CN102345517A - 用于发动机制动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的多缸内燃机的发动机制动的方法和装置，该装置具有用于执行根据本发明的方法的器件。该内燃机优选地根据柴油机原理工作且具有至少一个带有废气涡轮机和增压空气压缩机的废气涡轮增压器，以及将废气流从发动机的排气阀输送给至少一个废气涡轮增压器的排气歧管，且带有设置在排气阀与至少一个废气涡轮增压器之间的节流装置，其节流废气流且因此为了发动机制动在节流装置上游产生在废气中的压力增加。此外优选地实现排气背压以及增压空气压力的测量。基于排气背压和增压空气压力的测量可确定节流装置的位置以获得预定的制动功率。通过按照节流装置的之前确定的位置调整节流装置来实现排气背压以及增压空气压力的调节。

Description

用于发动机制动的方法
技术领域
本发明涉及一种用于优选地根据柴油机原理工作的发动机的发动机制动的方法和装置，该发动机具有至少一个由废气流作用的、带有布置在共同的轴上或者经由该轴连接的废气涡轮机和增压空气压缩机的单级或多级的废气涡轮增压器，该发动机带有至少一个将废气流从发动机的排气阀导引至废气涡轮增压器的排气歧管，且带有布置在排气阀与废气涡轮增压器之间的节流装置，其为了发动机制动被这样操纵，即，废气流被节流且因此在节流装置上游产生在废气中的压力上升。在此，“上游”理解为当废气经由其排气阀离开发动机且在节流装置或者废气涡轮增压器的方向上流动时反向于废气的流向的废气的流向。
背景技术
此处例如文件EP 0736672 B1的与由此被保护的用于发动机制动的方法相联系的对象被称为发动机制动装置。在该方法中，发动机制动这样实行，即，废气流动被节流且因此在节流装置上游产生废气中的压力上升，废气在排气阀的中间开启(Zwischenoeffnen)之后回流到燃烧室中且在接着的压缩冲程期间在排气阀继续保持部分打开的情况下用于发动机制动。在此，在发动机制动时在控制技术上接合到排气阀的中间开启中，排气阀在处于节流位置中的节流装置中通过在废气中引起的压力上升被促动，在其中在中间开启之后倾向于闭合的排气阀强制地通过远离凸轮轴地安装到排气阀操纵机构中的控制装置被阻止截住在闭合处且然后保持部分地打开最迟直至经凸轮控制的排气阀打开。
对于该发动机制动方法，在发动机制动操作期间布置在排气系(Abgasstrang)中的节流阀处在节流位置中，在该节流位置中所属的排气系未完全关闭，使得节流阀通过在边缘侧保持打开的狭窄的间隙可被积聚的废气的一部分经过。该废气滑流(Schlupf)是必须的，以便防止废气流的阻塞和内燃机或者发动机的过热。
虽然该已知的发动机制动方法产生突出的制动功率，但是对于有些应用情况而言在发动机制动操作期间产生对制动功率增加的期望，以便可对在车辆中存在的另外的制动系统例如缓行器(Retarder)和行车制动器(Betriebsbremse)更强地卸载或更小地定义尺寸。
由此，本发明的目的在于，设置有一种用于发动机制动的方法和装置，其利用更低的零件消耗和成本消耗以及改进的调节产生提高的发动机制动功率。
为了实现该目的，提出了在权利要求1和9中所说明的特征组合。本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求得出。
发明内容
根据本发明的标准，设置有一种用于车辆的多缸内燃机或多缸发动机的发动机制动的方法，该内燃机或者发动机优选地根据柴油机原理工作且具有至少一个带有废气涡轮机和增压空气压缩机的单级或多级的废气涡轮增压器。在存在多个废气涡轮增压器的情况下，优选地设置有至少一个高压级和至少一个低压级。
此外，该内燃机或者发动机具有至少一个将废气流从发动机的排气阀输送给废气涡轮增压器的排气歧管，和设置在排气阀与废气涡轮增压器之间的节流装置，其节流废气流且因此为了发动机制动在节流装置上游产生在废气中的压力上升。
此外，按照该方法实现排气背压以及增压空气压力的测量。基于排气背压和增压空气压力的测量可确定节流装置的位置以获得预定的制动功率。随后，通过按照节流装置的之前确定的位置调整节流装置来实现排气背压以及增压空气压力的调节。
相对于仅基于排气背压作为调节量的调节，这使得在发动机的整个转速范围中获得较高的排气背压成为可能。由废气涡轮增压器所产生的增压空气压力对排气背压有重要影响。因此，将增压空气压力包含到排气背压的调节中使得排气背压的更快的上升以及改进的发动机制动功率成为可能。
为了在相应的发动机转速下获得最大的制动功率，根据本发明的另一方面首先调节最大的增压空气压力且在达到对于该发动机转速最大的增压空气压力之后实现最大的排气背压的调节。因此与传统的调节相比，根据发动机转速可开启节流装置的更大的通道横截面。
节流装置的至少一个位置对应于确定的排气背压。优选地，从实际的增压空气压力与在实际的排气背压下的额定增压空气压力的比较通过调节装置实现节流装置的正确位置的识别或调节。调节装置例如可以是发动机控制器或车辆控制器。
参考图2，因此得出在发动机制动操作中的较好的响应特性。如果节流装置的通道面积的例如90％被关闭，则排气背压为最大可达到的值的大约65％。如果发动机制动功率此时被降为零，则节流装置必须被打开。然而如果节流装置被进一步打开，则由于由增加的气体流量决定的较高的增压空气压力首先引起排气背压的上升。排气背压即在可能引起下降之前才增加，这导致发动机制动的较坏的响应特性。然而，在用于节流废气流的装置的通道面积的仅30％闭合的情况下，大约65％的排气背压同样适合。因此，按照本发明的方法，实现节流装置的正确位置的识别，由此实现在发动机制动操作中的改进的响应特性且发动机通过更高的质量流量而热卸载。
根据本发明的另一方面，对于相应的发动机转速，增压空气压力、排气背压与制动功率之间的关系借助于特性曲线存储在发动机控制器或车辆控制器中。
一旦实际的排气背压小于所期望的排气背压且一旦增压空气压力对应于预定的值，节流装置的位置可进一步闭合。参考图2，预定的值例如可由此给出，即，按百分比的增压空气压力大于或等于按百分比的排气背压。
一旦实际的排气背压小于所期望的排气背压且一旦增压空气压力小于预定的值，节流装置的位置可进一步打开。
在调节过程期间为了监控而检查，通道面的打开是否实际产生增压压力提高/排气背压提高。当进一步的打开引起增压压力下降时，节流装置被再次轻微关闭。
根据本发明的另一方面，除了通过节流装置或者用于节流废气流的装置的调节之外，排气背压以及增压空气压力的调节通过用于增压压力调节的装置来实现，在其中包含有至少一个绕过废气涡轮机的废气门。
此外，本发明涉及一种用于车辆的多缸内燃机或者多缸发动机的发动机制动的装置，该内燃机或者发动机优选地根据柴油机原理工作且具有至少一个带有废气涡轮机和增压空气压缩机的单级或多级的废气涡轮增压器，以及至少一个将废气流从发动机的排气阀输送给废气涡轮增压器的排气歧管，且带有设置在排气阀与废气涡轮增压器之间的节流装置，其节流废气流且因此为了发动机制动在节流装置上游产生在废气中的压力上升。
此外，用于发动机制动的装置具有用于测量排气背压以及增压空气压力的器件且设置有控制装置，其适合于基于排气背压和增压空气压力的测量来确定节流装置的位置以获得预定的制动功率。此外，该控制装置适和于紧接着通过按照节流装置的之前确定的位置调整节流装置来执行排气背压以及增压空气压力的调节。
根据本发明的另一方面，除了通过节流装置或者用于节流废气流的装置的调节之外，排气背压以及增压空气压力的调节通过用于增压压力调节的装置实现。
根据本发明的另一方面，用于增压压力调节的装置通过至少一个绕过废气涡轮机的废气门形成。
按照本发明的另一思想，对于用于发动机制动的根据本发明的装置或者根据本发明的方法附加地或替代地设置有另一方法或者用于执行用于优选地根据柴油机原理工作的发动机的发动机制动的方法的另一装置，各气缸具有至少一个联接到排出系统处的排气阀，在该排出系统中安装有节流装置，其为了发动机制动被这样操纵，即，废气流动被节流且因此在节流装置上游产生在废气中的压力上升，其在排气阀的中间开启之后回流到燃烧室中且在紧接着的压缩冲程期间在排气阀继续保持部分开启的情况下用于增加的发动机制动功率，其中，在发动机制动时在控制技术上被接合到排气阀的中间开启中，排气阀在处于节流位置中的节流装置中通过在废气中引起的压力上升被促动，在其中在中间开启之后倾向于闭合的排气阀强制地通过被远离凸轮轴地安装到排气阀操纵机构中的控制装置被阻止截住在闭合处且然后保持部分打开最迟直至经凸轮控制的排气阀打开，其中，发动机此外具有至少一个带有废气涡轮机和增压空气压缩机的单级或多级的废气涡轮增压器，以及至少一个将废气流从发动机的排气阀导引至废气涡轮增压器的排气歧管，且带有设置在排气阀与至少一个废气涡轮增压器之间的节流装置，其节流废气流且因此为了发动机制动在节流装置上游产生在废气中的压力上升，执行排气背压以及增压空气压力的测量，其中，基于排气背压以及增压空气压力的测量确定节流装置的位置以获得预定的制动功率，且通过按照节流装置的之前确定的位置调整节流装置来执行排气背压以及增压空气压力的调节。
根据本发明的另一方面，在膨胀冲程结束时，当排气阀的凸轮轴侧的控制再次起作用时，早先作为液压锁止的缓冲器起作用的控制装置的保持功能被取消，且然后排气阀打开直至其满升程、其在排气冲程期间的保持和再次闭合通过所属的标准的排气阀控制凸轮经由带有那么在其中还仅作为机械缓冲器起作用的控制装置的排气阀操纵机构来控制。
根据本发明的另一方面，安装在支承在气缸盖侧的摇臂中的控制装置起作用，且具有在摇臂的孔中低泄露地在轴向上可在两个通过挡块机械地限制的端部位置之间移动的、在前面作用于排气阀杆的后端面且在背面通过压力弹簧以及液压作用的控制活塞和被拧入到相同的摇臂孔的螺纹截段中的控制衬套，在其向前朝向控制活塞打开的压力腔中安装有作用控制活塞的压力弹簧以及仅允许将压力介质从压力介质输送通道中引入的、带有压力弹簧加载的闭合装置的止回阀。压力介质输送通道经由摇臂内部的供应通道供给以压力介质，其中，从压力腔起通过控制衬套至其上端通有卸载通道，其流出开口在制动过程期间在控制装置的截止阶段和保持阶段中为了压力介质压力在压力腔中的建立和保持以及控制活塞的与此伴随的移出和保持在移出的排气阀截止位置中，通过气缸盖固定地布置的挡块保持关闭。
根据本发明的另一方面，在制动过程期间在排气阀由排气背压决定的中间开启的情况下控制活塞由于作用在压力腔中的力(跟随排气阀杆)被推出到其移出的端部位置中且与此伴随地按照容积增大的压力腔被填充以压力介质，因此控制活塞紧接着液压闭锁在排气阀截止位置中且在其中在闭合方向上运动的排气阀利用其端面截止且相应地保持打开。
根据本发明的另一方面，在保持阶段结束时以如下方式实现控制活塞从其排气阀截止位置返回到其移入的原始位置中，即，在凸轮轴侧利用标准的排气凸轮直接地或间接地经由实现摇臂的操纵的挺杆通过摇臂从气缸盖侧的挡块的摆离在控制衬套的上端处开启控制衬套内部的卸载通道的流出开口，因此处于压力腔中的压力介质被压力卸载且由此时能够往回的、不再以摇臂封闭的控制活塞被容积卸载，直至其占据其完全移入的原始位置。
根据本发明的另一方面，在带有下置凸轮轴的内燃机中的应用中，从该凸轮轴起排气阀的操纵经由挺杆和跟随的摇臂实现，在摇臂的力引入装置与挺杆之间的腔中的控制装置在布置在气缸盖中或者气缸盖处的容纳套管中起作用且具有在容纳套管中低泄露地可同轴移动的、在下面在挺杆的上端处支撑的控制套管以及在控制套管的盲孔中低泄露地可同轴移动地被安装的控制活塞，其在上面支撑在与摇臂的力引入装置铰接地相连接的推力传递件处且在下面由作用在最后的方向上的压力弹簧作用，压力弹簧被安装在盲孔的在控制活塞下方给出的部分和这样限制的液压的压力腔中，压力腔经由气缸盖内部或者气缸体内部的供应通道以及容纳套管内部的供应通道和与其相连通的控制套管内部的输送通道被供给以压力介质尤其机油，其中，安装到压力腔中的止回阀利用其弹簧加载的闭合装置阻止压力介质从压力腔回流到输送通道中。
根据本发明的另一方面，在制动过程期间在排气阀的由排气背压决定的中间开启的情况下控制活塞由于作用在压力腔中的力而被移出且在此摇臂被跟随，其中，在控制活塞移出时在协调于排气阀的上弹升程(Aufspringhub)(A-B)的升程路径(Hubweg)之后通过从控制套管侧的盲孔的露出(Austauchen)开启控制活塞内部的卸载通道的流出开口且经由该卸载通道，压力腔内部的压力介质被压力卸载，且在排气阀的紧接着的闭合运动开始时经由控制活塞的推力传递件和相应地被跟随的摇臂再次在其未移出的原始位置的方向上被移动，直至卸载通道的流出开口通过盲孔的壁再次关闭，由此压力腔被再次封锁，因此控制装置液压地封闭且排气阀保持截止在相应的部分开启位置中。
根据本发明的另一方面，当在凸轮轴侧利用实现挺杆的操纵的标准的排气凸轮和控制套管的与此伴随的升程的情况下，在控制套管的协调于排气阀的最大开启升程的确定的升程之后，通过其从容纳套管的容纳孔中的露出而开启从压力腔横向向下倾斜的卸载孔的流出横截面时，实现取消控制活塞在控制套管中的液压闭锁和然后其从排气阀截止位置返回到其未移出的原始位置中，因此处于压力腔中的压力介质被压力卸载且由此时能够往回的(nachrueckfaehig)控制活塞被容积卸载，直至控制活塞占据其完全移入的原始位置，原始位置在推力传递件安放在控制套管的端面处的情况下被给出。
根据本发明的另一方面，排气阀在由排气背压引起的中间开启之后被保持在截止位置中，截止位置至闭合位置的间距为整个经凸轮轴控制的排气阀开启升程的大约1/5至1/20。
根据本发明的另一方面，控制装置也被用作液压的阀隙补偿装置，其中，在阀操纵机构中出现的间隙通过随着控制活塞在待作用的装置的方向上对应的跟随对应地补注压力介质到压力腔中来补偿。
此外当然，为了获得另外的优点和实施例，本发明的公开的特征可任意地彼此组合。
附图说明
从本发明的实施形式的下面的描述参考附图得出本发明的另外的特征和优点。所描述的实施例或者实施形式应理解为纯粹示例性的而绝不是限制性的。
其中：
图1显示了根据本发明的用于发动机制动的方法的示例的流程图；
图2显示了增压空气压力和排气背压相对于节流装置的位置的曲线的图表；
图3显示了与现有技术相比，对于在根据本发明的用于发动机制动的装置的预定的转速范围中的最大制动功率，自由的通道横截面的图表；
图4A显示了与现有技术相比，在根据本发明的用于发动机制动的装置的预定的转速范围中的空气流量的曲线的图表；
图4B显示了按照本发明在用于节流废气流的装置之前以及在废气涡轮增压器的涡轮机之前的排气背压的曲线的图表；
图5显示了表明在使用按照本发明的另一实施形式的制动方法的情况下排气阀在制动操作期间的升程曲线的图表；
图6显示了表明在由文件DE 39 22 884 C2已知的制动方法中排气阀的升程曲线的图表；
图7A-7D相应显示了在根据本发明的制动操作期间在操作位置中的带有根据本发明的控制装置的另一实施形式的排气阀操纵机构的剖面；且
图8显示了带有用于增压压力调节的装置的根据本发明的用于节流废气流的装置的功能图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的用于发动机制动的方法的示例的流程图。在步骤S10中首先实现排气背压和增压空气压力的测量。废气以及增压空气的静态和/或动态的压力的测量例如借助已知的压力传感器P实现，如其在图8中示意性地示出的那样。用于采集或者测量增压空气压力的压力传感器P例如布置在增压压力压缩机105与发动机M或者气缸101之间。
用于采集或者测量排气背压的压力传感器P可布置在发动机M或发动机M的排气阀102与废气涡轮机106之间。在该情况中，压力传感器P可布置在发动机M或发动机M的排气阀102与节流装置或用于节流的装置4之间。替代地或附加地，在节流装置4与废气涡轮机106之间的压力传感器P可布置在至用于增压压力调节的装置107的旁通管之前。替代地或附加地，该压力传感器或者另一压力传感器P可布置在废气涡轮机下游即其之后且在废气后处理之前。
在步骤S20中确定，测得的亦即实际的排气背压是否小于所期望的排气背压且测得的亦即实际的增压空气压力是否对应于预定的值。在肯定的确定的情况下，在步骤S30中实现节流装置4(参见图8)到用于更高地节流废气流的预定的位置中或者到其上的闭合。在此，节流装置4的阀门被这样移动，即，由废气流经的横截面减小。
在否定的确定的情况下，在步骤S40中确定，测得亦即实际的排气背压是否小于所期望的排气背压且测得亦即实际的增压空气压力是否小于预定的值。在肯定的确定的情况下，在步骤S50中实现节流装置4到预定的位置中或者到其上的开启，使得在步骤S30和S50中通过按照节流装置4的最佳位置的确定来调整节流装置4而实现排气背压以及增压空气压力的调节。
节流装置4的位置亦即阀门位置的确定例如由此实现，即，传感器采集或者测量节流装置4的阀门的位置且例如回馈到发动机M的或在其中安装有发动机M的车辆的中央电子控制评估和调节装置或者控制装置104处。
利用位置传感器可改进该调节，这是因为那么可立即预控制到阀门的确定的(预定的)位置上且仅还有用于精确地调整所期望的制动功率的调节是必需的。
根据本发明的另一方面，对于根据本发明的方法的前面提及的示例附加地或替代地，在图8中所显示的、带有集成的用于增压压力调节的装置107的旁通管B(其绕过废气涡轮机106)被用于调整增压压力。在此，集成到旁通管B中的用于增压压力调节的装置107，其优选地实施成废气门或者旁通阀，同样由控制装置104操控，使得绕过废气涡轮机106的部分废气流被相应地调整，以便因此再次相应地影响于废气涡轮机106的特性和与其相连接的增压空气压缩机105，以便调整所期望的增压空气压力。
图2示例地显示了在最大的制动转速亦即在制动操作中的发动机转速下增压空气压力和排气背压相对于或者取决于在图8中所显示的节流装置4或者其阀门的位置的曲线的图表。
增压空气压力或者增压压力在节流装置完全打开(节流装置的由废气流经的通道面的0％通过节流装置的阀门被关闭)的情况下在制动操作中在非常低的水平(最大增压空气压力的大约10％)上开始且然后随着节流装置的闭合上升到最大值，这里最大值在节流装置大约半开的情况下达到。在节流装置进一步闭合时，增压空气压力由于变得更少的经由废气涡轮机或者与此相连接的增压空气压缩机的驱动的气体流量而再次下降直至其在节流装置完全闭合的情况下亦即在节流装置的第二闭合位置中返回到零。排气背压开始时与增压空气压力大致平行地增加且作为增压空气压力在节流装置的略微进一步闭合的阀门位置中达到最大值，且然后在节流装置完全闭合的情况下降到大约50％的值上，这在无附加的压缩空气通过压缩机输送的情况下对应于由发动机产生的排气背压，这是因为在节流装置完全闭合的情况下废气涡轮增压器的涡轮不被作用以废气流且增压空气压缩机因此不产生增压空气压力。
对于在制动部分负荷中所确定的期望的排气背压，通常存在节流装置的两个所属的可能的位置。在此，较有利的位置总是带有较高增压压力的位置。传感器或者带有集成的传感器的调节器例如也从实际的增压压力与来自特性曲线的额定增压压力的比较中识别节流装置的正确的位置，且因此可始终对于带有较高增压空气压力的排气背压在节流装置的位置的方向上调节。调节器经常检查，节流装置的开启是否导致增压压力提高。如果超过最大值，则节流装置再次被关闭。
图3示例地显示了与现有技术相比，对于在根据本发明的用于发动机制动的装置的预先给定的转速范围中的最大制动功率，自由的通道横截面的图表。在传统的没有涡轮增压器支持的发动机制动系统中，用于发动机制动的装置例如制动阀(Bremsklappe)在发动机的转速范围的变化中仅被非常少地打开。因此，通过用于发动机制动的装置产生的排气背压仅由由发动机产生的排气背压产生。
按照根据本发明的用于发动机制动的方法，用于发动机制动的装置然而可显著地被进一步打开。在发动机转速为每分钟1200转时，排气系统的通道横截面的大约10％被打开，而在发动机转速为每分钟2400转时排气系统的通道横截面的大约40％被打开。该数据当然可根据涡轮增压器设计亦即根据废气涡轮机和增压空气压缩机的设计尺寸变化。
图4A示例地显示了与现有技术相比在根据本发明的用于发动机制动的装置的预定的转速范围中的空气流量的曲线的图表。在传统的不带有涡轮增压器支持的发动机制动系统中，空气流量仅对应于由发动机产生的空气流量。在发动机转速为每分钟1400转时其为大约70％，而在最大发动机转速为每分钟2400转时为100％。按照根据本发明的带有涡轮增压器支持的发动机制动系统，空气流量在每分钟1400转时已超过300％，而在每分钟2400转时增长到超过600％，亦即通过废气涡轮增压器支持的空气流量在总空气流量处的份额在每分钟1400转时已经为通过不带有涡轮增压器支持的发动机产生的空气流量的三倍的值。
图4B示例地显示了按照本发明在用于节流废气流的装置之前以及在废气涡轮增压器的涡轮机之前的排气背压的曲线的图表。在用于发动机制动的装置之前的排气背压在发动机转速为每分钟1400转时超过75％，而然后在发动机转速为每分钟大约2000转时增长直至100％。随后，排气背压略微降低直至每分钟2400转的最大发动机转速。在用于发动机制动的装置之后或者在废气涡轮增压器的涡轮机之前的排气背压在发动机转速为每分钟1400转时为大约25％，而直至每分钟2400转的最大发动机转速由于通过涡轮增压器支持的增加的空气流量而增长到大约65％。
在图7A-7D中，相同的或者彼此对应的零件利用相同的附图标记标出。
从属于此的4冲程活塞式内燃机中，在这些图中仅能够看见排气阀10的和所属的阀操纵机构的柄状部(Schaft)，就其对于本发明的理解而言是必须的。
原则上，该4冲程活塞式内燃机各气缸具有至少一个联接到排出系统处的排气阀。从传统的凸轮轴起，对于气体交换过程排气阀可经由相应的阀操纵机构控制。与排气阀相联系地，支承在气缸盖20中的摇臂30属于此列，其根据凸轮轴在发动机处的布置的类型可直接由凸轮轴或间接经由挺杆40操纵。在气缸盖20中以其柄状部引导的排气阀10通过未示出的闭锁弹簧在闭合方向上被持续地作用。节流装置例如节流阀被安装到排出系统中，其经由所属的控制部为了发动机制动被这样操纵，即，废气流动被节流且因此在节流装置上游产生在废气中的压力上升。在相邻的气缸的推出下产生的压力波与静止的背压叠加且由于正的压力差引起排气阀10的中间开启，参见在根据图5的图表中的阶段A1。在制动操作期间根据本发明在控制技术上接合到该不依赖于凸轮轴控制实现的排气阀中间开启中，在其中在中间开启之后在其闭锁弹簧的作用下再次倾向于闭合的排气阀10强制地通过远离凸轮轴地安装到排气阀操纵机构中的控制装置50被截住且然后借助于控制装置50在整个压缩冲程以及膨胀冲程上被保持在部分开启的截止位置中，参见根据图5的图表中的阶段A2。
控制装置50可以以不同的类型和方式实现且可安装在排气阀操纵机构的不同的位置处。图7A-7D说明了对此的示例。
在根据图7A-7D的示例中，控制装置50被有效地安装在摇臂30中，且由两个主要装置、即控制活塞60和控制衬套70组成。控制活塞60可低泄漏地在摇臂30的孔80中在轴向上在两个通过挡块90、100限制的端部位置之间移动，在前面经由弯曲的端面110作用到排气阀杆的后端面120上且在背面不仅通过压力弹簧130作用而且可液压地压力作用。
控制衬套70经由控制活塞60被拧入在摇臂30中的相同的孔80的螺纹截段中且以其前端面形成后面的挡块90，挡块90限定了控制活塞60的移入的原始位置。控制活塞60的移出的端部位置通过前面的挡块100限定，挡块100通过在控制活塞60处的环形的凹槽的后面的边缘形成，固定在摇臂30处的升程限制装置140接合到凹槽中。
控制衬套70具有向前朝向控制活塞60打开的压力腔150，作用控制活塞60的压力弹簧130以及仅允许将压力介质从压力介质输送通道160中引入的带有其压力弹簧加载的闭合装置170的止回阀安装到压力腔150中。在控制衬套内部由横向孔和由此向下倾斜地在中间通出到压力腔150中的孔组成的压力介质输送通道160经由摇臂内部的供应通道18从摇臂支承区域190起被供给以确定压力的压力介质、这里是润滑油。此外，从压力腔150起通过控制衬套70和被固定地安装在其中的插入件190引导有卸载通道200，卸载通道200的插入件侧的流出开口在制动过程期间在控制装置50的截止阶段和保持阶段(A2)中为了压力介质压力在压力腔15中的建立和保持以及控制活塞60的与此伴随的移出和保持在移出的排气阀介质位置中，通过固定地布置在气缸盖210处的挡块220保持关闭。
接下来，根据图序图7A-7B-7C-7D涉及在发动机制动期间的完整的循环。
在此，图7A显示了从吸气冲程开始在闭合位置A中的排气阀10(对此也参见在图5中的图表)。在该阶段中，控制装置50在摇臂30内充当机械的缓冲器，其中，控制活塞60从下方起通过排气阀10压到移入的位置中且控制衬套70经由其插入件190支撑在挡块220处。可能的阀隙通过控制活塞60的部分移出被消除。
图7B显示了在如下时刻中的情况，即，当排气阀10在发动机制动期间在由排气背压决定的中间开启的情况下在阶段A1中(参见图5的图表)达到其最大升程B时。在排气阀10的中间开启的情况下，排气阀10从控制活塞60升起且控制活塞60此时通过压力弹簧130跟踪地被移出到其截止位置中。因为控制活塞60从控制衬套70移开，这伴随有压力腔150的扩大和其经由压力介质输送通道160以压力介质的填充，其中，在压力腔150的完全填充之后一方面由于封锁的止回阀170且另一方面由于卸载通道200的封闭的流出开口，控制活塞160被液压地锁止在其移出的截止位置中(假设通过挡块100)。该状态从图7B中可见。此外从图7B可见，排气阀10在中间开启时相对该控制活塞升程提前有较大的升程A-B。
在从阶段A1向阶段A2的过渡中，排气阀10再次在闭合方向上移动，然后而在较短的路径B-C之后已通过液压闭锁的控制装置50被截住。图7C显示了在其余如在图7B中相同的情况中的该截止位置C，该截止位置C在整个剩余的压缩冲程和接下来的膨胀冲程上得以保持。
当在膨胀冲程结束时排气阀10的凸轮轴侧的控制部经由所属的排气凸轮再次起作用时，那么才实现控制装置50的先前液压闭锁的取消，这是因为一旦摇臂30在排气阀打开方向上被移动，带有插入件190的控制衬套70就从挡块220升起。由此，卸载通道200被开启且压力介质可从此时不再闭锁的控制装置50的压力腔150中流出，即在由排气阀10在其移入的原始位置的方向上按压的控制活塞60的作用下。
一旦控制活塞60完全推入，控制装置50再次仅充当在摇臂30处的纯粹机械的缓冲器，经由缓冲器然后在阶段A3中(参见根据图5的图表)在排气冲程期间在发动机制动时通过凸轮轴的所属的排气控制凸轮控制地实现排气阀10开启直至满排气阀升程D(图7D显示了该位置)、其保持和再次闭合。
在发动机制动时在排气冲程结束处，摇臂30利用控制装置50再次占据在图7A中显示的位置，从该位置起实现下一制动循环。
图8显示了根据本发明的用于多缸内燃机或多缸发动机M的发动机制动的装置的示例的概要图或者功能图，包括节流装置4以及另一用于增压压力调节的装置107。
在图8中示出的发动机M优选地根据柴油机原理工作且包括六个气缸101。气缸101中的每个具有至少一个排气阀102。此外，发动机M具有废气涡轮增压器，其包括增压空气压缩机105和废气涡轮机106。废气涡轮增压器可单级地或多极地构造。
增压空气压缩机105经由通道系统与发动机M的进气区域或者发动机M的气缸101相连接。增压空气压缩机105经由机械的连接、优选地经由轴被废气涡轮机106驱动。在发动机M的进气区域或气缸101与增压空气压缩机105之间存在至少一个已知结构型式的压力传感器P，其确定或者测量由增压空气压缩机105抽吸的且紧接着被压缩的空气的静态和/或动态的压力。在增压空气压缩机105之前可附加地设置有或者布置有用于将空气清除确定种类和尺寸的相应的颗粒的空气过滤器(未在图8中示出)。
在其排气侧处，发动机M具有至少一个排气歧管103，其与每个气缸101的至少一个排气阀102相连接。此外，排气歧管103与废气涡轮增压器的废气涡轮机106相连接。在发动机M或排气歧管103与废气涡轮机106之间，用于发动机制动的装置具有节流装置4或用于节流废气流的装置4。在此，节流装置4例如包括节流阀4，其可通过其在节流装置的壳体中的状态或者位置影响废气流的流通的横截面且因此影响排气背压。
例如以节流阀4的形式实施的用于节流废气流的装置4，关于其位置优选地经由调节或者控制装置SM、104来控制，其中，节流阀4彼此机械地连接。在节流装置4与发动机M或气缸101的排气阀102之间可存在至少一个已知结构型式的压力传感器P，其采集或者测量废气的静态和/或动态的压力。对此附加地或替代地，可在节流装置4下游存在至少一个另外的压力传感器P。
如开头已提及的，根据本发明的装置此外具有至少一个另外的用于增压压力调节的装置107。用于增压压力调节的装置107包括至少一个旁通管，其关于废气流绕过废气涡轮机106。此外，该至少一个旁通管具有至少一个废气门或者旁通阀。经由该至少一个旁通管，在旁通阀开启的情况下废气可在废气涡轮机106之前分叉且废气流动绕过废气涡轮机106，例如流到废气后处理系统和/或消声系统中。该至少一个废气门或者旁通阀关于其在废气或者其压力上的影响经由调节或控制装置SM、104来控制。
当不需要满的制动功率时，对经由节流装置或用于节流废气流的装置4的调节附加地或替代地，使用现存的用于增压压力调节的装置107，这是因为由此能够更快且更灵敏地调整增压压力和因此制动功率。增压空气压缩机105在发动机M的气缸101中产生预定的增压压力，其中，废气流经由每个气缸101的至少一个排气阀102经由排气歧管103输送给用于节流废气流的装置4。
在确定的发动机转速下，相对节流装置4的位置总是出现限定的增压压力。如已提及的，用于增压压力调节的装置107的旁通管或输送管布置在用于节流废气流的装置4与废气涡轮机106的出口之间的废气通道中。用于增压压力调节的装置107导引预定量的废气流经过废气涡轮机106，其中，被引导经过废气涡轮机106的废气流在废气涡轮机106之后再次通到废气通道中。
不仅用于增压压力调节的装置107而且用于节流废气流的装置4由控制装置104来操控。如果小于最大增压压力的增压压力被调节，则用于增压压力调节的装置107被打开直至出现所期望的增压压力。为了获得最大的制动功率，废气门或者旁通阀被关闭，且被调节到最大的增压空气压力。
按照本发明的另一实施形式，除了通过用于节流废气流的装置4的调节之外可通过用于增压压力调节的装置107实现排气背压以及增压空气压力的调节。用于增压压力调节的装置107优选地由废气门形成。
本发明借助示例被详细解释，而不限于具体的实施方式。

Claims (21)

1.一种用于车辆的多缸内燃机(M)的发动机制动的方法，所述内燃机优选地根据柴油机原理工作，且具有：至少一个废气涡轮增压器，其带有废气涡轮机(106)和增压空气压缩机(105)；以及排气歧管(103)，其将所述废气流从发动机(M)的排气阀(102)输送给至少一个所述废气涡轮增压器；节流装置(4)，其设置在所述排气阀(102)与所述废气涡轮增压器之间，所述节流装置(4)节流所述废气流且因此为了所述发动机制动在所述节流装置(4)上游产生在所述废气中的压力上升，排气背压以及增压空气压力的测量(S10)被执行，其特征在于，基于所述排气背压和所述增压空气压力的测量确定所述节流装置(4)的位置以获得预定的制动功率，且通过按照所述节流装置(4)的之前确定的位置调整所述节流装置(4)来执行所述排气背压以及所述增压空气压力的调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相应的发动机转速下为了获得最大的制动功率首先调节最大的增压空气压力且在达到对于该发动机转速最大的增压空气压力之后实现最大的排气背压的调节。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述节流装置(4)的至少一个位置对应于确定的排气背压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节流装置(4)的正确的位置的识别由实际的增压空气压力与在实际的排气背压下的额定增压空气压力的比较来实现。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，对于相应的发动机转速，增压空气压力、排气背压与制动功率之间的关系借助于特性曲线存储在发动机控制器或车辆控制器(104)中。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，一旦实际的排气背压小于期望的排气背压且一旦所述增压空气压力对应于预定的值(S20)，所述节流装置(4)的位置进一步闭合(S30)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，一旦实际的排气背压小于期望的排气背压且一旦所述增压空气压力小于预定的值(S40)，所述节流装置(4)的位置进一步打开(S50)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，除了通过用于节流所述废气流的所述装置(4)的调节之外，所述排气背压以及所述增压空气压力的调节通过用于增压压力调节的装置(107)实现，在所述装置(107)中包含有至少一个绕过所述废气涡轮机(106)的废气门。
9.一种用于车辆的多缸内燃机(M)的发动机制动的装置，所述内燃机优选地根据柴油机原理工作且具有带有废气涡轮机(106)和增压空气压缩机(105)的废气涡轮增压器，以及将所述废气流从发动机(M)的排气阀(102)输送给所述废气涡轮增压器的排气歧管(103)，且带有设置在所述排气阀(102)与所述废气涡轮增压器之间的节流装置(4)，其节流所述废气流，且因此为了发动机制动在所述节流装置(4)上游产生在所述废气中的压力上升，以及设置有用于排气背压以及增压空气压力的测量的器件(P)，其特征在于，设置有控制装置(104)，其适合基于所述排气背压和所述增压空气压力的测量来确定所述节流装置(4)的位置以获得预定的制动功率，而所述控制装置(104)适合通过按照所述节流装置(4)的之前确定的位置调整所述节流装置(4)来执行所述排气背压以及所述增压空气压力的调节。
10.根据权利要求9所述的用于发动机制动的装置，其特征在于，除了通过用于节流所述废气流的装置(4)的调节之外，所述排气背压以及所述增压空气压力的调节通过用于增压压力调节的装置(107)实现。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述用于增压压力调节的装置(107)通过至少一个绕过所述废气涡轮机(106)的废气门形成。
12.一种用于优选地根据柴油机原理工作的发动机(M)的发动机制动的方法，所述发动机各气缸(101)具有至少一个联接到排出系统处的排气阀(10)，在所述排出系统中安装有节流装置(4)，其为了发动机制动被这样操纵，即，废气流动被节流且因此在所述节流装置(4)上游产生在所述废气中的压力上升，所述废气在所述排气阀(10)的中间开启之后回流到燃烧室中且在紧接着的压缩冲程期间在排气阀(10)继续保持部分打开的情况下用于增加的发动机制动功率，其中，在发动机制动的情况下在控制技术上被接合到所述排气阀(10)的中间开启中，所述排气阀(10)在节流装置(4)处于节流位置中的情况下通过在所述废气中引起的压力上升被促动，在其中在中间开启之后倾向于闭合的所述排气阀(10，102)强制地通过远离凸轮轴地安装到排气阀操纵机构中的控制装置(50)被阻止截止在闭合处且然后保持部分地打开最迟直至经凸轮控制的排气阀打开，其中，所述发动机此外具有：至少一个废气涡轮增压器，其带有废气涡轮机(106)和增压空气压缩机(105)；以及排气歧管(103)，其将所述废气流从所述发动机(M)的排气阀(10)输送给至少一个所述废气涡轮增压器；节流装置(4)，其设置在所述排气阀(10，102)与至少一个所述废气涡轮增压器之间，所述节流装置(4)节流所述废气流，且因此为了发动机制动在所述节流装置(4)上游产生在所述废气中的压力上升，排气背压以及增压空气压力的测量(S10)被执行，其特征在于，基于所述排气背压和所述压缩空气压力的测量确定所述节流装置(4)的位置以获得预定的制动功率，且通过按照所述节流装置(4)的之前确定的位置调整所述节流装置(4)来执行所述排气背压以及所述增压空气压力的调节。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在膨胀冲程结束时，当所述排气阀(10)的凸轮轴侧的控制再次起作用时，早先作为液压锁止的缓冲器起作用的控制装置(50)的保持功能被取消且然后所述排气阀(10)打开直至其满升程、其在排气冲程期间的保持和再次闭合通过所属的标准的排气阀控制凸轮经由带有然后在其中仅还作为机械的缓冲器起作用的控制装置(50)的排气阀操纵机构来控制。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，安装在支承在气缸盖侧的摇臂(30)中的所述控制装置(50)起作用，且具有在所述摇臂(30)的孔(80)中低泄漏地在轴向上能够在两个通过挡块(90，100)机械地限制的端部位置之间移动的、在前面作用于所述排气阀杆的后端面(120)而在背面通过压力弹簧(130)以及液压作用的控制活塞(60)和被拧入到相同的摇臂孔(80)的螺纹截段中的控制衬套(70)，在其向前朝向所述控制活塞(60)打开的压力腔(150)中安装有作用所述控制活塞(60)的压力弹簧(130)以及仅允许将压力介质从压力介质输送通道(160)中引入的带有压力弹簧作用的闭合装置(170)的止回阀，所述压力介质输送通道(16)经由摇臂内部的供应通道(180)供给以压力介质，其中，从所述压力腔(150)起通过所述控制衬套(70)至其上端通有卸载通道(200)，其流出开口在制动过程期间在所述控制装置(50)的截止阶段和保持阶段中为了在所述压力腔(150)中的压力介质压力的建立和保持以及与此伴随的所述控制活塞(60)的移出和保持在移出的排气阀截止位置(C)中，通过气缸盖固定地布置的挡块(220)保持关闭。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在制动过程期间在所述排气阀(10)的由排气背压决定的中间开启的情况下所述控制活塞(60)由于作用在所述压力腔(150)中的力跟随所述排气阀杆而被推出到其移出的端部位置中且与此伴随地容积增大的所述压力腔(150)被填充以压力介质，因此所述控制活塞(60)紧接着液压地被闭锁在排气阀截止位置(C)中且在其中在闭合方向上运动的所述排气阀(10)利用其端面(110)截止且相应地保持打开。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述保持阶段结束时以如下方式实现所述控制活塞(60)从其排气阀截止位置(C)返回到其移入的原始位置中，即，在凸轮轴侧利用标准的排气凸轮直接地或间接地经由实现所述摇臂(30)的操纵的挺杆(40)通过所述摇臂(30)从气缸盖侧的所述挡块(220)摆离，在所述控制衬套(70)的上端处开启所述控制衬套内部的卸载通道(200)的流出开口，因此处于所述压力腔(150)中的压力介质被压力卸载且由此时能够往回的、不再以所述摇臂(30)闭锁的所述控制活塞(60)进行容积卸载，直至所述控制活塞(60)占据其完全移入的原始位置。
17.根据权利要求13和14所述的方法，在带有下置凸轮轴的内燃机中的应用中，从该凸轮轴起排气阀的操纵经由挺杆和接下来的摇臂实现，其特征在于，在挺杆(40)与所述摇臂(30)的力引入装置(230)之间的腔中的所述控制装置(50)在布置在所述气缸盖(20)中或所述气缸盖(20)处的容纳套管(240)中起作用且具有在所述容纳套管(240)中能够低泄露地同轴移动的、在下面在所述挺杆(40)的上端处支撑的控制套管(270)以及在所述控制套管(270)的盲孔(280)中低泄露地能够同轴移动地被安装的控制活塞(290)，其在上面支撑在与所述摇臂(30)的力引入装置(230)铰接地相连接的推力传递件(300)处且在下面由在最后的方向上作用的压力弹簧(310)作用，所述压力弹簧(310)被安装在所述盲孔(280)的在所述控制活塞(290)下方的部分和这样限制的液压的压力腔(320)中，所述压力腔(320)经由气缸盖内部或者气缸体内部的供应通道(330)以及容纳套管内部的供应通道(340)和与其相连通的控制套管内部的输送通道(350)被供给以压力介质尤其机油，其中，安装到所述压力腔(320)中的止回阀利用其弹簧作用的闭合装置(360)阻止压力介质从所述压力腔(320)到所述输送通道(350)中的回流。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在制动过程期间在所述排气阀(10)的由排气背压决定的中间开启的情况下所述控制活塞(290)由于作用在所述压力腔(320)中的力而被移出且在此所述摇臂(30)被跟随，其中，在所述控制活塞(290)移出时在协调于所述排气阀(10)的上弹升程(A-B)的升程路径之后通过从控制套管侧的所述盲孔(280)中露出而开启控制活塞内部的卸载通道(400)的所述流出开口且经由所述卸载通道(400)压力腔内部的所述压力介质被压力卸载且在所述排气阀(10)的紧接着的闭合运动开始时经由相应地被跟随的所述摇臂(30)和所述控制活塞(290)的推力传递件(300)再次在其未移出的原始位置的方向上被移动，直至所述卸载通道(400)的流出开口通过所述盲孔(280)的壁再次被关闭，由此所述压力腔(320)再次被封锁，因此所述控制装置(50)保持液压地闭锁且所述排气阀(10)保持截止在相应的部分开启位置(C)中
19.根据权利要求17和18所述的方法，其特征在于，当在凸轮轴侧利用实现所述挺杆(40)的操纵的标准的所述排气凸轮和所述控制套管(270)的与此伴随的升程的情况下，在所述控制套管(270)的协调于所述排气阀(10)的最大开启升程(A-D)的确定的升程之后通过其从所述容纳套管(240)的容纳孔(280)中露出而开启从所述压力腔(320)横向向下倾斜的卸载孔(410)的流出横截面时，实现所述控制活塞(290)在所述控制套管(270)中的液压闭锁的取消和其然后从排气阀截止位置(C)返回到其未移出的原始位置(A)中，因此处于所述压力腔(320)中的压力介质被压力卸载且由此时能够往回的所述控制活塞(290)进行容积卸载，直至所述控制活塞(290)占据其完全移入的原始位置，所述原始位置在所述推力传递件(300)安放在所述控制套管(270)的端面(420)处的情况下被给出。
20.根据权利要求12至19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述排气阀(10)在由排气背压引起的中间开启之后被保持在截止位置(C)中，其至闭合位置的间距为整个经凸轮轴控制的排气阀开启升程(A-D)的大约1/5至1/20。
21.根据权利要求12至20中的任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(50)还被用作液压的阀隙补偿装置，其中，在所述阀操纵机构中出现的间隙通过随着所述控制活塞(60或者290)在所述待作用的装置(10或者300)的方向上对应的跟随而对应地补注压力介质到所述压力腔(150或者320)中来补偿。
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