CN86100053B - 用于发动机压力释放减速的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为用于多缸四冲程内燃机压力释放减速的方法和装置,该方法使内燃机曲柄轴每转一转过程中每一个气缸产生一次压力释放现象。根据该方法,排气和进气阀的正常运动受到抑制,每当发动机活塞接近上止点位置时迅速打开排气阀,随后打开进气阀。该装置包括由内燃机推管驱动的液压装置用于产生一个定时的液压脉冲以在适当的时候打开排气和进气阀。取而代之,从电子控制装置引出的定时信号驱动电磁阀来控制一个液压脉冲由此打开阀门。
Description
一般来讲,本发明所涉及的领域为用于内燃机的压力释放减速器,更具体地讲,涉及的是一种方法和系统,这种方法和系统在减速工况中能使该发动机在曲柄轴每转两转过程中产生两次压力释放,这样就会在一个压力释放减速过程中,增加由标准四冲程内燃机所产生的制动功率。
人们在先有技术中对压力释放型发动机减速器已有所了解,所设计的这种发动机减速器用来临时把火花点火式内燃机或压燃式内燃机转化成一个空气压缩机,以便产生一个制动功率,该制动功率大体上为该发动机所产生的有功功率的一部分。
公开在美国专利第3,220,392号中由Cummins发明的这种压力释放型发动减速器采用了一种液压系统。其中主活塞的运动控制了随动活塞的运动,而随动活塞依次又在接近压缩冲程结束时打开该内燃机排气阀,这时在压缩吸入空气过程中所做的功并没有在膨胀或“做功”冲程中得到补偿,相反,却通过该车辆的排气和散热系统消耗掉了,这样就正如这个美国专利所叙述的一样,使得该车辆能够得以减速。通常该主活塞由一推管驱动,该推管由该发动机凸轮轴上的一个凸轮控制,该推管可以与有关气缸的喷油器或者与另一个气缸的进气或排气阀门发生联系。
另一种结构也可以用来产生压力释放效果,在Jonsson取得的美国专利第3,367,312号中该排气阀由一个分离的凸轮轮廓驱动在接近压缩冲程结束时顺序地打开,该凸轮轮廓形成在排气阀凸轮上并由摇臂轴轴线的摇动或者由在该摇臂中的一个滞差运动机构来驱动。也可参见由Castlcdge取得的美国专利3,809,033号,该专利中公开了一种采用一个双作用凸轮和一个摇臂的压力释放减速器,该摇臂具有一个在液力作用下可延伸的余隙调整活塞。
在Pelizzoni取得的美国专利3,786,792号中,公开了一个用于改变多缸发动机配气正时的系统,其目的特别是为了改进压力释放减速效果。所公开的机构具有用来延长气门机构的液压装置,以便使用一个第二凸轮轮廓,该气门机构,例如,可以靠增加推管的长度或加长该摇臂来得以延长。
在Loneisin的美国专利3,859,970中在该凸轮轴上设置了一个辅助凸轮用来控制一个泵,该泵依次控制一个用来在适当的时候移动排气或进气阀门推管的液压提升机构。
另一种改进压力释放减速效果的装置,其特征为在减速过程中或者保持排气阀或者保持进气阀或者保持两者都部分地打开,所设计的用来完成这一目的的一种机构公开在由Liegles取得的美国专利3,547,087号中。
尽管在先有技术中公开了各种各样的机构,但是所有这些先有技术所涉及的都是标准的四冲程发动机。这种发动机的曲柄轴每转两转每个气缸提供一个压缩冲程,因此曲柄轴每转两转每个气缸才产生一次压力释放现象。
在这些已颁布的基本的压力释放减速器的专利中,包括由Cummins取得的美国专利3,220,392号,研制的目标只不过是通过改进压力释放配时来提高制动功率(如Custes的美国专利4,398,510),防止随动活塞的超程(如Laas取得的美国专利3,405,699),防止液压系统的超压(如Egan获得的美国专利4,150,640),防止喷油器推管或凸轮轴的过载(如Lickles的美国专利4,271,796),以及在制动过程中增加进气歧管压力(如Psice的美国专利4,296,605)。然而,在上述每一个实例中,都没有试图使进气阀和排气阀不能运动和改进进气阀和排气阀的运动顺序,从而在曲柄轴每转两转过程中提供两次压力释放。
本发明所指出的问题就是如何来增加由一个标准的四冲程内燃机在压力释放制动过程中所产生的制动功率。这个问题一般可由这样一个基本事实得到解决,即在一个压力释放减速过程中,在曲柄轴每转两转过程中,能使发动机提供两次压力释放。
更具体讲,上述问题由本发明所提供的一种用于多缸四冲程内燃机压力释放减速的方法,予以了解决,该内燃机具有一个旋转曲柄轴和用于每一个气缸的工作时与所述曲柄轴衔接的发动机活塞,并且还具有用于每一个气缸的进气和排气阀,所述方法可以应用到该多缸发动机的至少一个气缸上,该发动机处于正常的作功或供油状态时,在该曲柄轴每转两转过程中,该气缸的活塞按四个冲程循环运动,即,一个向下的进气冲程、一个向上的压缩冲程、一个向下的作功冲程和一个向上的排气冲程,在该内燃机的压力释放减速过程中,通过强迫该排气和进气阀在该曲柄轴每转两转的过程中不能在该内燃机正常工作时该排气和进气阀正常移动的位置移动,以及通过调整该排气和进气阀在该曲柄轴转动所述两转过程中的正常开启和关闭次数,将该内燃机处于正常作功状态时,该发动机活塞的所述正常压缩、作功、排气和进气冲程转化为一个第一次强制排气、一个第一次强制进气、一个强制压缩、一个第二次强制排气和一个第二次强制进气过程,结果该曲柄轴每转一转该气缸就产生一次压力释放现象,其特征在于在该曲柄轴每转两转过程中,为了获得第一次和第二次强制进气过程以及第一次和第二次压力释放过程,将该进气和排气阀的运动调整如下:
(a)在该内燃机活塞向上运动到达其正常压缩冲程的上止点位置之前打开该排气阀,这就获得了一个第一次压力释放现象,
(b)在所述内燃机活塞到达该上止点位置之后关闭所述排气阀,
(c)在该活塞随后的向下行程过程中打开所述进气阀,这就发生了一个第一次强制进气过程,
(d)在所述内燃机活塞随后大致到达下止点位置时关闭所述进气阀,
(e)抑制所述排气阀,使之不能在该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(f)抑制所述进气阀,使之不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(g)在该内燃机活塞大致到达随后的上止点位置时,再开始重新打开所述排气阀,这就获得了一个第二次压力释放现象,
(h)在该活塞随后的向下行程过程中重新打开所述进气阀,这就产生了一个第二次强制进气过程,
(i)在所述内燃机活塞到达该上止点位置以后重新关闭所述排气阀,和
(j)在所述内燃机活塞大致到达随后的下止点位置时重新关闭所述进气阀,由此在所述一个气缸中,所述曲柄轴每转一转就产生一次压力释放现象。
由此可以理解到,该气缸排气冲程的运动状况与空气被压缩的压缩冲程运动状况相类似,正如下面更为具体的叙述所指出的,所提供的机构通过调整该进气和进气阀的正常动作可以自动地获得这种结果,用以保证在减速过程中,该曲柄轴每转一转(而不是两转)就出现一次压力释放现象。根据本发明。一个在正常的作功或供油状态下具有一个四冲程循环的内燃机被转化为在曲柄轴每转两转过程中可以提供二次压力释放的内燃机,由此在压力释放减速过程中提高了该内燃机所产生的制动功率。由于在任何给定的时间范围内压力释放次数增加了一倍,所以该内燃机总的制动功率近似两倍于装有一个普通内燃机减速器的内燃机的减速功率,而且没有增加发动机部件的负载。
采用本发明之方法的一种气体压力释放型内燃机减速系统,该系统包括一个多缸四冲程内燃机,该内燃机具有一个曲柄轴和工作时与所述曲柄轴衔接的用于该内燃机每一个气缸的内燃机活塞,该内燃机还具有用于该内燃机每一个气缸的进气阀门装置和排气阀门装置,液压油供给源,其特征在于该系统包括:
(a)排气阀开启装置(102、104、144、162、170),该装置用于对应该内燃机正常工作过程中压缩冲程的该活塞的一个向上行程过程中,在所述内燃机活塞到达上止点位置之前打开所述气缸的所述排气阀门装置,以产生一个第一次压力释放现象,
(b)排气阀关闭装置(160、194),该装置用于在所述内燃机活塞到达上止点位置之后关闭所述排气阀,
(c)进气阀开启装置(188),该装置用于在所述内燃机活塞随后的向下行程过程中打开所述进气阀,以产生一个第一次强制进气过程,
(d)进气阀关闭装置(162a、142a、198、182),该装置用于在所述内燃机活塞随后大致到达下止点位置时关闭所述进气阀,
(e)排气阀抑制装置(58、66、44或88、90、94),该装置用于使所述排气阀门装置不能在该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(f)进气阀抑制装置(58、66、68、44或88、90、94),该装置用于使所述进气阀门装置不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(g)排气阀重新开启装置(144、173、172、190),该装置用于在该内燃机活塞大致到达随后的上止点位置时,再开始重新打开所述排气阀门装置,以产生一个第二次压力释放现象,
(h)进气阀重新开启装置(190、188),该装置用于在该内燃机活塞随后的向下行程过程中重新打开所述进气阀门装置,以产生一个第二次强制进气过程。
(i)排气阀重新关闭装置(162、160),该装置用于在所述内燃机活塞到达该上止点位置以后重新关闭所述排气阀门装置,和
(j)进气阀重新关闭装置(191、206),该装置用于在所述内燃机活塞大致到达随后的下止点位置时重新关闭所述进气阀门装置,由此在所述气缸中,所述曲柄轴每转一转就产生一次压力释放现象。
由上述可知该内燃机减速系统包括用于暂时强迫该进气和排气阀不能动作的装置和控制该进气和排气阀不按正常动作顺序动作的装置。更为可取的是,用于控制该进气阀不按正常顺序工作的该装置包括主活塞和随动活塞,该主活塞和随动活塞与一普通减速器的现有主活塞和随动活塞相互液压连通,同时与适当的管道和单向阀或往复阀相连通,另外,每一个气缸的现有主活塞或一套附加的主活塞与该主活塞和随动活塞相互液压连通。取而代之,配时可以由传感器和电子控制器完成,进而可以使用电磁阀和执行元件来代替该液压机构的某些部分。
图1为一曲线图,它表明了一个使用喷油器的普通压燃式内燃机作为纵坐标的气门和喷油器升程与作为横坐标的曲柄角之间的关系。
图2是类似于图1的曲线图,它表明了本发明中所改进的气门的动作,其中该内燃机压力释放减速器由喷油器推管驱动,并且第二次压力释放现象发生在第一次压力释放现象之后该曲柄轴转动了大约360°角的时候。
图3为根据本发明的排气阀或进气阀十字头和摇臂的部分剖开的正视图。
图4A为根据本发明的一个分离式排气或进气气门摇臂的等比例零件分解图。
图4B为图4A中所表明的分离式排气或进气气门摇臂的截面视图。
图5为本发明之机构的示意图,它表明了对于每一个内燃机气缸所需部件的安排方式。
图6是类似于图2的曲线图,表明了本发明中气门动作的进一步改进,其中在该曲柄轴每转一转过程中,每一个缸发生一次压力释放现象。
图7为根据本发明可以采用的一个替换机构的示意图。
首先参考图1,所提供的曲线涉及的是一个具有喷油器的压燃式标准四冲程内燃机,其中进气阀和排气阀由通过摇臂动作的推管控制,并由该内燃机凸轮轴上的凸轮来驱动。该凸轮轴与该发动机曲柄轴同步运转,但其转速为该曲柄轴转速的一半。图1为气门升程和喷油器升程相对曲柄轴转两转(720°)过程中曲柄角的关系曲线图。
曲线10表明的是一号气缸当其运动开始达到压缩冲程底部(540°~720°)时,喷油器的动作。在该活塞到达上止点(T、D、C)(0°)的位置之后开始进行该内燃机的膨胀或作功冲程(0°~180°)时,该喷油器迅速地充分就位。如图1所示,在作功和排气冲程(0°~360°)过程中,该喷油器保持充分就位状态,而在进气冲程(360°~540°)喷油器则返回其静止位置。该喷油器的第二次运转循环开始于图1的最右端。
曲线12涉及的是一号气缸排气阀的运动,一般来讲,该排气阀在接近作功冲程(0°~180°)的终端时开始打开,在排气冲程(180°~360°)过程中保持开启,而在进气冲程(360°~540°)过程中关闭。
曲线14表明的是一号气缸排气阀的运动,一般来讲,该进气阀在接近排气冲程(180°~360°)的终端时开始打开,在进气冲程(360°~540°)过程中保持开启,而在压缩冲程(540°~720°)过程中关闭。可以看到,常规情况下,存在一段时间的重叠,在此重叠期间排气阀和进气阀都部分地处于开启状态。如图1所示,阀门的该重叠期超过大约20°曲柄角。
通过上面了解了由图1所示的阀门正常的动作以后,我们可以参考图2,图2表明了本发明中改进的阀门动作,这里在该内燃机曲柄轴每转两转(720°)的过程中每个气缸发生两次压力释放现象。与图1类似,图2为气门升程和喷油器升程相对曲柄轴转两转(720°)过程中曲柄角的关系曲线图。
图2中曲线16表示的是一号气缸排气阀的运动。该排气阀初始的上升是由图1中曲线10所表明的喷油器的运动所引起的。在减速制动过程中,燃料的供给被切断或减少,这样就几乎很少或没有燃料被喷入该内燃机气缸了。为简明和清楚起见,本发明将仅就具有由喷油器推管驱动的改进型Jacofo内燃机减速器的六缸压燃式发动机中的一个缸进行说明。标准的Jacofo内燃机减速器(例如在由Lickles et al取得的美国专利4,271,796号中)已有叙述,在这里参考该发动机叙述本发明。
在图2中不存在与图1中曲线12对应部分,这是由于申请人所提供的机构使排气阀至少在大约上止点之后130°至上止总之后370°之间的过程中暂时不能运动的缘故,这一点将在下面给予说明。同时,根据曲线18,在正常的“作功”冲程中申请人采用一种机构打开进气阀,这一过程可以称之为一个“强制进气”过程,发生在大约上止点之前10°,这一点在下面也将给予说明。在图2中曲线24表示的是三号气缸喷油器推管的运动,如下所述,该推管用来保证该进气阀在所示的上止点之后大约210°时关闭,该进气阀的运动由曲线18表明。图2中用虚线所表示的曲线20表明这时会发生正常的进气运动(图1中曲线14),这个运动也由申请人所提供的至少在上止点之后340°至上止点之后约580°曲柄角位置之间范围内的方法给予了抑制。代替进气阀正常的开启运动(曲线20),申请人所提供的机构强制排气阀在接近活塞的上止点位置(例如350°)时打开(曲线22),这样就在这点产生了一个第二次压力释放现象,该排气阀的第二次关闭是在大约上止点之后450°。可以理解,该喷油器的运动(图1中曲线10)使该排气阀在接近上止点(0°)时打开,这时如曲线16所示产生了该第一次压力释放现象。由于该排气阀的强制开启发生在大约0°和360°曲柄角时,因此,在该曲柄轴每转动两转时每个气缸就产生两次压力释放现象。
曲线21表示的是该进气阀的第二次开启运动,该进气阀在上止点之后大约370°时开启,并在上止点之后大约540°时关闭,如曲线18所表明的第一次开启运动一样,这个开启运动也称之为“强制进气”。该第二次“强制进气”运动是由一号气缸的进气推管通过一个进气主活塞的作用产生的,这一点在下面给予更详细的说明。
如前所述,有时需要该排气阀和进气阀不能以其正常状态动作。由图3所表明的一个机构通过改进该阀门十字头实现了这一目的。虽然下面的叙述只与排气阀十字有关,但是对于进气阀十字头也可以采用相同的设计方案。
参考图3,26为排气阀摇臂,该排气阀十字头28安装在一个导向销30上作往复运动,该导向销固定在该内燃机气缸盖32上。该十字头28中形成有凹口34和36,该凹口用于容纳该复式排气阀的阀杆38。一个柱形槽42,设置在该十字头28上表面的中心部位,在该柱形槽中密接地安装了一个配合活塞44,该活塞在该柱形槽中作往复运动。该活塞44设置有一个肩部46,该肩部可与一个弹簧卡环48接合,该弹簧卡环嵌在临近柱形槽42开口端侧壁上所形成的一个狭槽50中,一个压簧52位于该活塞44底端和该柱形槽42底部之间,这样该压簧就向上偏压着活塞44(如图3所示),使该活塞的肩部46靠在弹簧卡环48上。
该十字头的躯干部分54具有一个柱形槽56,以便使该十字头28能够相对导向销30进行往复运动。一个通路58连通在基座59中的进油通路57和该十字头顶部的柱形槽42之间。一个单向球阀60位于柱形槽42中通路58的上端部,并由一个介于该单向球阀60和活塞44底端之间的压簧62向下偏压着。该基座59可由螺钉61固定在气缸盖32上,位于基座59中的O形圈63可以用来防止基座59和躯干54之间的泄漏。
一个盲孔64形成在十字头28中,其开口与十字头躯干54中的通路58连通,而一个横向孔66则与柱形槽42、盲孔64以及十字头28的外界连通。一个往复阀68安装在盲孔64中进行往复运动,它通过一个弹簧卡环70保持在盲孔64中,并且通常由压簧72向弹簧卡环70的方向偏压着。如图3所示,在其退动位置该往复阀68并没有封闭或阻塞横向孔66,然而,每当在通路58中存在液压力的时候,液压油就会向压簧72偏压的反方向移动往复阀68封闭横向孔66,与此同时单向球阀60也向压簧62偏压的反方向移动,以允许液压油流入柱形槽42。
该液压油(比如润滑油)可以从低压供给源经管道213和通路58供给到该十字头,这一点将在下面参照图5和7作更为详细的说明。
在工作过程中,当液压油被供入与管道211或212(参见图5和7)及通路58连通的管道213中时,该液压油将会流经单向阀60进入柱形槽42,并且移动往复阀68封闭横向孔66。摇臂26的向下运动会驱动十字头28,这是由于活塞44在液压力作用下抵住弹簧卡环48锁定在其最高位置的缘故。然而,当高压液压油的供给中断时,往复阀68就会打开横向孔66,这样液压油就会流出柱形槽42并流经横向孔66排入如下所述的曲轴箱油底壳104中。可以理解,在这些条件下,摇臂26的摆动会导致活塞44在柱形槽42中抵着压簧52的偏压往复运动,而不会有任何运动传递到十字头28上,由此就会使十字头28和排气或进气阀不再运动。
图4A和4B表示了用于使排气或进气阀不能运动的另一种装置。这种替换装置将参照排气门摇臂予以说明,但是同时可以应用到进气门摇臂上。图4B为一改进的摇臂组件的部分剖开的主视图,其中包括一个推管零件76和阀门驱动零件78。图4A是图4B中所示改进的摇臂组件的等比例零件分解图。每一个零件都有一个衬套孔80、82,这样每个零件都可以分别在摇臂轴84上摇动。该摇臂的一个零件,例如该阀门驱动零件78,可以分叉形成叉形臂78a,而推管零件76则具有一个单支臂76a。一个柱形腔室86形成的单支臂76a中,用于容纳一个活塞88。该活塞88由一个压簧90偏压着朝向腔室86的封闭端,该压簧抵住一个固定在柱形腔室86上的弹簧卡环92。一个通路94在腔室86的里端和高压液压油供给源之间连通。一个销子96与活塞88同轴安装并指向腔室86的开口端。一个孔98形成在阀门驱动塞件78上,以便在活塞88由高压液压油通过通路94作用下移向腔室86开口端的时候与销子96配合。可以理解,当销子96与孔98配合时,组成该摇臂的两个零件76则作为一个部件在摇臂轴84上摆动。然而,当销子96和孔98没有处于配合状态时,该摇臂的推管零件76的摆动则不会驱动该摇臂的阀门驱动零件78。
使得该排气或进气阀不能运动的再一个替换方法是在该摇臂的转动中心上提供一个偏心衬套,以便升起该转轴或枢轴,这样就把一个滞差运动引入到气门机构中。举个例子,这样的一种装置可参见Jansson的美国专利第3367312号,特此引入以供全面参考。应当注意到,其它形式的滞差运动机构也是可以得到的,例如参见Peliggoni的美国专利3786792号,特此引入以供全面参考。
现参考图5,该图以示意形式表明了实施申请人的发明所设计的装置。这个装置包括了作为一个一般的四冲程发动机减速器而起作用的部分并且增加了可以使单位时间内压力释放次数加倍的辅助元件。数字100表明的是安装在一个内燃机上的壳体,在该壳体中装有发动机压力释放减速器的零部件。油102从一个油底壳104(例如,可以是发动机曲轴箱油底壳)中由一个低压泵108经过管道106泵入安装在壳体100上的电磁阀112的进油口110中,进而低压油102又从电磁阀112经过管道116引导到一个控制缸114中。一个控制阀118安装在控制缸114中进行往复运动并由一压簧120向关闭位置偏压。控制阀118包括一个由一单向球阀124封闭的进油通路122,该单向球阀由一压簧126向封闭位置偏压,该控制阀还包括一个排油通路128。当控制阀118处于开启位置(如图5所示)时,排油通路128与控制缸排油管道130对准,该排油管道130与一个形成在壳体100上的随动孔132的进油口连通。可以理解,流经电磁阀112的低压油102进入控制缸114并顶起控制阀118至开启位置。此后,单向球阀124抵着压簧126打开以允许油102流入随动孔132,经过随动孔132的一个第一排油口134,油102流经一个管道136和一个往复阀138进入形成在壳体100上的一个主孔140。一个弹簧139向抵住管道136中一个台肩141的方向偏压着往复阀138以便使往复阀138的环路状通路143与管道136对准。如下所述,在进油主活塞190的一个向上运动作用下,往复阀138可以由管道202中的液压力驱动。一个管道142与管道136和主孔140连通,并引导到位于2号气缸(没有表明)进油主活塞和随动活塞之间的往复阀上,这一点将在下面予以更详细的说明。
一个随动活塞144安装在随动孔132中进行往复运动,随动活塞144受一个压簧148的向上偏压作用抵住一个可调限位器146,该压簧安装在随动活塞144里并与一个位于随动孔132中的托架150相作用。随动活塞144的底端作用在一个十字头28上,该十字头安装在一个导向销30上进行往复运动,该导向销被紧固到该内燃机的气缸盖32上。十字头28依次作用在排气阀158的阀杆上,该排气阀可移动地安装在气缸32上。排气阀158通常由一气门弹簧160向关闭位置偏压着(参见图5)。一般来讲,在排气阀158关闭,随动活塞144位于抵住可调限位器146的位置,并且该发动机处于冷却状态时,调整该可调限位器146,在随动活塞144和十字头28之间提供一个例如为至少是4.6毫米(0.018英寸)的最大间隙(即“余隙”)。在该发动机受热而没有打开排气阀158时,所设计的这个间隙足以满足排气门组系零件热膨胀的需要。
一个主活塞162安装在主孔140中进行往复运动,并由一个轻型钢板弹簧164向上偏压(参见图5)。主活塞162的底部联接着一个用于喷油器摇臂168的螺旋调整机构166,该喷油器摇臂由一个推管170驱动,该推管由发动机凸轮轴驱动(没有表明)。参考图5,如果阀门158与一号缸相结合,那么驱动主活塞162的推管170就是一号缸喷油器结合的推管。
如图中172所示,一号缸进气门摇杆安装在摇臂轴174上进行摆动运动。如图5所示当以逆时针方向摆动时,该摇臂172作用于安装在一个导向销30上进行往复运动的一个十字头28a的顶部上,该导向销固定在发动机气缸盖32上。十字头28a与复式进气阀180的阀杆接触,该复式进气阀通常由气门弹簧182向封闭位置偏压着。在壳体100中位于摇臂172之上为进油主孔186和进油随动孔184。位于随动孔184中的随动活塞188由压簧192向远离摇臂172的方向偏压着,而位于主孔186中的主活塞190则由压簧193向摇臂172的方向偏压着。随动活塞188和主活塞190位于与摇臂轴174相对的两侧,这样随动活塞188逆着弹簧192的偏压方向的向下运动就会打开进气阀180。进气推管173的向上运动就会使进气摇臂172沿逆时针方向摆动,由此驱动主活塞190抵着弹簧193的偏压方向向上移动,这样就会从主孔186中泵出液压油102。
进气随动孔184和主孔186由一个管道194相互连通,该管道引向随动孔132过程中包括有三个阀,第一个阀为单向阀196,该阀仅仅在随动活塞144已经向下移动到其极限位置时,允许液压油向进油随动孔184和主孔186方向流动。第二个阀为往复阀198,该往复阀位于管道194和142a的交汇处,管道142a与三号缸的主孔140a连通。该往复阀198具有“计时砂漏”形状,并且由压簧200向其封闭方向偏压着。第三个阀是一个单向阀199,该阀仅仅允许液压油通过管道194朝着主孔186的方向流动。
往复阀198处于封闭或“静止”位置时,流经介于随动孔184和主孔186之间的管道194的液压油被阻止了。在由主活塞162a的移动所引起的管道142a中液压力的作用下,往复阀198就会压迫弹簧200向下移动,这样流经管道194的液压油就会达到主孔186。
一个第二管道202经一个单向阀204直接连通着主孔186和随动孔132,在进气摇臂172和推管173向上推动主活塞190的时候,该单向阀204允许液压油流入随动孔132。当管道202被加压时,往复阀138也会移动,这样就会阻止液压油在管道136中流动。
一个第三管道206中装有一个单向阀208,该管道把随动孔184和主孔186中当活塞190处于其静止位置时与主活塞190上部区域相对应的一个位置连通起来,这样主活塞190就阻止了液压油流经管道206,单向阀208允许液压油向主孔186中流动,一个管道210也与主孔186中当活塞190处于静止位置时与主活塞190上部区域相对应的一个位置相连通,管道210使液压油返回油底壳104中。如图5所示,主活塞190在其中间区域上设置有一个环形通路191,这样当主活塞190处于其“上止点”位置时,由管道206经单向阀208流来的液压油就可以环绕主活塞190经管道210流入油底壳104中。主活塞190在其下部区域上形成有一个第二环形通道195,一个通道211把这个环形通道(当主活塞190处于其“上止点”位置时)和进气十字头躯干54中的通路58(图3)之间连通起来,这样就允许液压油流经主活塞190并通过管道215返回油底壳104中。
在主孔186和管道213之间的管道211中有一个截止阀217,该截止阀217被控制着在减速制动过程中打开而在正常作功过程中关闭。截止阀217通常可以是一个电磁阀,如下所述,它由连接到减速制动器控制线路上线路219控制,或者该截止阀可以是一个由管道116中经过管道117的压力控制的压力作用阀。可以理解,当该进气十字头中的液压油压力被释放时,该十字头就不再活动了。如果不想使用图3所示的进气十字头而是想使用图4A和4B中的分离式摇臂,那么管道212将会与摇臂76中的通路94连通。
随动活塞188有一个环状通路189,该环状通路形成在该随动活塞的中间部位。管道212在随动活塞188处于“下止点”位置时,对应随动活塞188的环状通道189的一点处与随动孔184连通,管道212还与排气阀十字头28(图3)中的十字头躯干54里的通道58连通。如果不想使用图3所示的排气十字头而是想使用图4A和4B中的分离式摇臂,那么管道212将会与摇臂76中的通路94相连通。管道214与随动孔184中当随动活塞188处于静止位置时,低于随动活塞188的环状通道189的一点处连通,并与油底壳104连通。
用于发动机减速制动器的电控制系统包括车辆蓄电池216,它在218处接地。电池216的热电极串接地与一个熔断器220、一个缓冲开关222、一个离合器开关224、一个燃油泵开关226、电磁阀112的线圈连接,然后在218处接地。如果使用的是一个螺管式截断阀217的话,导线219则给截断阀217提供电力。最好在电磁阀112的螺管和接地之间安一个二极管228。开关222、224和226用来保证该系统的安全工作。开关222由人工控制安装在车辆驾驶员够得着的地方,以便切断该整个系统。开关224是一个自动开关,它连接在车辆的离合器上,当该离合器没有啮合时切断该系统,以防发动机过载熄火。开关226是一个第二自动开关,它连接在燃料系统上,在该发动机减速制动器工作时,切断或减少发动机燃料。
该机构的工作过程如下:当电磁阀112受到激励的时候,液压油或液压流体102就会流经电磁阀112进入控制阀缸114,顶起控制阀118,这时排油通道128就会与排油通路130对准,然后液压油就会注入到随动孔132中,并经管道136和处于“静止”或“打开”位置的往复阀138进入主活塞孔140中。在到达上止点之前约50°时,一号气缸的喷油器推管170就会向上移动(参见图1、曲线10)并向上驱动主活塞162(如图5所示)。在该液压油中产生的压力就会向下驱动随动活塞144并且由此打开排气阀158,如曲线16所示(参见图2),大约在一号缸活塞到达上止点位置时产生一个压力释放现象。当随动活塞144到达其行程端点时,该随动活塞就不再能覆盖管道194的开口,随后,主活塞162的继续运动就会引起使液压油流经单向阀196进入随动孔184,迫使随动活塞188向下移动(如图5所示)。进而随动活塞144开始回缩,随动活塞144的继续回缩可以采取各种方式使之容易进行。一种方式就是采取措施使随动活塞144和随动孔132之间留有充分的间隙,以提供一个受到控制的泄漏。另一种方式就是采取措施在随动活塞144的头部设置一个小孔,以提供一个受到控制的泄漏。再一种方式就是采用如Cavanugh的美国专利4399787中所述的一个液压复位机构。在这第三个替代方式中,该液压复位机构代替了调整螺钉146。进气随动活塞188抵住十字头28a的向下运动,迫使进气阀180打开(参见图2、曲线18)。(注意进气随动活塞188的底端开有沟槽以跃过摇臂172)同时随动活塞188的环状通道189与管道212和214对准,这样在排气十字头28(图3)中的液压力就得以了释放。当这个动作发生的时候,活塞44(图3)就可以相对十字头28进行往复运动而不会推动该十字头,由此,就暂时地使该排气阀不能正常运动了。(注意图1中表明该排气阀正常运动的曲线12没有在图2中出现)。正常泄漏使随动活塞188开始回缩。
在曲柄轴转到190°的时候,三号缸的喷油器推管170a被驱动。推管170a推动摇臂168a以及其调整螺钉166a,这样就向上驱动了位于主活塞孔140a中的主活塞162a并使管道142a中的液压油加压。在管道142a中的压力向下抵住偏压弹簧200移动往复阀198,这样就允许了液压油从管道194中流入主孔186和管道202进入孔132中。如上所述,流经随动活塞144的卸荷流就会允许随动活塞188向移动,并且如图2所示允许在转到大约240°曲柄角的时候关闭该进气阀。
在期望较早地关闭该进气阀的情况下,管道142a不是被引向主孔140a,而是以主孔186与一号气缸的进气推管173对齐的相同方式引向与一号气缸排气推管相对齐的一个主孔。如图2中曲线27所示,这将提供一个触发脉冲。该曲线27超前曲线24大约60°曲柄角,除了使排气阀158不能运动以外,曲线27还会反映出一个图1中曲线12所反映的运动。由于进气阀180关闭,管道212也就切断了,而且由从低压油泵108经管道213供给到排气阀十字头28的液压油的作用,该排气阀的运动就恢复到了正常工况。在曲柄轴转到大约340°曲柄角时,进气推管173的正常运动使摇臂172沿逆时针方向摆动,并向上驱动主活塞190(单向阀199防止液压油经管道194流回),由此液压油经通路202返回,并且迫使往复阀138向上移动,这样就切断了通路136,进而液压油流经单向阀204进入随动孔132,并向下驱动随动活塞144,再次打开排气阀158(参见图2,曲线22)。
如图1曲线10所示,主活塞162的回缩允许在第二次压力释放过程完成以后关闭排气阀158。由于进气主活塞190向上移动,其较低位置的环状通路195与通路211对齐,使液压油经过通路215流入油底壳104中,这样就使进气十字头28a不能运动,由此就使进气阀180不再运动了。
当随动活塞144到达其行程底部,液压油再次流经单向阀196和通路194进入随动孔184。这时,随动活塞188处于其最上位置,而主活塞190仍在向上运动。这样,额外的液压油就迫使随动活塞188向下移动,来完成一个如图2曲线21所示的第二次“强制进气”。随后,当主活塞190到达其最上位置时,通路206将通过环状通路191与通路210连通,这样就使液压油流入油底壳104中。该液压油的卸荷允许随动活塞188回缩,并使该进气阀在大约540°曲柄角时关闭。
可以理解,上面所描述的工作循环在曲柄轴转到将至720°曲柄角之前,一号缸的喷油器推管170再一次被驱动时将予重复。实际上,对压力释放过程所需要的排气阀开启应该在该发动机活塞到达上止点位置时非常迅速地发生。一旦该气缸内的气体压力得以释放,该排气阀就应该关闭。然而,由于打开或关闭该阀门以及操作该装置的液压和机械部分需要有限的时间,因此,一般来讲该排气阀的开启在上止点位置之前大约40°曲柄角时方开始,而在该压力释放过程完成之后,该排气阀的关闭则开始于大约在上止点之后20°曲柄角的时候。该排气和进气阀开启和关闭的最佳点也是该发动机转速和该气门组系零件的机械刚度的函数。可以理解,这里所具体说明的阀门动作是在特定曲柄角位置加以说明的。事实上,该阀门动作可以发生在这里所具体说明的位置的±10°或更大的位置。进而,需要说明的是,虽然该排气阀压力释放的开启时间可以在包括有关发动机活塞的点位置的大约为60°曲柄角的范围上延伸。但是可以理解,这个动作实际上在该活塞的上止点位置时已经发生了。类似地,实际上在该活塞的下止点位置时就关闭了该进气阀,这个动作可以要求阀门运动发生在该活塞精确的下止点位置起±30°曲柄角范围内。最后需要说明的是,随着该排气阀的关闭大体上同时需要打开该进气阀,可以理解,该进气阀可以在该排气阀完全关闭之前大约60°曲柄角时开始打开。
如图5所示,一号缸的减速制动系统与二号缸和三号缸的该系统是相互联系的,在该系统中,一号缸喷油器的运动供给了二号缸(通过通路142),而一号缸喷油器的运动是由三号缸供给的(经通路142a)。用于点火顺序为1、5、3、6、2、4、1的一个六缸发动机的减速制动系统的相互关系表示在下面表一中。
表一
喷油器运动的缸号 迫使强制进气的缸号
3 1
1 2
2 3
5 4
6 5
4 6
从上面的表一可以很明显地看到,缸号1、2和3是相互联系的,而缸号4、5和6是相互联系的。在一个六缸发动机中,虽然该气缸可以被分组在各自包括2或3号缸的分离壳体中,通常该气缸是以行安排的。如果1、2和3号缸处在一个壳体中,可以理解,图5所示的各个相互联系的通路可以结合在壳体100中。可以理解,如图5所建议的,对于每一个发动机气缸都可采用一个分离的电磁阀112和控制阀118。然而,如果期望的话,一个电磁阀112和两个控制阀118可以用来控制涉及两个气缸的压力释放系统,或者一个电磁阀和三个控制阀可以用来控制三个气缸以提供一个适应性更强的减速制动系统。
虽然上面的叙述是基于一个六缸发动机进行的,其中该减速制动液压系统由该喷油器推管加以驱动,应当理解到,所公开的本发明可以等效地应用到一个例如由该排气阀推管驱动的减速制动系统中。类似地,本发明可以应用到例如具有四个或八个或任何其他数目的缸数的发动机上,仅仅需要做的工作是选择适当的推管或凸轮以在适当的时候提供该液压脉冲。
如图3-5所示,本发明的装置除了电磁阀112以外,基本上使用的是液压和机械元件,应当理解到由液压或机械装置控制的某些功能也可由电气或电子装置来控制,这样的一种改进表明在图7中,其中在图3-5中与图7相同的部分以相同的标号示出。
现参考图7,可以理解,包括油底壳104在内的低压液压系统、电磁阀112和经228控制216的控制件、控制缸114以及控制阀118与表明在图5中的该装置的相应部分是相同的。类似地,该发动机的每一个气缸都设有一个主孔140、140b,一个主活塞162、162b,该主活塞通过摇臂168、168b由喷油器推管170、170b驱动,另外还设有调整螺钉机构166、166b。最后需要说明的是,排气阀158和进气阀180可由图3所示类型的一个十字头28、28a驱动,或者由图4A和4B中所示类型的一个分离式摇臂驱动。
根据本发明的该替换形式,控制着该排气和进气阀十字头的随动活塞为液压或电磁机构,该机构由从一个时间控制装置引出的一个电信号驱动,这一点将在下面予以更详细的说明。在这个替换实施方式中,由于该排气阀和进气阀是由电信号驱动的,所以该配时和配时延续时间可以由一个电子控制装置精确调定,因此可以减化该机械零部件,并且可以由该发动机最大程度地产生该减速制动功率。
图6是一个有点类似于图2的曲线图,但是它表明了该排气和进气在该曲柄轴转两转过程中的运动。在这个过程中,根据本发明的该替换实施例,压力释放过程发生在该曲柄轴转到大约0°和大约360°的时候。如参照图2所指出的,发生在上止点之后大约130°和上止点之后大约370°之间排气阀的正常运动得到了抑制。曲线17表示的是排气阀158的运动,当一号缸中的活塞接近上止点的位置(例如上止点之前40°。)在该发动机正常的压缩冲程即将结束时,该排气阀的运动产生了第一次压力释放现象,这次压力释放在上止点之后大约90°时结束。在该曲柄轴接近于转到720°时,曲线17发生重复,表示了该机构第二个运转循环的开始。曲线19表示的是进气阀180的第一次强制开启,它发生在上止点之后大约30°,并于上止点之后大约180°时结束,由点划线20表示的该进气阀的正常开启被本发明的机构阻止了至少从上止点之后340°到580°的一段范围。曲线23表示的是该排气阀158的第二次强制开启,它发生在上止点之后300°到450°的范围内,而曲线25表示的是进气阀180的第二次强制开启,它发生在曲柄轴转动到上止点之后380°到540°范围内,可以理解,这两次强制进气保证了该曲柄轴每转一转过程中,该气缸充入了一次最大量的空气,这样是每一次压力释放过程中所散逸的功率达到了最大限度。现将结合图7叙述产生这些结果所采用的附加装置。
如图7所示,一个传感器230例如对着发动机飞轮232,以便检测例如与一号缸中活塞上止点位置有关的正时标记。传感器230可以为任何已知类型的传感器。该传感器发出一个电信号,这个电信号通过导线236传送到电子控制装置234中。取而代之。可以由一个传感器238产生一个正时信号,该传感器用来检测主活塞之一,例如主活塞162b的运动情况,该主活塞162b被用于四号缸与喷油器相联系的推管170b驱动。推管170b驱动着摇臂168b和调整螺钉机构166b,由此驱动主活塞162b。从传感器238引出的信号经导线240输送到控制装置234中。
从电磁阀112和控制阀118流出的低压液压油102经通路242通过单向阀244、246流向主孔140和140b。
主孔140b通过通路242和250以及单向阀252与一个高压储能器248连通,而主孔140则通过通路242和254以及单向阀256与储能器248连通。可以理解,每当电磁阀112开启时,低压液压油102就会流经通路242,流向单向阀244或246。随后处于低压的液压油将会流经单向阀244、246,注入通路242、250和254以及孔140和140b。喷油器推管170、170b的运动会周期地把液压油102从主孔140、140b泵入高压储能器248中,由此提供一个高压液压油的贮油器。
一个具有三通电磁阀260的通路258连通在高压储能器248和位于排气阀十字头26之上的一个随动孔262之间。一个随动活塞264安装在随动孔262中进行往复运动并且该随动活塞设置有一个开槽伸出部266,用于配合排气阀十字头28,一个通路268返回到油底壳104中,并且在三通电磁阀260解除激励时,该通路268与通路258相互连通。电磁阀260通过导线270由电子控制装置234驱动。当电磁阀260被驱动时,通路258允许高压液压油从储能器248流入随动孔262中,这样就驱动了随动活塞264,进而打开了排气阀158。
排气阀十字头28(参见图3)经过通路213和212供给低压液压油。如图7所示,通路212与213也与一个三通电磁阀272连通,该三通电磁阀通过导线274由控制装置234驱动。通路214连通在电磁阀272和油底壳104之间。每当电磁阀272受到激励的时候,在十字头28中的液压力就会得以释放,排气阀158由摇臂的正常操作就会被图3所示的机构阻止。如前面所注意的,取而代之,排气阀158可以使用图4A和4B中示出的分离式摇臂加以阻止或使之不能动作。可以理解,随动活塞264的伸出部266直接作用在十字头28上,即使在摇臂26不能驱动排气活塞158时,也可由伸出部266予以驱动。
类似于排气十字头28,通过通路213和211可以向进气十字头28a供给低压液压油。通路211和213也与一个三通电磁阀276连通,该电磁阀经导线278由控制装置234驱动。通路215连通在电磁阀276和油底壳104之间。正如参考上面电磁阀270的情况一样,当电磁阀276被退动时,就会给如图3所示的进气十字头28a或者给具有如图4A和4B所示结构的进气摇臂172提供一定量的低压液压油。当电磁阀
276被驱动时,在该十字头或摇臂中的液压油就会经通路215泵入油底壳104中,进而该十字头或摇臂就不再能运动了。
如图7所示,一个强力电磁圈280安装在进气十字头28a的上面,当它受到激励的时候用来打开进气阀180。电磁线圈280经导线282由控制装置234驱动。由于电磁线圈280直接作用在进气十字头28a的本体上,所以即使在该十字头28a已经不能动作,以至摇臂172不能驱动该进气阀的时候,该电磁线圈也能够打开进气阀180。可以理解,相对排气阀158来讲示于图7中的液压脉冲机构也可以用于控制进气阀180,而不使用如上所述的该电磁线圈机构。
可以理解,期当打开排气阀158用来产生一次压力释放过程的时候,打开该阀门所需要的力是压缩该气门弹簧所需要的力与克服该缸内压力所需要的力的总和。然而,进气阀180只是在该气缸压力较低(即:大约为大气压力)时才被打开,因此需要一个相对较低的力。如果期望采用一个电磁线圈装置来打开排气阀158时,需要使用一个增力装置。例如一个支承杠杆来提供所需要的力。
用于一个六缸发动机的最普通的点火顺序为1、5、3、6、2、4。这个顺序如下面表二所示,可以从上止点测起,转化为相应的曲柄角位置。
表二
处于上止点的气缸 曲柄旋转度数
(参考一号缸)
1 0°,720°
5 120°
3 240°
6 360°
2 480°
4 600°
1 720°
如图6的曲线图中所示,为了在曲柄轴每转两转过程中每个气缸产生两次压力释放现象,这几个电磁线圈可以根据下面表三所示出的流程图加以控制:
表三
曲柄角 电磁线圈 开或关 动作
40°BTDC 260 开 打开排气阀
20°ATDC 260 关 关闭排气闭
30°ATDC 280 开 打开进气阀
110°ATDC 272 开 使排气十字
头不能运动
180°ATDC 280 关 关闭进气阀
260°ATDC 276 开 使排气十字
头不能运动
320°ATDC 260 开 打开排气阀
380°ATDC 260 关 关闭排气阀
380°ATDC 280 开 打开进气阀
410°ATDC 272 关 使排气十字
头能够运动
480°ATDC 276 关 使进气十字
头能够运动
530°ATDC 280 关 关闭进气阀
注:“ATDC”意为“在上止点之后”(after the Top Dead Center)
“BTDC”意为“在上止点之前”(before the Top Dead Center)
在图7中,应该注意到,由于驱动主活塞162b的喷油器推管170b超前于一号缸上止点位置120°运转,因此一号缸和四号缸主活塞162和162b的运动是相互联系的。这样,四号缸主活塞162b可以给一号缸提供所需高压液压油以完成第一次压力释放过程。一号缸排气推管的正常运动可以给储能器248供油,以备由图6中曲线23示出的第二次压力释放过程使用。下面的表四示出了点火顺序为1、5、3、6、2、4、1的一个六缸发动机所有气缸之间的相互联系:
表四
第一次压力释放 给储能器供油喷油器
气缸号 所属气缸号
1 4
5 1
3 5
6 3
2 6
4 2
从表三和图6很容易看出图7所示机构的工作过程。大约在上止点之前40°的时候,控制装置234起动电磁阀260,这样从储能器248引出的一个液压脉冲就驱动了随动活塞264,结果就打开了排气阀158,由此产生了第一次压力释放过程(图6,曲线17)。在上止点之后大约20°的时候切断电磁阀260,这样如图6曲线17所示,就允许了该排气阀关闭。至少在上止点之后110°至上止点之后410°的过程中,通过激励电磁阀272使该排气十字头或摇臂降压,来导致使排气阀158的正常运动受到抑制。如果期望的话,在该压力释放减速器的整个工作过程中,都可以使该排气十字头不能运动。
如图6曲线19所示的第一次强制进气过程是通过在上止点之后大约30°时激励电磁线圈280由此打开进气阀180和在上止点之后大约180°时解除激励电磁线圈280,由此关闭进气阀180得以完成的。至少在上止点之后260°至上止点之后480°的过程中,通过激励电磁阀276使该进气十字头或摇臂降压来导致使进气阀180的正常运动受到抑制。如果期望的话,在该压力释放或减速器的整个过程中,都可以使该进气十字头不能运动。
如图6的曲线23所示,通过在上止点之后320°至上止点之后380°过程中激励电磁阀260,打开和关闭排气阀158,使在大约上止点之后360°时发生第二次压力释放过程。
通过在上止点之后380°至上止点之后530过程中激励电磁线圈280,由此分别打开和关闭进气阀180来完成如图6中曲线25所示的第二次强制进气运动。所设计的第二次强制进气运动可以保证充分地吸入空气,以便最大限度地完成随后的压力释放过程。
可以理解,由于图7中所示机构是受电子控制装置234的影响,因此,可以根据人们的期望,即最大限度地发挥该系统的效能而不受机械局限性所产生的制约的影响来改变该电气控制脉冲。更具体讲:该配气正时可以作为该发动机转速的一个函数来变化,以提供由该发动机产生的该减速制动功率的最佳值。
表四表明了点火顺序为1、5、3、6、2、4、1的一个六缸发动机所有气缸之间的相互关系,其中一个分离式储能器248被提供给每个一气缸。对于一个六缸发动机仅使用一个或使用两个储能器都属于本发明的范围,由此使所需要的零部件减至最小程度。另外,在某些气缸上的压力释放是可以是被抑制的,以获得渐进式的减速制动功率。
虽然图7指出的本发明是针对具有一个特定点火顺序的一个六缸发动机加以说明的,应当理解,本发明同等地适用于具有四、八或其它数目缸数的发动机。类似地,虽然所描述的是由该喷油器推管驱动的一个压力释放减速制动器,但是本发明也适用于由其它适当的推管驱动的减速制动器。
Claims (30)
1、一种用于多缸四冲程内燃机压力释放减速的方法,该内燃机具有一个旋转曲柄轴和用于每一个气缸的工作时与所述曲柄轴衔接的发动机活塞,并且还具有用于每一个气缸的进气和排气阀,所述方法可以应用到该多缸发动机的至少一个气缸上,该发动机处于正常的作功或供油状态时,在该曲柄轴每转两转过程中,该气缸的活塞按四个冲程循环运动,即,一个向下的进气冲程、一个向上的压缩冲程、一个向下的作功冲程和一个向上的排气冲程,在该内燃机的压力释放减速过程中,通过强迫该排气和进气阀在该曲柄轴每转两转的过程中不能在该内燃机正常工作时该排气和进气阀正常移动的位置移动,以及通过调整该排气和进气阀在该曲柄轴转动所述两转过程中的正常开启和关闭次数,将该内燃机处于正常作功状态时,该发动机活塞的所述正常压缩、作功、排气和进气冲程转化为一个第一次强制排气、一个第一次强制进气、一个强制压缩、一个第二次强制排气和一个第二次强制进气过程,结果该曲柄轴每转一转该气缸就产生一次压力释放现象,其特征在于在该曲柄轴每转两转过程中,为了获得第一次和第二次强制进气过程以及第一次和第二次压力释放过程,将该进气和排气阀的运动调整如下:
(a)在该内燃机活塞向上运动到达其正常压缩冲程的上止点位置之前打开该排气阀,这就获得了一个第一次压力释放现象,
(b)在所述内燃机活塞到达该上止点位置之后关闭所述排气阀,
(C)在该活塞随后的向下行程过程中打开所述进气阀,这就发生了一个第一次强制进气过程,
(d)在所述内燃机活塞随后大致到达下止点位置时关闭所述进气阀,
(e)抑制所述排气阀,使之不能在该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动。
(f)抑制所述进气阀,使之不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(g)在该内燃机活塞大致到达随后的上止点位置时,再开始重新打开所述排气阀,这就获得了一个第二次压力释放现象,
(h)在该活塞随后的向下行程过程中重新打开所述进气阀,这就产生了一个第二次强制进气过程。
(i)在所述内燃机活塞到达该上止点位置以后重新关闭所述排气阀,和
(j)在所述内燃机活塞大致到达随后的下止点位置时重新关闭所述进气阀,由此在所述一个气缸中,所述曲柄轴每转一转就产生一次压力释放现象。
2、权利要求1中所要求的方法,其特征在于,该排气阀的第一次开启运动发生在上止点之前大约40°时,并且该排气阀在上止点之后大约180°时完成第一次关闭,该进气阀的第一次开启运动发生在上止点之前大约10°时,并且该进气阀在上止点之后大约210°完成第一次关闭,该排气阀的第二次开启运动发生在上止点之后大约350°时,并且该排气阀在上止点之后大约450°时完成第二次关闭,该进气阀的第二次开启运动发生在上止点之后大约370°时,并且该进气阀在上止点之后大约540°时完成第二次关闭,至少是在上止点之后大约130°至上止点之后大约370°的过程中使所述排气阀不在能该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动,并且至少是在上止点之后大约340°至上止点之后大约580°的过程中使该进气阀不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动。
3、权利要求1中所要求的方法,其特征在于,该排气阀的第一次开启运动发生在上止点之前大约40°时,并且该排气阀在上止点之后大约90°时完成第一次关闭,该进气阀的第一次开启运动发生在上止点之后大约30°时,并且该进气阀在上止点之后大约180°时完成第一次关闭,该排气阀的第二次开启运动发生在上止点之后大约300°时,并且该排气阀在上止点之后大约450°时完成第二次关闭,该进气阀的第二次开启运动发生在上止点之后大约380°时,并且该进气阀在上止点之后大约540°时完成第二次关闭,至少是在上止点之后大约130°至上止点之后大约370°的过程中使所述排气阀不能在该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动,并且至少是在上止点之后大约340°至上止点之后大约580°的过程中使该进气阀不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动。
4、一种气体压力释放型内燃机减速系统,该系统包括一个多缸四冲程内燃机,该内燃机具有一个曲柄轴和工作时与所述曲柄轴衔接的用于该内燃机每一个气缸的内燃机活塞,该内燃机还具有用于该内燃机每一个气缸的进气阀门装置和排气阀门装置,液压油供给源,其特征在于该系统包括:
(a)排气阀开启装置(102、104、144、162、170),该装置用于对应该内燃机正常工作过程出压缩冲程的该活塞的一个向上行程过程中,在所述内燃机活塞到达上止点位置之前打开所述气缸的所述排气阀门装置,以产生一个第一次压力释放现象,
(b)排气阀关闭装置(160、194),该装置用于在所述内燃机活塞到达上止点位置之后关闭所述排气阀,
(c)进气阀开启装置(188),该装置用于在所述内燃机活塞随后的向下行程过程中打开所述进气阀,以产生一个第一次强制进气过程,
(d)进气阀关闭装置(162a、142a、198、182),该装置用于在所述内燃机活塞随后大致到达下止点位置时关闭所述进气阀,
(e)排气阀抑制装置(58、66、44或88、90、94),该装置用于使所述排气阀门装置不能在该内燃机正常工作时该排气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(f)进气阀抑制装置(58、66、68、44或88、90、94),该装置用于使所述进气阀门装置不能在该内燃机正常工作时该进气阀在该循环中应该移动的位置移动,
(g)排气阀重新开启装置(144、173、172、190),该装置用于在该内燃机活塞大致到达随后的上止点位置时,再开始重新打开所述排气阀门装置,以产生一个第二次压力释放现象,
(h)进气阀重新开启装置(190、188),该装置用于在该内燃机活塞随后的向下行程过程中重新打开所述进气阀门装置,以产生一个第二次强制进气过程。
(i)排气阀重新关闭装置(162、160),该装置用于在所述内燃机活塞到达该上止点位置以后重新关闭所述排气阀门装置,和
(j)进气阀重新关闭装置(191、206),该装置用于在所述内燃机活塞大致到达随后的下止点位置时重新关闭所述进气阀门装置,由此在所述气缸中,所述曲柄轴每转一转就产生一次压力释放现象。
5、权利要求4中所要求的内燃机减速系统,其特征在于,一个凸轮轴由所述曲柄轴同步驱动,第一推管(170、170a)和第二推管(173)由所述凸轮轴驱动,一个工作时与液压油供给源(102、104)以及所述排气阀门装置(158)相联系的液压驱动第一活塞(144)用于打开所述排气阀门装置,所述排气阀开启装置包括一个第二活塞(162),该第二活塞由所述第一推管(170)驱动,所述第二活塞与所述第一活塞(144)以及所述液压油供给源(102、104)相互液压连通,用于在该内燃机活塞的一个向上行程过程半打开所述排气阀门装置。
6、权利要求4中所要求的内燃机减速系统,其特征在于,所述排气阀抑制装置和所述进气阀抑制装置分别对由所述液压油供给源供给的液压油敏感,以分别抑制该排气和进气阀门装置的正常工作。
7、权利要求5或6中所要求的内燃机减速系统,其特征在于,所述进气阀开启装置包括一个第三活塞(188),该活塞与所述第一活塞(144)及第二活塞(162)相互液互液压连通,用于在一预定时间打开所述进气阀门装置。
8、权利要求7中所要求的内燃机减速系统,其特征在于,所述排气阀重新开启装置包括一个第四活塞(190),该活塞由所述第二推管(173)驱动,并与所述第一活塞(144)第二活塞(162)和第三活塞(188)相互液压连通,在对应该内燃机正常工作过程中排气冲程的该内燃机活塞的一个向上行程过程中,用于驱动所述第一活塞(144),打开所述排气阀门装置,以产生所述第一次压力释放现象。
9、一种气体压力释放型内燃机减速系统,该系统包括一个多缸四冲程内燃机,该内燃机具有一个曲柄轴和一个由所述曲柄轴同步驱动的凸轮轴,该内燃机还包括与所述曲柄轴相联系的内燃机活塞装置,与所述内燃机每一个气缸相联系的排气阀门装置和进气阀门装置,由所述凸轮轴驱动并与每一个所述排气阀相联系的推管装置、液压油供给装置、与所述排气阀门装置相联系用于打开和关闭所述排气阀门装置的第一活塞装置、以及由所述推管装置驱动并与所述第一活塞装置和所述液压油供给装置相互液压连通的第二活塞装置,其特征在于,流体压力储能器装置(248)安插在所述第一活塞装置(264)和所述第二活塞装置(162)之间,所述储能器装置用来容纳由所述第二活塞装置(162)加压的液压油,第一电磁阀装置(260)安插在所述储能器装置(248)和所述第一活塞装置之间,用于液压驱动由所述液压油供给装置供油的排气阀抑制装置(58、66、68、44或88、90、94),第二电磁阀装置(272)连通在所述液压油供给装置和所述排气阀抑制装置之间,第三活塞装置与所述进气阀门装置(180)衔接,用于打开和关闭所述进气阀门装置,电磁线圈装置(280)与所述第三活塞装置相互联系,用于液压驱动由所述液压油供给装置供油的进气阀抑制装置(58、66、68、44或88、90、94),第三电磁阀装置(276)连通在所述液压油供给装置和所述进气阀抑制装置之间,第一单向阀装置(256、252)安插在所述储能器装置(248)和所述第二活塞装置(162)之间,第二单向阀装置(244、246)安插在所述液压油供给装置和所述第二活塞装置之间,传感装置(230或238)用于检测所述曲柄轴的位置,并且电子控制装置(234)与所述传感器装置、所述第一、第二和第三电磁阀装置以及所述电磁线圈装置电连通。
10、权利要求9中所要求的系统,其特征在于,取代该电磁线圈装置,在所述储能器装置和所述第三活塞装置之间设置一个第四电磁阀装置,所述电子控制装置与所述传感器装置和所述第一、第二、第三和第四电磁阀装置电连通。
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Cited By (1)
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