CN102635418A - 用于发动机制动器的阀升重置方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机制动器的阀升重置方法和装置，在发动机的摇臂或者阀桥中设置有制动活塞和液压流道，利用摇臂与阀桥之间距离的变化来推动设置在摇臂与阀桥之间的重置阀门，在发动机排气门的阀升进入顶部(大于制动凸台生成的制动阀升)时，打开重置流道，释放液压流道中的液压，使制动活塞退回一个间隙，解除凸轮与发动机排气门之间的一部分运动传递，在每一制动周期内，将加大了的常规阀升曲线重置到常规阀升曲线，减小了制动气门在汽缸活塞上死点的升程，避免了气门与汽缸活塞的相撞。所述的阀升重置装置可集成在发动机现有排气门致动器内，结构紧凑，安装和调整方便，简化了制动装置，增加了安全和可靠性。

Description

用于发动机制动器的阀升重置方法和装置

技术领域：

本发明涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动领域，特别是一种用于发动机制动器的阀升重置方法和装置。

背景技术：

已有技术中，发动机制动技术已广为人知。将发动机暂时转换为压缩机就可以实现发动机制动。在转换过程中切断燃油，在发动机活塞压缩冲程接近结束时打开排气门，允许被压缩气体(制动时为空气)释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。

发动机制动又可以分为压缩释放型制动和泄气型制动。发动机的压缩释放型制动在发动机活塞压缩冲程接近结束时打开排气门，在压缩冲程结束后(膨胀或做功冲程初期，排气门正常开启之前)关闭排气门。发动机的泄气型制动时排气门除了正常的开启，还在部分周期内保持微量恒开(部分周期泄气制动)，或在非排气冲程的周期内(进气冲程，压缩冲程，和膨胀或做功冲程)保持微量恒开(全周期泄气制动)。部分周期泄气制动和全周期泄气制动的主要区别，在于前者在大部分的进气冲程中不打开排气门。

发动机制动装置的一个先例是由康明斯(Cummins)于1965年在美国专利号3,220,392披露的液压式发动机制动器。该技术中的发动机制动器经过液压回路将机械输入传递到要打开的排气门。液压回路上通常包括在主活塞孔内往复运动的主活塞，该往复运动来自于发动机的机械输入，比如说发动机喷油凸轮的运动或相邻排气凸轮的运动。主活塞的运动通过液压流体传递到液压回路上的副活塞，使其在副活塞孔内往复运动，副活塞直接或间接地作用在排气门上，产生发动机制动运作的气门运动。

康明斯的发动机制动装置为顶置在发动机上的附件。为了安装此类发动机制动器，在汽缸和阀盖之间要添加垫圈，因此，额外地增加发动机的高度、重量及成本。很显然，解决上述问题的方案是将制动装置的部件集成于发动机的现有部件内，如集成在发动机的摇臂内或者阀桥内，形成集成式制动器。现有技术中的发动机集成式制动器有以下形式：

1.集成式摇臂制动器

安德森(Jonsson)于1968年在美国专利第3367312号公开了一种集成式压缩释放型发动机制动系统，该制动系统集成于发动机的摇臂，内有一个柱塞，或副活塞，在摇臂靠近排气门一端的摇臂缸内被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给一个排气门(早期的每缸单阀发动机)，产生发动机制动运作。安德森还用了一个弹簧将柱塞从缸内偏置向外，与排气门保持持续的接触，使得凸轮驱动的摇臂在动力和制动时都能操作排气门。此外，通向摇臂缸的承压流体是由一控制阀来控制的，从而可以选择性地切换制动运作和正常的动力运作。

美国马克(Mack)卡车公司于1974年在专利第3786792号公开了另一种集成式摇臂制动器。该制动系统的制动活塞在靠近推杆一端的摇臂缸内被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给一个排气门(早期的每缸单阀发动机)，产生发动机制动运作。凸轮将常规凸台和制动凸台集成在一块。该制动系统的制动控制阀机构(漏斗形柱塞阀+单向球阀的组合)后来被广泛采用。

美国皆可博(JVS)公司于1974年在专利第3809033号公开了另一种集成式摇臂制动器。该制动系统的制动活塞安置在靠近阀桥一端的摇臂缸内，可以在非制动位置和制动位置之间运动。在制动位置，制动活塞被液压锁定在伸出位置，将凸轮的运动传递给阀桥，打开两个排气门(每缸双阀发动机)，产生发动机制动运作。该制动系统采用两种分开的油道，一种油道只为制动器供油，另一种乃常规的发动机润滑油道。

瑞典沃尔沃(Volvo)公司于1996年在美国专利第5564385号公开了一种用于顶置凸轮式四气门发动机的集成式摇臂制动系统。该制动系统与美国皆可博(JVS)公司于1974年在专利第3809033号公开的集成式摇臂制动器在结构和原理上非常相近。液压制动活塞安置在靠近阀桥一端的摇臂缸内，可以在非制动位置和制动位置之间运动，在发动机气阀系内部形成一间隙。承压油通过压力控制阀供给制动活塞来填补摇臂内的阀隙，形成液压链接。该发动机制动系统采用了“漏斗形柱塞阀+单向球阀”的组合机构，增加了超载卸压机构和采用单油道提供双油压的供油机构。双油压的低油压(低于发动机的润滑油压)用于发动机的润滑，双油压的高油压(等于发动机的润滑油压)用于发动机的制动。制动时，制动活塞推动阀桥，同时打开两个排气门制动。

美国马克(Mack)卡车公司于2001年在专利第6234143号公开了又一种集成式摇臂制动器。该制动系统与其1974年在专利第3786792号公开的专利技术相比，有较大变动。首先，常规凸台和制动凸台形成的集成式凸轮增加了排气再循环(EGR)凸台，有利于提高制动功率。其次，每缸单阀的发动机变成了每缸双阀，因此增加了阀桥(气门桥或横臂)。还有，制动活塞从推杆一端移到了阀桥一端的摇臂活塞孔内，位于靠近摇臂轴的排气门(内阀门)上方。制动时，制动活塞通过制动顶块或直接作用在阀桥上，打开一个排气门。不过，由于开单阀制动，阀桥处于倾斜状态，在阀桥和摇臂上会产生不对称载荷。此外，制动气门(内气门)的升程曲线大于非制动气门(外气门)或常规气门的升程曲线(开量更大，关闭更晚)。

康明斯(Cummins)发动机公司于2001年在美国专利第6253730号公开了一种带有阀升重置机构的集成式摇臂制动系统，用来解决制动时开单阀(内阀门)所造成的非对称载荷以及制动气门(内气门)的升程曲线大于非制动气门(外气门)或常规气门的升程曲线(开量更大，关闭更晚)等问题。阀升重置机构将摇臂内的制动活塞在制动阀达到最高制动阀升前复位或缩回，使制动阀在主阀门动作开始前回到阀座，阀桥回到水平位置，摇臂可以平衡地打开制动阀和非制动阀，消除任何不对称载荷。

不过，使发动机制动系统在制动气门达到最高制动阀升前重置或复位，问题很多。首先，发动机制动时制动气门的开启时间和高度非常短，可用于重置的时间就更有限。其次，重置发生在靠近发动机制动载荷最大的时候(压缩冲程上死点)，使得阀升重置机构的复位阀承受高油压或大载荷。发动机制动重置的正时(Timing)至关重要。如果重置发生太早，制动阀升损失太多(阀升降低及阀门关闭太早)，降低制动性能。如果重置发生太晚，制动气门将无法在主阀门动作开始前关闭，造成非对称载荷。测试表明，该集成式摇臂制动器在高发动机速度时无法正常工作，因为重置时间太短、重置高度太小，而在复位阀上的载荷或压力又非常高。

2.集成式阀桥制动器

集成式阀桥制动器的一个先例是由卡尔维(Calvin)于1970年在美国专利号3,520,287披露。整个阀桥套在一根中央导杆上。导杆内部有制动油道和控制阀。导杆上部作为一个制动活塞，阀桥通过其内部的活塞孔沿制动活塞滑动。该装置的缺点是制动活塞与阀桥的活塞孔之间始终有较大的相对运动。

一个改进了的阀桥制动机构由斯可乐(Sickler)于1986年在美国专利号4,572,114披露。一个专用的制动活塞安置在阀桥中央向上开的活塞孔内，使制动活塞与阀桥之间的相对运动大大减小。该阀桥制动机构用于四冲程发动机，但每个循环周期产生两次压缩释放制动。

美国皆可博公司(JVS)最近为南韩现代(Hyundai)卡车公司设计和制造的阀桥制动装置(参见美国专利申请公开号US 20050211206和US20070175441)在斯可乐(Sickler)的1986年公布于美国专利号4,572,114的阀桥制动机构的基础上增加了阀升重置机构。但是与康明斯(Cummins)发动机公司于2001年在美国专利第6253730号公开的阀升重置机构一样，阀升重置机构的重置阀在排气门致动器(康明斯为摇臂，皆可博为阀桥)内，而阀升重置机构的重置顶块或重置杆在发动机上，很难保证制动阀升的重置高度和重置时间，而且安装、运输和调试都不方便。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于发动机集成式制动器的阀升重置方法，所述的这种用于发动机集成式制动器的阀升重置方法要解决现有技术中集成式发动机制动器的阀升重置装置精度不够、安装和调试不方便的技术问题。

本发明的这种用于发动机集成式制动器的阀升重置方法，包括一个利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程，所述的摇臂或者阀桥中设置有制动活塞和液压流道，所述的制动活塞与所述的液压流道连接，所述的摇臂和阀桥之间设置有阀升重置机构，所述的阀升重置机构包括重置阀门和位于摇臂或者阀桥内的重置流道，其中，在所述的利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程中，通过向液压流道供压，将制动活塞置于伸出位置，并在摇臂和阀桥之间设置一个重置阀门，将所述的重置阀门与设置在摇臂或者阀桥内的一个重置流道连接，将所述的重置流道与所述的液压流道连接，利用摇臂与阀桥之间距离的变化来开启和关闭重置阀门，在发动机排气门的阀升进入顶部位置时，打开重置阀门，通过重置流道来释放液压流道中的液压，使制动活塞退回一个间隙，解除凸轮与发动机排气门之间的一部分运动传递，缩小发动机排气门的阀升，并在发动机排气门的阀升经过最大位置后返回的过程中，利用重置阀门的复位来保持液压流道内供压，使制动活塞置于伸出位置，恢复凸轮与发动机排气门之间的运动传递。

进一步的，在所述的凸轮上集成制动凸轮和发动机的常规凸轮，凸轮上含有加大的常规凸台和至少一个制动凸台，所述的加大的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线由底部和顶部组成，所述的底部与所述的制动凸台生成的制动阀升曲线接近同高，所述的顶部与发动机的常规凸台生成的常规阀升接近相同。

进一步的，所述的利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程中包括以下步骤：

1)所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，

2)打开一个制动控制机构，向所述的液压流道内供油，

3)重置阀门处于供油位置，重置油道关闭，制动活塞处于伸出位置，

4)凸轮从内基圆向制动凸台转动，

5)凸轮的制动凸台的运动通过摇臂、阀桥和制动活塞，传递给至少一个排气门，

6)凸轮转过加大的常规凸台的底部，继续向上往顶部运动，驱动摇臂顺时针转动和阀桥向下平动，摇臂顺时针转动和阀桥向下平动造成摇臂和阀桥之间的距离发生变化，摇臂和阀桥之间的距离变化使重置阀门从供油位置变到排油位置，打开重置油道卸油，制动活塞在排气门致动器内从伸出位置移到缩回位置，凸轮的加大的常规凸台顶部运动的一部分丢失，加大了的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线，

7)凸轮转过加大了的常规凸台的最高位置，由顶部向下往底部运动，驱动摇臂反时针转动和阀桥向上平动，所述的摇臂反时针转动和阀桥向上平动造成摇臂和阀桥之间的距离发生与所述的步骤6相反的变化，所述的摇臂和阀桥之间距离的相反变化使重置阀门从排油位置回到供油位置，重新关闭重置油道，制动活塞在排气门致动器内从缩回位置回到伸出位置，凸轮的制动凸台的运动通过排气门致动器和制动活塞，传递给所述的排气门，

8)凸轮回到步骤6)的位置，开始下一个制动循环周期，直到制动控制机构关闭，液压流道内卸油，发动机制动运作解除。

本发明还提供了一种实现上述用于发动机集成式制动器的阀升重置方法的装置，所述的这种装置包括凸轮、发动机的摇臂和阀桥，所述的摇臂或者阀桥中设置有制动活塞和液压流道，所述的制动活塞与所述的液压流道连接，其中，所述的凸轮上集成有制动凸轮和发动机的常规凸轮，凸轮上含有加大的常规凸台和至少一个制动凸台，在所述的摇臂和阀桥之间设置有一个阀升重置机构，所述的阀升重置机构包括重置阀门和设置在摇臂或者阀桥中的重置油道，所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，所述的重置阀门与摇臂和阀桥之间的距离联动。

进一步的，所述的制动活塞集成在所述的摇臂内。

或者，所述的制动活塞集成在所述的阀桥内。

进一步的，所述的重置阀门为下述机构中的一种或它们的组合：

1)滑动式柱塞阀门；

2)提升式柱塞阀门；

3)提升式球阀门；

4)提升式柱阀门；以及

5)将重置流道开启和关闭的其它机构。

进一步的，所述的凸轮上含有一个加大的常规凸台和两个制动凸台。

本发明的工作原理是：凸轮、摇臂或者阀桥组成排气门致动器。当需要发动机制动时，发动机的制动控制机构开通，向制动驱动机构提供低压机油(发动机的润滑油)。机油通过流体网路和单向阀流向制动活塞，消除制动活塞在排气门致动器(摇臂或阀桥)内的间隙。与此同时，油压将阀升重置机构的重置阀门置于供油位置，关闭重置油道。当凸轮从内基圆转向制动凸台时，制动凸台的运动通过排气门致动器和制动活塞，传递给排气门。凸轮继续转动，通过加大了的常规凸台的底部向上往顶部运动，推动摇臂顺时针转动和阀桥向下平动，造成摇臂和阀桥之间的距离发生变化，使得设置在摇臂和阀桥之间的阀升重置机构的重置阀门从供油位置变到排油位置，打开重置油道卸油，制动活塞在排气门致动器内从伸出位置移到缩回位置，凸轮的加大了的常规凸台顶部运动的一部分被失去，加大了的常规凸台生成的加大了的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线。当凸轮转过加大了的常规凸台的最高位置，由顶部向下往底部运动时，摇臂反时针转动，阀桥向上平动，造成摇臂和阀桥之间的距离发生与上述相反的变化，使得设置在摇臂和阀桥之间的阀升重置机构的重置阀门从排油位置回到供油位置，重新关闭重置油道，制动活塞在排气门致动器内从缩回位置回到伸出位置，凸轮的制动凸台的运动通过排气门致动器和制动活塞，传递给所述的排气门。

上述阀升重置过程，在一个制动周期内完成。如此的制动周期，反复循环，直到制动控制机构关闭为止。此时，制动控制机构卸油(三通电磁阀)或停止供油(二通电磁阀)；阀升重置机构在每一个发动机循环周期内卸油一次，卸去的油得不到补充，气门驱动链内部的间隙重新形成，制动凸台的运动被跳过，不会传递到排气门，发动机的制动运作被解除，回到发动机的常规运作状态

本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明将发动机制动功能、阀升重置功能和常规阀升功能集成在发动机现有的气门驱动链内部，结构紧凑，减小了发动机的重量和高度，简化了发动机制动装置，增加了发动机运作的安全和可靠性。

附图说明：

图1是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第一个实施例在发动机制动器处于“关”位置的示意图。

图2是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第一个实施例在发动机制动器处于“开”位置的示意图。

图3是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构中的制动控制机构处于“开”位置的示意图。

图4是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构中的制动控制机构处于“关”位置的示意图。

图5是本发明中的发动机排气门的常规气门运动曲线与发动机制动气门运动曲线的示意图。

图6是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第二个实施例在发动机制动器处于“关”位置的示意图。

图7是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第二个实施例在发动机制动器处于“开”位置的示意图。

图8是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第三个实施例在发动机制动器处于“关”位置的示意图。

图9是本发明中的用于发动机制动器的阀升重置机构的第三个实施例在发动机制动器处于“开”位置的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

图1和图2是本发明的第一个实施例在发动机制动器分别处于“关”和“开”位置的示意图。图1和图2中包括了四个主要部分：排气门致动器200、排气门300(其中包括排气门3001和排气门3002)、发动机制动驱动机构100和阀升重置机构150。

排气门致动器200包括凸轮230、凸轮从动轮235、推杆或推管201(顶置凸轮式发动机不需要推杆或推管201)、摇臂210以及阀桥400(每缸单排气门的发动机不需要阀桥400)。通常在摇臂210的一端(靠近阀桥的一端或者靠近推杆的一端)带有阀隙调节系统。本实施例中的阀隙调节系统由阀隙调节螺钉110与推杆201相接构成，阀隙调节螺钉110由锁紧螺帽105固定在摇臂210上。凸轮230在内基圆225上有一个主要用于发动机常规运作的加大了的常规凸台220，比常规排气凸台(不带发动机制动装置)大的原因是制动凸轮与常规凸轮集成在一起，所集成的凸轮230还带有用于发动机制动的制动凸台232和制动凸台233。制动凸台232和制动凸台233的高度在2mm左右，远低于排气凸台。在发动机常规(点火)运作时，为了跳过制动凸台232和233，加大凸台220的底部必须增加与凸台大约等高的过渡部分。加大凸台220的顶部相当于常规排气凸台。凸轮230的制动凸台232用于制动时的排气再循环(EGR)，制动凸台233则用于压缩释放。摇臂210摆动式地安装在摇臂轴205上，在靠近阀桥400的一端的活塞孔内装有制动活塞160。制动活塞160与象足垫114相连。象足垫114位于阀桥400上面的中央位置。阀桥400横跨在两排气门300之上。

排气门3001和3002分别由气门弹簧3101和气门弹簧3102(气门弹簧3101和气门弹簧3102合称气门弹簧310)顶置在发动机缸体500内的阀座320上，阻止气体(发动机制动时为空气)在发动机汽缸和排气歧管600之间的流动。排气门致动器200将凸轮230的机械运动，通过阀桥400传递给排气门300，使其周期性地打开和关闭。

制动驱动机构100包括制动活塞160，滑动式地安置在摇臂210的活塞孔190内，可以在伸出位置和缩回位置(被重置卸油时的位置)之间运动。位于摇臂210与制动活塞160之间的预紧弹簧198将制动活塞160偏置在阀桥400的中心上表面。制动活塞160的缩回位置和伸出位置在排气门致动器200内部形成一间隙234，使凸轮230底部(包括制动凸台232和制动凸台233)的运动在发动机的常规运作时被跳过或丢失，不会传递给排气门300。制动驱动机构100还包括向制动活塞160供油的单向阀机构。单向阀机构包括阀球172，弹簧156和弹簧座157。

阀升重置机构150的重置阀门位于摇臂210和阀桥400之间，包括位于摇臂210内的重置活塞170和重置油道219。重置油道219的过流面积远小于进油的过流面积。重置活塞170可以在排油位置和供油位置之间运动。在排油位置，重置阀门处于打开的位置；在供油位置，重置阀门处于关闭的位置。在发动机常规运作时，弹簧166将重置活塞170偏置向上，重置阀门处于打开的排油位置。弹簧166的一端在阀桥400上，另一端在固定于重置活塞170的弹簧座167上。弹簧166的预紧力很小，其大小能保持重置活塞170在摇臂210内不产生飞脱或冲击。

如图3所示，当需要发动机制动时，制动控制机构打开，电磁阀51通过制动流体网路向制动驱动机构100供油。油压克服弹簧156的作用力，打开单向阀172。机油进入活塞孔190内，充满制动活塞160和摇臂210之间的间隙234。与此同时，如图1和图2所示，油压克服弹簧166的作用力，将重置活塞170从排油位置往下推到供油位置，关闭重置油道219，机油在制动活塞160与摇臂210之间形成液压链接。当凸轮230从内基圆225转向制动凸台232和233时，制动凸台的运动通过排气门致动器200(摇臂210和阀桥400)和制动活塞160，传递给排气门300。凸轮230继续转动，通过加大了的常规凸台220的底部向上往顶部运动，推动摇臂210顺时针转动和阀桥400向下平动，造成摇臂和阀桥之间的距离发生变化(象足垫114与阀桥400的接触点除外)。位于摇臂210内的重置活塞170与阀桥400之间的距离(重置距离)131变小。如图5所示，当加大了的常规凸台220的运动使得阀桥400和排气门300向下往最低位置移动时(即阀升变大进入其顶部时，比如在图5中的220r点)，阀桥400作用于重置活塞170(重置距离131变为零)，将其在摇臂210内向上推，从供油位置变到排油位置，重置阀门打开，重置油道219卸油。制动活塞160在排气门致动器200的摇臂210内从伸出位置移到缩回位置，凸轮230的加大了的常规凸台220顶部运动的一部分被丢失，加大了的常规凸台220生成的加大了的常规阀升曲线220e被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线220m。

当凸轮230转过加大了的常规凸台220的最高位置，由顶部向下往底部运动时，摇臂210反时针旋转，阀桥400平移回升，重置距离131变大。重置活塞170受油压作用在摇臂210内相对下移，从排油位置回到供油位置，重置阀门重新关闭重置油道。制动活塞160在摇臂210内从缩回位置回到伸出位置，重新形成制动活塞160与摇臂210之间的液压链接，将制动凸台232和制动凸台233的运动传递给排气门300。

上述阀升重置过程，在一个制动周期内完成。如此的制动周期，反复循环，直到制动控制机构50关闭为止。如图4所示，制动控制机构50关闭时，制动控制机构50卸油(三通电磁阀51)或停止供油(二通电磁阀)；阀升重置机构150在每一个发动机循环周期内卸油一次，卸去的油得不到补充，制动活塞160与摇臂210之间的液压链接被消除，气门驱动链内部的间隙234重新形成，制动凸台232和制动凸台233的运动被跳过，不会传递到排气门300，发动机的制动运作被解除，回到发动机的常规运作状态。

图3和图4是本发明的发动机制动器的制动控制机构分别处于“开”和“关”位置的示意图。由于本发明采用了阀升重置机构150，制动控制机构50中的二位三通电磁阀51可以简化为二通电磁阀。也就是说，只需要进油孔111，不需要卸油孔222。

图5是本发明的发动机制动阀升的重置装置的常规气门运动曲线与发动机制动气门运动曲线的示意图。图中的排气门升程曲线对实施例1的运作过程作进一步的说明。图中一共有三种阀升曲线：

1.用于发动机的常规(点火)运作的常规阀升曲线220m。常规阀升曲线220m的起点为225a，终点为225b，其最高升程大致为220b。

2.用于发动机的制动运作，但没有阀升重置机构时得到的加大了的阀升曲线220v(包括加大了的常规阀升曲线220e和制动阀升曲线232v和233v)。加大了的阀升曲线220v的起点为225d，终点为225c，其最高升程为220a和220b之和。阀升曲线在0～720°之间循环，0°和720°为同一点。

3.用于发动机的制动运作，并带有阀升重置机构时得到的重置阀升曲线(图中粗实线)。重置阀升曲线的起点为225d，终点为225b，其最高升程为220b。所以，重置式阀升曲线比加大了的阀升曲线220v关闭得更早，升程更低。

如图1和图2所示，在发动机常规运作时，由于排气门驱动链内部的间隙234，凸轮230的底部(包括制动凸台232和制动凸台233)被跳过，只有加大了的常规凸台220的顶部传递到气阀300，产生常规阀升曲线220m(图5)，与发动机的常规(不带发动机制动器)阀升曲线相同。加大了的常规凸台220产生的加大了的常规阀升曲线220e的底部220a和顶部220b的过渡点为220t。底部220a的高度232p与凸轮的制动凸台232和233所产生的制动阀升232v和233v相同或稍大，而其顶部220b与常规阀升曲线220m大致相同。

在发动机制动运作时，凸轮的制动凸台232和制动凸台233以及加大了的常规凸台220所产生的机械运动，都可以传递给排气门300。不过，发动机制动运作的阀升曲线取决于阀升重置机构150的有无。如果含有发动机制动重置机构150(图1和2)，那么在重置点220r(在220t和220e之间，大于制动阀升232v和233v)之前，发动机制动阀升曲线与没有重置机构时相同(图5)，之后，气门将从加大了的常规阀升曲线220e上的重置点220r降至常规阀升曲线220m上的点220s，最后在终点225b回到阀座(零终点)，比没有阀升重置机构时的终点225c大大超前。所以，阀升重置机构150在加大了的常规阀升曲线220e的顶部220b期间，将加大了的常规阀升曲线220e减小到常规阀升曲线220m。这样就减小了气门在发动机活塞在360°时的上止点位置的升程，避免气门与活塞的相撞，也增加了制动功率，降低了汽缸内部的温度。

实施例2：

图6和图7是本发明的第二个阀升重置机构实施例在发动机制动器分别处于“关”和“开”位置的示意图。本实施例与第一实施例之间的区别主要是阀升重置机构150从摇臂210内靠近制动活塞160的外端移到了制动活塞160和摇臂轴205之间的内端。此外，重置阀门从第一实施例的提升式柱塞阀变为本实施例的滑动式柱塞阀。

当需要发动机制动时，制动控制机构打开，电磁阀51通过制动流体网路向制动驱动机构100供油。油压克服弹簧166的作用力，将重置活塞170从排油位置往下推到供油位置，关闭重置油道219。此时阀桥400作用于重置活塞170，阻止其在摇臂210内进一步下移。与此同时，油压克服弹簧156的作用力，打开单向阀172。机油进入活塞孔190内，充满制动活塞160和摇臂210之间的间隙234，在制动活塞160与摇臂210之间形成液压链接。当凸轮230从内基圆225转向制动凸台232和制动凸台233时，制动凸台232和制动凸台233的运动通过排气门致动器200(摇臂210和阀桥400)和制动活塞160，传递给排气门300。凸轮230转过加大了的常规凸台220的底部，继续向上往顶部运动，推动摇臂210顺时针转动和阀桥400向下平动，造成摇臂和阀桥之间的距离发生变化(象足垫114与阀桥400的接触点除外)。位于摇臂210内的重置活塞170与阀桥400之间的距离(重置距离)131变大。当加大了的常规凸台220的运动使得阀桥400和排气门300向下往最低位置移动时(即阀升变大进入顶部时，比如在图5中的220r点)，重置活塞170随着阀桥400的下移使得在摇臂210内的重置阀门变到排油位置，打开重置油道219卸油。制动活塞160在排气门致动器200的摇臂210内从伸出位置移到缩回位置，凸轮230的加大了的常规凸台220顶部运动的一部分被失去，加大了的常规凸台220生成的加大了的常规阀升曲线220e被重置缩小到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线220m。

当凸轮230转过加大了的常规凸台220的最高位置，由顶部向下往底部运动时，摇臂210反时针旋转，阀桥400平移回升，重置距离131变小。重置活塞170受阀桥400的作用在摇臂210内相对上升，重置阀门重新关闭重置油道。制动活塞160在摇臂210内从缩回位置回到伸出位置，重新形成制动活塞160与摇臂210之间的液压链接，将制动凸台232和制动凸台233的运动传递给排气门300。

上述阀升重置过程，在一个制动周期内完成。如此的制动周期，反复循环，直到制动控制机构50关闭为止。此时，制动控制机构50卸油(三通电磁阀51)或停止供油(二通电磁阀)；阀升重置机构150在每一个发动机循环周期内卸油一次，卸去的油得不到补充，制动活塞160与摇臂210之间的液压链接被消除，气门驱动链内部的间隙234重新形成，制动凸台232和233的运动被跳过，不会传递到排气门300，发动机的制动运作被解除，回到发动机的常规运作状态。

实施例3：

图8和图9是本发明的第三个阀升重置机构实施例在发动机制动器分别处于“关”和“开”位置的示意图。这里的发动机是顶置凸轮式，因此没有推杆或推管，排气门隙的调节螺钉110装在靠阀桥400的一边。制动驱动机构100集成在阀桥400内。制动活塞160位于阀桥400中央向上开口的活塞孔190内。预紧弹簧198作用于制动活塞160和阀桥400之间，将制动活塞160偏置向上，直接顶靠在象足垫114上。单向阀172位于制动活塞160内。

阀升重置机构150的重置阀门也位于摇臂210和阀桥400之间，包括位于阀桥400内的重置活塞170和重置油道415。重置油道415的过流面积远小于进油的过流面积。重置活塞170可以在排油位置和供油位置之间运动。在排油位置(图8)，重置活塞170下移，重置油道415打开，油流从高压油道412内排出；在供油位置(图9)，重置活塞170在油压作用下上移，关闭重置油道415。

阀升重置机构150还包括由螺母1052固定在摇臂210的伸出部分2102上的调节螺钉1102。伸出部分2102也可以是紧固在摇臂210上的一个单独零件。调节螺钉1102位于重置活塞170之上，用以调节两者之间的重置距离1312。重置距离1312的设计使得当重置活塞170处于排油位置时(图8)，在整个凸轮230旋转周期内，重置活塞170都不会接触调节螺钉1102。这样就大大减少了阀升重置机构150的工作频率，增加了可靠性和耐久性。

当需要发动机制动时，制动控制机构打开，电磁阀51通过制动流体网路向制动驱动机构100(图8和9)供油。油流通过单向阀172进入活塞孔190内，制动活塞在阀桥400内处于伸出位置。同时，油压将重置活塞170从排油位置(图8)往上推到供油位置(图9)，关闭重置油道415，机油在制动活塞160与阀桥400之间形成液压链接。当凸轮230从内基圆225转向制动凸台232和233时，制动凸台的运动通过排气门致动器200(摇臂210和阀桥400)和制动活塞160，传递给排气门300。当凸轮230转过加大了的常规凸台220的底部，继续向上往顶部运动时，重置活塞170随着阀桥400往下平动，而调节螺钉1102则随摇臂210顺时针转动，两者之间的重置距离1312变小。当凸轮230的加大凸台220推动阀桥400和排气门300向下往最低位置移动时(即阀升变大进入顶部时，比如在图5中的220r点)，调节螺钉1102将重置活塞170向下推，重置阀门从供油位置变到排油位置，打开重置油道415卸油，制动活塞160在排气门致动器200的阀桥400内从伸出位置移到缩回位置，凸轮230的加大了的常规凸台220顶部运动的一部分被失去，加大了的常规凸台220生成的加大了的常规阀升曲线220e被重置缩小到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线220m。

一旦凸轮230转过加大凸台220的最高位置，由顶部向下往底部运动时，摇臂210反时针旋转，调节螺钉1102随之上移，阀桥400也平移回升，重置距离1312变大。阀桥400内的重置活塞170在油压作用下上升，从排油位置回到供油位置，重新关闭重置油道。制动活塞160在阀桥400内从缩回位置移回伸出位置，重新形成制动活塞160与阀桥400之间的液压链接，将制动凸台232和233的运动传递给排气门300。

上述阀升重置过程，在一个制动周期内完成。如此的制动周期，反复循环，直到制动控制机构50关闭为止。此时，制动控制机构50卸油(三通电磁阀51)或停止供油(二通电磁阀)；阀升重置机构150在每一个发动机循环周期内卸油一次，卸去的油得不到补充，制动活塞160与阀桥400之间的液压链接被消除，气门驱动链内部的间隙234重新形成，制动凸台232和233的运动被跳过，不会传递到排气门300，发动机的制动运作被解除，回到发动机的常规运作状态。

上述说明披露了发动机制动阀升的重置装置和方法。其工作原理是利用摇臂与阀桥之间距离的变化，改变设置在摇臂和阀桥之间的重置阀门的位置，在每一个发动机制动的循环周期内，重置制动阀升。上述的许多具体实施方式，不应该被视为对本发明范围的限制，而是作为代表本发明的一些具体例证，许多其他演变都有可能从中产生。举例来说，发动机制动器可以是集成式摇臂制动器或集成式阀桥制动器；制动活塞可以是一个或多个，如位于阀桥内的双制动活塞；制动时可以打开一个排气门，也可以打开多个排气门，如开双排气门制动。

此外，无论是压缩释放型发动机制动，还是泄气型发动机制动，排气门升程的重置位置都是在阀升的顶部，也就是在制动升程的以上部分。

还有，阀升重置机构的重置阀门可以采用不同的形式，包括由重置活塞形成的提升式柱塞阀门或滑动式柱塞阀门，由重置阀球形成的提升式球阀门或提升式柱阀门，以及将重置流道开启和关闭的其它机构。如果需要，这些重置阀门可以互换使用。

此外，发动机制动的承载方式也可以不同。可以是液压式的，也就是说，制动活塞在排气门致动器(摇臂或阀桥)内形成液压链接，像传统的皆可博液压式发动机制动器；也可以是固链式的，也就是说，制动活塞在排气门致动器(摇臂或阀桥)内形成机械链接(或固体链接)。

还有，预紧弹簧198可以安装在不同的位置，比如在摇臂和阀桥之间，在摇臂和发动机之间等；预紧弹簧198也可以采用不同的形式，如叶片弹簧等。预紧弹簧198的功能是保证排气门制动系统内不会有不跟随或冲击。

因此，本发明的范围不应由上述的具体例证来决定，而是由权利要求来决定。

Claims (8)

1.一种用于发动机集成式制动器的阀升重置方法，包括一个利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程，所述的摇臂或者阀桥中设置有制动活塞和液压流道，所述的制动活塞与所述的液压流道连接，其特征在于：在所述的利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程中，通过向液压流道供压，将制动活塞置于伸出位置，并在摇臂和阀桥之间设置一个重置阀门，将所述的重置阀门与设置在摇臂或者阀桥内的一个重置流道连接，将所述的重置流道与所述的液压流道连接，利用摇臂与阀桥之间距离的变化来开启和关闭重置阀门，在发动机排气门的阀升进入顶部位置时，打开重置阀门，通过重置流道来释放液压流道中的液压，使制动活塞退回一个间隙，解除凸轮与发动机排气门之间的一部分运动传递，缩小发动机排气门的阀升，并在发动机排气门的阀升经过最大位置后返回的过程中，利用重置阀门的复位来保持液压流道内供压，使制动活塞置于伸出位置，恢复凸轮与发动机排气门之间的运动传递。

2.如权利要求1所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置方法，其特征在于：在所述的凸轮上集成制动凸轮和发动机的常规凸轮，凸轮上含有加大的常规凸台和至少一个制动凸台，所述的加大的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线由底部和顶部组成，所述的底部与所述的制动凸台生成的制动阀升曲线接近同高，所述的顶部与发动机的常规凸台生成的常规阀升接近相同。

3.如权利要求2所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置方法，其特征在于：所述的利用凸轮的运动通过发动机的摇臂和阀桥来驱动发动机排气门打开的过程中包括以下步骤：

1)所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，

2)打开一个制动控制机构，向所述的液压流道内供油，

3)重置阀门处于供油位置，重置油道关闭，制动活塞处于伸出位置，

4)凸轮从内基圆向制动凸台转动，

5)凸轮的制动凸台的运动通过摇臂、阀桥和制动活塞，传递给至少一个排气门，

6)凸轮转过加大的常规凸台的底部，继续向上往顶部运动，驱动摇臂顺时针转动和阀桥向下平动，摇臂顺时针转动和阀桥向下平动造成摇臂和阀桥之间的距离发生变化，摇臂和阀桥之间的距离变化使重置阀门从供油位置变到排油位置，打开重置油道卸油，制动活塞在排气门致动器内从伸出位置移到缩回位置，凸轮的加大的常规凸台顶部运动的一部分丢失，加大了的常规凸台生成的加大的常规阀升曲线被重置到发动机的常规凸台生成的常规阀升曲线，

7)凸轮转过加大了的常规凸台的最高位置，由顶部向下往底部运动，驱动摇臂反时针转动和阀桥向上平动，所述的摇臂反时针转动和阀桥向上平动造成摇臂和阀桥之间的距离发生与所述的步骤6相反的变化，所述的摇臂和阀桥之间距离的相反变化使重置阀门从排油位置回到供油位置，重新关闭重置油道，制动活塞在排气门致动器内从缩回位置回到伸出位置，凸轮的制动凸台的运动通过排气门致动器和制动活塞，传递给所述的排气门，

8)凸轮回到步骤6)的位置，开始下一个制动循环周期，直到制动控制机构关闭，液压流道内卸油，发动机制动运作解除。

4.一种实现权利要求1所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置方法的装置，包括凸轮、发动机的摇臂和阀桥，所述的摇臂或者阀桥中设置有制动活塞和液压流道，所述的制动活塞与所述的液压流道连接，其特征在于：所述的凸轮上集成有制动凸轮和发动机的常规凸轮，凸轮上含有加大的常规凸台和至少一个制动凸台，在所述的摇臂和阀桥之间设置有一个阀升重置机构，所述的阀升重置机构包括重置阀门和设置在摇臂或者阀桥中的重置油道，所述的重置阀门含有供油位置和排油位置，在所述的供油位置，重置阀门关闭重置油道，在所述的排油位置，重置阀门打开重置油道，所述的重置阀门与摇臂和阀桥之间的距离联动。

5.如权利要求4所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置装置，其特征在于：所述的制动活塞集成在所述的摇臂内。

6.如权利要求4所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置装置，其特征在于：所述的制动活塞集成在所述的阀桥内。

7.如权利要求4所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置装置，其特征在于：所述的重置阀门为下述机构中的一种或它们的组合：

1)滑动式柱塞阀门；

2)提升式柱塞阀门；

3)提升式球阀门；

4)提升式柱阀门；以及

5)将重置流道开启和关闭的机构。

8.如权利要求4所述的用于发动机集成式制动器的阀升重置装置，其特征在于：所述的凸轮上含有一个加大的常规凸台和两个制动凸台。

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