明的機構中，某些主缸活塞和排氣閥的運動以及在特定位置時的壓力值相對于一個完整循環(huán)中發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角的對應關系;
圖4為根據(jù)本發(fā)明原理的排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖。其中的控制開關置于“斷開”;
圖5為根據(jù)本發(fā)明原理排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖，其中的控制開關置于“接通”;
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖，表示進氣閥主缸活塞上行過程中(約460°曲軸轉(zhuǎn)角)的主要情況;
圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖，表示排氣閥主缸活塞上行過程中(約680°曲軸轉(zhuǎn)角)的主要情況;
圖8是根據(jù)本發(fā)明原理的排氣式發(fā)動機減速制動器示意圖，表示在壓縮排氣過程初始階段(約14°曲軸轉(zhuǎn)角)的主要情況;
圖9是根據(jù)本發(fā)明原理的排氣式發(fā)動機減速制動器的示意圖，表示在減速制動循環(huán)結束時(約140°曲軸轉(zhuǎn)角)的主要情況;
圖10是本發(fā)明的發(fā)動機減速制動器一種變型的局部示意圖，其中采用了改型的觸發(fā)單向閥和控制單向閥;
圖11A是圖10中所示改型的觸發(fā)單向閥的剖視圖，該閥處于未動作位置;
圖11B是圖11A中的觸發(fā)單向閥處于動作位置時的剖視圖;
圖12是圖10所示的改型的控制單向閥更詳細的剖視圖。
為了使本發(fā)明與目前已公知的排氣式發(fā)動機減速制動器更明顯地區(qū)分，先從分析圖1入手。圖1示意一種典型的排氣式發(fā)動機減速制動器，此減速制動器由為同一缸所用的噴油器推桿驅(qū)動，或者由為另一缸所用的排氣閥推桿驅(qū)動。減速制動器殼體10裝在氣缸蓋12上，其上載有為完成減速制動功能所需的機構。對于排氣閥凸輪驅(qū)動的減速制動器，典型的安排是一個殼體10上載有用于三個發(fā)動機氣缸的機構，因而在六缸發(fā)動機中，需采用兩個殼體10。通道14把一個二位置的三通電磁閥16與發(fā)動機的低壓潤滑油路(未畫出)聯(lián)通。排油通道18把電磁閥16同發(fā)動機潤滑油池(未畫出)聯(lián)通，而通道20與控制閥室22聯(lián)通。當電磁閥16起動，即處于“接通”位置時，低壓潤滑油經(jīng)通道14和通道20流入控制閥室22。當電磁閥16處于“斷開”位置時，通道18與通道20連通，使油排回到油池(未畫出)中。一個二位置的控制閥24可往復運動地安裝在控制閥室22中，并由壓縮彈簧26推向室22的底部。控制閥24上有一個軸向通孔28，該孔與一徑向通孔30相交叉，周向環(huán)槽32同徑向通孔30相連通。球形單向閥34由彈簧38壓到位于軸向通孔28口上的閥座36上。當電磁閥16通電起動時，低壓油克服彈簧26的作用力將控制閥24抬起，并流過單向閥34。通道40把控制閥室22同位于殼體10中的工作缸42相連通，第二通道44則將工作缸42與也是位于殼體10中的主缸46相連通。
一個工作缸活塞48在工作缸42中作往復運動。工作缸活塞48被一彈簧50壓到一個擰在殼體10上的調(diào)整螺釘52上。一鎖緊螺母54把該調(diào)整螺釘52鎖定在其調(diào)定位置。彈簧50的下端由一托盤56支承，該托盤56由卡環(huán)58固定于工作缸42中。
主缸活塞60在主缸46中作往復運動，并受到一個片簧62所施加的輕微向上偏壓力的作用(見圖1)。主缸活塞60的位置應對準搖臂66上調(diào)整螺釘機構64。搖臂66由一推桿68操縱。如果減速制動器是由噴油器凸輪驅(qū)動，則搖臂66和推桿68即為與工作缸活塞48相關的氣缸中噴油器所用的搖臂和推桿。而如果減速制動器是由諸如排氣閥凸輪等機構驅(qū)動的，則搖臂66和推桿68就將是與工作缸活塞48無關的氣缸的排氣閥所用的搖臂與推桿。
工作缸活塞48的下端可與排氣閥壓塊70相接觸，該壓塊70裝在一根固定于發(fā)動機氣缸蓋12上的柱銷72上，可沿其作往復運動，并可與雙排氣閥76的閥桿74相接觸。排氣閥76被氣閥彈簧78推到關閉位置。引線71表示排氣閥76關閉時氣閥壓塊70所處的休止位置。在發(fā)動機的作功工況運行期間，排氣閥搖臂80把壓塊70向下壓(如圖1)，進而壓下排氣閥閥桿74，使排氣閥76開啟。
減速制動器的控制電路中有一條導線82，從電磁閥16的線圈連接到一個三位開關84。該電路接下來串聯(lián)有燃油泵開關86、離合器開關88、手動或儀表板開關90、保險絲92、蓄電池94以及地線96。開關86、88和90最好用一個接地的二級管98加以保護?？梢杂靡粋€電磁閥16來操縱裝在同一減速制動器殼體10上的幾個控制閥24。這樣，駕駛員用一個開關84就可以使六缸發(fā)動機的兩個缸、四個缸或六個缸停止工作，如果采用的是三個殼體組件的話(如圖1所示)。而如果采用如圖1A所示的兩個殼體組件時，用開關84就可使六缸發(fā)動機的三個缸或六個缸停止工作。在圖1A所示的電路中，不需要單獨設置手動開關90，因為此電路中三位開關84的第三個位置即可作為手動“斷開”開關。燃油泵開關86和離合器開關88都是自動開關，它們可保證在減速制動過程中停止供油，以及每當離合器脫開時即關掉減速制動器。儀表板開關90使駕駛員能關閉整個減速制動器系統(tǒng)。
在運行中，給電磁閥16通電，即可使低壓油經(jīng)過通道14和通道20流入控制閥室22，隨后再經(jīng)通道40和通道44流入工作缸42和主缸46?？刂崎y24中的球形單向閥34阻止油經(jīng)通道40回流。一旦機構中注滿了油，則由推桿68的運動引起的主缸活塞60的向上運動(從圖1上看)就使工作缸活塞48作相應的向下運動。這種向下運動又使排氣閥76開啟。
圖2A所示為由噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器機構的情況。從圖中可見，一號氣缸噴油器推桿的運動基本上開始于上死點前30°，即當一號氣缸中的活塞接近完成其壓縮沖程的時候。由于在氣閥組系機構中通常安排有大約0.018英寸的間隙(借調(diào)整螺釘52來實現(xiàn))，工作缸活塞48的初始運動要越過這一間隙(圖2A中曲線100表示該活塞的運動規(guī)律)，因而排氣閥大約在上死點前25°開始開啟，并在剛剛越過上死點的時刻達到最大開度。這樣，在壓縮沖程中壓縮空氣所耗的功不能在隨后的膨脹沖程得到恢復。還可以看到，由于采用了噴油器凸輪驅(qū)動的機構，工作缸活塞48行程的正時和行程的范圍都有產(chǎn)生較大的減速制動功率的效果。
圖2B示出了在發(fā)動機制動期間由遠距離操作的排氣閥推桿和排氣閥凸輪引起的典型排氣閥運動情況。可以注意到，工作缸活塞行程曲線102開始較早，結束較晚，行程較長，并且其上升率低于由噴油器凸輪引起的運動的上升率。所有這些對于減速制動器的驅(qū)動都是不利的。而且，當采用遠距離操作的排氣閥凸輪時，必須限制排氣閥行程，以避免在上死點處排氣閥和發(fā)動機活塞之間相碰。這可以通過增加氣閥組系的間隙來實現(xiàn)，例如將其間隙值從通常的0.018英寸增大到0.070英寸，如圖2B中所示。增大氣閥組系間隙的好處在于，排氣閥開始打開的時刻較晚，例如大約在上死點前55°，從而在壓縮排氣過程開始前可以建立較高水平的氣缸壓力。但是，即使排氣閥凸輪的操縱達到最佳，其產(chǎn)生的制動馬力要大大地小于噴油器凸輪驅(qū)動的減速制動器的制動馬力。當然，理想的情況是讓氣缸壓力達到最大，然后瞬時打開排氣閥。本申請人所提供的裝置接近這種理想情況。
現(xiàn)在參照圖3，該圖3由曲線圖示出了采用本申請人的方法和裝置所得的結果。在圖3中，縱坐標是壓力或運動距離，橫坐標是曲軸轉(zhuǎn)角位置，其中上死點Ⅰ表示一號氣缸中的活塞在壓縮沖程后的上死點位置上，上死點Ⅱ表示一號氣缸中的活塞在排氣沖程后的上死點位置。曲線104表示由一號氣缸的進氣推桿驅(qū)動的主缸活塞的運動距離;曲線106表示一號氣缸的排氣閥推桿的運動距離;曲線108表示二號氣缸的排氣閥推桿的運動距離。曲線110表示在由一號氣缸的進氣閥推桿驅(qū)動的主缸活塞上方的壓力變化;曲線112表示在由二號氣缸的排氣閥推桿驅(qū)動的主缸活塞上方的壓力變化;曲線114表示一號氣缸中的氣缸壓力變化;曲線116表示壓力室的壓力變化。曲線118表示在由本發(fā)明的機構產(chǎn)生的發(fā)動機制動期間一號氣缸的排氣閥的運動距離，而曲線120表示在沒有本發(fā)明的機構的情況，發(fā)動機制動期間一號氣缸的排氣閥的運動距離。
現(xiàn)在參照示出了本發(fā)明的機構的圖4～9并結合圖1和2B中所示的排氣閥凸輪驅(qū)動的減速制動器。所有圖中相同的部件都采用相同的標號。圖4表示當壓縮排氣式減速制動系統(tǒng)關掉時，例如手動開關90(圖1)或三位開關84(圖1A)處于“關”位置，即斷開位置時，本發(fā)明的機構的情況。圖4～9中所示的機構與一號氣缸的排氣閥相關聯(lián)?？梢岳斫?，發(fā)動機的每個氣缸都配置一個相似的機構。對于一個具有正常發(fā)火順序為1-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動機來說，各氣缸之間可以有如下面的表Ⅰ所示的關系
表Ⅰ從動的工作 主動的主缸活塞缸活塞 排氣推桿 進氣推桿選擇方案A B C1 2 3 2 12 3 1 3 23 1 2 1 34 6 5 6 45 4 6 4 56 5 4 5 6當幾個進氣閥主缸活塞用于增高壓力室中的壓力時，以優(yōu)先考慮制造容易又不顯著影響性能為基礎，可以采用表Ⅰ中所示三種選擇方案中的任一種方案。為了描述的簡單起見，以下就參照方案C加以描述。二號氣缸的排氣閥推桿122驅(qū)動二號氣缸的排氣閥搖臂124，并通過調(diào)整螺釘機構126，驅(qū)動在位于減速制動器殼體10內(nèi)形成的主缸130中作往復運動的主缸活塞128。主缸活塞128由一個薄片簧129的作用而壓向上方(從圖4～9中看時)。相似地，一號氣缸的進氣閥推桿132驅(qū)動一號氣缸的進氣閥搖臂134，并通過調(diào)整螺釘機構136驅(qū)動在也是位于減速制動器的殼體10內(nèi)形成的主缸140中作往復運動的主缸活塞138。主缸活塞138由薄片簧139的作用壓向上方(從圖4～9中看時)。
在減速制動器殼體10中有一個壓力室142。該壓力室142可以具有任何所要求的形狀，只要其容積的大小足以在一合適的壓力下暫時吸收由進氣閥主缸活塞的全行程和排氣閥主缸活塞的部分行程中所傳遞的能量，并使該能量足以克服在兩個發(fā)動機循環(huán)之內(nèi)的氣缸壓力而將排氣閥打開。壓力室的大小由工作液體(此處情況下為發(fā)動機潤滑油)的容積模量來確定。對于一臺具有氣缸排量約為2.35升/每氣缸的發(fā)動機，本申請人發(fā)現(xiàn)約為10立方英寸的壓力室容積足夠操作三個氣缸。因此，一臺標準的六缸發(fā)動機可以便利地配置兩個減速制動器殼體10，每個殼體10都具有10立方英寸的壓力室142。
對于壓力室142操作的每個發(fā)動機氣缸，壓力室142都有一個驅(qū)動缸144，在驅(qū)動缸144中，自由活塞146可以克服壓縮彈簧148的偏壓而作往復運動。驅(qū)動缸144通過通道150與壓力室142相通。通道152使驅(qū)動缸144與觸發(fā)單向閥154之間相連通，觸發(fā)單向閥154控制著通過通道156的流動，而通道156則與通道44相連。通道156與主缸130在一直線上，但與之相隔開。穿過殼體10中的一個磨合配合密封帶(lap fit seal)的銷軸158與主缸活塞128的端部相接觸并軸向穿過通道156。銷軸158有足夠的長度使之當主缸活塞128接近其在主缸130中的行程上限時能克服彈簧162的偏壓和通道152中的壓力而推動觸發(fā)單向閥160。旁路通道164使主缸130和通道152之間相通。
通道166使主缸140和控制單向閥室168相通，而控制單向閥室168通過通道170與旁路通道164相連通?？刂茊蜗蜷y活塞176在控制單向閥缸172中作往復運動，并且在壓縮彈簧178的作用下向上偏移(見圖4～9)即偏向打開位置?？刂茊蜗蜷y缸172通過管道180進行排油?？刂茊蜗蜷y182位于控制單向閥室168內(nèi)并借助于穿過殼體10中的一個磨合配合密封帶的桿184與控制單向閥活塞176相連。
工作缸42通過單向閥186和通道188與壓力室142相通。單向閥186只允許從工作缸42到壓力室142的流動。
可以理解，象這些所示的與一號氣缸的通道188和152相連的機構是與二號氣缸的通道188′和152′以及與三號氣缸的通道188″和152″相連的。另一個相同的機構用于操作四、五和六號氣缸。
本系統(tǒng)的工作情況將按順序參照圖4至圖9進行說明。如已指出的，圖4表示“斷開”位置，此時其中的電磁閥16關閉，系統(tǒng)中的油(不是壓力室中的油)排入發(fā)動機油池中。因此，在電磁閥16以外不存在油壓;控制閥24處于“向下”位置(見圖4)即，關閉位置;觸發(fā)單向閥154通過銷軸158保持打開狀態(tài);由于控制單向閥活塞176處于其向上位置(見圖4)，因此控制單向閥182是開著的，工作缸活塞48頂靠著限位件52，而主缸活塞128和138脫離調(diào)整螺釘機構126和136?？梢钥吹?，制動機構與發(fā)動機的運轉(zhuǎn)部件不接觸，因此發(fā)動機在驅(qū)動狀態(tài)下完全不受減速制動器機構的影響。
圖5表示減速制動器轉(zhuǎn)向“接通”位置時機構的情況。在這種狀態(tài)下，電磁閥16打開，低壓油從通道14流入通道20，然后再流入控制閥室22，由此使控制閥24升起，從而使周向環(huán)槽32對準通道40。油然后流過球形單向閥34，經(jīng)通道40和44流入工作缸42，并且經(jīng)過單向閥186和通道188進入壓力室142。而且，油經(jīng)通道44和156，流過觸發(fā)單向閥球160，經(jīng)旁路通道164和通道170，單向閥室168和通道166進入主缸130和140，使主缸活塞128和138向下伸出(見圖5)，與調(diào)整螺釘機構126和136相接觸?？梢岳斫?，當?shù)蛪河烷_始充入本系統(tǒng)時，其壓力還不足以引起工作缸活塞48或驅(qū)動缸自由活塞146的任何運動。
現(xiàn)在參照圖6，該圖6示出了一號氣缸的進氣閥推桿132處于向上運動的最高處時(約400°曲軸轉(zhuǎn)角;見圖3)出現(xiàn)的情況。隨著進氣閥推桿132向上運動(見圖6)，主缸活塞138被驅(qū)入主缸140中，迫使油經(jīng)通道166，流過控制單向閥182進入控制單向閥室168?？刂茊蜗蜷y182保持在打開位置(見圖5)，直到控制單向閥室168中的壓力達到大約1000磅/英寸2。此時，控制單向閥182關閉(見圖6)，并起著單向閥的作用。旁路通道164和觸發(fā)單向閥154中的油壓保證使觸發(fā)單向閥球160落座并使油流過通道152進入驅(qū)動缸144，從而克服彈簧148的偏壓推動自由活塞146，由此迅速增加壓力室142中的油壓。
現(xiàn)在參照圖7，該圖示出了二號氣缸的排氣閥推桿122在向上運動的部分期間(見圖7)，在大約680°曲軸轉(zhuǎn)角位置處出現(xiàn)的情況。隨著排氣閥推桿122被向上驅(qū)動，該排氣閥推桿122就向上驅(qū)動主缸活塞128(見圖7)并迫使油從主缸130流入旁路通道164，通道152，觸發(fā)單向閥154和驅(qū)動缸144。由此導致的自由活塞146向上運動引起壓力室142中的壓力進一步上升。
在主缸活塞128的行程中的某一預定位置處，銷軸158接觸到觸發(fā)單向閥球160并使之離開球座。這種情況例如可以在大約695°曲軸轉(zhuǎn)角位置處出現(xiàn)。當觸發(fā)單向閥球160離座后，一定容量的高壓油將迅速地經(jīng)通道156、44(且也經(jīng)通道40)輸送到工作缸42(見圖8)。如果能量足能高，能夠驅(qū)動工作缸活塞向下運動(見圖8)，就會推動排氣閥壓塊70，以在接近上死點Ⅰ處打開排氣閥，由此產(chǎn)生壓縮排氣過程。在另一方面，如果減速制動器才剛剛接通，壓力室142中的壓力相當?shù)停谟|發(fā)單向閥球160離座時從驅(qū)動缸144經(jīng)通道152輸送到工作缸42的油將流過單向閥186和通道188，輸送到壓力室142中。在再次起動一號氣缸的進氣閥推桿132時，這樣輸送的油以及泄漏的油將被更換。這種更換開始于二號氣缸的排氣閥推桿122的返回運動和相應的主缸活塞128向下運動期間，并在略前于360°曲軸轉(zhuǎn)角位置處結束。這后種情況示于圖9中，在該圖9示出了工作缸活塞42位于頂住限位件52的停止位置，觸發(fā)單向閥球160已落座，主缸活塞128和138處于它們的最低位置即伸出最遠的位置。
從圖7和圖8中將會注意到，控制單向閥182保持關閉狀態(tài)，主缸活塞138保持到向上位置，即使此時推桿132已經(jīng)縮回?？刂茊蜗蜷y182和活塞176的面積與壓縮彈簧178的彈簧剛度相配合，因此，每當通道170和174中的壓力上升到高于1000磅/英寸2時，控制單向閥182將關閉并且保持關閉狀態(tài)，以起到單向閥的作用，直到壓力下降到大約400磅/英寸2以下。這種結構將引入到系統(tǒng)中的油量限制在達到油壓足以驅(qū)動工作缸活塞48向下并由此打開排氣閥的油量(包括泄漏的油)?？赡芙?jīng)工作缸活塞48或主缸活塞128和138泄漏的油同用于潤滑搖臂組件的油一起送回到發(fā)動機油池中?？赡芙?jīng)活塞176和桿184泄漏的油通過排油管道180排入搖臂區(qū)域。當系統(tǒng)關閉時，從系統(tǒng)的控制閥24上方排出的油經(jīng)管道(未示出)返回到發(fā)動機油池中。
可以理解，在每個發(fā)動機循環(huán)期間，壓力室142中的壓力升高取決于主缸活塞128和138的排量和壓力室142的容積。更具體地，壓力室142中的壓力增量可由下面的公式確定△P＝ (△V)/(V) β其中△P＝壓力室中壓力升高量(磅/英寸2)△V＝由主缸活塞排出的油的容積(英寸3)V＝系統(tǒng)的容積(壓力室容積加上有關的通道的容積)(英寸3)β＝油的容積模量(對于發(fā)動機潤滑油其值約為200，000磅/英寸2)而且，壓縮排氣過程期間的壓力降也取決于壓力室的容積。大容積的壓力室需要在許多次發(fā)動機循環(huán)中才能達到其工作壓力的水平，但在工作期間將維持一個幾乎是恒定的壓力水平。如上所述，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一個10立方英寸的壓力室足以操作一臺12至14升六缸發(fā)動機的三個氣缸。在這種結構布置中，壓力室工作壓力能夠在兩個發(fā)動機循環(huán)之內(nèi)達到?？梢岳斫獾?，本申請人已經(jīng)利用了系統(tǒng)中，尤其是壓力室中的油的柔量(或柔曲性)來吸收和釋放由主缸活塞輸送的能量。
參照圖3，觸發(fā)單向閥球160的離座使壓縮沖程排氣過程中的排氣閥剛好在上死點Ⅰ前打開(曲線118)，并由壓力室中的壓力(曲線116)下降或排氣閥主缸活塞128前的壓力(曲線112)下降而得以證實。由于主缸活塞128的運動由二號氣缸的排氣閥凸輪精確地確定，觸發(fā)單向閥154的開啟時刻由銷軸158的長度來確定。因此，進行壓縮排氣過程的正時是完全能被設計者控制的。而且，排氣閥打開的速率取決于從驅(qū)動缸144輸送到工作缸活塞48中的能量大小，而與噴油器、排氣閥或進氣閥凸輪的外形無關，因此可將其設計成最佳地執(zhí)行其主要的功能。無論怎樣，由于排氣閥可以在任何要求的時刻極其迅速地打開，對于一定的發(fā)動機工況，制動馬力能夠達到最大。
在裝備了一個常規(guī)的排氣閥凸輪驅(qū)動的減速制動器的一臺六缸14升發(fā)動機上做的試驗中，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2100轉(zhuǎn)/分時發(fā)出的制動馬力為275馬力。當改變該減速制動器以試驗按本發(fā)明設計思想的減速制動器時，在相同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，其制動馬力增加了100馬力以上。
現(xiàn)在參照圖10，該圖10示意地示出了觸發(fā)和控制單向閥機構的改型。在圖10的部件在圖4～9中也示出了的范圍內(nèi)，將使用相同的標號并且不再重復前面的說明。改進了的部件通過加上下標(a)來表示。
觸發(fā)單向閥機構包含一個在殼體10內(nèi)形成的腔190，該腔190的一端與主缸130相連通，另一端與通道152相連通。主缸130有一個與通道44相連通的環(huán)形腔192，當主缸活塞128位于其最上位置時，該環(huán)形腔192允許經(jīng)過主缸活塞128的流動(見圖10)。一個管狀閥元件194在其開口端有一凸緣196，而在其相對的一端有一孔198，該管狀閥元件194由壓縮彈簧200壓向腔190的底部。壓縮彈簧200位于腔190的頂部和管狀閥元件194的凸緣196之間?；钊?02可調(diào)節(jié)地裝在連接桿204的一端以在管狀閥元件194中作往復運動。連接桿204的另一端連接到主缸活塞128上。可以認識到，活塞202和管狀閥元件194起著一個閥的作用，每當主缸活塞128在向上方向運動得足夠遠從而推起管狀閥元件194使其克服壓縮彈簧200偏壓和腔190內(nèi)的壓力而離開其閥座時，該閥就打開了。直到管狀閥元件194從其閥座上升起為止，主缸活塞128和活塞202的運動將使液壓流體從腔190經(jīng)通道152泵入驅(qū)動缸144a。
在壓力室142a中有一個與驅(qū)動缸144a同軸的起動缸(firing cylinder)206。該起動缸206通過通道208排油。起動缸206中安裝有在其中作往復運動的起動活塞210，并由驅(qū)動銷軸212使之與自由活塞146相隔開，驅(qū)動銷軸212穿過壓力室142a壁內(nèi)的一個磨合配合密封帶。
位于殼體10內(nèi)的單向閥室214通過通道216與通道152相通并且通過通道218與進氣閥主缸140相通。單向閥220被壓向在單向閥室214上形成的一個閥座，并裝在穿過殼體中的一個磨合配合密封帶的導向銷226上。導向銷226的一端伸入與壓力室142a相通的通道228中?？梢宰⒁獾?，壓力室142a中的壓力作用到單向閥220的每一側，但作用面積不同?？梢悦黠@地看到，通過通道216施加的壓力作用到單向閥220的下面的區(qū)域，而通過通道228施加的壓力作用到導向銷226的極小的上面區(qū)域，如圖10所示。還可以看到，當自由活塞146頂住與通道152相連通的驅(qū)動缸144a的一端時，通道152和216中的壓力可以大大地小于壓力室142a中的壓力。
圖10中所示機構的工作情況基本上與圖4～9所示機構的工作情況相同。當減速制動器處于“斷開”位置時，單向閥220保持打開的狀態(tài)，直到壓力室142a中的壓力超過通道152中的壓力。此外，由于控制閥24處于“向下”位置(如圖9所示)，通道40、44、152和216中的壓力將解除，而主缸活塞128將返回到其最高位置，從而使管狀閥元件194保持在打開的位置。
當電磁閥16通了電使減速制動器接通后，液壓流體將在低壓下經(jīng)通道40和44泵入到主缸130、腔190、通道152和216、單向閥室214、通道218和主缸140。當主缸130充滿后，管狀閥元件194就落座。
在大約360°曲軸轉(zhuǎn)角處，一號氣缸進氣閥推桿開始驅(qū)動主缸活塞138向上運動(如圖10所示)，以將壓力施加到通道216和152、腔190和自由活塞146上。當主缸活塞138的運動引起的壓力超過壓力室142a中的壓力后，自由活塞146將向上移動。當主缸活塞138在大約450°曲軸轉(zhuǎn)角處停止向上運動后，單向閥220將保持關閉狀態(tài)，從而維持腔190中的壓力。
在大約630°曲軸轉(zhuǎn)角處，二號氣缸的排氣閥推桿開始驅(qū)動主缸活塞128向上運動(如圖10所示)，由此進一步提高了腔190中的壓力并進一步將自由活塞146朝向上的方向推進?？扇肜斫猓杂苫钊?46向上運動導致壓力室142a中的壓力增大。
在某預定點處，例如可以在大約695°曲軸轉(zhuǎn)角處，由主缸活塞128驅(qū)動的活塞202將管狀閥元件194從其閥座上頂起，從而使貯存在壓力室142a中的壓力能量和自由活塞146下面的高壓流體經(jīng)通道44迅速地輸送到工作缸42中。如果流體壓力高到足以能克服發(fā)動機氣缸壓力和氣閥彈簧78的偏壓，工作缸活塞48將驅(qū)動壓塊70向下頂住閥桿74以打開排氣閥76。如果流體壓力不足以打開發(fā)動機排氣閥，則將通過單向閥186將液壓流體泵入壓力室142a中?？梢哉J識到，給壓力室142a加入少量的液壓流體將導致在以后的循環(huán)期間，壓力室142a中的壓力大大地上升。
考慮圖10所示的機構將會發(fā)現(xiàn)，雖然管狀閥元件194的升起預示著氣閥打開過程的開始，但是工作缸活塞向下運動的速率是由自由活塞146向下運動的速率控制的。自由活塞146的運動速率正比于作用在該活塞146上的方向向下的凈作用力的大小。由于作用在自由活塞146每側的流體壓力以及承受壓力的面積基本上是相等的，驅(qū)動自由活塞146向下運動所能獲得的凈作用力基本上等于壓縮彈簧148的彈性剛度值。盡管希望使彈簧148的彈性剛度達到最大，但是裝置中所存在的物理上的限制，從而限制了可以采用的彈性剛度值。為了增大用于使自由活塞146運動加快的向下方向的凈作用力，本申請人設置了一個起動活塞210和傳動銷軸212。將會看到，向下作用在自由活塞146的附加作用力正比于起動活塞210和傳動銷軸212的橫截面積之間的差值。
圖11A和圖11B示出了圖10中示意地示出的觸發(fā)單向閥的詳細結構，圖11A表示該機構處于主缸活塞128的行程的開始階段，而圖11B表示該機構處于主缸活塞128的行程的結束時。連接桿204可以通過銷子230與主缸活塞128相連，并在靠近主缸活塞128的上端設置一個臺肩232。連接桿204的上端加工有螺紋以安裝可調(diào)整的活塞202?；钊?02由定位螺釘234將其固定在連接桿204上其調(diào)整好了的位置上。活塞202在管狀閥元件194中作往復運動，管狀閥元件194由壓縮彈簧200向下壓住(見圖11A和11B)，而壓縮彈簧200則裝在管狀閥元件194的凸緣196和以螺紋連接在腔190中的帽蓋236之間。閥座238也以螺紋連接到靠近主缸130擴大部分192處的腔190中。通道44與主缸130的擴大部分192相通，而通道152與位于帽蓋236的底部和閥座238的頂部之間的區(qū)域處的腔190相通。
可以看到，壓縮彈簧200通常將管狀閥元件194壓向閥座238，從而使活塞202能夠?qū)⒁簤毫黧w泵過孔198、腔190和通道152。當活塞202使管狀閥元件194升起而離開閥座238時(這當活塞使凸肩198a與管狀閥元件194接合在一起時就會發(fā)生)出現(xiàn)液壓流體從通道152經(jīng)腔190反向流入通道44中。管狀閥元件194打開的時刻可以相對于連接桿204通過調(diào)整活塞202來控制。
圖12更詳細地示出了圖10中示意地示出的優(yōu)選單向閥部分，該部分與進氣閥主缸活塞138相連。
通向壓力室142a的通道228包含一個擴大的螺紋孔240，該螺紋孔與通道218、主缸140和主缸活塞138相連通。一個進一步擴大的螺紋孔242與孔240軸向相通，與通道216徑向相通，而通道216通過通道152(圖10)與驅(qū)動缸144a和觸發(fā)單向閥相連通。具有軸向孔246的襯套244以螺紋連接到孔240中。導向銷軸226和孔246之間為磨合配合。具有軸向孔250的閥座248以螺紋連接到孔240中。最好是在導向銷軸226上設一個凸緣252，以限制它在朝著壓力室142a方向上的軸向行程。護閥帽蓋254具有一軸向盲孔246和一軸向凸臺258，護閥帽蓋254與更擴大的孔242螺紋連接。溢流通道260在盲孔246的底部和護閥帽蓋254的內(nèi)表面之間相連通。
具有支承銷軸264的單向閥262裝在護閥帽蓋254的孔246內(nèi)，使其在該孔中作往復運動。壓縮彈簧266將閥262壓向閥座248，而在通道228中的壓力室壓力使導向銷軸226在使單向閥262離開閥座248的方向上移動單向閥262。進氣閥主缸活塞138的向上運動也趨向于移動單向閥262離開閥座248。
每當進氣閥主缸活塞138被向上驅(qū)動時(如圖12所示)以及主缸活塞傳遞的壓力超過壓力室壓力時，液壓流體就流過閥座248的孔250，推動單向閥262并經(jīng)過通道216流向驅(qū)動缸144a(圖10)。在這些情況下，單向閥262起著一個普通單向閥的功能。
當主缸活塞138達到其全行程而開始其返回行程時，孔250和通道218中的壓力下降，而單向閥262克服作用在導向銷軸226端部上的壓力室壓力而保持在其閥座248上?？梢宰⒁獾?，來自驅(qū)動缸144a的壓力作用在單向閥262上的面積大于暴露在壓力室壓力下導向銷軸226的橫截面積。因此，趨于關閉單向閥262的力將大于來自導向銷軸226而趨于打開單向閥262的力。例如，如果單向閥262和導向銷軸226的橫截面積比值為7且壓力室壓力為3，500磅/英寸2，那么一當通道216和孔242中的壓力下降到500磅/英寸2以下時，單向閥262就將打開。在這一計算中，忽略了壓縮彈簧266的力，因為它相當小?？梢岳斫獾?，當單向閥262打開后，液壓流體可以流回到主缸140中，以便為下一個工作循環(huán)作準備。
盡管到目前為止主要是針對于排氣閥推桿驅(qū)動的減速制動器的改進而進行描述的，可以認識到，這里慨況的原理同樣也適用于噴油器推桿驅(qū)動的減速制動器。但是，當應用于噴油器推桿驅(qū)動的減速制動器時，其性能的提高并不顯著，因為噴油器凸輪的特性比排氣閥凸輪的特性更有利于實現(xiàn)減速制動目的。
在美國專利4572114和4592319中公開了可以在發(fā)動機的每個循環(huán)內(nèi)在每個氣缸中產(chǎn)生兩次壓縮排氣過程，亦即曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)在每個氣缸中產(chǎn)生一次壓縮排氣過程的方法和設備。這里公開的本發(fā)明也可以與上述專利和專利申請中公開的發(fā)明結合起來應用?？紤]一臺具有正常發(fā)火順序1-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動機，一個能在每發(fā)動機循環(huán)內(nèi)提供兩次壓縮排氣過程的減速制動系統(tǒng)可以按下面的表Ⅱ進行布置。
表Ⅱ制動氣缸 第一次壓縮排氣 第二次壓縮排氣 泵送過程 過程1 噴油器＃1 排氣閥＃5 進氣閥＃15 噴油器＃5 排氣閥＃3 進氣閥＃53 噴油器＃3 排氣閥＃6 進氣閥＃36 噴油器＃6 排氣閥＃2 進氣閥＃62 噴油器＃2 排氣閥＃4 進氣閥＃24 噴油器＃4 排氣閥＃1 進氣閥＃4對于沒有噴油器凸輪或推桿的發(fā)動機，表Ⅲ或表Ⅳ中的布置都是可行的。
表Ⅲ制動氣缸 第一次壓縮排氣過程 第二次壓縮排氣過程1 排氣閥＃2 進氣閥＃45 排氣閥＃4 進氣閥＃13 排氣閥＃1 進氣閥＃56 排氣閥＃5 進氣閥＃32 排氣閥＃3 進氣閥＃64 排氣閥＃6 進氣閥＃2表Ⅳ制動氣缸 第一次壓縮排氣過程 第二次壓縮排氣過程1 進氣閥＃3 排氣閥＃55 進氣閥＃6 排氣閥＃33 進氣閥＃2 排氣閥＃66 進氣閥＃4 排氣閥＃22 進氣閥＃1 排氣閥＃44 進氣閥＃5 排氣閥＃1可以注意到，在表Ⅲ和Ⅳ中沒有要求圖4～9中所示的用于執(zhí)行主缸140和主缸活塞138的泵送作用的主缸和主缸活塞。為了滿足主缸和主缸活塞的泵送作用的要求，可以增大與之相關聯(lián)的排氣閥和/或進氣閥推桿的直徑。這自然要引起推桿負荷的增加，并且要注意所承受的負荷必須不超過這些部件的設計負荷極限。
為了清楚和簡單起見，上面是根據(jù)發(fā)火順序為1-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動機進行描述的。其它發(fā)火順序以及具有不同氣缸數(shù)的發(fā)動機也是會碰到的。本發(fā)明通過確定其運動在待制動氣缸的壓縮沖程期間出現(xiàn)的推桿或搖臂;通過確定其運動在待制動氣缸的排氣沖程期間出現(xiàn)的第二推桿或搖臂(如果要求每發(fā)動機循環(huán)內(nèi)有兩次壓縮排氣過程的話);和/或通過確定其運動可用于泵送作用的第三推桿或搖臂(如果要求單獨的泵送作用的話)，而能夠應用于上述發(fā)動機中。然后可以將適當大小的主缸活塞配置給例如在圖4～9中所示的那樣相互連接起來的每個確定的推桿和系統(tǒng)。
在上面的描述中所使用的術語或說法只是用于描述的目的，而不是限定，使用這些術語和說法并不是要排除任何與所示或所描述的相當?shù)奶卣?、部分或部件，而且應該認識到，在本發(fā)明權利要求
的范圍內(nèi)有可能進行各種改型或改進。
權利要求
1.一種排氣式發(fā)動機制動系統(tǒng)，包含一臺內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機有一液壓流體供給裝置，進氣閥，排氣閥，分別作用在可在第一和第二主缸中移動的第一和第二主缸活塞上的第一和第二推桿，和由所述液壓流體供給裝置供給液壓流體經(jīng)液壓驅(qū)動的工作缸活塞，一旦液壓流體供到與排氣閥相關聯(lián)的該工作缸活塞，該工作缸活塞便打開排氣閥，以進行一次壓縮排氣(釋放)過程，其特征在于為了控制排氣閥打開的時刻和速率以便本系統(tǒng)在制動操縱狀態(tài)下使制動馬力最大，所述系統(tǒng)設置了壓力室(142)，該壓力室(142)有與工作缸活塞(48)以液壓流體相通的驅(qū)動缸部分(144、146、148、150、152)，工作缸活塞(48)借助于第一單向閥(186)將液壓流體從工作缸活塞(48)單向地供入到壓力室中，工作缸活塞(48)也與第一主缸(130)和第二主缸(140)以液體相通，第一推桿(122)和第二推桿(132)可使第一主缸活塞(128)和第二主缸活塞(138)分別在第一主缸(130)和第二主缸(140)中移動，當?shù)谝恢鞲谆钊?128)和第二主缸活塞(138)在第一主缸(130)和第二主缸(140)中朝著壓力增大的方向移動時，第一主缸活塞(128)和第二主缸活塞(138)經(jīng)驅(qū)動缸有效地增大在制動操縱狀態(tài)開始時經(jīng)工作缸活塞供入到壓力室中的液壓流體的壓力，第二單向閥，該第二單向閥包含控制單向閥(182或220)，控制單向閥(182或220)連接在第二主缸(140)和壓力室(142)之間，位于來自第二主缸(140)和壓力室(142)的液壓流體的路線上，并且有一個使液壓流體的壓力達到一預定值的打開位置和一個使液壓流體的壓力高于所述預定值的關閉位置，和第三單向閥，該第三單向閥包含一個觸發(fā)單向閥，該觸發(fā)單向閥與第一主缸活塞(128)在同一直線上，并且連接在工作缸活塞(48)和壓力室(142)之間，以將高壓液壓流體的脈沖從壓力室(142)導入工作缸活塞(48)，使得排氣閥以預定的速率打開，進行壓縮排氣過程，所述觸發(fā)單向閥有一個打開位置和一個關閉位置，一個繞過觸發(fā)單向閥(154)而連接在壓力室(142)和第一主缸(130)之間的旁路通道(164)，在觸發(fā)單向閥處于其關閉位置時，由第一主缸活塞引起其壓力增大的壓力室中的液壓流體通過該旁路通道，以及使觸發(fā)單向閥打開的部件(158)，該部件(158)用于在某預定時刻將觸發(fā)單向閥(154)移至其打開的位置以將來自驅(qū)動缸的高壓液壓流體的脈沖觸發(fā)給工作缸活塞(48)。
2.如權利要求
1所述的系統(tǒng)，其特征在于第一推桿(122)是與排氣閥相關聯(lián)的。
3.如權利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于驅(qū)動缸(144)與壓力室(142)相連通并包含自由活塞(146)和彈簧(148)，裝在驅(qū)動缸(144)中作往復運動的自由活塞(146)有第一端部和第二端部，彈簧(148)從壓力室(142)向外壓住自由活塞(146)，自由活塞(146)的第一端部與壓力室(142)相連通，所述第一主缸(130)與第一推桿(122)在同一直線上并且與自由活塞(146)的第二端部相通，觸發(fā)單向閥(154)連接在工作缸活塞(48)與自由活塞(146)的第二端部之間，以使工作缸活塞(48)的液壓流體流入自由活塞(146)，控制單向閥(182或220)連接在自由活塞(146)的第二端部和第二主缸(140)之間。
4.如權利要求
3所述的系統(tǒng)，其特征在于控制單向閥(182)包含一個與第一主缸(130)相連通的控制單向閥缸(172)，一個安裝在控制單向閥缸(172)中作往復運動的控制單向閥活塞(176)，一個與控制單向閥活塞(176)相連接的并可以在第一打開位置和第二關閉控制位置之間移動的控制單向閥，一個位于控制單向閥缸(172)中并可以將控制單向閥活塞(176)和控制單向閥(182)壓向所述打開位置的偏壓部件(178)。
5.如權利要求
4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述偏壓部件(178)將控制單向閥(182)保持在第一打開位置，直到在自由活塞(146)的第二端部處達到預定的壓力，此后，將控制單向閥(182)保持在第二關閉控制位置，直到自由活塞(146)的第二端部處的壓力下降到低于比第一預定壓力要小的某第二預定壓力。
6.如權利要求
3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制單向閥包含一個可以在第一打開位置和第二控制位置之間移動的控制單向閥(220)，所述控制單向閥由自由活塞(146)的第二端部傳遞的壓力壓向第二控制位置，控制單向閥(220)由壓力室(142)傳遞的壓力壓向第一打開位置。
7.如權利要求
6所述的系統(tǒng)，其特征在于由自由活塞(146)的第二端部傳遞的壓力作用在控制單向閥(220)上的面積大于由壓力室(142)傳遞的壓力作用在所述控制單向閥上的面積，從而使控制單向閥(220)保持在第一打開位置，直到在自由活塞的第二端部處達到預定的壓力，而后，將所述控制單向閥保持在第二控制位置，直到自由活塞的第二端部處的壓力下降到低于比第一預定壓力要小的某第二預定壓力。
8.如權利要求
7所述的系統(tǒng)，其特征在于從壓力室(142)傳遞到控制單向閥(220)的壓力是由可軸向移動的銷軸(226)傳遞的，該銷軸(226)的第一端部暴露在壓力室(142)的壓力下，而銷軸(226)的第二端部暴露給控制單向閥(220)。
9.如前述任何一個權利要求
所述的系統(tǒng)，其特征在于觸發(fā)單向閥(154)包含一個閥腔(190)，一個在其第一端部處有一個閥座而在其第二端部處有一個排泄孔(198)的管狀閥元件(194)，將該管狀閥元件(194)壓向閥腔(190)中的閥座位置的彈簧(200)，所述管狀閥元件(194)中有一圓柱形孔，在該孔中裝有作往復運動的活塞(202)，以及其第一端部連接到活塞(202)上而其第二端部連接到第一主缸活塞(128)上的連接桿(204)。
10.如權利要求
9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述觸發(fā)單向閥的活塞可調(diào)整地裝在連接桿(204)的第一端部。
11.如前面任何一個權利要求
所述的系統(tǒng)，其特征在于起動缸(206)位于壓力室(142a)內(nèi)，所述起動缸(206)的一端與壓力室(142a)相連通而在其第二端處排油，起動缸活塞(210)裝在起動缸(206)內(nèi)可作往復運動，傳動銷軸(212)位于起動缸活塞(210)和自由活塞(146)之間，由此使作用在起動缸活塞(210)上的壓力室(142a)中的壓力從該壓力室向外地壓向自由活塞(146)。
12.如前面任何一個權利要求
所述的系統(tǒng)，其特征在于第一推桿(122)包含一個驅(qū)動噴油器的噴油器推桿。
13.使用權利要求
3所述的發(fā)動機制動系統(tǒng)的一種方法，含有用于所述發(fā)動機的每個氣缸的進氣閥和排氣閥及其進排氣閥推桿，此外，所述發(fā)動機有與每個排氣閥相關聯(lián)的且由液壓驅(qū)動的工作缸活塞和工作缸，與每個進排氣閥推桿相關聯(lián)的液壓主缸活塞和主缸，經(jīng)單向閥與工作缸和主缸以液體相互相通的壓力室，連接在壓力室和主缸之間的觸發(fā)單向閥，該主缸通過自由活塞與每個排氣閥推桿相關聯(lián)，所述自由活塞受壓力室中的壓力作用而向壓力室外移動，和一個連接在與每個進排氣推桿相關聯(lián)的主缸之間的控制單向閥，其特征在于至少對內(nèi)燃機的一個氣缸，增加壓力室中的壓力，以便通過第二推桿驅(qū)動第二主缸活塞，使自由活塞相對于壓力室而向內(nèi)移動，從而吸收壓力室中的能量，進一步增加壓力室中的壓力，以便通過第一排氣閥推桿驅(qū)動第一主缸活塞，由此進一步使自由活塞相對于壓力室而向內(nèi)移動，從而吸收壓力室中更多的能量，通過打開裝在壓力室和排氣閥工作缸活塞之間的觸發(fā)單向閥，使在壓力室中吸收的能量在第一主缸活塞行程中的某一預定位置處從壓力室中釋放出來，當發(fā)動機活塞在發(fā)動機的壓縮沖程期間接近其上死點時，所述自由活塞受到壓力室中的方向向外的偏壓作用，通過自由活塞相對于壓力室的向外運動將所述吸收的能量施加到第一工作缸活塞上。
14.如權利要求
13所述的方法，其特征在于作用在第一主缸活塞上的第一推桿為噴油器推桿。
15.一種在液壓管路中使用的觸發(fā)單向閥，其特征在于殼體(10)中具有腔(190)，進口和出口，所述殼體(10)有一個在殼體(10)的腔部分中形成的閥座(238)，一個管狀閥元件(194)，該管狀閥元件(194)的第一端部上有一閥座配合面，其第二端部上有一凸肩，該管狀閥元件(194)中還有一圓柱孔，彈簧(200)，該彈簧(200)用于將管狀閥元件(194)壓在所述閥座上，活塞(202)，該活塞(202)裝在管狀閥元件(194)的圓柱孔中作往復運動，以及一個連接在所述活塞上的連接桿(204)，當所述活塞與管狀閥元件相接觸后，所述活塞將使管狀閥元件離開所述閥座。
16.如權利要求
15所述的觸發(fā)單向閥，其特征在于活塞(202)可調(diào)整地裝在連接桿(204)上。
17.一種在液壓管路中使用的控制單向閥，包含一個殼體(10)，該殼體(10)中有第一孔(228、240、242)，第二孔(140)和第三孔(216)，第二孔(140)和第三孔(216)與第一孔(228、240、242)相連通，第一孔中裝有襯套(244)，該襯套(244)中有穿過該襯套(244)的第四孔(246)，一個圓柱形銷軸(226)，該銷軸(226)與第四孔(246)磨合相配以在第四孔(246)中作軸向運動，一個位于第一孔上的閥座(248)，一個第五孔(250)穿過該閥座(248)，第五孔(250)的直徑大于圓柱形導向銷軸(226)的直徑，第二孔(140、218)在位于襯套(244)和閥座(248)之間的第一孔的某一區(qū)域與第一孔相連通，護閥帽蓋(254)位于第一孔中，第三孔在位于所述閥座和護閥帽蓋之間的第一孔的某一區(qū)域與第一孔相連通，一個閥元件(262)，該閥元件(262)安裝得能相對于護閥帽蓋(254)作軸向運動，所述閥元件的橫截面積大于圓柱形導向銷軸(226)的橫截面積，以及彈簧(266)，該彈簧(266)裝在護閥帽蓋上并將閥元件(262)壓向所述閥座。
18.如權利要求
17所述的控制單向閥，其特征在于所述閥元件包含一個軸向銷軸(264)，所述護閥帽蓋包含一個第六軸向孔(256)，所述閥元件的軸向銷軸(264)可滑動地裝在該第六軸向孔(256)中。
19.如權利要求
17或18所述的控制單向閥，其特征在于閥元件(262)與圓柱形導向銷軸(226)結合起來動作。
20.如權利要求
17至19中的任何一個權利要求
所述的控制單向閥，其特征在于圓柱形導向銷軸(226)在其中間區(qū)域有一擴大的凸緣(252)，由此限制該導向銷軸(226)進入所述第一孔中的軸向運動。
專利摘要
增加排氣式發(fā)動機減速制動器的制動馬力的系統(tǒng)和方法，其中減速制動器由排氣閥推桿或噴油器推桿驅(qū)動。該系統(tǒng)包括一個壓力室和一個觸發(fā)單向閥，后者用于將主缸活塞的初始運動產(chǎn)生的能量傳遞給壓力室。主缸活塞在某預定位置打開觸發(fā)單向閥，使貯存在壓力室中的能量傳遞給工作缸活塞。該方法包括周期性地將能量貯存在壓力室中，當主缸活塞運動到某位置時，將貯存在壓力室中的能量放出并傳給工作缸活塞，以在預定時刻迅速打開排氣閥。
文檔編號F01L13/06GK87104111SQ87104111
公開日1988年5月18日 申請日期1987年6月10日
發(fā)明者茲登涅克S·美斯特里克, 雷蒙德N·昆內(nèi)維爾 申請人:雅各布斯制造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan