專利名稱：用于部分循環(huán)排放制動(dòng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)動(dòng)作的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明尤其涉及用于產(chǎn)生排放，包括部分循環(huán)排放、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)氣門動(dòng)作的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
流過內(nèi)燃機(jī)的廢氣的流量控制已經(jīng)被使用以提供機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。通常，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)可以控制從發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸流入排出系統(tǒng)(即，排氣歧管、排氣尾管等)的廢氣流量。來自氣缸的廢氣的流量可被控制以給發(fā)動(dòng)機(jī)活塞提供減速力從而使發(fā)動(dòng)機(jī)減速。具體地，可以選擇性地致動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)排氣門，從而提供壓縮-釋放、排出和/或部分排放發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。
壓縮-釋放型發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器或者減速器的運(yùn)行是公知的。四沖程內(nèi)燃機(jī)在它的運(yùn)行過程中經(jīng)歷了吸氣、壓縮、膨脹和排氣循環(huán)。吸氣循環(huán)伴隨著一個(gè)主進(jìn)氣門動(dòng)作進(jìn)行，在該循環(huán)過程中每個(gè)氣缸中的進(jìn)氣門打開允許空氣進(jìn)入到氣缸中。排氣循環(huán)伴隨著一個(gè)主排氣門動(dòng)作進(jìn)行，在該循環(huán)過程中每個(gè)氣缸中的排氣門打開以允許燃燒氣體從氣缸中排出。一般而言，在壓縮和膨脹循環(huán)的大部分過程中排氣門和進(jìn)氣門是關(guān)閉的。在壓縮-釋放發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的過程中，給發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃料供應(yīng)停止，除了主排氣門動(dòng)作之外，在壓縮沖程中一個(gè)或者多個(gè)排氣門同樣可選擇地打開，從而把內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)化為吸收動(dòng)力的空氣壓縮機(jī)。尤其是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在壓縮沖程中向上移動(dòng)，氣缸中的氣體被壓縮并阻止活塞向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)在壓縮沖程中活塞接近上死點(diǎn)(TDC)位置時(shí)，至少一個(gè)排氣門打開從而把氣缸中的壓縮氣體釋放到排氣歧管，阻止存儲(chǔ)在壓縮氣體中的能量在接下來的膨脹沖程中返回給活塞。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生阻止阻力從而有利于降低機(jī)動(dòng)車的速度。在Cummins的美國專利NO.3220392(1965年11月)中公開了一種現(xiàn)有的壓縮釋放發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的例子，在此引用作為參考。
排放型發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的運(yùn)行同樣是公知的。在排放發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的過程中，除了主排氣門動(dòng)作之外，一個(gè)或者多個(gè)排氣門在余下的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的整個(gè)過程中(也就是說在完全循環(huán)排放制動(dòng)的吸氣、壓縮、以及膨脹循環(huán)中)或者在余下的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的一部分過程中(也就是在部分循環(huán)排放制動(dòng)的壓縮和膨脹循環(huán)中)保持稍微地打開。部分循環(huán)排放制動(dòng)和整個(gè)循環(huán)排放制動(dòng)的主要區(qū)別在于，前者允許在吸氣循環(huán)的大部分或者整個(gè)過程中排氣門關(guān)閉。排放型發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的一個(gè)例子在Yang的美國專利NO.6594996(2003年7月22日)中公開，在此引用作為參考。
在排放制動(dòng)操作中排氣門最初的開啟可在壓縮沖程的TDC之前，優(yōu)選地靠近吸氣循環(huán)與壓縮循環(huán)之間的下死點(diǎn)(BDC)。因此，排放型發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器需要很小的力致動(dòng)氣門，并且由于連續(xù)地排放而不是壓縮釋放型制動(dòng)器的快速排出產(chǎn)生較小的噪音。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)排放制動(dòng)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，申請(qǐng)人提出了一種創(chuàng)新的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于提供部分排放制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門致動(dòng)，包括具有主排出凸角和部分排放凸角的凸輪；可操作地連接至凸輪的搖臂，所述搖臂包括內(nèi)部搖臂通道；氣門橋，所述氣門橋具有靠近搖臂設(shè)置的中心部，以及具有分別可操作地連接至第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的第一和第二端部；設(shè)置在氣門橋的第一端部的從動(dòng)活塞；以及設(shè)置在氣門橋的中心部的主活塞。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，申請(qǐng)人提出了一種創(chuàng)新的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在內(nèi)燃機(jī)中提供部分排放制動(dòng)操作，包括包括部分排放制動(dòng)凸角的凸輪；可操作地連接至凸輪的氣門橋，所述氣門橋具有分別可操作地連接至第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的第一和第二端部；可滑動(dòng)地設(shè)置在包括在氣門橋的第一端部中的從動(dòng)活塞筒中的從動(dòng)活塞；設(shè)置在氣門橋的中心部的主活塞；由從動(dòng)活塞筒延伸到氣門橋外表面的排放孔；用于可選擇地阻塞排放孔的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，申請(qǐng)人提出了一種創(chuàng)新的適用于失效(lost)運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門致動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門橋，所述氣門橋包括設(shè)置在主活塞筒中居中設(shè)置的主活塞；設(shè)置在從動(dòng)活塞筒中的從動(dòng)活塞；在主活塞筒和從動(dòng)活塞筒之間延伸的氣門橋通道；以及由從動(dòng)活塞筒延伸至氣門橋外表面的排放孔。
應(yīng)該理解的是，前面簡要的描述以及接下來的具體實(shí)施例僅僅是示例的和解釋的，不能認(rèn)為是對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。在此引入作為參考的并且構(gòu)成該說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的一些實(shí)施例，與具體實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明的原理。
現(xiàn)在參照下述附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的部件，其中圖1是部分截面的側(cè)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的系統(tǒng)。
圖2是截面頂視圖，進(jìn)一步示出了圖1中所示的系統(tǒng)。
圖3為一個(gè)圖表，示出了圖1中所示的本發(fā)明實(shí)施例的氣門升程和凸輪輪廓相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸角位置的一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，該實(shí)施例的一個(gè)示例作為氣門致動(dòng)系統(tǒng)10示出在附圖1中。氣門致動(dòng)系統(tǒng)10包括凸輪100、搖臂200、氣門橋300以及固定件500，它們一起用于致動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400。
圖1中所示的凸輪100可以對(duì)于每一組四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一次。凸輪100包括部分排放制動(dòng)凸角110和主排出凸角120。內(nèi)基圓部可設(shè)置在部分排放制動(dòng)凸角的起點(diǎn)112和主排出凸角的端部114之間。部分排放制動(dòng)凸角110具有預(yù)定的高度x，主排出凸角具有比x更大的高度。凸輪100靠近并可選擇地接觸搖臂200的凸輪輥210設(shè)置。
搖臂200包括中心孔220、在第一端部的凸輪輥210和在第二端部230的象形腳240。搖臂通道222可從中心孔220延伸至搖臂的第二端部230。搖臂通道222通過插銷224在其外端部被密封。象形腳240可以包括在上端部的調(diào)節(jié)螺桿232，所述調(diào)節(jié)螺桿通過鎖緊螺母234固定再位。通過把象形腳旋進(jìn)到搖臂的第二端部230中或者從所述第二端部230中旋出，可以調(diào)節(jié)象形腳240相對(duì)于搖臂200的位置。
象形腳240的中心部包括環(huán)形凹口以及一個(gè)或者多個(gè)橫向通道241，所述橫向通道在環(huán)形凹口區(qū)域延伸穿過象形腳。一個(gè)或者多個(gè)橫向通道241與縱向通道242相連通，所述縱向通道從象形腳的中心部向下部延伸從而穿過象形腳240的內(nèi)部。環(huán)形凹口以及象形腳中心部的一個(gè)或者多個(gè)橫向通道241允許液壓流體在搖臂通道222和縱向通道242之間流動(dòng)，而不用考慮象形腳240在搖臂的第二端部230中的定位。因此象形腳240可以旋入搖臂200或者從搖臂200中旋出，不用擔(dān)心妨礙搖臂通道222和縱向通道242之間的液壓連通。
參照?qǐng)D1和圖2，搖臂200可旋轉(zhuǎn)地安裝在搖臂軸250上，所述軸從中心孔220中穿過。搖臂軸250可包括中心供給通道252，所述通道基本上與搖臂軸同長并且同軸延伸。第二液壓通道254使供給通道252與搖臂通道222與中心孔220相連通的部分相連接。供給通道252通過控制閥260連接至低壓液壓流體源，例如潤滑油源(沒有顯示)?？刂崎y260包括控制活塞264和致動(dòng)器262，例如螺線管?？刂崎y260通過第一流體口266連接至低壓液壓流體源并且通過第二流體口268排出液壓流體。通過在其缸筒中上下移動(dòng)控制活塞，控制閥260可選擇地通過第一流體口266連通低壓液壓流體源與供給通道252，或者通過第二流體口268排出流體。因此，控制閥260可用于把液壓流體供給到供給通道252以及把液壓流體從供給通道252中排出。
再次參照?qǐng)D1，搖臂200通過搖臂彈簧236朝著氣門橋300偏壓。搖臂彈簧236可在發(fā)動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)室的固定部238和搖臂200的上部之間延伸。搖臂彈簧236可偏壓搖臂200遠(yuǎn)離凸輪100，使得在搖臂的凸輪輥210和凸輪100的內(nèi)基圓部之間具有空隙b。部分排放制動(dòng)凸角110的高度x基本上等于空隙b的寬度。
氣門橋300設(shè)置在象形腳240和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410之間，所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410優(yōu)選地為排氣門。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門彈簧402和412可向上偏壓發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410抵靠它們的氣門座。同時(shí)，搖臂彈簧236可向下偏壓搖臂200和象形腳240使得它們通過主活塞320與氣門橋300相接觸。通過搖臂彈簧236施加在搖臂200上的偏壓力足夠大以阻止氣門機(jī)構(gòu)部件的任何“沒有跟進(jìn)(no follows)”，但是所述偏壓力小于通過連接到供給通道252的低壓液壓流體源施加在主活塞320上的力。
主活塞320可滑動(dòng)地設(shè)置在氣門橋300中間的主活塞筒302中。從動(dòng)活塞340可滑動(dòng)地設(shè)置在位于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400上部的從動(dòng)活塞筒304中。氣門橋通道306延伸穿過氣門橋300的內(nèi)部并且在主活塞筒302和從動(dòng)活塞筒304之間提供液壓連通。第一止回閥330和第二止回閥350可設(shè)置在主活塞320與從動(dòng)活塞330之間延伸的液壓回路中。排放孔308可由從動(dòng)活塞筒304的上端部延伸至氣門橋300的外表面。
凹形部件310可設(shè)置在主活塞320和象形腳240之間，以便當(dāng)象形腳向下壓并且樞轉(zhuǎn)抵靠在主活塞320和氣門橋300上時(shí)有利于降低施加在主活塞上的橫向載荷。凹形部件310可具有上表面，用于接收象形腳240的圓形底部，并且還具有允許液壓流體通過到達(dá)主活塞的中心開口。當(dāng)搖臂200和象形腳240圍繞搖臂軸250反復(fù)地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凹形部件310允許象形腳240與主活塞320保持液壓緊密封，并提供液壓流體至主活塞320并且最終到達(dá)氣門橋300的內(nèi)部。
主活塞320包括中心通道，以適于液壓流體從凹形部件310、象形腳240和搖臂200中的液壓通道流入主活塞筒302中。從主活塞筒302流出的液壓流動(dòng)可以通過設(shè)置主活塞320中的第一止回閥330被阻止。第一止回閥330允許液壓流通流入到氣門橋300的內(nèi)部，但是基本上阻止液壓流通從氣門橋倒流到象形腳240。第一止回閥330顯示為彈簧偏壓止回盤，但是可以理解的是，任何類型的止回閥可以在本發(fā)明其它的實(shí)施例中的使用。
第二止回閥350可設(shè)置在氣門橋通道306中。第二止回閥允許液壓流通流入從動(dòng)活塞筒304中，但是基本上阻止液壓流通從從動(dòng)活塞筒倒流到主活塞筒302中。第二止回閥350顯示為彈簧偏壓止回球。但是可以理解的是，任何類型的止回閥可以在本發(fā)明其它的實(shí)施例中使用。從動(dòng)活塞340包括階梯狀或者槽形上表面，以允許液壓流體對(duì)從動(dòng)活塞上表面作用。從動(dòng)活塞340可以通過搖臂彈簧236偏壓至從動(dòng)活塞筒304中。從動(dòng)活塞340的壓力區(qū)域優(yōu)選地比主活塞區(qū)域320的壓力區(qū)域的一半大。所述關(guān)系可以用下述表達(dá)式表示Amp＜2(Asp)。
制動(dòng)負(fù)載螺桿510通過固定件500固定在位，固定件連接至發(fā)動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)室。在排放孔308區(qū)域的氣門橋300的上表面適于抵靠在制動(dòng)負(fù)載螺桿510上，因此當(dāng)?shù)挚吭谒雎菟?10上時(shí)液壓流體被阻塞不會(huì)從排放孔308中排放?？梢岳斫獾氖?，制動(dòng)負(fù)載螺桿510與氣門橋300的配合面可以被特定地修整或者成形從而在它們之間提供充分的流體緊密封?？梢岳斫獾氖牵诒景l(fā)明其它的實(shí)施例中可使用其它類型的密封來阻止液壓流體從排放孔308中流出。制動(dòng)負(fù)載螺桿510的位置可以通過鎖緊螺母調(diào)節(jié)并鎖定，因此當(dāng)?shù)谝缓偷诙l(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410關(guān)閉時(shí)氣門橋300僅僅與制動(dòng)負(fù)載螺桿相接觸。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410為排氣門時(shí)，系統(tǒng)10可以如下所述使用以便(i)在發(fā)動(dòng)機(jī)正動(dòng)力運(yùn)行過程中提供主排氣氣門致動(dòng)、以及(ii)在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)運(yùn)行模式過程中提供部分排放制動(dòng)氣門致動(dòng)。參照?qǐng)D2，在正動(dòng)力運(yùn)行過程中，控制活塞264可被移動(dòng)，因此液壓流體可以自由地從供給通道252經(jīng)過第二流體口268排出。同時(shí)，由第一流體口266流入供給通道252的流體被控制活塞264阻塞，液壓流體不會(huì)流到搖臂200或者氣門橋300中。由于搖臂200、象形腳240和氣門橋300不具有任何足夠加壓的液壓流體，搖臂彈簧236使搖臂200、象形腳240和主活塞320下移(圖1的逆時(shí)針方向)，直到主活塞相對(duì)于氣門橋300在其最凹入位置。因此，在圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的正動(dòng)力運(yùn)行過程中在凸輪輥210和凸輪100之間具有空隙b。
在正動(dòng)力運(yùn)行過程中凸輪100的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致僅通過主排出凸角120就可以使運(yùn)動(dòng)傳遞給搖臂200。來自主排出凸角120的運(yùn)動(dòng)使搖臂200圍繞搖臂軸250旋轉(zhuǎn)，這使氣門橋300下移并且打開發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410。在所述過程中，從動(dòng)活塞340可保持抵靠在從動(dòng)活塞筒304的內(nèi)端壁上，因?yàn)樵趶膭?dòng)活塞筒中沒有加壓的液壓流體。由于凸輪輥210和凸輪100之間的空隙高度b的相對(duì)相等，氣門打開運(yùn)動(dòng)會(huì)“失效”，所述氣門打開運(yùn)動(dòng)可以在正動(dòng)力運(yùn)行過程中通過具有高度x的部分排放凸角110傳遞給搖臂。
發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)運(yùn)行模式通過傳送控制信號(hào)給控制閥260啟動(dòng)，所述控制閥使控制活塞264移動(dòng)(到達(dá)如圖2中所示的全開位置)并阻止液壓流體流經(jīng)第二流體口268，因此阻止另外的液壓流體從所述系統(tǒng)中排出。同時(shí)，從流體供給源(沒有顯示)流經(jīng)第一流體口266到達(dá)供給通道252的流體通過控制活塞264被控制。因此，液壓流體經(jīng)過供給通道252和第二液壓通道254供給搖臂200。
液壓流體流經(jīng)搖臂通道222、橫向通道241、縱向通道242并進(jìn)入氣門橋300的內(nèi)部。液壓流體進(jìn)入氣門橋并且填充主活塞筒302、從動(dòng)活塞筒304和氣門橋通道306。氣門橋中的液壓流體具有足夠的壓力以克服搖臂彈簧236的向下偏壓并且使主活塞320上移。當(dāng)主活塞320升到主活塞筒302的外部，搖臂200相對(duì)于搖臂軸250順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空隙b被占據(jù)直到搖臂200與位于主排出凸角的端部114和部分排放凸角的起點(diǎn)112之間的凸輪100的內(nèi)基圓部相接觸。供給到從動(dòng)活塞340中的液壓流體使氣門橋300向上抵靠在制動(dòng)負(fù)載螺桿上。
在搖臂200與凸輪100的內(nèi)基圓部接觸后，當(dāng)搖臂與部分排放凸角110接觸時(shí)凸輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)使搖臂開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。搖臂200的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)被第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣門彈簧402的氣門關(guān)閉偏壓阻礙，所述偏壓通過連接主活塞320和從動(dòng)活塞340的回路中的液壓流體的壓力作用在搖臂上。
部分排放凸角110設(shè)置在凸輪100上，使得當(dāng)部分排放制動(dòng)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的吸氣沖程快要結(jié)束時(shí)部分排放動(dòng)作開始進(jìn)行。在吸氣沖程中，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的壓力相對(duì)較低。因此，當(dāng)部分排放凸角110使搖臂200逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主活塞320可使氣門橋中的液壓流體流動(dòng)并且向下推動(dòng)從動(dòng)活塞340，從而克服氣門彈簧402的偏壓和通過較低氣缸壓力施加在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400上的小的力打開發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400。部分排放凸角110可具有一個(gè)最大高度x，所述最大高度x在凸角周期的大部分中是不變的。主活塞320可這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得當(dāng)搖臂通過部分排放凸角110轉(zhuǎn)動(dòng)x距離時(shí)，主活塞可以完全地延伸到主活塞筒302中并且與主活塞筒302的端壁相接觸?？蛇x擇地，或者此外，通過包括用于停止從動(dòng)活塞的機(jī)構(gòu)，例如但是不僅限于從動(dòng)活塞筒304的外部開口上的肩部或者設(shè)置在從動(dòng)活塞壁上的類似特征，當(dāng)搖臂200到達(dá)它離開部分排放凸角的最大距離之后，阻止從動(dòng)活塞340進(jìn)一步地延伸到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中。
在部分排放動(dòng)作中沒有大量的液壓流體從排放孔308中流出，因?yàn)闅忾T橋300在整個(gè)過程中保持抵靠在制動(dòng)負(fù)載螺桿510上。通過從動(dòng)活塞340所獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400的小開口可以產(chǎn)生排放型發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓縮沖程中作用在從動(dòng)活塞340上的制動(dòng)載荷可以通過從動(dòng)活塞筒304中的液壓流體壓力轉(zhuǎn)移到制動(dòng)負(fù)載螺桿510上，由于第二止回閥350，所述壓力不同于主活塞筒302中的壓力。因此，制動(dòng)載荷不需要通過氣門結(jié)構(gòu)向后轉(zhuǎn)移給主活塞320、搖臂200或者凸輪100。凸輪100在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的過程中連續(xù)旋轉(zhuǎn)通過部分排放動(dòng)作，直到主排出凸角120與凸輪輥210接觸使得搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)超出部分排放凸角110產(chǎn)生的位移。搖臂200抵靠主活塞320的向下位移不再被液壓地轉(zhuǎn)移到從動(dòng)活塞340，因?yàn)橐粗骰钊c主活塞筒302端壁接觸，要么從動(dòng)活塞340被用于阻止從動(dòng)活塞的機(jī)構(gòu)阻止。因此，搖臂200由于主排出凸角120的向下位移可以從主活塞320機(jī)械地傳遞至氣門橋300，所述氣門橋又可以向下平移并且打開用于主排放動(dòng)作的第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門410。
當(dāng)?shù)诙l(fā)動(dòng)機(jī)氣門410開始打開用于主排放動(dòng)作時(shí)，第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400已經(jīng)打開。當(dāng)氣門橋300向下移動(dòng)以進(jìn)行主排放動(dòng)作時(shí)，氣門橋可從制動(dòng)負(fù)載螺桿510上離開并且打開排放孔308。然后，從動(dòng)活塞筒304中的加壓液壓流體從排放孔308中排出并且相對(duì)于氣門橋300的向下運(yùn)動(dòng)允許從動(dòng)活塞340向上移動(dòng)，直到從動(dòng)活塞340再次抵靠在從動(dòng)活塞筒304的端壁上。然后主排放動(dòng)作可通過機(jī)械地作用在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400和410的每一個(gè)上的氣門橋300來完成。
在主排出凸角120到達(dá)它的最大高度之后，搖臂200順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到凸輪輥210與凸輪的內(nèi)基圓部相接觸。當(dāng)搖臂在主排放動(dòng)作的后面部分的過程中向回轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣門可抵靠它們的氣門座關(guān)閉并且氣門橋300停止。然后液體流體迫使主活塞320再次向上移動(dòng)從而再次填充主活塞筒302，因此部分排放制動(dòng)和主排氣氣門致動(dòng)的循環(huán)如上所述重復(fù)進(jìn)行。
圖1所示系統(tǒng)提供的用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的凸輪輪廓以及第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400的氣門升程在圖3中示出。在主排放動(dòng)作的端部614和部分排放動(dòng)作的起點(diǎn)612之間凸輪可在內(nèi)基圓上并且氣門為零升程。該周期與主吸氣動(dòng)作700的發(fā)生相一致。凸輪可從它的內(nèi)基圓上升到一個(gè)相對(duì)恒定的高度x，以便進(jìn)行部分排放動(dòng)作602。在部分排放動(dòng)作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)氣門400可以根據(jù)凸輪上的部分排放凸角的相對(duì)較小的高度x被僅稍微提升打開。在部分排放動(dòng)作結(jié)束時(shí)，凸輪輪廓和氣門升程基本上增大，以進(jìn)行主排放動(dòng)作600。優(yōu)選地，從動(dòng)活塞在主排放動(dòng)作的第一個(gè)半周期時(shí)可設(shè)置在點(diǎn)604上。
盡管結(jié)合上述的具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言可以理解的是可進(jìn)行許多變化、修改和變形。例如，主活塞和從動(dòng)活塞、凸輪和凸輪凸角、搖臂、氣門橋以及控制閥的形狀、尺寸以及一定程度上的結(jié)構(gòu)可以變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。此外，可以理解的是凸輪通過直接接觸或者通過任何數(shù)量的中間氣門機(jī)構(gòu)可操作地連接至搖臂，中間氣門機(jī)構(gòu)包括但不限于推動(dòng)管、推桿或者液壓系統(tǒng)。更進(jìn)一步地，在前述實(shí)施例中彈簧的使用應(yīng)該被認(rèn)為是示例地示出了任何機(jī)構(gòu)的使用，所述任何機(jī)構(gòu)使兩個(gè)部件朝著彼此或者離開彼此地偏壓。因此，在這所描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例僅用于示例的并且不限于如此，只要所作的變形落入本發(fā)明附屬的權(quán)利要求以及它們的等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于提供部分排放制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門致動(dòng)的系統(tǒng)，包括具有主排出凸角和部分排放凸角的凸輪；可操作地連接至凸輪的搖臂，所述搖臂包括內(nèi)部搖臂通道；氣門橋，所述氣門橋具有靠近搖臂設(shè)置的中心部，以及具有分別可操作地連接至第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的第一和第二端部；設(shè)置在氣門橋的第一端部的從動(dòng)活塞；以及設(shè)置在氣門橋的中心部的主活塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于朝著氣門橋偏壓搖臂的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于偏壓搖臂的裝置包括彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在主活塞和從動(dòng)活塞之間延伸的氣門橋通道，所述氣門橋通道與搖臂通道液壓連通；以及設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間的第一止回閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間的第二止回閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在氣門橋的第一端部中的從動(dòng)活塞筒，所述從動(dòng)活塞設(shè)置在所述從動(dòng)活塞筒中；由從動(dòng)活塞筒延伸到氣門橋外表面的排放孔；以及設(shè)置在排放孔附近的制動(dòng)負(fù)載螺桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在主排出凸角和部分排放凸角之間的凸輪內(nèi)基圓部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在搖臂和氣門橋之間的象形腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在氣門橋中心部的主活塞筒，所述主活塞筒具有一端壁；所述主活塞可滑動(dòng)地設(shè)置在主活塞筒中；并且主活塞具有可選擇的尺寸大小以便當(dāng)搖臂被主排出凸角致動(dòng)時(shí)與主活塞端壁接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于阻止從動(dòng)活塞由從動(dòng)活塞筒延伸出來超出預(yù)定距離的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在主活塞和從動(dòng)活塞之間延伸的氣門橋通道，所述氣門橋通道與搖臂通道液壓連通；以及設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間的氣門橋通道中的第一止回閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間的氣門橋通道中的第二止回閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在氣門橋的第一端部的從動(dòng)活塞筒；由從動(dòng)活塞筒延伸到氣門橋的外表面的排放孔；以及用于可選擇地阻塞排放孔的制動(dòng)負(fù)載螺桿。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在主排出凸角和部分排放凸角之間的凸輪內(nèi)基圓部。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在搖臂和氣門橋之間的象形腳。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在氣門橋的中心部中的主活塞筒，所述主活塞筒具有一端壁；主活塞可滑動(dòng)地設(shè)置在主活塞筒中；以及主活塞具有可選擇的尺寸以便當(dāng)搖臂被主排出凸角致動(dòng)時(shí)與主活塞端壁接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在氣門橋的第一端部的從動(dòng)活塞筒；從動(dòng)活塞可滑動(dòng)地設(shè)置在從動(dòng)活塞筒中；以及所述系統(tǒng)還包括用于阻止從動(dòng)活塞由從動(dòng)活塞筒延伸出來超出預(yù)定距離的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將液壓流體供給到所述搖臂通道的機(jī)構(gòu)。
19.一種用于在內(nèi)燃機(jī)中提供部分排放制動(dòng)操作的系統(tǒng)，包括包括部分排放制動(dòng)凸角的凸輪；可操作地連接至凸輪的氣門橋，所述氣門橋具有分別可操作地連接至第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的第一和第二端部；可滑動(dòng)地設(shè)置在包括在氣門橋的第一端部中的從動(dòng)活塞筒中的從動(dòng)活塞；設(shè)置在氣門橋的中心部的主活塞；由從動(dòng)活塞筒延伸到氣門橋外表面的排放孔；用于可選擇地阻塞排放孔的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括可操作地將凸輪連接至氣門橋的搖臂。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在從動(dòng)活塞和主活塞之間延伸的氣門橋通道中的至少一個(gè)止回閥。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于可選擇地阻塞排放孔的裝置包括制動(dòng)負(fù)載螺桿，所述制動(dòng)負(fù)載螺桿鄰近排放孔附近的氣門橋外表面安裝。
23.一種用于失效運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門致動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門橋，所述氣門橋包括設(shè)置在主活塞筒中居中設(shè)置的主活塞；設(shè)置在從動(dòng)活塞筒中的從動(dòng)活塞；在主活塞筒和從動(dòng)活塞筒之間延伸的氣門橋通道；以及由從動(dòng)活塞筒延伸至氣門橋外表面的排放孔。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的氣門橋，其特征在于，還包括設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間的至少一個(gè)止回閥。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的氣門橋，其特征在于，還包括結(jié)合在主活塞中的第一止回閥、以及設(shè)置在氣門橋通道中的第二止回閥。
26.一種通過內(nèi)燃機(jī)提供部分循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)排放制動(dòng)的方法，包括下述步驟響應(yīng)施加在排氣門上的液壓在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程中打開排氣門；在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮和膨脹沖程的至少大部分過程中，以大致恒定的升程保持排氣門打開；在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或者多個(gè)膨脹和排氣沖程過程中，釋放施加到排氣門上的液壓；在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣沖程中采用非液壓裝置增大排氣門的升程；以及在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣沖程過程中關(guān)閉所述一個(gè)氣門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提供部分排放制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門致動(dòng)的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的實(shí)施例中，凸輪可具有主排出凸角、部分排放凸角和在兩個(gè)凸角之間的內(nèi)基圓部。具有內(nèi)部搖臂通道的搖臂可操作地連接至凸輪。搖臂在中心部上與氣門橋相接觸。氣門橋分別在其第一端部和第二端部可操作地連接至第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣門。從動(dòng)活塞設(shè)置在氣門橋的第一端部，主活塞設(shè)置在氣門橋的中心部。液壓回路可設(shè)置在主活塞和從動(dòng)活塞之間，排放孔設(shè)置在所述從動(dòng)活塞上方。主活塞和從動(dòng)活塞可選擇地致動(dòng)并且排放孔可選擇地阻塞和打開從而提供部分排放制動(dòng)，因此氣門致動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過搖臂從凸輪傳遞給氣門橋。
文檔編號(hào)F02D9/06GK1991136SQ200610077440
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者楊周, 羅布·賈納克, 尼爾·富克斯 申請(qǐng)人:雅各布斯車輛系統(tǒng)公司