CN110566311A - 共轨系统驱动的发动机缸内制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，包括：用于驱动气门摇臂摆动的油缸装置，油缸装置包括缸体、第一缸盖、第二缸盖、油塞、油塞杆和回位弹簧；油塞杆从第一缸盖伸出并抵靠于气门摇臂的上部端面；开设于第二缸盖的进油孔和回油孔分别与油缸的无杆腔连通，进油孔通过进油管路与共轨油管连通，所述进油管路上设置有高频开关电磁阀，高频开关电磁阀与发动机的ECU电连接。本发明在缸内制动过程中通过ECU控制供油系统继续工作，并利用共轨油管内的燃油压力作为排气门的开启动力来实现压缩释放式的缸内制动，无需在凸轮轴的控制凸轮上设置制动凸起，结构更为简单，使用更为可靠，特别适用于高压共轨柴油发动机。

Description

共轨系统驱动的发动机缸内制动装置
技术领域
本发明涉及发动机缸内制动技术领域，尤其涉及一种通过共轨系统的共轨油管内的高压燃油驱动的压缩释放式柴油发动机缸内制动装置。
背景技术
发动机的缸内制动技术，主要经历了排气蝶阀制动、泄气式制动、压缩释放式制动等发展过程，其中，压缩释放式制动技术，是目前发动机制动性能最好的技术，其基本原理是：发动机倒拖时，在压缩冲程活塞上行的过程中，活塞压缩缸内气体，产生制动功率。在压缩上止点之前，通过压缩释放式制动装置驱动排气门打开一定的开度，将气缸内的已被压缩的高温高压充量排出，此时气缸内的压力迅速降低，经过一定的曲轴转角后，排气门再关闭，活塞向下运动，由于缸内充量已大大减少，缸内充量对活塞做功也大大减少，减少或消除缸内压缩充量对活塞产生反制动功率。
压缩释放式制动技术，一般与排气蝶阀制动相结合，在排气冲程中，发动机的排气通道已被蝶阀关闭，建立了背压，活塞在上行过程中，受到气体的压力，上行速度减慢，增加了活塞的功率损失，再次产生制动功率。
中国实用新型专利CN201241740Y公开了一种四冲程内燃发动机摇臂集成式制动装置，其在控制凸轮上设置两个制动凸起，用于实现在进气冲程结束前将进气门开启增加进气量、在压缩冲程结束前开启排气门释放压力来实现发动机的缸内制动，为了在发动机正常运行时将制动凸起引起的气门升程抵消掉，需要在摇臂上设置了液压控制的间隙补偿机构。因正常运行状态占整个发动机运行状态的绝大部分，因此，间隙补偿机构在发动机运行的绝大部分时间里都处于工作状态，对可靠性等提出了较高的要求，而且结构较为复杂。
目前，共轨燃油喷射系统在柴油发动机上已广泛应用。共轨燃油喷射系统简称共轨系统或高压共轨系统，是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种燃油喷射系统。它是由高压油泵将高压燃油输送到共轨油管(Rail)，通过共轨油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油发动机供油压力随发动机转速变化的程度。由于高压共轨系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射。
在柴油发动机缸内制动过程中，喷油器停止缸内喷油，供油系统处于闲置状态。如何利用发动机共轨系统的共轨油管内的燃油压力作为驱动力，来实现发动机的缸内制动就成为一种新的研究课题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，在缸内制动过程中通过控制发动机供油系统继续工作，并利用共轨油管内的燃油压力作为排气门的开启动力，来实现压缩释放式的缸内制动。
为解决上述技术问题，本发明采用一种共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，包括：用于驱动所述发动机的气门摇臂摆动的油缸装置，所述油缸装置包括缸体、第一缸盖、第二缸盖、油塞、油塞杆和回位弹簧；所述第一缸盖和所述第二缸盖分别安装于所述缸体的两端，所述油塞设置于所述缸体内，所述油塞杆固定于所述油塞，所述油塞杆从所述第一缸盖伸出并抵靠于所述气门摇臂的上部端面；在所述缸体内，位于所述油塞与所述第一缸盖之间且被所述油塞杆穿过的空腔记为有杆腔，位于所述油塞与所述第二缸盖之间的空腔记为无杆腔，所述回位弹簧套设于所述油塞杆并设置于所述有杆腔内；所述第二缸盖开设有进油孔和回油孔，所述进油孔和所述回油孔分别与所述无杆腔连通，所述进油孔通过进油管路与所述共轨系统的共轨油管连通，所述回油孔通过回油管路与所述发动机的燃油箱连通，所述进油管路上设置有高频开关电磁阀，所述高频开关电磁阀与所述发动机的ECU电连接，所述回油管路上设置有节流装置。
其中，所述第二缸盖开设有一个集油腔，所述集油腔分别与所述无杆腔、所述进油孔和所述回油孔连通。
其中，所述第二缸盖与所述缸体设为一体。
其中，所述油塞杆与所述油塞设为一体。
其中，所述节流装置是节流阀。
其中，所述高频开关电磁阀是与所述发动机的燃油喷射频率相匹配的二位二通常闭式开关电磁阀。
采用上述技术方案后，本发明的技术效果是，在缸内制动过程中通过ECU控制发动机供油系统继续工作，并利用共轨系统的共轨油管内的燃油压力作为排气门的开启动力，来实现压缩释放式的缸内制动。当发动机处于正常工作模式时，电磁开关阀关闭，油缸装置不动作；当发动机进入缸内制动模式时，高频电磁开关阀才在ECU的控制下使油缸装置动作，与公知技术相比，无需在凸轮轴的控制凸轮上设置制动凸起，结构更为简单，使用更为可靠，特别适用于高压共轨柴油发动机。
附图说明
图1是本发明共轨系统驱动的发动机缸内制动装置实施例的结构示意图；
图中，10-排气门，11-气门弹簧，12-气门摇臂，13-摇臂轴，14-推杆，20-共轨油管，30-高频开关电磁阀，40-油缸装置，41-缸体，42-回位弹簧，43-油塞，44-集油腔，45-第一缸盖，46-油塞杆，47-进油孔，48-回油孔，50-节流阀，60-燃油箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了一种共轨系统驱动的发动机缸内制动装置。如图1所示，气门摇臂12转动安装于摇臂轴13，推杆14和排气门10分置于摇臂轴13的两侧，当推杆14在凸轮轴(未示出)的作用下从一侧推动气门摇臂12绕摇臂轴13摆动时，气门摇臂12的另一侧则按压排气门10，气门开启；当凸轮轴转过规定角度后，排气门10在气门弹簧11的作用下回位，气门关闭。
油缸装置40用于驱动所述发动机的气门摇臂12摆动，油缸装置40包括缸体41、第一缸盖45、第二缸盖、油塞43、油塞杆46和回位弹簧42。
第一缸盖45和第二缸盖分别安装于缸体41的两端(本实施例中，第二缸盖与缸体41为一体设置，也可以是分体式结构)，油塞43设置于缸体41内，油塞杆46固定于油塞43(本实施例中，油塞杆46与油塞43为一体设置，也可以是分体式结构)，油塞杆46从第一缸盖45伸出并抵靠于气门摇臂12的上部端面。
在缸体41内，位于油塞43与第一缸盖45之间且被油塞杆46穿过的空腔记为有杆腔，位于油塞43与所述第二缸盖之间的空腔记为无杆腔，回位弹簧42套设于油塞杆46并设置于所述有杆腔内。
所述第二缸盖开设有进油孔47和回油孔48，进油孔47和回油孔48分别与所述无杆腔连通，进油孔47通过进油管路与所述共轨系统的共轨油管20连通，回油孔48通过回油管路与所述发动机的燃油箱60连通，所述进油管路上设置有高频开关电磁阀30(本实施例中，高频开关电磁阀30是与所述发动机的燃油喷射频率相匹配的二位二通常闭式开关电磁阀)，高频开关电磁阀30与所述发动机的ECU电连接，所述回油管路上设置有节流装置(本实施例中，所述节流装置是节流阀，也可以节流孔等结构)。
本发明中，所述第二缸盖开设有一个集油腔44，集油腔44分别与所述无杆腔、进油孔47和回油孔48连通。设置集油腔44的目的是便于设置进油孔47和回油孔48，防止油塞43在位于缸体41端部时将进油孔47和回油孔48封闭。
本发明上述实施例的工作原理简述如下：
在发动机处于正常工作模式时，高频电磁开关阀30关闭，共轨油管20中的高压燃油通过高压油管和电磁喷嘴(属于常规配置，图中没有显示)为发动机缸内供油。
在发动机进入缸内制动模式时，发动机ECU控制电磁喷嘴，停止缸内喷油。当发动机处于压缩冲程时，进/排气门关闭，气缸内的被压缩气体对活塞产生反向的推力，产生制动功率，在活塞接近上止点前，ECU控制高频开关电磁阀30打开并维持开启状态一定时间，共轨油管20中的高压燃油进入油缸装置的无杆腔中，并通过节流阀50部分流回燃油箱60。由于节流阀50的作用，进入无杆腔中的燃油远大于泄流回燃油箱60的燃油，无杆腔内燃油产生压力，推动油塞43下行，进而推动气门摇臂12及排气门10开启一定的开度，释放掉部分缸内的被压缩气体，气缸内气压力降低，避免或减少活塞下行时气压力对活塞产生向下的推力。与公知技术相比，无需在凸轮轴的控制凸轮上设置制动凸起，结构更为简单，使用更为可靠，特别适用于高压共轨柴油发动机。
经过一定的曲轴转角后，ECU关闭高频开关电磁阀，油腔中的燃油通过节流阀50泄压，在回位弹簧42和气门弹簧11的共同作用下，排气门10关闭，完成一个工作循环。
调整节流装置的节流面积大小，改变燃油的泄流速度，可调整排气门的延迟开启和关闭时刻，并保证排气门开启满足要求的条件下，尽量减少燃油的泄流量。
本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构及方法所做出的种种改进，都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，包括：
用于驱动所述发动机的气门摇臂摆动的油缸装置，所述油缸装置包括缸体、第一缸盖、第二缸盖、油塞、油塞杆和回位弹簧；
所述第一缸盖和所述第二缸盖分别安装于所述缸体的两端，所述油塞设置于所述缸体内，所述油塞杆固定于所述油塞，所述油塞杆从所述第一缸盖伸出并抵靠于所述气门摇臂的上部端面；
在所述缸体内，位于所述油塞与所述第一缸盖之间且被所述油塞杆穿过的空腔记为有杆腔，位于所述油塞与所述第二缸盖之间的空腔记为无杆腔，所述回位弹簧套设于所述油塞杆并设置于所述有杆腔内；
所述第二缸盖开设有进油孔和回油孔，所述进油孔和所述回油孔分别与所述无杆腔连通，所述进油孔通过进油管路与所述共轨系统的共轨油管连通，所述回油孔通过回油管路与所述发动机的燃油箱连通，所述进油管路上设置有高频开关电磁阀，所述高频开关电磁阀与所述发动机的ECU电连接，所述回油管路上设置有节流装置。
2.如权利要求1所述的共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，所述第二缸盖开设有一个集油腔，所述集油腔分别与所述无杆腔、所述进油孔和所述回油孔连通。
3.如权利要求1所述的共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，所述第二缸盖与所述缸体设为一体。
4.如权利要求1所述的共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，所述油塞杆与所述油塞设为一体。
5.如权利要求1所述的共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，所述节流装置是节流阀。
6.如权利要求1所述的共轨系统驱动的发动机缸内制动装置，其特征在于，所述高频开关电磁阀是与所述发动机的燃油喷射频率相匹配的二位二通常闭式开关电磁阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113153479A (zh) * 2021-05-21 2021-07-23 徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司 一种发动机缸内辅助制动装置、制动方法及压路机

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CN113153479A (zh) * 2021-05-21 2021-07-23 徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司 一种发动机缸内辅助制动装置、制动方法及压路机

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