CN101040103B - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有排气-发动机制动器的内燃机,它的每一气缸具有至少一个排气阀(4),并设有在发动机制动操作时用来限制排气阀关闭运动的限制装置。为了减小噪音发射和阻止在排气阀驱动部分内过早出现磨损,可借助于液压阻尼装置(32)跨接在发动机制动操作过程中出现在排气阀驱动部分(2)内的间隙。
Description
技术领域
本发明涉及带有排气-发动机制动器内燃机,它的每一气缸具有至少一个排气阀,并具有在发动机制动操作时用来限制排气阀关闭移动的限制装置。
背景技术
带有排气系统中的一节流装置的发动机制动器是公知的,并显示一耐用的制动器,其中,节流装置通常由一排气动压头盖构成。唯独依赖于排气动压头盖节流作用的发动机制动器当然有发动机制动效果相对小的缺点。
此外还已知各种发动机制动器,它们具有这样一装置,该装置在压缩冲程中使排气阀保持一小的张开间隙。排气阀在排气冲程之后再次打开。由此,使空气不被压缩,而通过排气阀的起作节流作用的间隙实现排气。此时能量在节流间隙上转换为热量,并部分地进入废气中,而另一部分进入内燃机的冷却水中。内燃机由此也在较长的下坡运行中不会过冷。如此系统的制动效果大约是传统排气动压制动器的两倍。该类型的发动机制动器由MACK TRUCKS INC.和JACOBS MANUFACTURING COMPANY公司制造。
MACK在1971.2.15的“汽车工业”杂志中的第49至52页上公开了该类型发动机制动器,并在SAE PAPER 710557中予以描述。这里涉及一在摇臂轴线上的阀,该阀控制摇臂轴线上两个油钻孔内的油压,以使摇臂内的一液压元件在正常运行中始终实施一小的升程,并经一再循环在凸轮基圆中滑动,其时在制动中该元件液压上变得刚性,而在该元件和凸轮基圆之间接触时排气阀保持打开。
JACOBS的发动机制动器在SAE PAPER 387A中已有描述。在此结构中,一液压元件直接压靠在排气阀上。该控制和该元件在一相当昂贵的外壳内放置在气缸头上。
该已知的作用在排气阀上的发动机制动系统的缺点在于,为了抵抗阀弹簧力而打开排气阀,受力元件必须有较大的尺寸。为了能传递这样大的力,通常要求结构上多方面的措施。
从EP 0 736 672 A2中可了解到一种上述类型发动机制动的方法,其中,排气阀在中间打开的运动过程中被锁住,并阻止其关闭。通过排气部分内的一压力提升造成中间打开的运动,该压力提升由一节流装置所造成。其中可利用以下做法,在内燃机中使排气中接通的节流装置在发动机制动时沿节流装置上游方向的排气管道内形成高频的压力脉动。节流装置工作时,在下死点范围内的废气压力在吸气冲程之后剧烈上升,致使排气阀通过相邻气缸的压力波受压。该压力脉动使排气阀快速打开和关闭,并在排气制动时造成有特征的噪音。此外,该排气阀的振动不利地影响到排气阀座的寿命。排气系统中的节流装置是发动机制动器的基本构件。
从DE 34 28 627 A1中可了解到一种带有排气-发动机制动器的用于驱动汽车的四冲程内燃机,在该内燃机中,在制动过程中通过一限制装置将排气阀的升程限制到阻止排气阀关闭的程度.通过形成的节流间隙,燃气在压缩和膨胀升程过程中被节流,从而结合一传统的发动机-排气制动器用一排气定压盖来改善发动机制动效果.其中限制装置主要由一用加压油加载的液压活塞构成,该活塞与排气阀同轴地布置,并作用于排气阀摇臂背侧上.通过限制装置施加的力此时必须大于排气阀弹簧的弹簧力,以便相应地制动排气阀并保持打开一预定的间隙.
此外,从EP 0 736 672 B1中可了解到一种发动机制动四冲程内燃机的方法,其中,一液压元件跟从排气定压盖制动器动作时提升的排气阀之后,并锁住排气阀,以在排气阀和排气阀座之间形成一间隙。此时,移出的液压元件支承在一固定的止挡上。当排气阀打开到全升程时,撤销液压的锁定。固定的止挡必须类似于阀间隙那样另外进行调整。该方法的缺点在于,内燃机必须在其阀驱动部件中有很大的变化,且需要一附加的排气盖。
从AT 002.904U1中可了解到一带有排气-发动机制动器的内燃机,其具有一在发动机制动操作时用来限制排气阀关闭运动的限制装置。该限制装置具有一在外壳内横向于排气阀运动方向在一锁定位置和一静止位置之间移动的限制部分,该限制部分在锁定位置时沿打开升程方向作用于排气阀的阀杆上。由此可以最简单方式实现高的发动机制动效果。在发动机制动操作过程中,排气阀的阀驱动部分内自然产生一间隙,在排气阀升程开始时其必须跨接,由此,诸如推杆和凸轮之类的排气阀驱动部件以相对高的速度彼此碰撞。这一方面导致形成附加的噪音,另一方面增加磨损。
DE101348901A1公开了一种内燃机,其中每一气缸具有排气阀。然而,在这种内燃机中,没有描述具有优选结构的、用来限制排气阀关闭移动的限制装置。因此,不能以具有简单、可靠结构的限制装置来起到限制作用。
发明内容
本发明的任务在于,避免上述的缺点并在上述内燃机中减小磨损和噪音形成。
本发明提供了一种带有排气-发动机制动器的内燃机,它的每一气缸具有至少一个排气阀,并设有在所述发动机制动操作时用来限制排气阀关闭移动的限制装置,借助于液压阻尼装置跨接在发动机制动操作过程中出现在阀驱动部分内的间隙,其中,所述限制装置具有在外壳内横向于所述排气阀运动方向在锁定位置和静止位置之间移动的滑块,该滑块在所述锁定位置时沿打开升程方向、较佳地经摇臂或阀桥作用于排气阀的阀杆上,并锁定所述排气阀的关闭运动。
本发明还提供了一种用来在发动机制动操作中驱动内燃机的方法,其具有排气-发动机制动器,每一气缸具有至少一个排气阀,以及限制装置,在发动机制动操作中用该限制装置来限制排气阀关闭运动,借助于液压阻尼装置跨接在发动机制动操作过程中出现在排气阀驱动部分内的间隙,其中,所述限制装置具有在外壳内横向于所述排气阀运动方向在锁定位置和静止位置之间移动的滑块,该滑块在所述锁定位置时沿打开升程方向、较佳地经摇臂或阀桥作用于排气阀的阀杆上,并锁定所述排气阀的关闭运动。
根据本发明,该任务这样来实现,即,借助于液压阻尼装置可跨接(überbrücken)在发动机制动操作过程中出现在排气阀驱动部分内的间隙。该阻尼装置此时在排气阀驱动部分内布置在限制装置和凸轮轴之间。其时可使阻尼装置布置在摇臂内或摇臂上。替代地也可使阻尼装置集成在推杆内。
布置在排气阀驱动部分内的阻尼装置跨接在发动机制动操作中出现的间隙,并阻止在凸轮的排气升程过程的开始时排气阀部分内间隔开的部件由于该间隙而互相碰撞.通过阻尼装置可使排气阀实现无冲击的打开.
在一简单的实施例中,阻尼装置具有一在气缸内导向的活塞,其中,气缸和活塞夹紧一腔室,该腔室经一流动连通、最好无止回阀地与一油腔连接。与已知的液压限制装置不同,在供油通道内不设置止回阀。在不加载状态下,活塞和气缸通过一弹簧彼此压紧,由此,形成在活塞和气缸之间的腔室用油充满。因此跨接在发动机制动操作中出现的间隙。通过由排气阀凸轮引起的打开移动,活塞在间隙锁定情况下在气缸内运动,其时,油从腔室中压出,由此,可阻尼限制在阻尼元件上的部分在排气阀驱动部分内的相对运动。阻尼装置的阻尼作用通过流动连通的横截面或通过流动连通中的节流点予以限定。
在一特别有利的实施例中,阻尼装置构造成与一阀间隙调整装置组合。以此方式可节约构件和结构空间。
在本发明范围内,限制装置具有一在外壳内横向于排气阀运动方向在一锁定位置和一静止位置之间移动的滑块,该滑块在锁定位置时沿打开升程方向、较佳地经一摇臂或一阀桥作用于排气阀的阀杆上,并锁定排气阀的关闭运动。对此替代地可使限制装置具有一可转动支承的偏心轮,该偏心轮可在一锁定位置和一静止位置之间转动,其在锁定位置时沿打开升程方向作用于排气阀的阀杆上,并锁定其关闭运动。
为了实现一特别高的制动效果,如果在排气部分内布置一排气定压盖,则是有利的。
附图说明
下面将根据附图详细地描述本发明,其中:
图1示出本发明内燃机第一实施例中带有处于不工作状态下限制装置的排气阀传动部分;
图2示出带有处于工作状态下限制装置的排气阀传动部分;
图3示出发动机制动操作时的排气阀传动部分;
图4示出本发明内燃机第二实施例中带有处于不工作状态下限制装置的排气阀传动部分;
图5示出带有处于工作状态下限制装置的排气阀传动部分;
图6示出发动机制动操作时的排气阀传动部分。
实施例中功能相同的部件具有相同的标号。
具体实施方式
在各实施例中,示出处于不同工作位置中用于一排气阀4的排气阀传动部分2的一部分,该排气阀4通过阀杆来表示.一通过未进一步示出的排气凸轮驱动的推杆6经一摇臂8作用于排气阀4的阀杆上.该摇臂8在排气阀升程之后通过一限制装置10被限制,再次进入其对应于排气阀4关闭位置的静止位置.在图1至3所示的实施例中,限制装置10具有一为摇臂8形成一止挡的滑块12,该滑块12可移动地搁置在一外壳14内.在摇臂8的朝向滑块12的上侧上有一止挡表面16.在不工作状态中,滑块12通过一第一弹簧18保持在图1所示的静止位置中.如果限制装置10工作,滑块12则在与一压力源实现流体连通的压力腔20内造成压力升高,并被第二弹簧22所支承,抵抗第一弹簧18的弹簧力而滑到图2所示的工作位置内,而且,排气阀4位于其在图2中所示的打开的位置,于是,如图3所示,阻止排气阀4关闭.排气打开升程结束之后,排气阀4还保持打开间隙s.该间隙s依据排气阀的大小约在1mm至2mm之间.通过沿排气阀4的阀轴线24方向作用的滑块12的摇臂8的直接支承阻止排气阀传动部分2内的弹性不利地作用在间隙s上并由此不利地影响发动机制动效果.
图4至6示出类似于图1至图3的工作位置,其中,限制装置10在此情形中通过一借助于一轴26而转动的偏心轮28构成。在图4中,偏心轮28处于不工作状态,而在图5和图6中,显示为处于工作状态中。
在图3和图6所示的发动机制动位置中,在推杆6的一侧上,调整到一太大的阀间隙30,该间隙可导致未示出的推杆着陆在凸轮外形上的速度太大,并由此使凸轮过早磨损。这种过大的、可由摇臂传动减小的阀间隙30根据本发明的建议可通过一阻尼装置32跨接。阻尼装置32此时具有一可在气缸34内移动的活塞36,其中,在活塞36和气缸34之间夹紧一腔室38,该空间经一流动路径40与一在摇臂轴53内通过一油管构成的油腔42连接。一弹簧44和腔室38内的发动机油压推动活塞36离开阻尼元件32的气缸34进入推杆6的支承表面46,这样,阀间隙30通过阻尼装置32进行跨接。
在下一排气阀升程中,推杆6沿摇臂8的方向压迫活塞36,由此,包含在腔室38内的油经流动路径40压入油腔42内,直到活塞36碰到气缸34上端面上的一止挡48为止。此时重要的是,在流动路径40中不布置阻止油从腔室38中流出到油腔42内的止回阀。油流出速度通过流动路径40的横截面限定,此时在流动路径40内也可设置一节流点50。从腔室38、流动路径40以及油腔42内排出的油对排气阀4的运动有一阻尼作用,由此,基本上减小了冲击载荷。
在该实施例中,阻尼元件32布置在摇臂8和推杆6之间。这样做的优点在于,它花费较少的改装费用也可装入到现有的发动机内,因为摇臂轴承要么不需要供油,要么可通过中空推杆6实现供油。就如附图中所见,阻尼元件32可构造成与一通过一阀调整螺钉构成的阀间隙调整装置52组合。阻尼元件32可连同阀间隙调整装置52一起替换传统的调整螺钉。也可采用一缩短的推杆6。
基本上,该阻尼元件32也可布置在推杆6的另一端上,例如,直接装入推杆内。对此推杆自然需要供油。
所示实施例显示了带有一个排气阀4的发动机的发动机制动器。该原理同样可应用于带有两个排气阀的内燃机。此时,限制装置10作用于一个操作该两个排气阀的阀桥。支承此时只作用于对应于一排气阀的一端。由此只需保持打开一个排气阀,而在阀桥处于小幅倾斜位置时,另一排气阀以传统方式占据其关闭位置。
为了提高发动机制动器装置的制动效果,可在排气部分内另外设置一排气定压盖。限制装置10可完全独立于凸轮轴的位置而工作。
Claims (12)
1.一种带有排气-发动机制动器的内燃机,它的每一气缸具有至少一个排气阀(4),并设有在所述发动机制动操作时用来限制排气阀关闭移动的限制装置,借助于液压阻尼装置(32)跨接在发动机制动操作过程中出现在阀驱动部分(2)内的间隙,其特征在于,所述限制装置(10)具有在外壳内横向于所述排气阀(4)运动方向在锁定位置和静止位置之间移动的滑块(12)或者具有在锁定位置和静止位置之间能转动支承的偏心轮(28),所述滑块(12)或者所述偏心轮(28)在所述锁定位置时沿打开升程方向作用于排气阀(4)的阀杆上,并锁定所述排气阀(4)的关闭运动。
2.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,所述滑块(12)或者所述偏心轮(28)在所述锁定位置时经摇臂(8)或阀桥作用于所述排气阀(4)的阀杆上。
3.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,所述阻尼装置(32)布置在阀驱动部分(2)内所述限制装置(10)和凸轮轴之间。
4.如权利要求3所述的内燃机,其特征在于,所述阻尼装置(32)布置在摇臂(8)内或摇臂(8)上。
5.如权利要求3所述的内燃机,其特征在于,所述阻尼装置(32)集成在推杆内。
6.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,所述阻尼装置(32)具有导向在气缸(34)内的活塞(36),其中,所述气缸(34)和所述活塞(36)夹紧腔室(38),该腔室经流动路径(40)与油腔(42)连接。
7.如权利要求6所述的内燃机,其特征在于,在所述流动路径(40)内布置节流点(50)。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的内燃机,其特征在于,所述阻尼装置(32)构造成与阀间隙调整装置(52)组合。
9.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,在排气部分内布置排气定压盖。
10.一种用来在发动机制动操作中驱动内燃机的方法,其具有排气-发动机制动器,每一气缸具有至少一个排气阀,以及限制装置,在发动机制动操作中用该限制装置来限制排气阀关闭运动,借助于液压阻尼装置跨接在发动机制动操作过程中出现在排气阀驱动部分内的间隙,其特征在于,所述限制装置(10)具有在外壳内横向于所述排气阀(4)运动方向在锁定位置和静止位置之间移动的滑块(12)或者具有在锁定位置和静止位置之间能转动支承的偏心轮(28),所述滑块(12)或者所述偏心轮(28)在所述锁定位置时沿打开升程方向作用于排气阀(4)的阀杆上,并锁定所述排气阀(4)的关闭运动。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述滑块(12)或者所述偏心轮(28)在所述锁定位置时经摇臂(8)或阀桥作用于所述排气阀(4)的阀杆上。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,在所述排气部分内设有排气定压盖,其在发动机制动操作中关闭,以便通过定压短时间加压排气阀,其特征在于,至少在所述排气阀的定压打开阶段中,所述限制装置独立于所述凸轮轴的位置工作。
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