CN112673152B - 基于摇臂的放气引擎制动 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够在引擎制动模式下操作的排气门摇臂组件，该排气门摇臂组件包括摇臂，该摇臂被构造成围绕限定加压流体供应导管的摇臂轴旋转，该摇臂具有限定于其中的流体供应通道。引擎制动囊形件设置在该摇臂中并且与该流体供应通道流体连通。引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在该伸出位置处该引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作。复位销组件被构造成选择性地从该引擎制动囊形件排出流体。

Description

基于摇臂的放气引擎制动

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月13日提交的印度临时专利申请201811026226的权益，其公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及用于气门机构总成的摇臂组件，并且更具体地，涉及具有结合了放气制动囊形件的摇臂的摇臂组件。

背景技术

引擎制动可用于减缓引擎内的力以最终使车辆减速。在与引擎制动器一起使用的一个典型气门机构总成中，排气门由借助气门横臂与排气门接合的摇臂致动。摇臂响应于旋转凸轮轴上的凸轮而摇动，并向下按压气门横臂，该气门横臂本身向下按压排气门以将其开启。

引擎制动的一种形式包括放气制动。除了车轮制动之外，放气制动可在由重型或中型柴油引擎驱动的相对较大的车辆例如卡车上用作辅助制动。放气制动通常包括选择性地延伸至全冲程的活塞。在全冲程中，活塞可在整个引擎循环中保持排气门开启固定的量。因此，可能在气门机构中生成机械间隙。在许多情况下，此类间隙可能与通用液压间隙调节器(HLA)不相容。还可在气门机构总成中提供HLA以移除在该气门机构总成中部件之间产生的任何间隙或空隙。机械间隙可允许HLA不利地泵升，从而防止一旦放气制动被去激活，排气门就关闭。当排气门未坐置时，气门将在气门机构部件的不利影响下传递气门机构的燃烧压力。在极端条件下，将防止气缸中的空气达到燃烧所必需的适当压缩压力。

本文所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。当前指定的发明人的工作，在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述，既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

发明内容

根据本公开的各个方面，提供了一种能够在引擎制动模式下操作的排气门摇臂组件。在一个示例中，该组件包括摇臂，该摇臂被构造成围绕限定加压流体供应导管的摇臂轴旋转，该摇臂具有限定于其中的流体供应通道。引擎制动囊形件设置在该摇臂中并且与该流体供应通道流体连通。引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在该伸出位置处该引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作。复位销组件被构造成选择性地从该引擎制动囊形件排出流体。

除上述之外，所描述的排气门摇臂组件可以包括以下特征中的一个或多个特征：其中该复位销组件包括滑动地设置在该摇臂内的销；其中该复位销设置在形成于该摇臂中的镗孔内，并且该复位销横向于该摇臂的延伸部设置；其中该复位销组件还包括偏置机构，该偏置机构被构造成将该复位销偏置到闭合位置，使得该复位销用作滑阀并且阻挡形成于该摇臂中的流体出口导管；并且其中该摇臂还包括流体出口导管，该流体出口导管与该引擎制动囊形件流体连通并且被构造成经由该复位销组件从该引擎制动囊形件排出流体。

除上述之外，所描述的排气门摇臂组件可包括以下特征中的一个或多个特征：其中该引擎制动囊形件包括滑动地设置在该摇臂内的柱塞；其中该引擎制动囊形件包括止回球组件；并且其中该止回球组件包括止回球、第一偏置机构和第二偏置机构，该第一偏置机构被构造成将该止回球偏置到密封位置以密封该流体供应通道，并且该第二偏置机构被构造成将柱塞偏置到限定在该摇臂中的镗孔内的回缩位置中。

除上述之外，所描述的排气门摇臂组件可包括以下特征部中的一个或多个特征部：固定底座，该固定底座被构造成由该复位销组件选择性地接合，从而致动该复位销组件并且便于从该引擎制动囊形件排出流体；控制器，该控制器被构造成在排气歧管内生成背压以重新开启该排气门；并且其中该控制器被构造成通过关闭蝶阀和可变几何涡轮增压器中的至少一者来生成该背压。

在另一个方面，提供了一种气门机构总成。在一个示例中，该气门机构总成包括：摇臂外壳，该摇臂外壳包括固定肩部；摇臂轴，该摇臂轴被接纳在该摇臂外壳内；摇臂组件，该摇臂组件被构造成围绕该摇臂轴旋转；和推杆，该推杆被构造成选择性地接合该摇臂组件并围绕该摇臂轴旋转该摇臂组件以接合和开启排气门。该摇臂组件包括：摇臂，该摇臂具有限定于其中的流体供应通道；引擎制动囊形件，该引擎制动囊形件设置在该摇臂中并且与该流体供应通道流体连通，该引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在该伸出位置处该引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作；和复位销组件，该复位销组件被构造成选择性地接合该固定肩部以从该引擎制动囊形件排出流体。

除上述之外，所描述的气门机构总成可包括以下特征部中的一个或多个特征部：凸轮轴，该凸轮轴具有升程曲线，该凸轮轴被构造成接合该推杆并引起该推杆向上移动；液压间隙调节器挺杆，该液压间隙调节器挺杆被实现在该凸轮轴与该推杆之间；其中该摇臂还包括流体出口导管，该流体出口导管与该引擎制动囊形件流体连通并且被构造成经由该复位销组件从该引擎制动囊形件排出流体；其中该复位销组件包括：销，该销滑动地设置在形成于该摇臂中的横向镗孔内；和偏置机构，该偏置机构被构造成将该复位销偏置到闭合位置，使得该复位销用作滑阀并且阻挡形成于该摇臂中的流体出口导管；并且其中该引擎制动囊形件包括：柱塞，该柱塞滑动地设置在该摇臂内；止回球组件，该止回球组件具有止回球、第一偏置机构和第二偏置机构，该第一偏置机构被构造成将该止回球偏置到密封位置以密封该流体供应通道，并且该第二偏置机构被构造成将柱塞偏置到限定在该摇臂中的镗孔内的回缩位置中。

在又一方面，提供了一种操作具有排气摇臂组件的气门机构总成的方法，该排气摇臂组件包括：摇臂，该摇臂被构造成围绕限定加压流体供应导管的摇臂轴旋转，该摇臂具有限定于其中的流体供应通道；引擎制动囊形件，该引擎制动囊形件设置在该摇臂中并且与该流体供应通道流体连通，该引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在该伸出位置处该引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作；和复位销组件，该复位销组件被构造成选择性地从该引擎制动囊形件排出流体。在一个示例中，该方法包括：通过关闭蝶阀和可变几何涡轮增压器中的一者来激活引擎制动模式以在排气歧管内生成背压；利用所生成的背压连同低缸内压力开启该排气门；经由该流体供应导管和该流体供应通道向该引擎制动囊形件供应加压流体，从而使该制动囊形件膨胀到该伸出位置中；以及经由处于该伸出位置的该引擎制动囊形件使该排气门保持部分地开启预先确定的时间。

除上述之外，所描述的方法可包括以下特征中的一个或多个特征：其中使该排气门保持部分地开启的步骤包括执行全循环放气制动操作；以及使该复位销组件与该气门机构总成的底座接合，从而从该引擎制动囊形件排出流体并将该引擎制动囊形件复位到该回缩位置。

附图说明

根据具体实施方式和附图，将更全面地理解本公开，其中：

图1为根据本公开的一个示例构造的气门机构总成的透视图；

图2为图1所示的气门机构总成的侧视图；

图3为图1所示的摇臂组件的透视图；

图4为安装在图1所示的摇臂组件中的示例性放气制动囊形件的剖视图；

图5为图1所示的摇臂组件的示例性复位销组件处于闭合位置的透视图；

图6为图5所示的复位销组件处于开启位置的顶视图；

图7为操作图1所示的气门机构总成的示例性方法的流程图；并且

图8为示出图1所示的气门机构总成的示例性气门升程曲线的曲线图。

具体实施方式

本文描述了用于基于摇臂的放气引擎制动的系统和方法。在一些实施方案中，该系统用于在每个气缸具有两个气门的III型和V型气门机构系统中的放气型引擎制动。然而，应当理解，本文所述的系统不限于此，并且可与各种其他气门机构系统和部件一起使用。在一个示例中，该放气制动通过将放气制动囊形件和相关联的推动销组件组装到摇臂组件中来实现。该放气制动器可完全基于排气歧管内的背压工作。所描述的系统使得辅助制动系统(例如，放气引擎制动器)能够在不使用行车制动器的情况下帮助控制车辆速度。

在放气引擎制动期间，除了主排气门事件之外，一个或多个排气门在整个剩余的引擎循环(即，进气、压缩和膨胀循环)中保持开启以用于全循环放气制动，或在剩余的循环的一部分(例如，压缩和膨胀循环)期间保持开启以用于部分循环放气制动。

在一个示例性操作中，该引擎制动器通过以下方式激活：(i)通过关闭蝶阀或可变几何涡轮增压器以在排气歧管内生成背压；(ii)背压连同低缸内压力导致该排气门暂时开启，从而在该气门机构中形成间隙；(iii)放气制动囊形件将膨胀(泵升)并补偿间隙，并且泵升囊形件保持开启直到下一循环；以及(iv)放气制动囊形件在排气期间通过推动销组件复位。

首先参考图1和图2，示出了根据本公开的一个示例构造的局部气门机构总成，并且整体以参考标号10标识。局部气门机构总成10利用引擎制动并且可包括摇臂组件12，该摇臂组件具有一系列进气门摇臂组件(未具体示出)和一系列排气门摇臂组件14。摇臂轴16由固定的摇臂外壳18接纳，并且排气门摇臂组件14被构造用于围绕摇臂轴16旋转。如从下面的讨论将理解的，摇臂轴16与摇臂组件12，并且更具体地与排气门摇臂组件14配合，以在引擎制动期间将油传送到排气门摇臂组件14。

现在另外参考图3，排气门摇臂组件14通常可包括摇臂20、引擎制动囊形件22(例如，放气制动囊形件)和复位销组件24。

如图1和图2所示，在示例性实施方案中，摇臂20包括引擎制动囊形件22，该引擎制动囊形件被构造成接合与引擎的气缸(未示出)相关联的引擎气门26。推杆28基于凸轮轴30的升程曲线向上和向下移动，并且推杆28的向上移动被构造成推动固定到摇臂20的臂32。这导致摇臂20围绕摇臂轴16旋转，使得引擎制动囊形件22可选择性地接合和开启引擎气门26。在一个示例中，液压间隙调节器(HLA)挺杆33可实现在凸轮轴30与推杆28之间。然而，应当理解，该系统可不包括HLA挺杆33。

在示例性实施方案中，摇臂轴16可限定加压供油导管34(图2)，并且摇臂20可限定摇臂供应导管36，该摇臂供应导管被构造成将油从摇臂轴16的加压供油导管34输送到引擎制动囊形件22。摇臂20还可限定出口导管38，该出口导管被构造成通过利用复位销组件24选择性地从引擎制动囊形件22排出油，如本文更详细地描述。

现在参考图4，将更详细地描述引擎制动囊形件22。在示例性实施方案中，引擎制动囊形件22通常包括柱塞40、止回球组件42和e脚44。柱塞40滑动地设置在形成于摇臂20中的镗孔46内，并且限定了龙头48和内腔50。龙头48可枢转地接纳在e脚44内，并且内腔50被构造成接纳止回球组件42。

在示例性实施方案中，止回球组件42包括止回球52、第一偏置机构54(例如，弹簧)和第二偏置机构56。如图4所示，第一偏置机构54被构造成将止回球52朝向供应导管36偏置以对其进行密封，并且第二偏置机构56被构造成将柱塞40偏置到镗孔46内的回缩位置中。通过供应导管36供应加压流体(例如，油)被构造成将柱塞40从回缩位置(图4)移动到伸出位置(图5)以泵升引擎制动囊形件22，从而部分地开启引擎气门26以执行放气制动操作。

现在参考图5和图6，将更详细地描述复位销组件24。在示例性实施方案中，复位销组件24通常包括销60和偏置机构62(例如，弹簧)，该偏置机构滑动地设置在形成于摇臂20中的横向镗孔64内。偏置机构62被构造成将销60偏置到闭合位置(图5)，使得当推杆28或HLA挺杆33在凸轮轴30的基圆上并且引擎制动囊形件22处于伸出位置时，销60充当滑阀并阻挡出油导管38。

在预先确定的时间(例如，在排气升程事件期间)，形成于底座或摇臂外壳18上的固定凸耳或肩部70接合销60。这种接合导致销60移动到镗孔64中，使得形成于销60的主体中的凹陷部或通道72与出油导管38对准，从而允许油从引擎制动囊形件22泄漏出来。

图7示出了操作气门机构总成10的示例性方法100。在第一步骤110处，通过关闭蝶阀80或可变几何涡轮增压器(VGT)82(参见图1)来激活引擎制动，这在排气歧管(未示出)内生成背压。在一些实施方案中，蝶阀80位于排气歧管内，并且在该排气歧管上游生成的背压的大小取决于蝶阀80在完全开启和完全关闭之间的取向。当蝶阀80完全关闭时，生成最大背压。另一方面，当蝶阀80完全开启时，排气歧管内不存在附加的背压。蝶阀80的取向或位置可由控制器84诸如引擎控制单元(ECU)控制。类似地，控制器84可用于通过阻止排气流通过其涡轮机而利用VGT82生成背压。

在第二步骤120处，所生成的背压连同低缸内压力重新开启排气门26，从而形成间隙。随后通过供应导管36将加压流体供应到镗孔46中，从而使引擎制动囊形件22膨胀以从回缩位置移动到伸出位置，这补偿了气门机构10内的间隙。

在第三步骤130中，泵升(膨胀)引擎制动囊形件22使排气门26保持部分地开启预先确定的时间段以执行放气制动操作。在第四步骤140处，复位销组件24在预先确定的时间(例如，在排气升程事件期间)由肩部70接合，从而导致滑阀开启并从引擎制动囊形件22排出流体以用于复位该复位销组件。

图8示出了曲线图200，该曲线图示出了在方法100的操作期间的示例性气门升程曲线。线202示出了排气门26的运动，并且线204示出了相关联的进气门(未示出)的运动。点210表示步骤110，其中引擎制动模式被激活(例如，经由控制器84和/或油控制阀86)，并且在排气歧管内生成背压，例如，经由关闭蝶阀80或VGT 82，例如利用控制器84(图1)。点220表示步骤120，其中背压和低缸内压力重新开启排气门26以形成间隙，并且引擎制动囊形件22膨胀以补偿气门机构内的间隙。

点230表示步骤130，其中通过从摇臂轴供应导管34通过摇臂供应导管36供应高压油来使引擎制动囊形件22膨胀。因此，膨胀的引擎制动囊形件22使排气门26保持开启预先确定的距离以执行引擎制动操作，如线206所示。点240表示步骤140，其中销60接合摇臂外壳肩部70，从而通过使滑阀开启并从引擎制动囊形件22排出流体来复位该引擎制动囊形件。

本文描述了用于对各种气门机构系统诸如每个气缸具有两个气门的III型和V型气门机构系统执行引擎制动操作(例如，放气制动)的系统和方法。该系统包括具有引擎制动囊形件的摇臂，该引擎制动囊形件通过供应高压油而选择性地膨胀，从而使排气门保持开启预先确定的距离以连同排气歧管内的背压执行引擎制动。当推动销接合气门机构总成的底座时，推动销组件使引擎制动囊形件复位。

如本文所用，术语控制器是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适部件。

已出于说明和描述的目的提供了这些示例的上述描述。并非意图是详尽的或限制本公开。特定示例的各个元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下是可互换的并且可用于所选示例中，即使未具体示出或描述也是如此。其可也按许多方式进行改变。此类变型形式不应被视为脱离了本公开，并且所有此类修改形式都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种能够在引擎制动模式下操作的排气门摇臂组件，所述排气门摇臂组件包括：

摇臂，所述摇臂被构造成围绕限定加压流体供应导管的摇臂轴旋转，所述摇臂具有限定于其中的流体供应通道；

引擎制动囊形件，所述引擎制动囊形件设置在所述摇臂中并且与所述流体供应通道流体连通，所述引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在所述伸出位置处所述引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作；

形成在所述摇臂中的横向镗孔，所述横向镗孔横向穿过所述摇臂的体部延伸；

复位销组件，所述复位销组件被构造成选择性地从所述引擎制动囊形件排出流体并复位所述引擎制动囊形件，所述复位销组件包括滑动地设置在所述横向镗孔内的销；和

形成在固定的摇臂外壳上的固定肩部，所述固定肩部被构造成在主排气事件期间当所述摇臂朝所述排气门向下旋转时由所述复位销组件选择性地接合，从而致动所述复位销组件并且便于从所述引擎制动囊形件排出所述流体。

2.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，其中所述引擎制动囊形件设置在形成于所述摇臂中的囊形件镗孔内，其中所述横向镗孔沿与所述囊形件镗孔的延伸轴线大致垂直的轴线延伸。

3.根据权利要求2所述的排气门摇臂组件，其中所述复位销组件还包括偏置机构，所述偏置机构被构造成将所述复位销偏置到闭合位置中，使得所述复位销用作滑阀并阻挡形成于所述摇臂中的流体出口导管。

4.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，其中所述摇臂还包括流体出口导管，所述流体出口导管与所述引擎制动囊形件流体连通，所述流体出口导管被构造成经由所述复位销组件从所述引擎制动囊形件排出所述流体。

5.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，其中所述引擎制动囊形件包括滑动地设置在所述摇臂内的柱塞。

6.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，其中所述引擎制动囊形件包括止回球组件，所述止回球组件包括止回球、第一偏置机构和第二偏置机构，所述第一偏置机构被构造成将所述止回球偏置到密封位置中以密封所述流体供应通道，所述第二偏置机构被构造成将柱塞偏置到限定在所述摇臂中的镗孔内的回缩位置中。

7.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，其中所述摇臂还包括出口导管，所述出口导管具有流体地联接到所述引擎制动囊形件的第一端，和被构造成从所述摇臂排出流体的相对的第二端。

8.根据权利要求1所述的排气门摇臂组件，还包括控制器，所述控制器被构造成在排气歧管内生成背压以重新开启所述排气门。

9.根据权利要求8所述的排气门摇臂组件，其中所述控制器被构造成通过关闭蝶阀和可变几何涡轮增压器中的至少一者来生成所述背压。

10.一种气门机构总成，所述气门机构总成包括：

摇臂外壳，所述摇臂外壳包括固定在所述摇臂外壳上的固定肩部；

摇臂轴，所述摇臂轴被接纳在所述摇臂外壳内；

摇臂组件，所述摇臂组件被构造成围绕所述摇臂轴旋转；和

推杆，所述推杆被构造成选择性地接合所述摇臂组件并使所述摇臂组件围绕所述摇臂轴旋转以接合和开启排气门，

其中所述摇臂组件包括：

摇臂，所述摇臂具有限定于其中的流体供应通道；

引擎制动囊形件，所述引擎制动囊形件设置在所述摇臂中并且与所述流体供应通道流体连通，所述引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在所述伸出位置处所述引擎制动囊形件接合并部分地开启所述排气门以执行放气制动操作；和

复位销组件，所述复位销组件被构造成在主排气事件期间当所述摇臂朝所述排气门向下旋转时选择性地接合所述固定肩部以从而从所述引擎制动囊形件排出流体并复位所述引擎制动囊形件。

11.根据权利要求10所述的气门机构总成，还包括：凸轮轴，所述凸轮轴具有升程曲线，所述凸轮轴被构造成接合所述推杆并引起所述推杆向上移动；和液压间隙调节挺杆，所述液压间隙调节挺杆被实现在所述凸轮轴与所述推杆之间。

12.根据权利要求10所述的气门机构总成，其中所述摇臂还包括流体出口导管，所述流体出口导管与所述引擎制动囊形件流体连通，所述流体出口导管被构造成经由所述复位销组件从所述引擎制动囊形件排出所述流体。

13.根据权利要求10所述的气门机构总成，其中所述复位销组件包括：

销，所述销滑动地设置在形成于所述摇臂中的横向镗孔内；和

偏置机构，所述偏置机构被构造成将所述复位销偏置到闭合位置中，使得所述复位销用作滑阀并阻挡形成于所述摇臂中的流体出口导管。

14.根据权利要求10所述的气门机构总成，其中所述引擎制动囊形件包括：

柱塞，所述柱塞滑动地设置在所述摇臂内；和

止回球组件，所述止回球组件具有止回球、第一偏置机构和第二偏置机构，所述第一偏置机构被构造成将所述止回球偏置到密封位置中以密封所述流体供应通道，所述第二偏置机构被构造成将柱塞偏置到限定在所述摇臂中的镗孔内的回缩位置中。

15.一种操作具有排气摇臂组件的气门机构总成的方法，所述排气摇臂组件包括：摇臂，所述摇臂被构造成围绕限定加压流体供应导管的摇臂轴旋转，所述摇臂具有限定于其中的流体供应通道；引擎制动囊形件，所述引擎制动囊形件设置在所述摇臂中并且与所述流体供应通道流体连通，所述引擎制动囊形件被构造成选择性地从回缩位置移动到伸出位置，在所述伸出位置处所述引擎制动囊形件接合并部分地开启排气门以执行放气制动操作；和复位销组件，所述复位销组件被构造成选择性地从所述引擎制动囊形件排出流体；所述方法包括：

通过关闭蝶阀和可变几何涡轮增压器中的一者来激活引擎制动模式，以在排气歧管内生成背压；

利用所生成的背压连同缸内压力开启所述排气门以暂时形成间隙；

经由所述流体供应导管和所述流体供应通道向所述引擎制动囊形件供应加压流体，从而使所述引擎制动囊形件膨胀到所述伸出位置中以补偿所述间隙并保持所述排气门开启；

经由处于所述伸出位置的所述引擎制动囊形件使所述排气门保持部分地开启预先确定的时间；以及

当所述摇臂响应于凸轮轴升程曲线而朝所述排气门向下摇动时，使所述复位销组件与固定的摇臂外壳的固定肩部接合，从而从所述引擎制动囊形件排出流体并将所述引擎制动囊形件复位到所述回缩位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其中使所述排气门保持部分地开启的所述步骤包括执行全循环放气制动操作。

17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述引擎制动囊形件复位到所述回缩位置在下止点(BDC)之后和下一次出现的上止点(TDC)之前的排气冲程期间进行。

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