CN112074654B - 具有致动电磁阀的空转排气摇杆发动机制动系统及操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于实现内燃机的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统。压缩释放系统包括空转排气摇杆组件，该空转排气摇杆组件包括排气摇臂、致动装置以及复位装置，该致动装置包括致动活塞和致动腔，该复位装置包括复位止回阀和滑块活塞。当复位止回阀处于闭合位置时，排气摇臂中的液压流体被锁定在致动腔中，并且当复位止回阀处于开启位置时，液压流体流动经过复位止回阀。滑块活塞与复位止回阀相关联，使得在滑块活塞的伸出位置中，复位止回阀朝向闭合位置自由移动，并且在滑块活塞的缩回位置中，复位止回阀通过滑块活塞移动到其开启位置。

Description

具有致动电磁阀的空转排气摇杆发动机制动系统及操作方法
相关申请的交叉引用和优先权要求
本申请要求由泰勒(Taylor)等人于2018年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/652,424和由梅尼利(Meneely)等人于2018年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/652,425的权益，在此通过引用将这两个申请的全部内容并入本文并且要求其优先权。
技术领域
本发明总体上涉及压缩释放发动机制动系统，并且更具体地涉及压缩释放发动机制动系统和方法，其包括具有复位机构的空转排气摇杆组件和双级液压电磁制动系统致动阀。
背景技术
相关技术的描述
用于柴油发动机的压缩释放发动机制动系统(或减速器)是在1960年代初开始在北美设计和开发的。已经实施了许多改变，这些改变增加了减速性能，降低了成本并降低了发动机负荷。
传统上，压缩释放发动机制动器将产生动力的柴油发动机改变为吸收动力的空气压缩机，以用于车辆减速的目的。由车轮驱动的发动机在压缩冲程中压缩其气缸中的空气。然后，该压缩空气在压缩冲程的上止点(TDC)附近被释放到排气歧管中。压缩释放事件在冲程中发生得足够晚以允许气缸压力的建立，但在冲程中发生得足够早以显著地减小或消除随后膨胀冲程上的压力。由于在压缩冲程期间的气缸压力的损失，在发动机活塞移动通过膨胀冲程时，推动发动机活塞的返回力或回弹效应被最小化或消除。这种情况的净效果是增加了车轮所需的驱动力以保持发动机转动，因此增加了车辆的减速。
已经通过许多不同的方法实现了在上止点(TDC)附近打开排气门以排空气缸压力。一些最常见的方法是附加壳体，其液压地传递来自相邻气缸的进气或排气凸轮运动，或来自相同气缸的燃料喷射器运动，以提供将排气门定时成在压缩冲程的TDC附近打开的方法。其它压缩释放发动机制动系统利用专用的凸轮凸角和摇臂(或杠杆)来优化压缩冲程的TDC附近的排气门的开启。
另一种类型的压缩释放发动机制动系统提供了对传统排气凸轮凸角的改进，以便整合发动机制动运动。该系统向排气凸轮凸角增加了额外的小升程轮廓，该排气凸轮凸角在正常发动机操作下经由高于正常的气门间隙而被隐藏或“丢失”到排气门。当发动机制动器通电时，该间隙被消除并且运动被“发现”，使得(多个)排气门在压缩冲程的TDC附近被开启。这样，这种类型的压缩释放发动机制动被称为“空转”。空转压缩释放发动机制动器通常被集成到排气摇臂中，使它们紧凑且成本有效。
在多气门发动机中，期望的是仅开启一个用于压缩释放的排气门，以便使门系负载最小化，因为保持每个排气门开启所需的力与气缸压力成比例。然而，如果在空转压缩释放发动机制动器的情况下仅一个排气门开启，则当正常排气门运动开始时排气门之间的连接桥可能倾斜，导致侧向负载和对气门导管的潜在损坏。传统的空转制动系统的另一个问题是，用于压缩释放发动机制动的附加气门升程也被添加到正常的排气门运动中。排气冲程/进气冲程之间的气门重叠被延长，这可降低排气歧管压力并降低制动性能。
已知一种复位装置来减轻这些问题。在压缩释放之后，复位装置起作用以关闭开启的排气门并且在排气冲程期间恢复正常的排气门运动。在本领域中存在在空转集成摇臂发动机制动器中实现复位装置的各种方法。早期的摇臂复位装置利用正常的排气门运动来启动制动的排气门的复位。如果需要单个气门致动，这没有解决气门桥倾斜的问题。
尽管已知的具有复位装置的现有技术的压缩释放发动机制动系统已经证明对于各种应用是可接受的，但是这种装置仍然易于改进，改进可以增强其性能、操作鲁棒性，并且降低其成本和复杂性。
发明内容
根据本发明的摇臂压缩释放发动机制动系统是使用压敏偏压弹簧的集成复位空转摇臂发动机制动系统。本发明通过将复位机构结合到排气摇臂中的主动间隙调节器中来解决现有技术的问题。本发明的复位装置利用偏压弹簧，允许其限制排气门桥的运动，并且即使在低液压流体压力下也执行空转间隙的收紧。双级液压电磁阀通过将摇杆润滑和发动机制动器致动组合到单个液压回路中来进一步优化了集成的简易性。
在根据本发明的摇杆中，复位致动器机构中的滑块活塞通过接触脚部与下面的气门桥连续接触，并且在普通发动机操作中接合和致动下面的排气门。复位致动器的单个固定螺钉调节既考虑了对发动机制动复位致动器系统的间隙，又考虑了普通发动机排气门操作的间隙。
在操作中，滑块活塞经由机械(弹簧)和流体压力的组合从摇杆朝向门桥连续地伸出，并且以连续不间断的方式在致动器内往复运动。当制动功能没有通电时，滑块活塞的往复运动占用由致动凸轮轮廓上的补充凸角所赋予的运动和间隙，以用于预充气(如果存在)和压缩释放。在这种情况下，较大的排气凸轮凸角轮廓使摇杆旋转超过所有间隙补偿，并且然后在发动机的正常运行过程中致动排气门。
当制动系统通电时，在摇杆内的另一孔中与复位致动器并排定位的压缩释放致动器和复位致动器都从摇杆完全伸出。然而，只有由该伸展配置中的压力释放凸轮轮廓驱动的压力释放致动器在TDC附近接合排气门并释放气缸内的压缩事件。此后，在正常的排气门运动之前，压缩释放致动器被复位。当复位机构接合气门桥时，内部复位销(镦粗销)使复位机构内的压力保持止回阀脱离，并且释放伸出压缩释放致动器的流体压力。然后，释放致动器返回到其未伸出位置，由于更新或持续的制动功能需求而等待进一步致动。当发动机制动功能已经被激活时，这一系列的伸出和复位事件随着每个完整的凸轮轴旋转而发生。
根据本发明的另一方面，提供了一种双级液压电磁阀，其用于液压供应系统中，适于供应润滑油和加压油以控制上述排气摇杆发动机制动系统的致动。双级液压电磁阀包括阀体、电磁线圈、电枢、电磁销和进气门，阀体具有进气口、出气口和排气口，电磁线圈被布置在阀体中，电枢在电磁线圈内直线地往复运动，电磁销在阀体内直线地往复运动并与电枢可操作地相关联，进气门被设置在进气口和出气口之间。旁通口被设置成使得当电磁线圈处于断电状态(即，非制动功能状态)时，通过进气口供应到阀体的加压液压流体的一部分被调节成经由压力调节排气门流动经过出气口和排气口两者，并且当电磁线圈处于通电状态(即，制动功能要求)时，压力调节排气门关闭并且进气门开启以仅向出气口供应加压液压流体。
本发明的其它方面，包括构成本发明的一部分的系统、组件、子组件、单元、发动机、过程等，在阅读以下示例性实施例的详细描述后将变得更加明显。
附图说明
附图被并入说明书并构成说明书的一部分。附图以及上面给出的一般描述与下面给出的示例性实施例和方法的详细描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中：
图1是内燃机的示意图；
图2是根据本发明的排气凸轮轴和空转排气摇杆组件的局部透视图；
图3是根据本发明的第一示例性实施例的空转排气摇杆组件的摇臂压缩释放发动机制动系统相对于内燃机中的气门桥的位置的剖视图；
图4是根据本发明的第一示例性实施例的包括复位装置和致动装置的空转排气摇杆组件的透视图；
图5是根据本发明的第一示例性实施例的复位装置的剖视图；
图6是根据本发明的第一示例性实施例的致动装置的剖视图；
图7是根据本发明的第一示例性实施例的空转排气摇杆组件的集成蓄能器组件的剖视图；
图8是根据本发明的第一示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统的电磁阀的透视图；
图9是图8的电磁阀的剖视图；
图10是安装在液压歧管中的图8的电磁阀的剖视图；
图11是根据本发明的第二示例性实施例的具有空转排气摇杆组件的摇臂压缩释放发动机制动系统的剖视图；以及
图12是根据本发明的第二示例性实施例的复位装置的剖视图。
图13是根据本发明的排气摇杆空转复位装置的竖直紧凑型的第三示例性实施例的剖视图。
具体实施方式
现在将详细参考如附图中所示的本发明的示例性实施例和方法，其中在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件。然而，应当注意，本发明在其更广泛的方面不限于结合示例性实施例和方法示出和描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。
对示例性实施例的描述旨在结合附图来阅读，附图被认为是整个书面描述的一部分。在描述中，诸如“水平”(horizontal)、“竖直”(vertical)、“前”(front)、“后”(rear)、“上”(upper)、“下”(lower)、“顶部”(top)和“底部”(bottom)及其衍生词等(例如，“水平地”(horizontally)、“向下地”(downwardly)、“向上地”(upwardly)等)的相对术语应被理解为指代如随后描述的或如所讨论的附图中所示的取向以及相对于车身的取向。这些相对术语是为了便于描述，并且通常不旨在要求特定的取向。关于附接、耦接等的术语，例如“连接”(connected)和“互连”(interconnected)等，指的是一种关系，其中结构直接或通过中间结构间接地彼此固定或连接，以及可移动的或刚性的附件或关系，除非另外明确地描述。术语“可操作地连接”(operatively connected)是允许相关结构通过该关系作为预期地操作的附接、耦接或连接。术语“一体的”(integral)(或“整体的”(unitary))涉及作为单个部件制成的部件，或由固定地(即，不可移动地)连接在一起的单独的构件制成的部件。另外，权利要求中使用的词语“一”(a)和/或“一个”(an)表示“至少一个”(at least one)，权利要求中使用的词语“两个”(two)表示“至少两个”(at least two)。为了清楚的目的，没有详细描述相关技术中已知的一些技术材料，以避免不必要地使本公开不清楚。
图1示出了可与本文所述的示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统一起使用的内燃(IC)发动机1。发动机1通常是四冲程柴油发动机，包括气缸体8，其包括多个气缸8'。为了简化的目的，图1中仅示出了一个气缸8'。其它气缸与气缸8'相同。每个气缸8'设置有在其中往复运动的活塞9。每个气缸8'还设置有至少一个、优选地两个进气门(均用附图标记5标记)和至少一个、优选地两个(第一和第二)排气门61和62，每个排气门设置有复位弹簧，该复位弹簧在排气门或进气门上施加关闭力以将排气门或进气门推动到闭合位置。第一排气门61和第二排气门62的复位弹簧(也称为排气门弹簧)分别由附图标记71和72表示。设置气门机构10用于提升和关闭进气门5和排气门61和62。
可以理解，每个气缸8'可以设置有一个或更多个进气门5和一个或更多个排气门6，尽管图1中示出了每个中的两个。发动机1还包括进气歧管IM和排气歧管EM，进气歧管IM和排气歧管EM都通过各自的进气门5和排气门6与气缸8'流体连通。内燃机1能够执行正功率操作(正常发动机循环)和发动机制动操作(发动机制动循环)。压缩释放制动系统在发动机制动操作期间以压缩制动开启模式操作，并且在正功率操作期间以压缩制动停止(或制动停用)模式操作。
图2-图7示出了内燃机1的气门机构10的示例性实施例。气门机构10包括传统的进气摇杆组件和用于操作两个进气门5的进气门凸轮(未示出)，以及根据本发明的示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12和为内燃机1设置的排气门凸轮2(图2中示出)。
根据本发明的示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12是空转压缩释放发动机制动系统，如图2中最佳示出的，其由排气门凸轮2操作。排气门凸轮2不可旋转地安装到凸轮轴11。排气门凸轮2具有正常的(传统的)发动机排气凸轮轮廓31、用于在发动机制动操作期间的压缩释放发动机制动事件的发动机制动升程轮廓32以及预充气升程轮廓33(如果存在)(如图2中最佳示出的)。凸轮升程轮廓31、32和33为了解释的目的而被程式化。排气门凸轮2中在正常排气凸轮轮廓31之后以及在预充气升程轮廓33和发动机制动升程轮廓32之间的、具有恒定半径的相位被称为下基圆41。排气门凸轮2中在发动机制动升程轮廓32和正常排气凸轮轮廓31之间的具有恒定半径的相位被称为上基圆42。正常发动机正功率操作(即，正常发动机循环)在排气门机构中包含足够的空隙以消除气门运动，否则该气门运动将由发动机制动升程轮廓32和排气门凸轮2的预充气升程轮廓33引起。具体地，正常正功率操作在排气门机构中包含比上基圆42和下基圆41之间的半径差更大的空隙(间隙)，使得在正常正功率发动机操作期间发动机制动升程轮廓32和预充气升程轮廓33不会被给予到排气门61或62。
根据本发明的第一示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12，其包括用于操作第一排气门61和第二排气门62中的至少一个的空转排气摇杆组件16。在图3和图4中所示的根据本发明的第一示例性实施例的空转排气摇杆组件16是具有自动液压调节和复位功能的空转类型。空转排气摇杆组件16包括排气摇臂18，该排气摇臂18可枢转地安装在摇杆轴20周围并且设置成通过排气门桥24开启第一排气门61和第二排气门62。排气摇臂18包括摇杆孔22，该摇杆孔22被配置成接收穿过其中的摇杆轴20，从而排气摇臂18可相对于摇杆轴20枢转。因此，摇杆轴20延伸穿过形成在排气摇臂18中的摇杆孔22(如图2、图3和图4中最佳示出的)。摇杆轴20允许排气摇臂18通过排气门桥24将凸轮轴运动传递到排气门61和62，即，将排气门61和62中的一个或两个移动到开启位置，该开启位置通过排气门弹簧71和72返回到闭合位置。排气门桥24限定摇臂压缩释放发动机制动系统12的止动构件。
如图3和图4中最佳示出的，排气摇臂18具有两个端部：控制发动机排气门61和62的驱动(第一远)端181以及适于接触排气门凸轮2的从动(第二远)端182。具体地，空转排气摇杆组件16包括安装到排气摇臂18的从动端182的排气凸轮从动件19，如图2-图4中最佳示出的。根据本发明的示例性实施例，排气凸轮从动件19为例如可旋转地安装到排气摇臂18的从动端182的圆柱形滚子的形式。排气凸轮从动件19适于接触排气门凸轮2的排气凸轮轮廓31、发动机制动升程轮廓32和预充气升程轮廓33。排气凸轮从动件19限定了凸轮轴界面。可选地，凸轮轴接口可以适于满足发动机的要求，例如，具有用于推杆式接口的球或插口。
空转排气摇杆组件16还包括被布置在排气摇臂18中的复位装置26和致动装置28。复位装置26被定位于排气门桥24的上方，并且被配置成在正功率操作期间，即正常的排气门操作期间驱动排气门桥24。而且，排气摇臂18具有供应导管21、连接导管231和复位导管232，它们都形成在排气摇臂18内。供应导管21将布置在排气摇臂18外部的加压液压流体(例如机油)(在图10中最佳示出)的源头156流体地连接到致动装置28。连接导管231和复位导管232是两个分开的通道，它们彼此间隔开并且将复位装置26和致动装置28流体地互连。
如图4和图5所示，复位装置26包括调节器组件30和滑块组件32。圆柱形复位孔38、滑块组件32和调节器组件30在排气摇臂18内限定了与连接管道231流体连接的复位腔39。调节器组件30包括调节器主体34和被布置在调节器主体34内的复位止回阀36。根据本发明的第一示例性实施例，调节器主体34是完全带螺纹的，如图5中最佳所示的。调节器主体34螺纹地并可调节地布置在形成于排气摇臂18中的圆柱形复位孔38内，以提供正常的排气门间隙调节。调节器组件30的调节器体34设置有插口，例如六角插口37等，其可从排气摇臂18的上方接近，以用于调节复位装置26的调节器主体34的位置。调节器组件30通过调节螺母35被锁定在适当位置，如图5中最佳示出的。
复位止回阀36包括球阀构件42、止回阀座44和球形止回弹簧46，它们全部布置在调节器主体34内，以使球阀构件42布置在止回阀座44和球形止回弹簧46之间。球阀构件42被球形止回弹簧46的偏压弹簧力推向球形止回阀座44。球阀构件42、球形止回阀座44和球形止回弹簧46限定了通常被球形止回弹簧46偏压关闭(即，进入闭合位置)的复位止回阀36。止回阀座44具有贯穿其中的中心开口45，如图5中最佳示出的。止回阀座44被第一保持环47保持在调节器主体34内，例如为本领域公知的C形环。换句话说，球阀构件42通过复位止回阀36的球形止回座44闭合和开启中心开口45，以便选择性地将连接导管231与复位腔39流体连接。
调节器主体34设置有一个或更多个(即，至少一个)供应口40。供应口40被布置在复位止回阀36的球阀构件42的上方，以便当复位止回阀36处于开启位置时，将复位孔38的复位腔39与复位导管232流体连接。
滑块组件32包括滑块活塞48和滑块偏压弹簧50，滑块活塞48被配置成在排气摇臂18的复位腔39内直线往复运动，滑块偏压弹簧50被布置在滑块活塞48和止回阀座44之间，用于在远离调节器组件30的方向上偏压滑块活塞48。此外，滑块偏压弹簧50可滑动地布置在排气摇臂18的复位孔38内，并且部分地在滑块活塞48内，如图5中最佳示出的。滑块活塞48具有邻近排气门桥24的细长远端491和面对止回阀座44的近端492。滑块活塞48设有一个或更多个(即至少一个)活塞口55。活塞口55被布置在复位止回阀36的球阀构件42的下方，以便在滑块活塞48的所有位置上保持复位孔38的复位腔39与连接导管231的流体连接。
如图5最佳示出的，滑块活塞48的细长远端491至少部分地从排气摇臂18的复位孔38伸出。滑块活塞48可相对于排气摇臂18在伸出位置和缩回位置之间移动。滑块活塞48设置有接触(所谓的“大象”)脚部52，该接触脚部52安装成在滑块活塞48的邻近排气门桥24的远端491上旋转。穿过滑块活塞48的远端491的润滑端口51将润滑油提供给接触脚部52和排气门桥24。
滑块活塞48由复位腔39中的液压压力推动并由滑块偏压弹簧50推离调节器组件30，以便在所有发动机操作期间(制动开启或闭合)保持接触脚部52与排气门桥24的接触。换句话说，滑块组件32的滑块活塞48和滑块偏压弹簧50提供主动间隙调节器，以便当压缩释放发动机制动系统12处于制动停用模式时吸收排气摇杆组件16和排气门桥24之间的大量空转。第二保持环60(例如C形环等)防止滑块活塞48从排气摇臂18中的复位孔38完全弹出，从而允许易于组装和维护。
复位装置26还包括镦粗销(upsetting pin)54，镦粗销54被配置成在排气摇臂18的复位孔38内直线往复运动。镦粗销54被配置成接触、提升并保持复位止回阀36的球阀构件42离开球形止回座44。镦粗销54的上端被布置成邻近球阀构件42，而镦粗销54的下端通过复位弹簧盖56和复位压力控制弹簧58接合滑块活塞48，该复位压力控制弹簧58被布置在滑块活塞48内并位于其远端491与复位弹簧盖56之间。复位压力控制弹簧58被配置成通过复位压力控制弹簧58的弹性偏压作用提升镦粗销54。
如图5中最佳示出的，镦粗销54延伸穿过销引导件62，该销引导件62支撑并引导镦粗销54的往复直线运动。镦粗销54还经由复位弹簧盖56与复位压力控制弹簧58相互作用。销引导件62由第三保持环64(例如C形环等)保持在滑块活塞48内。
调节器组件30为滑块组件32提供可调节的缩回限制，以便当处于缩回位置时在排气门桥24(即，止动构件)和滑块活塞48之间建立永久的间隙。复位装置26的滑块活塞48被配置成在正常排气门运动期间驱动排气门桥24。当滑块组件32完全伸出时，镦粗销54与球阀构件42之间的空隙也由排气门桥间隙确定，从而将发动机制动间隙和正常排气门间隙合并到单个调节中。
图6示出了被布置在另一圆柱形致动孔70中的压缩释放致动装置28的细节，该另一圆柱形致动孔70也形成在排气摇臂18中并且与圆柱形复位孔38间隔开。致动装置28包括致动活塞74和致动活塞复位弹簧76，该致动活塞74被配置成在排气摇臂18的圆柱形致动孔70内直线往复运动，该致动活塞复位弹簧76围绕致动活塞74安装，用于在远离第一排气门61(也称为制动门)的方向上偏压致动活塞74。圆柱形致动孔70在致动活塞74上方、在排气摇臂18内限定了由致动活塞74界定的致动腔72。致动活塞74上方的致动腔72中的液压压力使致动活塞74朝向制动门61延伸。
致动活塞74可相对于致动孔70在缩回位置和伸出位置之间移动，并且适于接触单气门致动销25的顶端表面(在图3和图6中最佳示出)。单气门致动销25相对于排气门桥24可滑动地移动通过排气门桥24中的开口24h(在图6中最佳示出)。致动装置28还包括支撑垫圈78，该支撑垫圈78为致动活塞74提供伸出限制器并围绕致动活塞74支撑致动活塞复位弹簧76。支撑垫圈78由第四保持环80(诸如C形环)保持在致动孔70内。
致动活塞74设置有活塞接触(所谓的“大象”)脚部82，该活塞接触脚部82被安装成在致动活塞74的下端751上与排气门桥24的单门致动销25相邻地旋转。活塞接触脚部82仅经由排气门桥24的单门致动销25与排气制动门61相互作用。排气单门致动销25允许致动活塞74施加足够的压力抵抗第一排气门61，以在压缩释放发动机制动操作期间(即，在制动开启模式中)仅开启第一排气门61(两个排气门61和62中的仅一个)。换句话说，单气门致动销25可相对于排气门桥24往复移动，以使第一排气门61可相对于第二排气门62和排气门桥24移动。因此，根据本发明的示例性实施例的空转压缩释放发动机制动系统12在发动机压缩释放事件期间仅开启两个排气门中的一个，并在正常排气冲程气门运动之前复位一个排气门。因此，致动活塞74被配置成与第一排气门61可操作性地相关联，以仅允许第一排气门61的开启。此外，致动活塞74通过排气摇臂18的连接导管231和复位导管232与复位装置26可操作性地相关联。
致动装置28还包括被布置在致动活塞74内的致动活塞止回阀84。致动活塞止回阀84包括球阀构件86，球阀构件86位于形成于致动活塞74中的止回阀座88上。致动活塞止回阀84被配置成在闭合位置和开启位置之间移动，以提供通过致动活塞74到致动活塞74上方的排气摇臂18中的致动腔72的单向液压流体流动路径。致动活塞止回弹簧90将球阀构件86偏压到致动活塞止回阀84的闭合位置中。
致动活塞74设置有流体管道77和穿过其形成的一个或更多个(即，至少一个)致动器口79，流体管道77在致动活塞74的上端752和下端751之间延伸，一个或更多个致动器口79用于将致动活塞74的流体管道77与供应管道21和连接管道231流体连接。
活塞盖92和致动活塞止回弹簧90通过第五保持环94(例如C形环)被保持在致动活塞74中。活塞盖92设置有一个或更多个开口93，该一个或更多个开口93流体地连接致动腔72，并且从而通过致动活塞止回阀84将复位导管232与致动活塞74的致动器口79、以及供应导管21和连接导管231流体连接。换句话说，止回阀84选择性地将复位导管232与连接导管231和供应导管21流体连接和断开。从而，复位装置26通过连接导管231和排气摇臂18的复位导管232可操作性地连接到致动装置28。
根据本发明的第一示例性实施例的排气摇杆组件16还包括集成在排气摇臂18中的可选的集成蓄能器组件96，如图7中最佳示出的。可选的蓄能器组件96包括蓄能器活塞98、蓄能器压力控制弹簧102和蓄能器盖104，蓄能器活塞98被布置在排气摇臂18中的大致地圆柱形的蓄能器孔100中，蓄能器压力控制弹簧102将蓄能器活塞98偏压到排气摇臂18中，蓄能器盖104作为蓄能器活塞98的伸出限制器并通过第六保持环106(诸如C形环)被保持在排气摇臂18中。
圆柱形蓄能器孔100在排气摇臂18内限定蓄能器腔101。蓄能器活塞98被配置成在蓄能器腔101内直线地往复运动。布置在蓄能器活塞98下方的蓄能器腔101与蓄能器导管27流体连接(如图4和图7中最佳地示出)。进而，蓄能器导管27与供应导管21流体连接，如图4中最佳示出的。通过蓄能器管道27供应到蓄能器活塞98下方的蓄能器腔101的加压液压流体的液压压力使蓄能器活塞98朝向蓄能器盖104移位。蓄能器压力控制弹簧102偏压蓄能器活塞98，使得从致动腔72排出的液压流体以足够的压力被储存在空转排气摇杆组件16内，以在随后的发动机循环中重新填充致动腔72。当不存在可选的蓄能器时，可经由通过管道21的加压流体，从另一本地蓄能器类型的装置或泵/气门远程地提供制动开启/制动停用液压流体功能的快速致动。
图4示出了排气摇臂18内的液压连接。随着加压液压流体通过摇臂孔22进入供应管道21、连接管道231、蓄能器管道27、蓄能器腔101、致动装置28和复位腔39，在排气摇臂18中产生了连续的液压流体回路。加压液压流体通过致动装置28和调节器组件30移动到致动腔72和复位管道232中，这产生了将液压流体截留在致动装置28和调节器组件30内的复位止回阀36和致动活塞止回阀84之间的能力。试图缩回致动活塞74的力可以由复位止回阀36和致动活塞止回阀84之间的液压压力的增加来支持。润滑导管31可以被集成到排气摇臂18内的液压流体回路中或与从中分离，这取决于液压流体压力要求。
图8示出了根据本发明的如上所述的适于控制对发动机制动摇臂系统的“制动开启/制动停用”加压流体供应的双级液压电磁阀110。双级液压电磁阀110包括阀体112、布置在阀体112中的电磁线圈114、在电磁线圈114内直线往复运动的电枢116、以及将电磁线圈114与电源连接以激活双级液压电磁阀110的触点(或端子)115。
图9示出了图8所示的双级液压电磁阀110的剖视图。衔铁116和电磁线圈114通过盖118被保持在阀体112中，该盖118通过适当的方式固定(即，不可移动地附接)到阀体112，例如螺纹连接等。双级液压电磁阀110还包括布置在形成于阀体112远端内的入口腔130中的电磁销120和进气阀124，该入口腔130与双级电磁阀110的盖118相对，如图9中最佳所示。同样如图9中最佳所示，阀体112设置有上密封件1131和下密封件1132，两者都是O形环的形式。
电枢116在电磁线圈114和盖118中的孔119内直线往复运动，以选择性地接合电磁销120。电磁销120可在孔113内直线移动穿过阀体112并穿过销引导件121，销引导件121被布置在阀体112的孔122内并通过适当的方式(例如压配合)固定到阀体112。电磁销120被布置在阀体112的孔122内以选择性地开启进气阀124。阀体112的孔122在阀体112内形成出口腔123。如图9中最佳示出的，出口腔123流体地连接到阀体112的远端内的入口腔130。
进气阀124包括呈入口球126形式的阀构件，该入口球126通过入口弹簧128和入口腔130中的加压液压流体朝向形成在阀体112中的进气阀座125偏置。换句话说，入口弹簧128将入口球126朝向进气阀124的闭合位置偏压。入口弹簧128通过入口滤网132和保持环134(例如C形环等)被保持在阀体112内，该入口滤网132也用作液压流体的滤网(或板式)过滤器。因此，进气阀124的入口球126可在进气阀124的闭合位置和进气阀124的开启位置之间移动，当入口球126与进气阀座125接触时进气阀124处于闭合位置，当入口球126与进气阀座125间隔开以允许出口腔123和入口腔130之间的流体连通时进气阀124处于开启位置。
双级电磁阀110的阀体112还包括进气口136、与出口腔123流体连通的出口138、以及与排气腔139流体连通的排气口140。进气口136形成在阀体112的远端，并且连接到加压液压流体的源头156。进气阀124被布置在入口腔130和出口腔123之间。
双级电磁阀110还包括压力调节排气阀142，压力调节排气阀142布置在在出口腔123和排气腔139之间的阀体112内的出口腔123中，如图9中最佳示出的。压力调节排气阀142包括可朝向和远离形成在阀体112中的排气阀座143直线移动的排气塞144。电磁销120穿过排气塞144，并且排气塞144沿着电磁销120移动。排气塞144被排气弹簧146朝向排气阀座143偏压，并且被配置成通过出口腔123中的加压液压流体而远离排气阀座143移位，以便形成压力调节排气阀142。换句话说，当出口腔123中的压力在排气塞144上产生比排气弹簧146的弹力更高的力时，压力调节排气阀142开启。因此，压力调节排气阀142的排气塞144可在闭合位置和开启位置之间移动，当排气塞144与排气阀座143接触时为闭合位置，与当排气塞144与排气阀座143间隔开以允许排气腔139与入口腔130之间的流体连通时为开启位置。
电磁阀110还包括附接到电磁销120上的排气塞卡簧148形式(或C形夹)的排气塞保持器。排气塞卡簧148由电磁销120驱动而抵抗排气塞144，以增加抵抗排气阀座143的保持力，从而允许增加出口腔123中的液压流体压力。
如图9所示，电磁销120被布置在电枢116和入口球126之间，以选择性地接合入口球126并使入口球126远离阀座125朝向进气阀124的开启位置移动。具体地，当电磁阀110的电磁线圈114断电(即，处于断电状态)时，入口弹簧128和入口腔130中的加压液压流体将入口球126朝向进气阀124的闭合位置偏压。然而，当电磁阀110的电磁线圈114通电(即，处于通电状态)时，电枢116朝向进气阀124向下移动并且向下推动电磁销120，这进而使入口球126远离进气阀座125朝向开启位置移位，并且因此开启出口腔123与入口腔130之间的流体连通。
图10示出了安装到液压歧管150上的图8的电磁阀110的示例性安装。具体地，阀体112的远端穿过上密封件1131和下密封件1132布置在液压歧管150内，以便将电磁阀110密封到周围的液压歧管150。液压流体从液压歧管150的入口152流入入口腔130，并通过入口球126和下密封件1132而被阻止进入电磁阀110的出口腔123。液压歧管150的入口152流体连接到加压液压流体源156。根据示例性实施例，加压液压流体源156为液压流体泵的形式，例如柴油机1的机油泵等。相应地，在示例性实施例中，发动机润滑油用作储存在液压流体箱158中的工作液压流体，如图10最佳所示。应当理解，其它合适的加压液压流体的源头和任何其它合适类型的流体也在本发明的范围内。
阀体112中的旁通口117与进气阀124相关联，并且在进气阀124的入口球126处于闭合位置时允许液压流体的一部分移动到出口腔123中。通过压力调节排气阀142的排气塞144和上密封件1131可防止液压流体从出口腔123通过排气腔139流到排气口140，直到排气塞144移动离开排气阀座143。出口腔123流体地连接到出口138，其通过液压歧管150的出口154将加压液压流体供应到下游部件，例如供应管道21和排气摇杆组件16的蓄能器管道27等。排气腔139通过排气口140流体地连接到液压流体集油槽158，如图10中最佳所示。换句话说，液压流体(例如机油等)通过排气口140从排气塞144上方的排气腔139返回(回吸)到液压流体集油槽158。
双级电磁阀110被配置成在电磁阀110的出口腔123中提供两级液压压力：低压级和完全入口(或高)压级。电磁阀110的出口腔123中的两级液压压力由加压液压流体源156产生的入口压力、阀体112中的旁通口117的尺寸以及由排气弹簧146施加在排气塞144上的力来控制。在低压级中，电磁线圈114断电(不通电)，入口球126位于阀体112的进气阀座125上(即，处于闭合位置)，并且出口腔123中的加压液压流体由旁通口117输送，从而提供低(或第一)入口压力液压流体。出口腔123中的液压压力通过排气塞144上的排气弹簧146的弹力来调节。旁通口117被配置成提供足够的加压液压流体流以满足下游要求，同时防止过多的液压流体流被排出并导致入口压力的降低。当电磁线圈114通电时(即，当电力被供应到电触点115时)，电磁力使电枢116朝向电磁销120移位，从而朝向排气塞144驱动排气塞保持器148并且将入口球126从阀体112的进气阀座125翻转(即，到开启位置)。这将排气塞144上的座合压力增大到入口压力不能克服的力(因此，将压力调节排气阀142保持在闭合位置)，从而允许出口腔123中的高压级，因此提供完全(或第二)入口压力液压流体。液压流体的完全(或第二)入口压力高于液压流体的低(或第一)入口压力。
在制动系统的操作中，加压液压流体由双级电磁阀110以低于使致动活塞74伸出的压力连续地提供到排气摇臂18的复位装置26的复位腔39。发动机制动激活通过切换电磁阀110以使排气摇杆组件16中的液压流体的压力增大到抵抗致动装置28的致动活塞返回弹簧76的偏压力使致动活塞74伸出所需的液压压力以上来实现。
下面描述整个发动机制动开启/制动停用操作。
发动机的正功率操作，即正常制动停用操作，如下所述。电磁阀110断电，并因此被切换到低压级。因此，低入口压力液压流体从断电的电磁阀110的出口空腔123供应到排气摇杆组件16。供应管道21通过连接管道231将低入口压力液压流体(例如机油等)的连续流提供到复位腔39。
低入口压力液压流体和滑块偏压弹簧50将滑块活塞48朝向排气门桥24向下偏压，以帮助保持接触脚部52和排气门桥24之间的持续接触。
在这种配置中，随着排气门凸轮2的凸轮凸角的半径朝向下基圆41减小，滑块组件32的滑块活塞48将从排气摇臂18向外延伸以驱动摇臂远离排气门桥24，同时保持接触脚部52和排气门桥24之间的恒定接触。液压流体的低入口压力被设定为不能产生足够的力来抵抗致动装置28的致动活塞复位弹簧76而使致动活塞74伸出的压力。由滑块偏置弹簧50施加以使滑块活塞48伸出的结合力和调节的液压流体压力将永远不会超过排气门弹簧71和72的保持力，当通过增大排气门凸轮2的凸轮凸角的半径而使排气摇臂18朝向排气门桥24枢转时，滑块活塞48相对于排气摇臂18缩回。在通过排气门凸轮2的发动机排气凸轮轮廓31的正常排气凸轮升程期间，滑块活塞48被进一步驱动到排气摇臂18中，收紧所有间隙，直到它接触调节器组件30的调节器主体34，然后从而允许排气摇杆组件16开启排气门61和62。
在滑块活塞的该完全缩回位置处，球阀构件42被提升离开球形止回座44(通过镦粗销54到达复位止回阀36的开启位置)。具体地，镦粗销54通过球形止回弹簧46的弹性偏压作用而提升，并且镦粗销54接触，并且保持球阀构件42离开球形止回座44。
为了启动发动机制动开启模式，电磁阀110现在被通电以使全部入口压力液压流体通过供应管道21和连接管道231流到复位腔39。高压机油通过复位止回阀36、供应口40和复位管道232以及致动活塞止回阀84供应到致动装置28的致动腔72。排气摇臂18的致动腔72内的全部入口压力具有能够产生足够的力以抵抗致动活塞返回弹簧76的偏压力而使致动活塞74伸出的值，但是通过其本身仍然不足以克服排气门61的保持力。
滑块活塞48将继续如在正常制动停用模式中那样运转，而在另一方面，致动活塞74现在将从排气摇臂18的致动孔70伸出，直到活塞接触脚部82与单气门致动销25接触。排气门凸轮2的凸轮凸角将在预充气升程轮廓33或发动机制动升程轮廓32之前下降到下基圆41，从而允许排气摇臂18旋转离开排气门桥24。下基圆41是最小凸轮半径的点，并且在该点，排气摇臂18将从排气门桥24旋转得最远，从而允许滑块活塞48和致动活塞74两者都处于从排气摇臂18的最大延伸部。在该状态下，复位装置26的镦粗销54离复位止回阀36的球阀构件42最远。
由于复位装置26的镦粗销54不与复位止回阀36的球阀构件42接触，并且因为致动活塞止回阀84不允许反向液压流体流动，所以液压流体将被截留在致动腔72和复位导管232两者内。排气门凸轮2的凸轮凸角将随其进入预充气升程轮廓33或发动机制动升程轮廓32上升，这将使排气摇臂18朝向排气门桥24向后旋转，并且作用在第一排气门61和第一排气门弹簧71的表面上的发动机气缸压力将试图将致动活塞74缩回到排气摇臂18的致动孔70中以保持第一排气门61的闭合位置。致动活塞74将不会被缩回，而是致动腔72和复位管道232内的截留液压油将增大压力以支撑该力，并且单个排气门61将根据凸轮升程轮廓开启。
随着排气门凸轮2上升到上基部上基圆42，第一排气门61的复位被实现。排气摇臂18朝向气门桥24的向前运动(或顺时针枢转)使得滑块活塞48缩回到排气摇臂18的复位孔38中，因此将镦粗销54朝向复位止回阀36的球阀构件42移动。在压缩释放事件期间，随着第一排气门61在TDC附近开启，发动机气缸压力继续增加，继而作用在第一排气门61的表面上，以通过单气门致动销25在致动活塞74上来产生力，从而进一步增加排气摇臂18的致动腔72中的液压压力。
在实际的发动机压缩释放事件期间，当排气门凸轮2的发动机制动升程轮廓32作用在排气摇臂18上时，发动机气缸压力较高，并且尽管滑块活塞48缩回足够远以使镦粗销54接触复位止回阀36的球阀构件42，但球阀构件42不会从止回阀座44被提升，即复位止回阀36不会被开启。相反，销引导件62将在滑块活塞48内移位以压缩复位压力控制弹簧58，直到发动机气缸压力下降到由致动腔72中的液压压力产生的力小于由复位压力控制弹簧58产生的力的值，并且复位止回阀36的球阀构件42通过镦粗销54从止回阀座44被提升，即，复位止回阀36开启。当复位止回阀36被开启时，致动腔72中的液压压力迅速下降。随后，由于致动腔72中的液压压力而作用在致动活塞74上的力下降到不能抵抗第一排气门弹簧71和发动机气缸压力的合力而维持第一排气门61的升程的值，第一排气门61返回到闭合位置。
在第一排气门61复位期间，致动腔72中的液压流体的一部分被排出，以便于促使致动活塞74缩回到排气摇臂18的致动孔70中。可选的蓄能器组件96被配置成管理从排气摇臂18排出的液压流体，以有助于摇臂压缩释放发动机制动系统12的液压性能。在存在足够的液压压力的情况下，可选的蓄能器活塞98朝向蓄能器盖104移动，以增大与蓄能器管道27流体连接的蓄能器腔101的容积，并且压缩蓄能器压力控制弹簧102，从而允许液压流体以预定压力被存储在蓄能器腔101内。当排气门凸轮2旋转至下基圆41时，蓄能器压力控制弹簧102延伸以迫使蓄能器活塞98朝向缩回位置移位，从而将所存储的液压流体驱动到蓄能器管道27和致动腔72中，从而有助于重新伸出致动活塞74(即，使致动活塞74朝向伸出位置或朝向第一排气门61移位)。
通过调节复位压力控制弹簧58的特性，可以调节第一排气门61发生复位时的发动机气缸压力。排气门复位的调节能力产生了在膨胀冲程早期开始的复位，以确保在由排气门凸轮2的正常排气凸轮轮廓31限定的正常排气门运动开始之前关闭排气门。
通过松开调节螺母35和旋转调节器主体34来调节排气摇臂18。发动机旋转直到排气门凸轮2的凸轮凸角位于上基圆42上，这发生在膨胀冲程期间。门间隙按照惯例通过在接触脚部52和排气门桥24之间插入垫片，并移动调节器主体34直到机构牢固来设定，这在调节器组件30接触滑块组件32时发生。
各种修改、改变和替换可以用上述实施例来实现，包括但不限于图11和图12中所示的附加实施例。为了简洁起见，除了对于解释图11和图12的附加实施例所必需或有用的程度之外，上面结合图1-图10讨论的图11和图12中的附图标记在下面不再进一步详细描述。修改后的部件和零件通过在部件或零件的参考数字上加上两百位数来表示。
图11和图12示出了摇臂压缩释放发动机制动系统的第二示例性实施例，总体上由附图标记212表示。与本发明的第一示例性实施例相比没有变化的部件用相同的附图标记表示。与图1-图10所示的本发明的第一示例性实施例相同方式工作的部件由相同的附图标记表示，其中一些附图标记增加了200，有时不作详细描述，因为读者将容易理解两个实施例中的相应部件之间的相似性。
摇臂压缩释放发动机制动系统212被提供用于内燃机。压缩释放制动系统212以压缩制动模式或制动开启模式(在发动机压缩制动操作期间)和压缩制动失灵模式或制动停用模式(在正功率操作期间)操作。
摇臂压缩释放发动机制动系统212包括空转排气摇杆组件216。在图11和图12所示，根据本发明的第二示例性实施例的空转排气摇杆组件216包括排气摇臂218，该排气摇臂218枢转地安装在摇臂轴20周围并且设置成通过排气门桥24开启第一排气门61和第二排气门62。在图11和图12所示的第二示例性实施例的空转排气摇杆组件216中，增加了复位减压阀组件260。图11和图12的空转排气摇杆组件216基本上对应于图3-图10的空转排气摇杆组件16，因此下面将详细解释主要不同的复位减压阀组件260。
图12详细示出了复位减压阀组件260。复位减压阀组件260包括减压活塞262，减压活塞262被布置在形成于排气摇臂218的驱动(第一远)端2181中的圆柱形减压孔264中。减压活塞262被配置成在排气摇臂218的减压孔264内直线往复运动。减压活塞262通常由减压弹簧266朝向排气摇臂218中的座263偏压。复位腔39中的液压压力使减压活塞262朝向垫圈268伸出，该垫圈268用作减压活塞262的伸出限制器并且由排气摇臂218中的减压活塞262中的保持环269保持。此外，复位减压阀组件260包括伸出穿过排气摇臂218的减压口270。当减压活塞262由于减压弹簧266的偏压力而接合座263时，排气摇臂218中的减压口270闭合。然而，当复位腔39中的液压压力使减压活塞262移动离开座263时，排气摇臂218中的减压口270开启，从而使复位腔39与排气摇臂218外部的空间流体连接。
本发明的第二示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统212的操作与本发明的第一示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12的操作大致类似。
在复位期间致动活塞74缩回到排气摇臂218的致动孔70中的速率取决于致动腔72、邻近复位导管232和复位腔39内的残余压力。在复位开始时，该残余压力可以较高并且维持相当长的时间以减小致动活塞74的缩回速率。如果液压压力高于预定值，则复位减压阀组件260的减压活塞262从排气摇臂218中的座263伸出，压缩减压弹簧266并且暴露减压口270，允许致动腔72和复位腔39内的残余压力立即减小。一旦液压流体压力降到预定值，减压弹簧266延伸以使减压活塞262返回到座263并且关闭减压口270，从而限制液压流体损失。
可替代地，根据本发明的第二示例性实施例的空转排气摇杆组件216可以不包括蓄能器组件96，而是仅使用管道供油来操作和管理制动开启/制动停用液压功能。
图13示出了根据本发明的复位装置的竖直紧凑形式。在发动机罩下，当其它发动机部件和/或车辆的减小的空气轮廓而需要减小发动机罩高度时，气门机构与发动机/发动机罩的顶部的接近形成了挑战。这样，可以构造更短更紧凑形式的复位装置。
图13所示的复位装置360包括调节器组件330和滑块组件332。圆柱形复位孔338、滑块组件332和调节器组件330在排气摇臂318内限定与连接管道323流体连接的复位腔339。调节器组件330包括调节器主体334和布置在调节器主体334内的复位止回阀342。调节器主体334具有螺纹，并且可调节地布置在形成于排气摇臂318中的圆柱形复位孔338内，以提供正常的排气门间隙调节。调节器组件330的调节器主体334在压力盖331中设置有插口337，其可从排气摇臂318上方接近，用于调节复位装置360的调节器主体334的位置。调节器组件330通过调节器螺母335锁定在适当位置。
复位止回阀342包括半球形球阀元件、伸出连杆354、止回阀座344和止回弹簧346，所有这些都布置在调节器主体334内，使得阀构件342布置在止回阀座344和止回弹簧346之间。阀构件342通过止回阀弹簧346的偏压弹簧力向止回阀座344推动。阀构件342、止回座344和止回弹簧346限定了由球形止回弹簧346正常偏压闭合(即，进入闭合位置)的复位止回阀。止回阀座344具有穿过其中的中心开口345。
调节器主体334设置有一个或更多个(即，至少一个)供应口340。供应口340布置在复位止回阀的阀构件342上方，以便当复位止回阀处于开启位置时将复位孔338的复位腔339与管道323流体连接。
滑块组件332包括被配置成在排气摇臂318的复位腔339内直线往复运动的滑块活塞348。布置在止回阀上方的止回弹簧346在远离调节器组件330的方向上偏压滑块活塞348，并且通过大象脚部352推动滑块348与下面的气门桥接触。滑块活塞348设置有一个或更多个(即，至少一个)活塞口355。活塞口355布置在复位止回阀的阀构件342下方，以便在滑块活塞348的所有位置都保持复位孔338的复位腔339与连接导管323的流体连接。
滑块活塞348的细长远端至少部分地从排气摇臂318的复位孔338伸出。穿过滑块活塞348的远端的润滑口351将润滑油提供给接触脚部352和排气门桥。
滑块活塞348部分地由复位腔339中的液压压力(但大部分由弹簧346)推动远离调节器组件330，以便在所有发动机操作(制动开启或关闭)期间保持接触脚部352与排气门桥的接触。换句话说，当压缩释放发动机制动系统处于制动停用模式时，滑块活塞348和弹簧346通过连杆354提供主动间隙调节器，以吸收排气摇臂组件和下面的排气门桥之间的大量空转。保持环362(例如C形环等)保持位于垫圈360下方的复位弹簧358上的预加载，并且还将连杆354的下部与滑块活塞348连接。
连杆销354被配置成接触、提升并保持复位止回阀的阀构件342离开止回阀座344。连杆354的上端邻近阀构件342布置，而连杆354的下端通过保持环与滑块活塞48接合。复位压力控制弹簧358被配置成在复位操作期间通过复位压力控制弹簧358的弹性偏压作用提升连杆354。
调节器组件330为滑块组件332提供可调节的缩回限制，以便当处于缩回位置时在下方的排气门桥(即，止动构件)和滑块活塞348之间建立永久间隙。复位装置的滑块活塞348被配置成在正常排气门运动期间驱动排气门桥。连杆354的上端(即阀元件342上方)与压力盖331之间的空隙足以在发动机正常操作期间使滑块活塞348与调节器主体334的下端接触并被其驱动。
如图13所示，复位装置在发动机制动系统中执行与图5所示的复位装置相同的功能。当制动开启状态被激活时，滑块348从孔338朝向下方的气门桥完全伸出，并通过气门342后面的液压压力和弹簧压力358保持在完全伸出位置。当在制动开启模式下摇臂318朝向下方的气门桥旋转时，复位弹簧358虽然比这里的其它实施例重，但是最初不能克服气门342后面的流体和弹簧346压力。然而，随着复位弹簧358压缩，由于在制动开启模式下经由压缩释放致动装置28实现压缩释放，因此内燃机气缸压力减小，该内燃机气缸压力又将压力传递到气门342后方的保留流体。随着气缸压力减小，复位弹簧358的压力能够向上推动连杆354并释放气门342，并且复位相关的流体连接致动装置28(见图6)。
本发明的摇臂压缩释放发动机制动系统是一种集成的复位空转摇臂发动机制动系统，其能够在膨胀冲程期间使用压敏偏压弹簧闭合排气门。本发明的压缩释放发动机制动系统通过将复位机构结合到排气摇臂中的主动间隙调节器中而解决了现有技术的问题。本发明的复位装置利用偏压弹簧，允许其限制排气门桥的运动，并且即使在零液压流体压力下也执行空动间隙的收紧。当发动机制动通电时，发动机油压灵敏度不是本发明的压缩释放发动机制动系统所固有的。双级液压电磁阀通过将润滑和发动机制动器致动组合到单个液压回路中而进一步优化了集成简易性。本发明的发动机制动系统的一部分是接合或启动“制动开启”模式并在不再需要制动模式时关闭制动模式的功能。
上述实施例的各种部件和特征可以以任何组合彼此替换。在本发明的范围内，可以进行必要的或期望的修改，以将任何一个实施例的一个或更多个部件和特征结合到任何其它实施例中。
为了说明的目的，已经根据专利法规的规定给出了本发明的示例性实施例的上述描述。这不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。选择上文公开的实施例是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得只要遵循本文描述的原理，本领域普通技术人员能够在各种实施例中最佳地利用本发明，并且可以进行适于所设想的特定用途的各种修改。因此，在不背离本发明的意图和范围的情况下，可以对上述发明进行改变。本发明的范围也旨在由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统，所述内燃机包括发动机气缸、至少一个内燃机进气门、至少一个排气门以及至少一个排气门弹簧，所述至少一个排气门弹簧在所述至少一个排气门上施加闭合力以将所述至少一个排气门推动到闭合位置，所述发动机气缸与四冲程活塞循环相关联，所述四冲程活塞循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程，所述压缩释放发动机制动系统包括空转排气摇杆组件，所述空转排气摇杆组件包括：
排气摇臂；
致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个排气门可操作地相关联以允许所述至少一个排气门从所述闭合位置脱离；
复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及
在所述排气摇臂内的液压流体回路；
所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，
所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且被朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时，液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时，所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；
所述滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞被朝向所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述伸出位置，所述复位止回阀能够朝向所述闭合位置自由移动，并且在所述缩回位置，所述复位止回阀能够通过所述滑块活塞移动到所述复位止回阀的开启位置。
2.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述滑块组件还包括均布置在所述滑块活塞中的复位压力控制弹簧和复位弹簧盖，其中，所述复位弹簧盖能够相对于所述滑块活塞可滑动地移动，其中，所述滑块活塞与止动构件操作性地相关联，使得当所述排气摇臂距离所述止动构件最远时，所述滑块活塞处于所述伸出位置，并且当所述排气摇臂朝向所述止动构件旋转时，所述滑块活塞朝向所述缩回位置移动，其中，所述滑块活塞在所述滑块活塞的缩回位置开启所述复位止回阀，并且其中：
如果由所述致动腔内的液压压力引起的、作用于所述复位止回阀的力高于所述复位压力控制弹簧的偏置力，则所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内远离所述复位止回阀移动，由此压缩所述复位压力控制弹簧并允许所述复位止回阀保持在所述闭合位置，以及
如果由所述致动腔内的液压压力引起的、作用于所述复位止回阀的力低于所述复位压力控制弹簧的偏置力，则所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内朝向所述复位止回阀移动，从而开启所述复位止回阀。
3.根据权利要求2所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位装置还包括镦粗销，所述镦粗销被配置成在所述排气摇臂的复位孔内直线地往复运动，其中，所述镦粗销被布置在所述复位弹簧盖与所述复位止回阀之间，并且其中，所述复位弹簧盖在所述滑块活塞内朝向所述复位止回阀移动以经由所述镦粗销开启所述复位止回阀。
4.根据权利要求2所述的压缩释放发动机制动系统，其中，压缩释放发动机制动系统被配置成安装在所述内燃机上并且在制动启用模式下操作，由此，充分加压的液压流体被供应至所述空转排气摇杆组件，以允许所述致动活塞移位至其所述伸出位置，使得：
在正常的排气门运动结束之后，所述空转排气摇杆组件被迫远离所述止动构件，使得所述致动活塞伸出以接合所述至少一个排气门并且所述复位止回阀关闭，将所述液压流体截留在所述致动腔内，
在所述压缩冲程期间，所述空转排气摇杆组件被迫朝向所述止动构件，并且截留在所述致动装置的致动腔中的液压流体产生足够的压力，以便所述空转排气摇杆组件将所述排气门从所述闭合位置脱离，
在压缩释放事件之后，所述复位压力控制弹簧被配置为将所述复位止回阀移动到所述开启位置以释放所述致动腔内的液压流体的一部分，并且允许所述至少一个排气门弹簧将所述至少一个排气门朝向所述闭合位置移动。
5.根据权利要求4所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位压力控制弹簧的偏置力被设定成允许所述至少一个排气门在每个发动机循环上在正常排气门运动之前的膨胀冲程期间返回到所述闭合位置。
6.根据权利要求4所述的压缩释放发动机制动系统，其中，在所述进气冲程期间，所述空转排气摇杆组件被迫朝向所述止动构件，并且所截留的液压流体产生足够的压力以使所述空转排气摇杆组件将所述至少一个排气门朝向所述开启位置移动，并且其中，处于所述开启位置的至少一个排气门在所述压缩释放事件之前返回到所述闭合位置。
7.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述压缩释放发动机制动系统被配置成安装在所述内燃机上并且在制动停用模式下操作，其中，所述压缩释放发动机制动系统包括润滑回路，其中，加压液压流体是通过所述润滑回路润滑所述空转排气摇杆组件的油，并且其中，所述润滑回路与用于给所述压缩释放发动机制动系统供能的液压流体回路分离。
8.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述压缩释放发动机制动系统被配置成安装在所述内燃机上并且在制动停用模式下操作，由此朝向所述缩回位置的足够的偏压力被施加到所述致动活塞，以允许所述液压流体在不对所述压缩释放发动机制动系统供能的情况下流动经过所述空转排气摇杆组件内的液压流体回路。
9.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述致动装置还包括布置在所述致动装置的致动孔内的致动活塞止回阀，其中，所述致动活塞止回阀被配置成在闭合位置与开启位置之间移动，以提供经过所述致动活塞到达在所述致动活塞上方的、在所述排气摇臂中的致动腔的单向液压流体流动路径，并且其中，当所述致动活塞止回阀处于所述闭合位置时，加压液压流体被截留在所述致动腔内，并且当所述致动活塞止回阀处于所述开启位置时，所述加压液压流体单向地流入所述致动腔内。
10.根据权利要求9所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述致动活塞止回阀被布置在所述致动活塞内。
11.根据权利要求2所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述内燃机包括两个或更多个排气门，并且其中，所述止动构件是所述内燃机的排气门桥。
12.根据权利要求2-10中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述复位装置还包括调节器组件，所述调节器组件被配置成提供正常的排气门间隙调节。
13.根据权利要求2-10中任一项所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件还包括集成在所述排气摇臂中的蓄能器组件，其中，所述蓄能器组件包括蓄能器活塞和蓄能器压力控制弹簧，所述蓄能器压力控制弹簧偏压所述蓄能器活塞，使得从所述致动腔排出的液压流体以足够的压力储存在所述空转排气摇杆组件内，以在随后的发动机循环中重新填充所述致动腔。
14.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件还包括复位减压阀组件，所述复位减压阀组件包括：
减压活塞，所述减压活塞被布置在减压孔中并且能够在其中移动，所述减压孔形成于所述排气摇臂中；
减压弹簧，所述减压弹簧朝向形成在所述排气摇臂中的减压孔内的座偏压所述减压活塞；以及
减压口，所述减压口延伸穿过所述排气摇臂使得只要所述致动腔内的液压流体压力高于预定压力，从所述致动腔排放到所述复位孔中的液压流体就通过所述复位减压阀组件的减压口从所述空转排气摇杆组件排出。
15.根据权利要求1所述的压缩释放发动机制动系统，还包括:
双级液压电磁阀，所述双级液压电磁阀用于控制所述压缩释放发动机制动系统中的液压压力，所述电磁阀包括：
阀体，所述阀体具有进气口、出气口和排气口；
电磁线圈，所述电磁线圈被布置在所述阀体中；
电枢，所述电枢在所述电磁线圈内直线地往复运动；
电磁销，所述电磁销在阀体内直线地往复运动并且与所述电枢可操作地相关联；
电磁阀进气门，所述电磁阀进气门被布置在所述进气口与所述出气口之间；以及
压力调节排气门，所述压力调节排气门被布置在所述出气口和所述排气口之间；
其中，当所述电磁线圈处于断电状态时，经过所述进气口供应到所述阀体的加压液压流体被调节，以经由所述压力调节排气门流动经过所述出气口和所述排气口，并且当所述电磁线圈处于通电状态时，关闭所述压力调节排气门并开启所述电磁阀进气门，以仅向所述出气口供应所述加压液压流体。
16.根据权利要求15所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述双级液压电磁阀还包括旁通口，所述旁通口与所述电磁阀进气门相关联，并且当所述双级液压电磁阀的电磁线圈处于所述断电状态时，所述旁通口提供从所述进气口到所述出气口的加压流体旁通。
17.根据权利要求15所述的压缩释放发动机制动系统，其中，所述内燃机是柴油发动机，并且其中，所述压缩释放发动机制动系统由所述双级液压电磁阀致动。
18.一种用于在柴油发动机中实现压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统，所述柴油发动机包括发动机气缸、至少一个内燃机进气门、至少一个发动机排气门以及至少一个排气门弹簧，所述至少一个排气门弹簧在所述至少一个排气门上施加闭合力以将所述至少一个排气门推动到闭合位置，所述发动机气缸与四冲程活塞循环相关联，所述四冲程活塞循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程，所述压缩释放发动机制动系统包括：
排气摇臂；
致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个排气门可操作地相关联以允许所述至少一个排气门从所述闭合位置脱离；
复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及
在所述排气摇臂内的液压流体回路；
所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，
所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且被朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时，液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时，所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；
滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞朝向所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述伸出位置，所述复位止回阀能够朝向所述闭合位置自由移动，并且在所述缩回位置，所述复位止回阀能够通过所述滑块活塞移动到所述复位止回阀的开启位置；以及，
压缩释放发动机制动系统由双级液压电磁阀致动，所述电磁阀包括：
阀体，所述阀体具有进气口、出气口和排气口；
电磁线圈，所述电磁线圈被布置在所述阀体中；
电枢，所述电枢在所述电磁线圈内直线地往复运动；
电磁销，所述电磁销在阀体内直线地往复运动并且与所述电枢可操作地相关联；
电磁阀进气门，所述电磁阀进气门被布置在所述进气口与所述出气口之间；以及
压力调节排气门，所述压力调节排气门被布置在所述出气口和所述排气口之间；
其中，当所述电磁线圈处于断电状态时，经过所述进气口供应至所述阀体的加压液压流体被调节，以经由所述压力调节排气门流动经过所述出气口和所述排气口，并且当所述电磁线圈处于通电状态时，关闭所述压力调节排气门并开启所述电磁阀进气门，以仅向所述出气口供应所述加压液压流体。
19.一种在制动启用模式下操作的压缩释放发动机制动系统的方法，在所述制动启用模式下所述压缩释放发动机制动系统在压缩释放发动机制动操作期间操作内燃机的至少一个排气门，当执行所述压缩释放发动机制动操作时，所述压缩释放发动机制动系统在所述发动机的压缩冲程的一部分期间保持所述至少一个排气门开启，所述压缩释放发动机制动系统包括空转排气摇杆组件，所述空转排气摇杆组件包括：
排气摇臂；
致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个排气门可操作地相关联以允许所述至少一个排气门从闭合位置脱离；
复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及
在所述排气摇臂内的液压流体回路；
所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，
所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时，液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时，所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；
所述滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞朝向其所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述滑块活塞的伸出位置中，所述复位止回阀自由地朝向所述闭合位置移动，并且在所述滑块活塞的缩回位置中，所述复位止回阀通过所述滑块活塞移动至所述复位止回阀的开启位置；
所述方法包括以下步骤：
在所述内燃机的压缩冲程期间，机械地和液压地偏压在所述至少一个排气门的气门制动升程期间被关闭的复位止回阀；以及
在所述发动机的膨胀冲程期间，通过开启所述复位止回阀并从所述致动腔释放液压流体以关闭所述至少一个排气门来复位所述至少一个排气门。
20.一种内燃机，包括：
内燃机，所述内燃机包括至少一个气缸和在所述气缸中往复运动的至少一个活塞，所述气缸还具有至少一个内燃机进气门和至少一个发动机排气门，
用于实现所述内燃机的压缩释放发动机制动操作的压缩释放发动机制动系统，所述压缩释放发动机制动系统包括：
排气摇臂；
致动装置，所述致动装置包括致动活塞，所述致动活塞可滑动地布置在致动孔中并且能够在缩回位置与伸出位置之间移动，所述致动孔形成于所述排气摇臂中，所述致动装置被配置成与所述至少一个发动机排气门可操作地相关联以允许所述至少一个发动机排气门从闭合位置脱离；
复位装置，所述复位装置包括复位止回阀和滑块组件，所述滑块组件可操作地连接到所述复位止回阀；以及
在所述排气摇臂内的液压流体回路；
所述致动孔限定致动腔，所述致动腔在所述致动活塞上方由所述致动孔内的致动活塞界定，
所述复位止回阀被布置在复位孔中，所述复位孔形成于所述排气摇臂中，所述复位孔通过所述液压流体回路的至少一个连接管道与所述致动腔流体连通，所述复位止回阀能够在开启位置和闭合位置之间操作并且被朝向所述闭合位置偏压，使得当所述复位止回阀处于所述闭合位置时液压流体被锁定在所述致动腔中，并且当所述复位止回阀处于所述开启位置时所述液压流体双向地流动经过所述复位止回阀；
所述滑块组件包括滑块活塞，所述滑块活塞可滑动地布置在所述排气摇臂的复位孔中，所述滑块活塞能够相对于所述排气摇臂在伸出位置和缩回位置之间移动，所述滑块活塞朝向所述伸出位置被偏压，所述滑块组件与所述复位止回阀可操作地相关联，使得在所述伸出位置，所述复位止回阀朝向所述闭合位置自由移动，并且在所述缩回位置，所述复位止回阀能够通过所述滑块活塞移动到所述复位止回阀的开启位置。
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