CN105822379A - 发动机制动装置和用于操作发动机制动装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机制动装置和用于操作发动机制动装置的方法。具体而言，本发明涉及用于机动车辆中尤其是商用车辆中的内燃机的发动机制动装置，其具有进气系统、排气系统、与内燃机相关联的气体交换阀，借助于与排气系统和进气系统集成的至少一个排气涡轮增压器的排气涡轮增压，以及发动机制动单元，其中发动机制动单元具有减压制动器和制动板，减压制动器影响气体交换阀的至少一个排气阀，制动板布置在排气系统中并且引起排气积累。根据本发明，设想的是制动板(12)布置在排气涡轮增压器(7)的排气涡轮(8)的涡轮壳体的上游和外部，优选地正上游和外部，并且设计为影响至排气涡轮(8)的气流的进入的流导向板。本发明还涉及用于操作发动机制动装置的方法。

Description

发动机制动装置和用于操作发动机制动装置的方法
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的、用于机动车辆中尤其是商用车辆中的内燃机的发动机制动装置。本发明还涉及根据权利要求16的方法和根据权利要求20的车辆，尤其是商用车辆。
背景技术
特别地对于商用车辆中的空气压缩的(柴油)内燃机来说公知的实践是，在超程模式中借助于制动板在排气系统中产生排气背压，由于内燃机的活塞在排气冲程期间克服该排气背压工作(排气阀打开)，所述背压产生有效的发动机制动。
为了显著地增加此类发动机制动装置的效果，广泛公知的实践是另外提供减压制动器，其中，除根据四冲程原理的规则的阀门致动之外，排气阀在压缩冲程期间也部分地打开。这里，通过燃烧空气到排气系统中的节流排放引起额外的制动效果。
减压制动器可为排气控制的或者是强制控制的。在排气控制操作中，排气阀的阀定时以一种方式配置成使得排气阀由于制动板闭合(“阀跳动”)时存在的排气背压以明确预计的方式无规则地打开并且通过机构保持打开直到下一次有规则的阀打开。
在强制控制的减压制动器的情况中，通常通过液压和机械手段来介入规则的阀定时，以便至少也在压缩冲程期间以明确预计的方式保持排气阀部分打开。
例如，AT512332A1公开了用于发动机制动模式的开环和/或闭环控制的集成到排气涡轮中的节流装置，其中排气涡轮的壳体中的制动板在排气涡轮的流入管道的口部的区域中直接插入到容纳涡轮转子的转子安装空间中。此类措施需要对涡轮结构的设计修改并且因此相对昂贵。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于机动车辆中尤其是商用车辆中的内燃机的发动机制动装置，借助于其，具有排气涡轮增压的内燃机的发动机制动力可以以设计方面简单和功能可靠的方式增加，其中发动机制动模式中的内燃机的温度负载应当保持尽可能低。
该目的借助于独立权利要求的特征实现。本发明的有利的发展形成从属权利要求的主题。
根据权利要求1，提出了一种用于机动车辆中尤其是商用车辆中的内燃机的发动机制动装置，其具有进气系统、排气系统、与内燃机相关联的气体交换阀(优选地通过四冲程原理控制)，借助于与排气系统和进气系统集成的至少一个排气涡轮增压器的排气涡轮增压，以及发动机制动单元，其中发动机制动单元具有减压制动器和制动板，减压制动器影响气体交换阀的至少一个排气阀，制动板布置在排气系统中并且引起排气积累。根据本发明，提出将制动板布置在排气涡轮增压器的排气涡轮的涡轮壳体的上游和外部，优选地在正上游和外部(并且因此在涡轮壳体的流入管道的上游)，并且设计为(主动地)影响气体到排气涡轮的进入的流导向板。因此可能的是，实质上没有在结构上的任何额外支出，大大地增加发动机制动模式中的入口侧升压并且因此增加内燃机中所需的质量流用于可实现的制动力。制动板因此同时执行若干功能：其确保优选地在闭环控制下充足的排气背压且额外地与具有可变涡轮几何形状的排气涡轮上的控制风门的操作类似确保到涡轮的具有降低的排气流率和较低的排气焓的有利流入。
更具体而言，与布置在排气涡轮下游的制动板相比，这里布置在排气涡轮上游的制动板导致越过排气涡轮的较高的压力坡度，结果，由于然后可能通过排气涡轮的较高的质量流和体积流，升压和排气背压可以显著地增加并且因此发动机制动力在没有内燃机的热过载的情况下也可以以功能可靠的方式显著地增加。由于越过布置在上游的制动板的压力梯度，这里对于相同的排气背压实现了排气涡轮的较低的负载，并且因此在没有排气涡轮的较高负载的情况下，这导致制动力随排气背压的增加而需要的增加。
制动板的数目优选地取决于排气涡轮的流的数目，并且因此，在多流构造的情况下，每个流然后分配专门的制动板，例如，在双流构造的情况下提供了两个制动板。原则上，这些可以同时致动，例如布置在公共轴上并且因此同时致动。然而，作为备选，这些还可以被控制并且因此彼此独立地致动。
在多级尤其是两级增压的情况下，如在第一或最上面的排气涡轮增压器的流动方向上所见，制动板优选地布置在第一排气涡轮的上游。
原则上，排气涡轮可以是任何适合的涡轮，还尤其是具有可变涡轮几何形状(VTG增压器)的排气涡轮。
通过排气涡轮的涡轮壳体或流入管道的上游并且因此外部的至少一个制动板的布置，所述板不形成排气涡轮的构件，这导致了制动板的定位容易地组装并且在设计方面具有增加的自由度。特别地，然后这里可能的是避免排气涡轮的结构修改，并且因此不需要储存用于不同的模型系列的许多不同的涡轮。根据尤其优选用于该目的的特定的第一实施例，排气涡轮尤其是排气涡轮的涡轮壳体然后在这里可以流体地连接到排气歧管，排气经由内燃机的至少一个、优选地多个气缸进入排气歧管，其中，具有制动板的单独的模块安装在排气涡轮与排气歧管之间，尤其是在排气涡轮的涡轮壳体与排气歧管之间，并且因此在排气涡轮的涡轮壳体的正上游和外部，所述模块将两者牢牢地连接到涡轮壳体和排气歧管。这里，该至少一个制动板因此形成具有其自身的壳体的清楚的，单独的安装模块或构件，增加了设计适应性并且还不需要对排气涡轮和排气歧管的结构修改。以结构方面特别紧凑和有利的方式，提出了根据第二特定变型的实施例，对于待直接安装在排气歧管上的排气涡轮增压器的排气涡轮壳体或排气涡轮，排气经由内燃机的至少一个、优选多个气缸进入排气歧管，其中制动板布置在排气歧管的区域中，并且因此在排气涡轮的涡轮壳体的正上游和外部。这因此产生了如前所述有利于排气涡轮的操作的布置，以及另外容易用于组装的制动板的定位。
作为在功能术语中尤其有利的选项，该至少一个制动板，优选为单个或还可能是多叶片设计，可以布置在单独模块或排气歧管的壳体的连接凸缘的区域中，尤其在单独模块或邻接连接凸缘的排气歧管的壳体的壁区域上，并且因此在涡轮壳体的正上游和外部，尤其在涡轮壳体的流入管道的上游和外部。这里尤其优选的是一个特定实施例，其中制动板可枢转地布置从而使单独模块或通向排气涡轮的排气歧管的壳体的连接凸缘的区域中或其上，其在打开状态暴露排气截面，优选地完全暴露，并且在其关闭至较大或较少程度的状态下，以特定的预期方式减少排气截面。在这种情况下，制动板优选地布置为接近于排气涡轮或其连接凸缘，使得在限定的打开位置(尤其在完全打开状态)，板至少借助于自由端区域突出超过连接凸缘到排气涡轮的流入管道中，以便这样尽可能靠近涡轮有效地起到其流导向作用。这里，采用单叶片构造意味着，特别地，一个叶片突出与枢轴差不多最大偏心距，其优选布置在端部，由此使得可能更有效地显著地影响流动条件并且与中心多叶片构造相比具有较大的适应性。此外，这样的单叶片制动板的枢轴可以以设计方面尤其简单的方式与排气歧管的壁区段集成。然而，原则上，中心多叶片构造也是可能的。
在本发明的有利发展中，在发动机制动模式中，以取决于制动板上游的排气背压的方式和/或以取决于内燃机的进气系统中的升压的方式，制动板可以借助于闭环和/或开环控制装置控制，尤其是借助于电子发动机控制单元控制。已经发现以这样的方式可以实现极其高的发动机制动力，其中升压的闭环控制特别相关。
排气背压可以借助于功能上布置在制动板上游的传感器(尤其是借助于压力传感器)检测。这里，传感器的功能上游布置意思是传感器本身未必直接布置在那个点，但为了减少其热负载，其还可以布置得远离那里并且与其间隔开，在这样的情况下，传感器然后通过通向制动板上游的排气系统的线路连接到位于制动板的上游的区域。该线路优选地设计为相对于垂直轴线的方向朝传感器下降的线路，例如，这有助于防止或至少减少冷凝物的形成(其对于由传感器测量的结果是不利的)。
传感器，尤其是压力传感器，进一步优选地在进气歧管的区域中布置在压缩机的下游，以便检测升压。
此外，制动板的致动可以借助于定位器或伺服电动机(优选地气动致动的定位器或伺服电动机)以及连接到其上的阀(例如比例阀或循环控制阀)实现。通过这种手段，有可能通过在设计方面容易管理或在任何情况下存在于车辆中的手段执行对发动机制动力的精确控制。然而，作为备选，致动还可以借助于由开环和/或闭环控制装置控制的电气致动器执行。
在本发明的另一有利实施例中，开始发动机制动的制动信号(B)、和/或负载信号(α)和/或排气背压(PA)和/或进气系统中的升压(PL)的值的至少一个可馈送至开环和/或闭环控制装置，尤其是至电子发动机控制单元，其中，至少制动板的位置可以根据所需的发动机制动力控制。
对于从排气系统至进气系统的排气再循环还进一步可能的是，优选地在排气再循环线路中设置电气或气动控制的排气再循环阀。
最终，减压制动作用可以通过排气背压或者通过叠加在内燃机的阀控制上并且优选地电气或气动或液压控制的装置产生。
优选地，制动板在打开位置朝排气涡轮暴露流出口的整个截面，且在中间位置直到完全关闭使排气流偏转到排气涡轮的涡轮转子，从而使通过截面的变窄加速的排气流驱动涡轮转子。借助于排气流的这样的加速，因为排气涡轮的涡轮转子由排气流逐渐地驱动并且升压也增加，在发动机制动模式中发动机制动力可以显著地增加。
根据进一步优选的实施例，制动板布置为在其打开位置与建立流出口的排气流通道的通道壁至少部分地关于其表面平齐，在打开位置中制动板暴露流出口的整个截面。制动板优选地接收和/或布置在壁侧的腔中，并且关于其表面定位为与直接邻接腔的排气流通道的通道壁的那些壁部分的表面齐平。因此实现了连续的边缘自由以及实质上平均的相应平滑的壁部分，其有助于流动阻力的减小并且有助于抵消制动板的节流效果。
即使本发明在上文已经关于制动板进行过解释，该用语“制动板”将以宽泛和广泛的含义理解并且不仅限于可枢转板的布置。因此，在没有另外解释之处，用语“制动板”还清楚地意在包括任何其它适合的和/或不可枢转的节流装置，例如滑块或旋转滑块。
为了实现上述目的，提出了一种用于操作用于机动车辆中的内燃机的发动机制动装置的方法，其中发动机制动装置具有进气系统、排气系统、与内燃机相关联的气体交换阀、借助于与排气系统和进气系统集成的至少一个排气涡轮增压器的排气涡轮增压，以及发动机制动单元，其中发动机制动单元具有减压制动器和制动板，减压制动器影响气体交换阀的至少一个排气阀，制动板布置在排气系统中并且引起排气积累。根据本发明，制动板布置在排气涡轮增压器的排气涡轮的涡轮壳体的上游和外部，优选地在正上游和外部。另外，制动板形成流导向板，借助于其，限定的气流根据制动板的位置进入排气涡轮。
借助于根据本发明的方法获得的优点与根据本发明的装置已经提及的优点相同。就此而言，注意力集中到以上作出的说明。
在方法的优选实施例中，在发动机制动模式中，制动板布置在打开位置和关闭位置之间的至少一个限定的中间位置中，其中制动板暴露限定的流截面并且其中流截面如在排气流的方向上所见减小为喷嘴状，以便加速流过和/或通过制动板的排气流。在所述的中间位置，在发动机制动模式中排气涡轮的涡轮转子由排气流逐渐地驱动，并且增加了升压以及还有发动机制动力。优选地，制动板在完全关闭的位置接近排气流通道，即，制动板不暴露流截面。
根据另一优选实施例，制动板在其中间位置暴露处于最大流截面的0.1％至20％的范围内的流截面，优选地处于最大流截面的1％至12％的范围内，最优选处于最大流截面的1.3％至11.1％的范围内。因此，在发动机制动模式中，实现了涡轮转子的有效激励并且同时还有高的排气制动压力。尤其是当流速随逐渐闭合的制动板而增加时，升压的积累以正向的方式受到影响。另一方面，质量流将不会以太剧烈的方式节流。利用上述优选值，实现了关于升压的积累的最适宜的两个效果。
在进一步的特定实施例中，制动板在发动机非制动模式中暴露第一流截面，优选地为最大或整个流截面，而制动板在发动机制动模式中尤其是取决于至少一个参数暴露小于第一流截面或完全关闭排气流通道的第二流截面。
关于借助于根据本发明的车辆获得的优点，注意力集中到以上作出的说明。
关于借助于根据本发明的方法和根据本发明的车辆获得的优点，注意力集中到以上作出的说明。
附图说明
下文更具体地利用其它细节说明本发明的示范性实施例。
在附图中：
图1仅以示意性的图示显示了用于商用车辆的内燃机，其具有进气系统、排气系统、排气涡轮增压器和位于排气涡轮上游的具有制动板的发动机制动装置，所述板借助于电子发动机控制单元控制；
图2以立体的方式显示了排气涡轮增压器的排气涡轮的局部剖视图，其中制动板定位在连接区域中的排气歧管上；
图3显示了对于内燃机的速度绘制的关于根据图1和图2的发动机制动装置可实现的发动机制动力的百分比的图表；
图4显示了示出以巴为单位的通过传感器检测的平均相对排气背压的另一图表；以及
图5是显示对于内燃机的速度的相对升压变化(以巴为单位)的图表；
图6是制动板在打开位置的排气涡轮和排气歧管的剖面图；以及
图7是根据图6的制动板在中间位置的图示。
参考标号列表
1内燃机
2进气系统
3排气系统
4进气歧管
5节流阀
6排气歧管
6a连接凸缘
7排气涡轮增压器
8排气涡轮
8a连接凸缘
8b流入管道
8c形成的特征
9压缩机
10进气线路
11排气线路
12制动板
13轴
14支架
15控制元件
16致动活塞
17杠杆
18发动机控制单元
19压力传感器
20压力传感器
21线路
22旁通阀
23排气再循环线路
24排气再循环阀
25用于制动力的曲线
26用于排气背压PA的曲线
27用于压力PL的曲线
28单独的模块
29打开位置
30排气流动通道
31腔
32通道壁
33壁部分
34排气歧管侧上的部分
35排气涡轮侧上的部分
36关闭位置
37端部
38腔
39固定部分
39a壁部分
40腔壁部分
41测量点
42中间位置
43涡轮转子
Qmax最大流动截面
Qz流动截面中间位置。
具体实施方式
在图1中仅以示意性方式示出了用于机动车辆尤其是商用车辆的内燃机1(例如，六缸柴油机)，其具有(未描述的常规结构的)进气系统2和排气系统3。节流阀5可选地设置在进气系统2的进气歧管4中。
排气系统3具有排气歧管6，其连接到内燃机1的燃烧室并且以将在下文中描述的方式连接到排气涡轮增压器7的排气涡轮8。排气涡轮8以公知的方式驱动压缩机9，所述压缩机通过线路10连接到进气歧管4并且以限定的升压PL传递燃烧空气至内燃机1的燃烧室。经由排气歧管6和排气涡轮8流出的排气进一步通过排气线路11带走。机动车辆中的内燃机1的进气系统2和排气系统3的其他线路未示出。
作为发动机制动装置，内燃机1具有减压制动器(未示出)，其作用在内燃机1的气体交换阀或排气阀上。制动板12进一步设置在排气涡轮8的上游，借助于制动板12可以产生限定的排气背压PA。
当制动板12至少部分地关闭时，此时，排气阀的压力“扰动”或“阀跳动”选择性地被触发(例如DE102008061412A1)，减压制动可以以公知的方式在气体控制下借助于增加的排气背压PA开始，或在内燃机的压缩冲程期间可以控制叠加在阀齿轮上的排气阀(正向控制)的机械-液压打开(参看DE3922884A1)。
关于减压制动器的具体实施例，可以备选地对提到的出版物进行参考。
图2示出了制动板12的优选实施例，其在排气涡轮增压器7的排气涡轮8的上游并且接近于排气涡轮增压器7的排气涡轮8布置在排气歧管6中，且在排气歧管6的连接凸缘6a的区域中或其上(在该情况下更特别地在排气歧管6的连接凸缘6a的底壁区段上)借助于轴13可枢转地安装。即使这里仅示出具有一个流的排气涡轮，还可能的是，原则上，对于排气涡轮可以具有多流设计，例如，两个流的设计。在该情况下，例如，第二的流必须设想为具有对应的设计，具有对于各个流的相应的制动板12，其中制动板12然后可以全部彼此独立地或者备选地通过公共轴(例如轴13)共同地被控制或致动。
制动板12(例如这里示出为单叶片板，也就是说板实施为具有最大偏心距并且紧固在可旋转地安装的轴13上)同时地设计为流导向元件，其中其使通向排气涡轮8的流出口的整个截面暴露在打开位置，并且在中间位置直到完全关闭，以这样的方式使排气流偏转至排气涡轮8的涡轮转子(不可见)，使得通过截面的变窄加速的排气流与可变涡轮几何形状的作用类似或可选地与脉冲增压类似更有力地驱动涡轮转子。
从示出了打开状态的图2中明显的是，为了加强正向作用入射流，制动板12在这种情况下借助于其自由端区域突出超过连接凸缘6a到排气涡轮8的流入管道8b或其连接凸缘8a中，例如达到大约其一半的长度，到接近于这里示出的完全打开的位置中的涡轮转子的点。
然而，作为刚描述的集成到排气歧管6中的备选，对于制动板12还可能的是作为具有制动板12的单独模块28的一部分，如仅以极其示意性的方式并且在图2中以虚线示出的那样，所述模块安装在排气涡轮8的涡轮壳体与排气歧管6′之间，其然后邻接单独模块28，并且将两者牢牢地连接至排气涡轮8的涡轮壳体与排气歧管6′。这里，至少一个制动板因此形成清楚的、单独安装的模块28或具有专门壳体的构件的一部分。在其他方面，结构与操作与上面已经描述的相同。
支架14进一步地紧固在排气歧管6上，该支架携载控制元件15(例如，活塞-气缸单元)，例如作为定位器的气动控制元件，借助于该气动控制元件，制动板12可以经由活塞杆16和杠杆17致动。控制元件15借助于连接到压力介质源的阀(未示出)，例如借助于比例阀或循环控制阀，可以精确地致动到打开和完全关闭之间的位置。原则上，电气致动器的使用也同样可能。
为了在发动机制动模式(也参看图1)中对制动板12的有利调节或控制，电子发动机控制单元18优选地设置为开环和/或闭环控制装置，优选地对该装置不仅馈送内燃机的常用工作参数(速度，温度等)而且还馈送作为发动机制动信号的至少一个信号B和一个负载信号α。
此外，借助于优选设计为压力传感器的传感器19、20检测进气歧管4中的升压PL的值和排气歧管6中的排气背压PA的值，并且经由对应的信号线(无参考标号)馈送至控制单元18。
排气歧管6中的传感器20(优选为压力传感器)功能上布置在排气涡轮8的上游。图1以简要的方式示出了这种情况。在设计实施例(图2)中，由于热量的理由，传感器20本身不布置在排气歧管6中的制动板12的正上游，而是布置为与壳体的形成的特征8c间隔开并且远离其，且通过线路21连接到制动板12上游的排气歧管6。这里，该线路21优选地设计为相对于垂直轴线的方向朝传感器20下降的线路21。当然，壳体的形成的特征在工作状态中相比排气歧管6的位于制动板12上游的区域(线路21通向其中)较冷。
排气涡轮增压器7可选地具有旁通阀22，借助于该旁通阀，排气可以传递通过排气涡轮8的涡轮转子，以便避免过度的升压PL。旁通阀22可以直接集成到排气涡轮8中并且因此在根据图2的图示中不可见。
同样地，仅作为一种选择，内燃机1还可以在进气系统4与排气系统3之间具有排气再循环线路23，在该线路中提供了可以借助于发动机控制单元18控制的排气再循环阀24。如可从图1中看到的那样，排气再循环线路23到排气歧管6的开口优选地位于制动板12的上游。排气再循环线路23优选地在可选择的节气阀5的下游通向进气歧管4中。
机动车辆的超程模式中的发动机制动特别地借助于信号B开始并且尤其是取决于内燃机的速度产生制动板12的限定的关闭，并且如果合适取决于对于需要的制动力的需求。如果合适，可以进一步以温度相关的方式控制排气再循环阀24的关闭。
制动板12的关闭位置由进气歧管4中的升压PL和内燃机的排气歧管6中的排气背压PA进一步限定。
图3-图5在对应的图中示出了对于减压制动器(这里例如是气体压力控制的)和控制的制动板12的测量值，在所有情况下对于内燃机1的速度n且关于可实现的特定制动力(图3，曲线25a)，图4(曲线26a)中的主要排气背压PA以及图5(曲线27a)中的升压变化PL，在所有情况下与常规布置和排气涡轮(曲线25b，26b，27b)的下游的制动板12的构造相比。
从图表中可以容易地看到，在根据本发明的具有排气涡轮增压7的内燃机1的情况下发动机制动力显著地增加(曲线25a)。同样的情况也适用于主要排气背压(曲线26a)。
此外，基于根据本发明的方案的两个曲线25a、26a各自具有急剧上升的坡度。
然而，尤其值得注意并且对特定发动机制动力增加(曲线25a)非常重要的是，即使在内燃机1的低速度n的情况下，通过具有对应的流导向功能根据本发明的制动板12获得急剧上升的升压PL(曲线27a)。
如图表清楚地示出，显著增加的排气背压意味着与布置在排气涡轮的下游的制动板相比，利用排气涡轮上游的根据本发明的制动板布置实现了显著较高的发动机制动力。
尽管测量值基于具有气体压力控制的减压制动器的内燃机1确定，它们还同样地相应的或对特征在于排气涡轮增压和使用了强制控制的减压制动器的内燃机1有效。
图6和图7示出了排气涡轮增压器7的排气歧管6和排气涡轮8的截面图，借助于其更详细地解释了操作的模式。图6示出了打开位置29中的制动板12，其中制动板12在发动机的非制动模式中相应地布置在正常模式中。在所述打开位置29中，制动板12暴露出，举例来说，排气流通道13的完全最大流截面Qmax相应地由排气歧管6和排气涡轮8形成。排气流通道30进一步形成流出开口。
制动板12接收和/或布置在排气流通道30的通道壁32的腔31中，使得制动板12关于其表面定位为与直接邻接腔31的排气流通道30的通道壁32的那些壁部分33的表面平齐。因此，实现了通道壁32的壁部分33之间的连续过渡，以便确保特别低的流阻力。举例而言，腔31具有为排气歧管6的一部分的区域34以及为排气涡轮8的一部分的区域35。
在图6中，制动板12的关闭位置36利用虚线6示意性地示出。例如，在发动机制动模式中，制动板12布置在所述关闭位置中。在所述关闭位置中，制动板12完全阻塞排气流通道30，使得排气最多地积累。制动板12位于所述关闭位置中，仅举例来说，具有通道壁32的腔38中的自由端部分37。举例来说，腔38形成在通道壁32的壁部分39a中，其与制动板12的固定部分39相对。此外，举例来说，腔38布置在排气歧管6侧。作为备选，将所述腔38布置在排气涡轮8侧将是可能的。
此外，腔适于制动板12的端部37的轮廓，从而使制动板12的端部在关闭位置36与形成腔38的腔壁部分40处于平面接触。因此，排气在制动板12的关闭位置36有效地积累。此外，如在排气的流动方向上所见，腔38布置在压力传感器20的测量点41的下游。
图7示出了在打开位置29和关闭位置36之间的中间位置42的制动板12。在所述中间位置，举例来说，制动板12布置在发动机制动模式中。在所述中间位置42，制动板12暴露小于最大流截面Qmax的流截面Qz。此外，制动板42布置在所述中间位置42中，从而使排气流通道30的流截面如在流动方向上所见减小为喷嘴状，以便加速流过和/或通过制动板12的排气流。因此，排气涡轮8的涡轮转子43在发动机制动模式中借助于排气流驱动，由此增加升压以及还有发动机制动力。
优选地，制动板12在其中间位置42暴露最大流截面Qmax的0.1％至20％，最优选地1.3％至11.1％，以便确保在发动机制动模式中在涡轮转子43上的有效脉冲以及同时还确保高的排气背压。

Claims (20)

1.一种用于机动车辆中尤其是商用车辆中的内燃机的发动机制动装置，所述发动机制动装置具有进气系统、排气系统、与所述内燃机相关联的气体交换阀，借助于与所述排气系统和所述进气系统集成的至少一个排气涡轮增压器的排气涡轮增压，以及发动机制动单元，其中，所述发动机制动单元具有减压制动器以及制动板，所述减压制动器影响所述气体交换阀的至少一个排气阀，所述制动板布置在所述排气系统中并且引起排气积累，其特征在于，所述制动板(12)布置在所述排气涡轮增压器(7)的排气涡轮(8)的涡轮壳体的上游和外部，优选地在正上游和外部，并且设计为影响气流到所述排气涡轮(8)的进入的流导向板。
2.根据权利要求1所述的发动机制动装置，其特征在于，所述排气涡轮(8)尤其是所述排气涡轮(8)的涡轮壳体流体地连接到排气歧管(6′)，排气经由所述内燃机(1)的至少一个、优选多个气缸进入所述排气歧管(6′)，其中具有所述制动板(12)的单独模块(28)安装在所述排气涡轮(8)与所述排气歧管(6′)之间，尤其是在所述排气涡轮(8)的涡轮壳体与所述排气歧管(6′)之间，并且因此在所述排气涡轮(8)的涡轮壳体的正上游和外部。
3.根据权利要求1所述的发动机制动装置，其特征在于，所述排气涡轮(8)尤其是所述排气涡轮(8)的涡轮壳体直接地安装在排气歧管(6)上，排气经由所述内燃机(1)的至少一个、优选多个气缸进入所述排气歧管(6)，并且其中所述制动板(12)布置在所述排气歧管(6)的区域中并且因此在所述排气涡轮(8)的涡轮壳体的正上游和外部。
4.根据权利要求2或3所述的发动机制动装置，其特征在于，所述制动板(12)布置在所述单独模块(28)的壳体的连接凸缘(6a)的区域中或在所述排气歧管(6)的连接凸缘(6a)的区域中，尤其是在所述单独模块(28)的壳体或所述排气歧管(6)的邻接所述连接凸缘的壁区域上，所述制动板尤其是可枢转地布置在通向所述排气涡轮(8)的所述单独模块(28)的壳体或所述排气歧管(6)的连接凸缘(6a)的区域中或其上，其在打开状态下暴露排气截面并且在关闭状态下减少排气截面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，所述制动板(12)在打开位置尤其在完全打开状态至少借助于自由端区域突出超过所述连接凸缘(6a)到所述排气涡轮(8)的流入管道(8b)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，在多级尤其是两级增压的情况下，如在流动方向上所见，所述制动板(12)布置在第一排气涡轮增压器的第一排气涡轮的上游，和/或所述排气涡轮(8)的每个流分配制动板(12)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，在发动机制动模式(B)中，所述制动板(12)以取决于所述制动板(12)上游的排气背压(PA)的方式和/或以取决于所述内燃机(1)的进气系统(2)中的升压(PL)的方式借助于闭环和/或开环控制装置(18)控制。
8.根据权利要求7所述的发动机制动装置，其特征在于，传感器(20)尤其是压力传感器在所述制动板(12)的上游布置在所述排气系统(3)中，以便检测所述排气背压(PA)，和/或其中，传感器(19)尤其是压力传感器在所述进气歧管(19)的区域中布置在压缩机(9)的下游，以便检测所述升压(PL)。
9.根据权利要求8所述的发动机制动装置，其特征在于，用于检测所述排气背压(PA)的传感器(20)功能上布置在所述制动板(12)的上游，从而使所述传感器(20)远离该上游区域并且与该上游区域间隔布置，且通过通向所述制动板(12)上游的排气系统(3)中的线路(21)连接到位于所述制动板(12)上游的区域，其中，优选地设置为使所述线路(21)设计为相对于垂直轴线的方向朝所述传感器下降的线路(21)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，为了致动所述制动板(12)，提供了通过开环和/或闭环控制装置控制的电气致动器，尤其是通过电子发动机控制单元(18)控制的电气致动器，或备选地提供定位器(15)，优选地气动致动的定位器，以及连接到其上的阀。
11.根据权利要求10所述的发动机制动装置，其特征在于，开始发动机制动的制动信号(B)和/或负载信号(α)和/或排气背压(PA)和/或所述进气系统(4)中的升压(PL)的至少一个可被馈送至所述开环和/或闭环控制装置，尤其是馈送至所述电子发动机控制单元(18)，并且因此至少可根据所需的发动机制动力控制所述制动板(12)的位置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，从所述排气系统(3)到所述进气系统(4)的排气再循环在排气再循环线路(23)中设有优选地电气或气动控制的排气再循环阀(24)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，减压制动作用由排气背压(PA)控制，或其中减压制动作用由叠加在阀控制上并且优选地电气或气动或液压控制的装置产生。
14.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，所述制动板(12)在所述打开位置暴露通向所述排气涡轮(8)的流出口的整个截面，且在中间位置直到完全关闭使排气流偏转到所述排气涡轮(8)的涡轮转子，从而使通过截面的变窄加速的排气流驱动所述涡轮转子。
15.根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置，其特征在于，所述制动板(12)布置为在其打开位置与建立流出口的排气流通道(30)的通道壁(32)至少部分地关于其表面平齐，在所述打开位置中所述制动板暴露所述流出口的整个截面，优选地所述制动板(12)接收和/或布置在所述通道壁(32)的腔(31)中，并且定位为与直接邻接所述腔(31)的排气流通道(30)的通道壁(32)的那些壁部分(33)关于其表面齐平。
16.一种用于操作用于机动车辆中的内燃机的发动机制动装置的方法，尤其是用于根据前述权利要求中任一项所述的发动机制动装置的方法，其中，所述发动机制动装置具有进气系统、排气系统、与所述内燃机相关联的气体交换阀，借助于与所述排气系统和所述进气系统集成的至少一个排气涡轮增压器的排气涡轮增压，以及发动机制动单元，其中所述发动机制动单元具有减压制动器和制动板，所述减压制动器影响所述气体交换阀中的至少一个排气阀，所述制动板布置在所述排气系统中并且引起排气积累，其特征在于，所述制动板(12)布置在所述排气涡轮增压器(7)的排气涡轮(8)的涡轮壳体的上游和外部，优选地在正上游和外部，并且形成流导向板，借助于其，限定的气流根据所述制动板(12)的位置进入所述排气涡轮(8)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在发动机制动模式(B)中，所述制动板(12)布置在打开位置和关闭位置之间的至少一个限定的中间位置中，其中所述制动板(12)暴露限定的流截面，并且其中所述流截面如在排气流的方向上所见减小为喷嘴状，以便加速流过和/或通过所述制动板(12)的排气流。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述制动板(12)在其中间位置暴露流截面，所述流截面处于最大流截面的0.1％至20％的范围内，优选地处于最大流截面的1％至12％的范围内，最优选处于最大流截面的1.3％至11.1％的范围内。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述制动板(12)在发动机非制动模式中暴露第一流截面，优选最大流截面，并且其中所述制动板(12)在发动机制动模式中暴露小于所述第一流截面的第二流截面。
20.一种车辆，尤其是商用车辆，具有根据权利要求1至15中任一项所述的发动机制动装置和/或用于执行根据权利要求16至19中任一项所述的方法。
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