CN105019966B - 一种大功率发动机制动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大功率发动机制动装置及方法，其可以实现两冲程发动机制动工作循环，得到较大的发动机制动功率，并在发动机制动工况下灵活调整排气门的开闭时刻，从而使发动机的制动功率连续可调。一种大功率发动机制动装置及方法包括高压油源，三位三通电磁阀，安装在发动机进气门和排气门上方的液压腔，活塞，回位弹簧。发动机正常工作时，三位三通电磁阀向液压腔充油时间较长，气门达到最大开度；发动机制动工况下，进气门在进气行程和做功行程开启，控制排气门的三位三通电磁阀充油时间较短，并使排气门在上止点前开启，开度较小，实现两冲程发动机制动工作循环，改变排气门在上止点前开启的曲轴转角，可以得到连续可调的发动机制动功率。

Description

一种大功率发动机制动装置及方法

技术领域

本发明涉及对发动机配气机构的工作过程进行调整，实现发动机辅助制动，得到较大的辅助制动功率，并能对制动强度进行连续调整的技术，特指一种大功率发动机制动装置及方法。

背景技术

发动机配气机构的工作状态对发动机的整体工作性能有着非常重要的影响，通过对发动机配气机构工作过程的调整，可以得到较强的发动机制动效果，发动机制动具有安全、稳定、便捷、成本低等优点，因此其市场应用范围越来越广。

发动机制动是利用发动机拖动过程中的机械损失及循环损失作为辅助制动功率，产生制动效果，为增强其制动强度，通常以增加循环损失的方法进行。目前大部分发动机制动方式都是在传统的凸轮轴气门传动机构上进行的，其工作方式和工作效果受凸轮轴传动机构的影响较大。随着气门可变技术的发展，在传统凸轮轴气门驱动机构上进行改进，实现气门工作参数可变的机构越来越多，同时，还出现了以电控液压驱动的方式直接驱动气门的无凸轮轴气门驱动机构。无凸轮轴式电液驱动机构以传感器信号控制电磁阀的工作，从而控制气门的运行过程，这就使气门的工作参数可以在更大的范围内进行灵活调整，使气门的工作轨迹能够更好的适应任意发动机工作状态，提高发动机的整体工作性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种大功率发动机制动装置及方法。通过ECU控制三位三通电磁阀对液压腔中充满高压油以及排出高压油的时刻、油量，时间长短等进行动态调整。三位三通电磁阀中柱塞位于下端时，液压腔充油，气门开启；柱塞位于中间位置时，液压腔被密封，保持气门位置；柱塞位于上端时，液压腔泄油，气门关闭。因此，ECU可以大范围调整气门的工作状态，实现两冲程发动机制动工作过程，并对制动功率大小灵活调整。

实现本发明目的的技术方案如下：

设有一种大功率发动机制动装置及方法，包含高压油源、三位三通电磁阀、液压腔、油底壳、回位弹簧、活塞、气门、发动机电控单元ECU；其特征在于所述的装置用于发动机的进气门和排气门，所述的气门表示发动机的进气门或排气门，所述的活塞与气门相连，所述的三位三通电磁阀由发动机电控单元ECU控制，进油口连接高压油源，工作出油口连接液压腔，泄油口通向油底壳，发动机正常工作时，三位三通电磁阀的充油和泄油时间较长，进气门和排气门均达到最大开度，当需要发动机制动工作时，控制排气门的三位三通电磁阀使排气门在上止点前开启，充油时间较短，排气门开度较小，控制进气门的三位三通电磁阀使进气门在进气行程和做功行程开启，同时进气提前角变小。

三位三通电磁阀的工作状态由电控单元ECU控制，可根据发动机工作需要自由调节。

三位三通电磁阀开始充油和开始泄油的时刻以曲轴转角计量，充油和泄油的时间长短以绝对时间计量。

上止点处活塞驱动气门达到最大开度时，不产生运动干涉。

附图说明

图1是本发明的一种大功率发动机制动装置及方法的结构示意图。

附图中标注说明：1－高压油源 2－三位三通电磁阀 3－液压腔 4－油底壳5－回位弹簧 6－活塞 7－气门

图2是本发明的一种大功率发动机制动装置及方法在发动机正常工作时的气门工作曲线示意图。

附图中标注说明：Ⅰ－进气门升程曲线 Ⅱ－排气门升程曲线

图3是本发明的一种大功率发动机制动装置及方法在发动机制动工作时的气门工作曲线示意图。

附图中标注说明：Ⅰ－进气门升程曲线 Ⅲ－排气门升程曲线

所有气门升程曲线可由ECU控制曲线位置及形状。

具体实施方式

参考附图，对本发明的一个实施例进行详细描述。

如图1所示，一种大功率发动机制动装置及方法包含压力稳定的高压油源（1），与液压腔（3）紧密连接的三位三通电磁阀（2），安装在液压腔（3）内的回位弹簧（5）和活塞（6），活塞（6）与气门（7）相连，三位三通电磁阀（2）由发动机电控单元ECU控制，进油口连接高压油源（1），工作出油口连接液压腔（3），泄油口通向油底壳（4），此装置用于驱动发动机的进气门和排气门。

当发动机正常工作时，气门工作曲线如图2所示，在进气及排气开始时刻对应的曲轴转角下，ECU控制三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于下端，高压油源（1）中的高压油经三位三通电磁阀（2）流入液压腔（3），推动活塞（6）下行，使气门（7）开启。经过一定的时间，气门（7）到达最大升程时，ECU控制三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于中间位置，液压腔（3）内的高压油被密封，气门（7）保持最大开启位置。当需要气门关闭时，ECU控制三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于上端，液压腔（3）中的高压油经三位三通电磁阀（2）流入油底壳（4），活塞（6）在回位弹簧（5）的作用下上行回位，气门（7）落座关闭。气门（7）的动作由ECU控制三位三通电磁阀（2）来实现，因此可以根据汽车运行状态相应的调整气门（7）的运行参数，满足不同工况下的工作需求。

当需要发动机制动工作时，ECU控制三位三通电磁阀（2）改变气门（7）的工作规律，在活塞下行的进气行程和做功行程开启进气门，在压缩上止点前及进排气上止点前开启排气门，并根据制动强度需求调整排气门的开启提前角，开启时长等参数。此时，由于气门工作规律不同于发动机正常工作时，因此进气门的开启提前角相应推迟，进气门的开启，保持，关闭过程与发动机正常工作时相同。排气门的开启由ECU根据发动机制动强度需求在上止点前对应的曲轴转角开启，所需的制动强度越大，排气门开启的时刻越靠近上止点，所需的制动强度越小，排气门相对于上止点的开启提前角就越大。排气门的开启也是由ECU控制三位三通电磁阀（2）中的柱塞的位置来实现的，但此时柱塞由下端工作位置运动到中间工作位置的时间变短，即由高压油源（1）流入排气门上液压腔（3）的高压油量变少，使排气门的升程较小，保证在上止点附近气门与发动机活塞不产生运动干涉。在上止点前对应的曲轴转角，ECU控制排气门装置中三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于下端，高压油源（1）中的高压油经三位三通电磁阀（2）流入液压腔（3），推动活塞（6）下行，使排气门开启。经过较短的时间，ECU控制排气门装置中三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于中间位置，使排气门保持较小开度，以避免排气门与发动机活塞产生干涉。经过相应的曲轴转角后，气缸内压力降低至接近大气压，ECU控制排气门装置中三位三通电磁阀（2）中的柱塞位于上端，液压腔（3）中的高压油经三位三通电磁阀（2）流入油底壳（4），活塞（6）在回位弹簧（5）的作用下上行回位，排气门落座关闭。在接下来的发动机活塞由上止点向下止点运动的行程中，进气门开启，因此形成两冲程发动机制动工作循环，产生最大的制动功率，并且排气门的开启时刻由ECU控制，可以自由调节，因此发动机的制动强度可以在很大范围内连续调整。

Claims (4)

1.一种大功率发动机制动装置，包含高压油源（1）、三位三通电磁阀（2）、液压腔（3）、油底壳（4）、回位弹簧（5）、活塞（6）、气门（7）、发动机电控单元ECU；其特征在于所述的装置用于发动机的进气门和排气门，所述的气门（7）表示发动机的进气门或排气门，所述的活塞（6）与气门（7）相连，所述的三位三通电磁阀（2）由发动机电控单元ECU 控制，进油口连接高压油源（1），工作出油口连接液压腔（3），泄油口通向油底壳（4），发动机正常工作时，三位三通电磁阀（2）的充油和泄油时间较长，进气门和排气门均达到最大开度，当需要发动机制动工作时，控制排气门的三位三通电磁阀（2）使排气门在压缩上止点前和进排气上止点前开启，充油时间较短，排气门开度较小，控制进气门的三位三通电磁阀（2）使进气门在进气行程和做功行程开启，同时进气提前角变小。

2.根据权利要求1所述的一种大功率发动机制动装置，其特征在于三位三通电磁阀（2）的工作状态由电控单元ECU 控制，可根据发动机工作需要自由调节。

3.根据权利要求1所述的一种大功率发动机制动装置，其特征在于三位三通电磁阀（2）开始充油和开始泄油的时刻以曲轴转角计量，充油和泄油的时间长短以绝对时间计量。

4.根据权利要求1所述的一种大功率发动机制动装置，其特征在于上止点处活塞（6）驱动气门（7）达到最大开度时，不产生运动干涉。