CN103620189A - 发动机制动器的具有用于产生回弹的装置的控制缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过节流在车辆发动机（1）的涡轮增压器（2）的排气端的废气流量来实现减速作用的、发动机制动器的控制缸（12），其包括用于安置具有活塞杆（15）的活塞（14）的圆柱形的壳体（13），该活塞用于将圆柱形的壳体（13）分成安置用于活塞杆（21）的复位弹簧（17）的弹簧腔（16），以及用于通过活塞（14）由压缩空气产生操控力的压力腔（18），其中活塞（14）与用于产生回弹的装置共同作用，其中在圆柱形的壳体（13）内的用于产生回弹的装置设计为在活塞（14）与活塞杆（15）之间的弹性的间隔保持件。

Description

发动机制动器的具有用于产生回弹的装置的控制缸

技术领域

本发明涉及一种用于通过节流在车辆发动机的涡轮增压器的排气端的废气流量来产生减速作用的、发动机制动器的控制缸，其包括用于安置具有活塞杆的活塞的圆柱形的壳体，该活塞将缸体分成用于安置用于活塞杆的复位弹簧的弹簧腔，以及用于通过压缩空气产生用于活塞的操控力的压力腔，其中活塞与用于产生回弹的装置共同作用。

这种类型的气动缸例如在商用车技术中被使用，以便操控在柴油发动机的涡轮增压器的排气端布置的阀门。用于发动机制动器的控制缸产生用于阀门的操控杆的线性的闭合力和开启力，该阀门用在涡轮增压器的废气排气管路中。发动机制动器的控制缸通过由车辆提供的压缩空气产生用于阀门的闭合力。复位弹簧和废气回压（Abgasrueckstau）确定用于阀门的开启力。

背景技术

出版物JP08261021公开了一种用于发动机制动器的控制缸，该控制缸设计为上述类型的简单作用的气动缸。在接通预热开关的预热运行中，通过压力调节装置调整在较低的压力水平上的压缩空气导入到发动机制动器的控制缸中，以使处于内部的活塞仅反向于内部的压力弹簧运动或在该处停止，在该处使滑动触头（Gleiter）与弹簧架支座面接触。在这个位置上连接的发动机制动阀被闭合，使得只有部分的废气可以经过该处。

另一方面当车辆是在正常运行中并且操控发动机制动器时，发动机制动器的控制缸的活塞由于调整在高压力水平的压缩空气反向于第一和第二压力弹簧运动并且停在一个位置上，在该位置中保护装置与滑动触头接触，使得连接的发动机制动阀完全被闭合。

根据通常已知的现有技术，在控制缸的活塞杆与操控发动机制动阀的杠杆之间的力通量中使用具有预压紧的弹簧和轴向的回弹装置的中间部件。这个中间部件通过在不期望的、排气接管中的高压力时限制回弹运动范围来实现发动机制动阀的节流阀的限制的反向开启。然而，这个附加的中间元件需要相应的大的安装空间和提高的分开以及装配花费。

发明内容

因此本发明的目的在于，实现用于产生在控制缸的活塞杆与发动机制动阀之间的回弹的装置，该装置包括几个单件并且设计为小型构造的。

该目的由根据权利要求1的前序部分的控制缸出发结合其区别特征来实现。下述从属权利要求给出了本发明的有利的改进方案。

本发明包括技术性的教导，即用于产生回弹的特定装置布置在控制缸的圆柱形的壳体内。

根据本发明的用于产生回弹的装置可以根据不同的-下面详细说明的-实施方式来实现，其中原则上前述的中间部件的功能在控制缸中实现，在该控制缸中实现活塞杆和活塞的彼此相对运动并且在两个部件之间构造不同种类的弹性的间隔保持件。这个弹性的间隔保持件这样确定尺寸，在活塞杆与活塞之间的相对运动仅出现在不期望的高压力时，即在节流阀的高调节力时。这个在活塞杆与活塞之间的相对运动允许限制节流阀的反向开启的运动范围，由此在排气接管中的压力减小到一定范围，发动机制动器作用还保持是足够的，但是降低的压力不再导致发动机的损坏。

根据一个优选的第一实施方式用于产生回弹的装置包括布置在圆柱形的壳体内的预压紧的弹簧，该弹簧一方面作用于活塞杆并且另一方面作用于活塞。在此这个弹簧可以设计为由弹簧钢制成压力弹簧，该弹簧通过安装在活塞杆的垫片从活塞杆的方面联接。朝向另一侧弹簧可以端面共轴地接触活塞。

根据一个改进这个实施方式的措施提出，即弹簧的弹簧行程能通过在弹簧上作用的调节螺栓来调节。此外应该引导活塞杆能够纵向相对于活塞移动，例如在活塞的相应的共轴的凹槽中在端侧被插入。

根据另一个实施方式用于产生回弹的装置包括安置在圆柱形的壳体内的压缩空气弹簧，该压缩空气弹簧体一方面作用于活塞杆并且另一方面作用于活塞。这种压缩空气弹簧可以例如由集成在活塞中的圆柱形的工作腔组成，该工作腔与布置在该工作腔内的活塞共同作用，活塞杆安装在该活塞上。

根据一个改进这个实施方式的措施提出，圆柱形的工作腔能通过限压阀通气，以使得用于发动机制动设置的节流阀的反向开启力在所有实际的操控压力下保持在恒定的公差范围内。

此外圆柱形的工作腔通过排放阀与周围环境连接，以使得将在工作腔内的压力限制在最大值上。

根据发明的控制缸应该从弹簧腔方面防止污染，以便确保高的使用寿命、特别是上述的阀门技术的使用寿命。对此活塞杆相对于圆柱形的壳体的气缸盖根据改进发明的另一个措施利用利用密封件来密封，在气缸盖中布置有向外导向的止回阀，以使得将来自弹簧腔的过压导出到周围环境。此外再填充阀可以集成在活塞中，该再填充阀布置在弹簧腔与压力腔之间。这个再填充阀防止在弹簧腔中的低压力，由此还产生用于外部污染的抽吸效应。

附图说明

此外，下面结合优选的实施方式的说明借助附图详细描述改进本发明的措施。附图示出：

图1是具有排气制动装置的机动车发动机的涡轮增压器装置的示意图，

图2是根据图1在涡轮增压器的发动机制动装置上的节流装置的透视图，

图3a至图3c是在活塞杆的不同位置时在控制缸内的用于产生回弹的装置的第一实施方式，

图4是在控制缸内的用于产生回弹的装置的另一个实施方式，

图5是在控制缸内的用于产生回弹的装置的第三实施方式，

图6是根据图5关于阀门技术的实施例的变型，该阀门技术与用于产生回弹的装置共同作用，以及

图7是根据图5关于阀门技术的实施例的另一个变型，该阀门技术与用于产生回弹的装置共同作用。

在附图中的标号及其含义在参考标号表中给出。原则上相同的部件在附图中以相同的标号标出。

具体实施方式

根据图1车辆发动机1设置有涡轮增压器2。涡轮增压器2包括涡轮机部分3，该涡轮机部分机械地与空气压缩机部分4通过位于其之间的传动轴5连接。来自车辆发动机1的废气通过的排气管路6经过废气进口7引导至涡轮增压器2的涡轮机部分3。废气流引起传动轴5转动，以便驱动空气压缩机部分4。空气压缩机部分4通过进气口8从环境抽吸新鲜空气，以便其通过进气管9在空气进入一侧供车辆发动机1使用。

附加地在涡轮增压器2的废气排出口10的区域布置发动机制动装置，所述发动机制动装置包括发动机制动阀11，根据止回阀的类型实施该发动机制动阀。发动机制动阀11通过发动机制动器的控制缸12来操控，以便在此通过节流在废气排出口10的区域的涡轮增压器2的排气端的废气流量进行减速作用。

由图2看来发动机制动阀11通过用于将发动机制动器的控制缸12的线性运动转换成用于操控发动机制动阀11的旋转运动的杠杆连接在废气排出口10中。为此发动机制动器的控制缸12可摆动地安装在支承框架上，该支承框架布置到发动机制动器的控制缸12的端部。

根据图3a控制缸12包括用于安置具有从活塞向下倾斜的活塞杆15的活塞14的圆柱形的壳体13。活塞将壳体13分成安置用于活塞杆15的复位弹簧17的弹簧腔16以及用于通过活塞14由压缩空气产生操控力的压力腔18。

当压力腔18通过外部的接口19来施加压力时，活塞14从示出的基本位置出发与能够移动的活塞杆15运动至全部活塞冲程，如图3b所示。活塞杆15相对于活塞14的相对位置通过弹簧外壳20、固定在活塞杆15的垫片21并且通过预压紧弹簧22来确定。

当不期望的高压力在-没有进一步示出的-排气接管中产生，在其中布置的发动机制动阀的节流阀被施加具有在开启方向上的扭矩的压力并且活塞杆15被施加以增高的复位的轴向力。当这个轴向力大于预压紧的弹簧22的力，活塞杆15被反向于弹簧22回压这样长，以使得垫片21碰撞活塞14的凸肩。因此根据图3c实现这个位置，活塞杆15完全回移到该位置。回移的行程取决于部件重量并且不可调节。弹簧22相应于节流阀的允许的最大的闭合力或者在排气接管中允许的最大压力来预压紧。

根据图4用于产生回弹的装置的弹簧行程可以通过调节螺栓23来调节。调节螺栓23旋拧在活塞杆15的端侧。调节螺栓23的顶部与在活塞14上共轴的凹槽内形成的凸肩构成末端挡块。调节螺栓23可以在安装控制缸期间调节并且应该利用粘合剂或此类的方式来固定。通过将调节螺栓23旋拧入活塞14中需要的装配开口利用密封垫片24密闭。

在图5中所述的其他的实施方式中布置在活塞14与活塞杆15之间的用于产生回弹的装置包括压缩空气弹簧，该压缩空气弹簧由在活塞杆15的端侧固定的活塞25和关于控制缸12＇的活塞14构成的圆柱形的工作腔26组成。工作腔26通过在活塞14上固定使用的垫片28的开口27与控制缸12＇的压力腔18存在气动连接。因此接触在压力腔18内部的压力同样作用在活塞14以及内部的活塞25的工作面上。这样确定活塞14的直径的尺寸，从活塞处由施加压力产生的力大于复位弹簧17的弹簧力以及发动机制动阀的-在此没有进一步示出的-节流阀的操控力。这样确定内部的活塞25的直径的尺寸，按顺序施加压力产生的力等于发动机制动阀的节流阀的反向开启力。

为了将活塞杆15的回移力保持在几乎恒定的数值上，必须将控制活塞12＇的操控力保持在较窄的范围内。因为在空气供给装置的接通压力与断开压力之间的操控压力可以改变，甚至在特殊情况下可以下降直到安全压力，当操控压力处于工作压力范围以下时，这是有利的。

根据图6这种操控压力通过限压阀29来保证。当工作压力相对低时，通过限压阀29也可以实现足够的减速制动作用。限压阀29用作为压缩空气弹簧的圆柱形的工作腔26通风并且布置在控制缸12＇的活塞14中。限压阀29这样调节，在工作腔26确保操控力，其处于实际的操控力之下。此外圆柱形的工作腔26通过集成在活塞25上的排放阀30与环境连接，以便在工作腔26内的将压力限制在最大值。排放阀30表示例如具有增高的开启压力的止回阀，以便将来自气动弹簧的工作腔26的过压排出到弹簧腔16中。在这种情况下工作腔26的直径必须这样确定尺寸，节流阀的期望的反向开启力不超过排放阀30的开启压力。

从图7看来活塞杆15相对于圆柱形的壳体13的气缸盖31利用密封件32来密封。在气缸盖31中布置有向外导向的止回阀33，以使得将来自弹簧腔16的过压排出到外部环境。因此弹簧腔16被保护免受外部的污染。

此外再填充阀34集成在活塞14中，该再填充阀布置在弹簧腔16与压力腔18之间。当压力差值处于界值-例如1.6bar-之下时，压力腔18通过再填充阀34接着只与弹簧腔16连接。

再填充阀34关于阀体方面可以实施为弹性体部件。再填充阀34防止外部的污物吸入弹簧腔16中，因为在活塞14的返回运动时弹簧腔容积变大，这导致在弹簧腔16中的低压低于大气压。这个低压阻止活塞14的返回运动并且引起抽吸效应，由此能抽吸外部的污物。通过由再填充阀34在此进行的压力平衡可以不再担心这种情况。

参考标号表

1  车辆发动机

2  涡轮增压器

3  涡轮机部分

4  空气压缩机部分

5  传动轴

6  排气管路

7  废气进口

8  进气口

9  进气管

10 废气排出口

11 发动机制动阀

12 控制缸

13 壳体

14 活塞

15 活塞杆

16 弹簧腔

17 复位弹簧

18 压力腔

19 接口

20 弹簧外壳

21 垫片

22 弹簧

23 调节螺栓

24 密封垫片

25 活塞

26 工作腔

27 开口

28 垫片

29 限压阀

30 排放阀

31 缸盖

32 密封件

33 止回阀

34 再填充阀。

Claims (11)

1.一种用于通过节流在车辆发动机（1）的涡轮增压器（2）的排气端的废气流量来实现减速作用的、发动机制动器的控制缸（12），所述控制缸包括用于安置具有活塞杆（15）的活塞（14）的圆柱形的壳体（13），所述活塞将所述壳体（13）分成

用于安置用于所述活塞杆（21）的复位弹簧（17）的弹簧腔（16），以及

用于通过所述活塞（14）由压缩空气产生操控力的压力腔（18），其中

所述活塞（14）与用于产生回弹的装置共同作用，其特征在于，在所述圆柱形壳体（13）内的用于产生所述回弹的所述装置设计为在所述活塞（14）与所述活塞杆（15）之间的弹性的间隔保持件。

2.根据权利要求1所述的控制缸，其特征在于，引导所述活塞杆（15）能够纵向相对于所述活塞（14）进行移动。

3.根据权利要求1所述的控制缸，其特征在于，用于产生所述回弹的所述装置包括布置在所述圆柱形壳体（13）内的预压紧的弹簧（22），所述弹簧一方面在所述活塞杆（15）处作用并且另一方面在所述活塞（14）处作用。

4.根据权利要求3所述的控制缸，其特征在于，设计为压力弹簧的所述弹簧（22）通过安装在所述活塞杆（15）上的垫片与所述活塞杆（15）联接。

5.根据权利要求3所述的控制缸，其特征在于，所述弹簧（22）的弹簧行程能通过在所述弹簧上作用的调节螺栓（23）来调节。

6.根据权利要求1所述的控制缸，其特征在于，用于产生所述回弹的所述装置包括安置在所述圆柱形壳体（13）内的压缩空气弹簧，所述压缩空气弹簧一方面在所述活塞杆（15）处作用并且另一方面在所述活塞（14）处作用。

7.根据权利要求1所述的控制缸，其特征在于，所述压缩空气弹簧由集成在所述活塞（14）中的圆柱形的工作腔（26）构成，所述工作腔与布置在所述工作腔内的活塞（25）共同作用，所述活塞杆（15）安装在所述活塞上。

8.根据权利要求7所述的控制缸，其特征在于，所述圆柱形的工作腔（26）能通过限压阀（29）通风，以使得设置用于发动机制动的节流阀（11）的反向开启力在所有实际的操控压力时保持在恒定的公差范围内。

9.根据权利要求8所述的控制缸，其特征在于，所述圆柱形的工作腔（26）通过排放阀（30）与周围环境连接，以便将在所述工作腔（26）内的压力限制在最大值。

10.根据前述权利要求中任一项所述的控制缸，其特征在于，所述活塞杆（15）相对于所述圆柱形壳体（17）的气缸盖（31）利用密封垫（32）来密封，其中在所述气缸盖（31）中布置有向外导向的止回阀（33），以便使得来自所述弹簧腔（16）的过压导出到外部环境。

11.根据前述权利要求中任一项所述的控制缸，其特征在于，再填充阀（34）集成在所述活塞（14）中，所述再填充阀布置在所述弹簧腔（16）与所述压力腔（18）之间。

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