MXPA97002514A - Frenos de motor para alivio de la compresion con valvulas hidraulicas de varias bobinas controladas electronicamente - Google Patents

Abstract

En un freno de motor para alivio de compresión para incrementar el frenado disponible de un motor combustión interna asociado, una válvula (30) hidráulica controlada eléctricamente, que tiene por lo menos dos bobinas (54a, 54b) y por lo menos dos posiciones, se utiliza para aplicar fluido hidráulico de alta presión a un actuador hidráulico (70) para la abertura de una válvula de escape (82) del motor, cuando se desea una situación de alivio de compresión, la válvula (70) se conmuta a una condición en la que permite que el fluido hidráulico se drene desde el actuador hidráulico, permitiendo de esta manera que la válvula se escape (82) del motor asociado se cierre.

Description

FRENOS DE MOTOR PARA ALIVIO DE LA COMPRESIÓN CON VÁLVULAS HIDRÁULICAS DE VARIAS BOBINAS CONTROLADAS ELECTRÓNICAMENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con frenos de motor para alivio de la compresión y, más particularmente, con frenos de motor para alivio de la compresión del tipo general mostrado en la Patente de los Estados Unidos de América No. 5,012,778 de Pitzi. Como es bien sabido de referencias como la Patente de los Estados Unidos de América No. 3,220,292 de Cummins, los frenos de motor para alivio de la compresión operan para convertir temporalmente a un motor de combustión interna asociado, de una fuente de potencia, en un compresor de aire consumidor de potencia, cuando el suministro de combustible al motor se apaga y el freno de motor se enciende. El freno de motor opera de esta manera abriendo una válvula de escape (u otra válvula especial) en por lo menos un cilindro del motor, en los momentos en que hay aire comprimido en el cilindro y antes de que el motor pueda recuperar el trabajo de comprimir ese aire. Por ejemplo, el freno del motor puede abrir una válvula de escape cerca del extremo de cada carrera de compresión del cilindro del motor atendido por esa válvula de escape. Esto libera o alivia el aire comprimido del cilindro y evita que el motor recupere el trabajo de compresión de dicho aire durante la subsecuente carrera "de potencia" del cilindro. Por lo tanto, el motor absorbe y disipa mucha más energía de la que de otra manera absorbería, y se hace mucho más efectivo para la desaceleración del vehículo en el que está instalado. En la mayoría de los frenos de motor para alivio de compresión que se conocen de la técnica anterior, las válvulas de escape del motor se abren mecánica o hidráulicamente. En los frenos de motor del tipo mostrado en la antes mencionada patente de Cummins, por ejemplo, un pistón esclavo operado hidráulicamente abre cada válvula de escape. Un pistón maestro hidráulico accionado por otra parte del motor está conectado hidráulicamente a cada pistón esclavo. Cada carrera de avance del pistón maestro produce, por lo tanto, una carrera de avance del pistón esclavo asociado, lo que abre a la válvula de escape del motor asociado. La parte del motor que acciona al pistón maestro se selecciona de modo que las aberturas de la válvula de escape asociada tendrán la sincronización requerida para producir un buen frenado del motor para alivio de la compresión. Por ejemplo, los pistones maestros pueden ser operados por mecanismos de inductor de combustible o por mecanismos de abertura de válvula de admisión o de escape de los mismos cilindros del motor o de otros cilindros. Debido a que puede ser difícil o aún imposible producir situaciones de alivio de compresión sincronizadas en forma óptima, utilizando sistemas hidráulicos esclavo-maestro del tipo descrito anteriormente, se han ideado alternativas tales como las mostradas en la Patente de los Estados Unidos de América No. 5,012,778 de Pitzi (de esta manera, la patente de Pitzi se menciona como referencia en la presente) . En los sistemas de tipo Pitzi, se proporciona una fuente de fluido hidráulico a una presión constante relativamente elevada. Una válvula hidráulica de tipo poppet o de seta (la cual se "abre" energizando una bobina eléctrica y se "cierra" mediante un resorte de retorno cuando la bobina ya no está energizada) se proporciona también para conectar selectivamente a la fuente de alta presión con un cilindro actuador hidráulico. Cada vez que se desea una situación de alivio de compresión para un cilindro de motor asociado con el cilindro actuador, la válvula hidráulica se abre energizando su bobina. La resultante aplicación del fluido hidráulico de alta presión al cilindro actuador ocasiona que el pistón actuador de ese cilindro efectúe una carrera de avance. Esto abre una válvula de escape en el cilindro de motor asociado. Después de que ha ocurrido cada situación de alivio de compresión, la válvula hidráulica se "cierra" mediante la desenergización de su bobina. Esto desconecta al cilindro actuador de la fuente de alta presión y a su vez conecta al cilindro actuador con un sumidero de fluido hidráulico de presión relativamente baja. El pistón en el actuador hidráulico se activa de esta manera para ejecutar una carrera de retorno que permite que la válvula de escape del motor se cierre. Debido a que los sistemas de la patente de Pitzi están controlados eléctricamente, el diseñador del sistema tiene una mayor flexibilidad al seleccionar e implementar la sincronización de los situaciones de alivio de compresión. En algunas aplicaciones puede ser ventajoso eliminar el resorte de retorno utilizado en la válvula hidráulica de Pitzi. La eliminación del resorte de retorno puede ayudar a reducir la corriente y/o el voltaje eléctrico requerido para operar la válvula hidráulica, debido a que, cuando se elimina al resorte de retorno, la bobina eléctrica no tiene que superar o vencer la fuerza del resorte de retorno. La eliminación del resorte de retorno también puede facilitar el operar la válvula hidráulica más rápida y precisamente, de nuevo debido a que la fuerza y la inercia del resorte de retorno no tiene que ser superada por la bobina eléctrica. En vista de lo anterior, un objetivo de la presente invención es mejorar los frenos de motor para alivio de la compresión del tipo mostrado en la antes mencionada patente de Pitzi. Un objetivo más particular de esta invención es mejorar el tipo de válvulas utilizadas en frenos de motor para liberación de compresión del tipo mostrado en la antes mencionada patente de Pitzi.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Estos y otros objetivos de la invención se logran de conformidad con los principios de la invención, reemplazando las válvulas hidráulicas de una sola bobina mostradas en la patente de Pitzi con válvulas hidráulicas que tienen por lo menos dos bobinas eléctricas, cada una de las bobinas mueve un elemento móvil en la válvula hacia una posición asociada. Por ejemplo, en una primer posición, cada elemento móvil de la válvula efectúa una conexión hidráulica entre una fuente de fluido hidráulico de presión relativamente elevada y un cilindro actuador hidráulico. En una segunda posición, cada elemento móvil de la válvula efectúa una conexión hidráulica entre el cilindro actuador y un sumidero de fluido hidráulico que está a una presión relativamente baja. Preferentemente, la válvula hidráulica no requiere que sus bobinas electromagnéticas superen alguna fuerza de resorte con el fin de desplazar al elemento móvil de la válvula. Esto ayuda a hacer posible que pueda conservarse una válvula pequeña y de acción rápida que requiera relativamente poca energía eléctrica. El elemento móvil de la válvula puede ser mantenido o retenido en cualquiera de sus dos posiciones, aplicando una corriente de retención relativamente pequeñas a la de bobina apropiada o, el magnetismo residual puede ser suficiente para retener al elemento móvil de la válvula en cualquiera de sus dos posiciones sin que se requiera corriente de retención. Otras características de la invención, su naturaleza y diversas ventajas serán más evidentes a partir de los dibujos acompañantes y de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloque esquemático y simplificado de una porción representativa de un freno de motor para alivio de compresión ilustrativo y construido de conformidad con los principios de esta invención. Las porciones del motor de combustión interna asociado con el freno del motor se muestran también en la Figura 1; las Figuras 2a y 2b son diagramas simplificados de trenes de impulsos eléctricos ilustrativos que pueden ser generados en una porción del aparato mostrado en la Figura 1 o en otras Figuras o sistemas similares. Las Figuras 2a y 2b son gráficas contra el mismo tiempo de referencia para mostrar cómo pueden sincronizarse entre sí; las Figuras 2c y 2d son diagramas simplificados de otras señales eléctricas ilustrativas que pueden ser generadas en una porción del aparato mostrado en la Figura 1 o en otras Figuras o sistemas similares. Las Figuras 2c y 2d están graficadas contra el mismo tiempo de referencia de las Figuras 2a y 2b, para mostrar nuevamente la manera en que todas estas señales están sincronizadas,- la Figura 2e es un diagrama de flujo de los pasos de la secuencia de operación ilustrativa que pueden ser ejecutados de conformidad con esta invención, como parte de la operación de uno de los componentes mostrados en la Figura 1 o en otras Figuras o sistemas similares; la Figura 3 es una vista similar a la de la Figura 1 que muestra un tipo alternativo de válvula hidráulica que puede ser utilizado de conformidad con la invención; la Figura 4 es otra vista similar a una porción de la Figura 1 ó de la Figura 3 que muestra otro tipo alternativo de otra válvula hidráulica que puede utilizarse de conformidad con la invención; la Figura 5 es una vista en sección simplificada de aún otro tipo de válvula hidráulica que puede ser utilizado de conformidad con la invención; la Figura 6 es una vista en sección simplificada de otro tipo de válvula hidráulica que puede ser utilizado de conformidad con la invención; la Figura 7 es otra vista similar a la de la Figura 1 que muestra una modalidad más genérica de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En la modalidad ilustrativa mostrada en la Figura 1, la fuente 20 de fluido hidráulico de alta presión puede ser similar a los elementos 10, 14, 16 y 18 en la antes mencionada patente de Pitzi. La fuente 20 de fluido hidráulico puede, por lo tanto, suministrar fluido hidráulico a una presión de aproximadamente 3000 psi. Este fluido hidráulico de alta presión se suministra al puerto de entrada 32 de la válvula 30 de carrete. Según la patente de Pitzi, el fluido hidráulico puede ser aceite lubricante para motor. La válvula 30 de carrete tiene un elemento móvil de válvula substancialmente cilindrico o carrete 40 dispuesto o ubicado en un barreno substancialmente cilindrico y complementario en el alojamiento 50. El carrete 40 puede tener un movimiento reciprocante con relación al alojamiento 50 paralelo al eje longitudinal central común 42 del carrete y del barreno. Excepto por el pasadizo 44, las superficies laterales exteriores del carrete 40 se complementan con las superficies laterales internas adyacentes del barreno en el alojamiento 50. Hay un ajuste rectificado entre las superficies laterales adyacentes de los elementos 40 y 50, de modo que el carrete 40 es deslizable con relación al alojamiento 50 paralelo al eje 42, de modo que hay muy poca o ninguna fuga de fluido hidráulico entre los elementos 40 y 50. El carrete 40 preferentemente está hecho de un material ferrornagnético o, por lo menos, tiene porciones extremas axiales ferromagnéticas . En cada extremo del alojamiento 50 hay una pieza polar ferromagnética 52a, 52b. Una bobina 54a ó 54b de alambre está dispuesta o ubicada alrededor de una porción de cada pieza polar. Cuando el módulo 60 de control del freno del motor aplica una corriente eléctrica a la bobina 54a, el carrete 40 es atraído electromagnéticamente hacia la pieza polar 52a, según se muestra en la Figura 1. En esta posición, el puerto de entrada 32 está conectado hidráulicamente con el puerto de salida 34 mediante el pasadizo 44 del carrete 40. Por otra parte, cuando el módulo 60 del control del freno del motor aplica una corriente eléctrica a la bobina 54b, el carrete 40 es atraído electromagnéticamente hacia la pieza polar 52b y, por lo tanto, se mueve hacia abajo desde la posición mostrada en la Figura 1. En esta posición, la válvula 30 conecta hidráulicamente el puerto de salida 34 con el puerto de drenaje 36 mediante el pasadizo 44 del carrete 40. Preferentemente, las separaciones de los puertos 32, 34 y 36 entre sí de las superficies laterales internas del alojamiento 50 y otras dimensiones pertinentes de la válvula 30 son tales que la válvula 30 interrumpe o cierra la conexión hidráulica entre los puertos 32 y 34, antes de establecer la conexión hidráulica entre los puertos 34 y 36. Lo mismo es cierto cuando el carrete 40 se mueve en dirección opuesta (es decir, la conexión hidráulica entre los puertos 34 y 36 se interrumpe preferentemente antes de que se efectúe la conexión hidráulica entre los puertos 32 y 34) . El puerto de salida 34 de la válvula 30 de carrete está conectado al cilindro 72 de un actuador hidráulico 70 en el freno del motor. El puerto de drenaje 36 de la válvula de carrete está conectado a un sumidero 22 de fluido hidráulico que tiene una presión relativamente baja. El cilindro actuador hidráulico 72 contiene un pistón actuador reciprocable 74. El pistón 74 es empujado en forma resiliente hacia arriba hasta el tope de retorno 76, mediante un resorte helicoidal de compresión 78 pretensado. Sin embargo, cuando la válvula 30 de carrete suministra fluido hidráulico a alta presión al cilindro 72, ese fluido empuja al pistón 74 hacia abajo hasta que hace contacto con una porción del mecanismo de abertura 80 de la válvula de escape del motor, abriendo de esta manera a la válvula de escape 82 según se muestra en la Figura 1 y produciendo una situación de alivio de compresión en el motor de combustión interna asociado con el freno del motor. Después de que se ha producido cada situación de alivio de compresión, el módulo 60 de control de freno del motor conmuta a la válvula 30 de carrete hacia la condición en la cual el puerto 34 está conectado con el puerto 36. Esto permite que el resorte de retorno 84 de la válvula de escape cierre la válvula de escape 82 y, en combinación con el resorte de retorno 78 del pistón actuador, ocasione que el pistón actuador 74 efectúe una carrera de retorno. Durante esta carreta de retorno, el fluido hidráulico fluye fuera del cilindro actuador 72 hacia el sumidero 22 mediante la válvula 30. Aunque en la Figura 1 se muestra una estructura de actuador 70 relativamente simple, cualquiera de las estructuras actuadoras más sofisticadas mostradas en la patente de Pitzi puede utilizarse, si se desea, en vez de ésta. El módulo 60 de control de freno del motor preferentemente es un microprocesador y una memoria convencionales o un dispositivo similar. El módulo 60 normalmente recibe varias señales para permitir que determine cuándo energizar cada bobina de la válvula 30. Por ejemplo, estas señales dirigidas hacia el módulo 60 pueden incluir una señal de control 90 del conductor (por ejemplo, proveniente de un interruptor en el tablero del vehículo) con lo que el conductor indica si se desea o no el frenado de motor. El módulo 92 de control de motor convencional proporciona normalmente otra señal o señales indicativas de que el motor está en una condición adecuada para la operación del freno del motor. Por ejemplo, esta señal solamente puede producirse cundo el suministro de combustible al motor sea cortado. Cuando la transmisión es un engranaje apropiado y cuando el embrague está embragado. Si el módulo 60 de control de freno del motor está programado para ajustar automáticamente la sincronización de las situaciones de liberación de compresión con base a en estos parámetros de operación del motor, como la velocidad del motor, la presión del cilindro, la presión de refuerzo del turbocargador, la temperatura del aire ambiente y/o la presión barométrica ambiental, entonces el módulo 92 de control del motor también puede proporcionar una o más señales indicativa de estos parámetros de operación del motor. Todavía otra entrada al módulo de control 60 es la salida de un detector convencional 94 de posición del árbol de levas del motor. Esta señal proporciona la información básica requerida para permitir que el módulo 60 sincronice los tiempos de las situaciones de alivio de compresión, con las posiciones de los pistones en los cilindros del motor. El módulo 60 normalmente también recibe energía del suministro de energía 96 y del potencial a tierra, mediante la conexión a tierra 98. De lo anterior será evidente que el aparato de esta invención puede abrir la válvula de escape 82 para producir situaciones de alivio de compresión en cualquier momento deseado. El módulo de control 60 puede ser programado para procesar los valores del parámetro de entrada que recibe de conformidad con un algoritmo predeterminado, a fin de calcular los tiempos de abertura de la válvula de escape que sean los más apropiados para dichos valores del parámetro de entrada. Alternativamente, el módulo de control 60 puede utilizar sus valores del parámetro de entrada para buscar los tiempos de abertura correspondientes y apropiados de la válvula de escape en una tabla de búsqueda almacenada en una memoria del módulo 60. El módulo de control 60 puede, de esta manera, ajustar automáticamente los tiempos de abertura de la válvula de escape para adaptarse a diferentes condiciones de operación del motor. Por ejemplo, los tiempos de abertura de la válvula de escape pueden retrasarse un poco a velocidades de motor relativamente bajas para incrementar al máximo la potencia de frenado disponible del motor, en tanto que a mayores velocidades del motor las aberturas de la válvula de escape pueden adelantarse un poco en el tiempo para evitar fuerzas excesivas sobre el freno del motor o sobre los componentes del motor accionados por el freno del motor. Los tiempos de abertura de la válvula de escape pueden retrasarse un poco a una elevada temperatura del aire ambiental o a una baja presión barométrica ambiental para compensar la reducida masa de aire recibida normalmente por el motor bajo estas condiciones. Como otro ejemplo análogo al llamado "control de crucero o de velocidad automática" durante la operación del motor en modo potencia, el conductor del vehículo puede fijar una velocidad del motor o del vehículo deseada durante el frenado del motor y, el módulo de control 60 puede adelantar o retardar las aberturas de la válvula de escape en la forma requerida para mantener esa velocidad del motor o del vehículo. Como otro ejemplo, el módulo de control 60 puede ajustar automáticamente la cantidad de frenado del motor producida, no operando una o más de las válvulas 30 cuando se desea un menor frenado del motor. Más información con respecto a los controles electrónicos ilustrativos para la válvula 30 se encontrará en la solicitud presentada en forma concurrente y cedida en forma mancomunada con No. de Serie 08/320, 049 (No. de Ref. DP-161) , que se menciona en la presente como referencia. Cualquiera de las particularidades de control mencionadas en esa solicitud pueden utilizarse en los sistemas de esta invención. La válvula 30 de carrete requiere relativamente de poca energía eléctrica para su accionamiento, en parte debido a que no hay que superar fuerzas del resorte de retorno. Este hecho también hace posible retener al carrete 40 en cualquiera de sus dos posiciones con una corriente de retención relativamente baja. Por ejemplo, las señales aplicadas a las bobinas 54a y 54b pueden ser como se muestra en las Figuras 2a y 2b, respectivamente. Cada impulso aplicado a la bobina 54a incluye una porción inicial 110 de envase relativamente elevado para ocasionar que el carrete 40 se mueva hacia la pieza polar 52a. Posteriormente, a la bobina 54a se aplica una porción de impulso 112 de un voltaje mucho menor para retener al carrete 40 contra la pieza polar 52a. En forma similar, cada impulso aplicado a la bobina 54b incluye una porción inicial 120 de voltaje relativamente elevado para ocasionar que el carrete 40 se mueva hacia la pieza polar 52b, seguida por una porción 122 de impulso de retención de menor voltaje, para retener al carrete 40 contra la pieza polar 52b. Alternativamente, puede haber suficiente magnetismo residual después de las porciones 110 y 120 de impulso para retener al carrete 40 en cualquiera de sus dos posiciones extremas, sin la ayuda de ninguna corriente de retención en la bobina. Esto permitiría que se omitieran las porciones 112 y 122 de impulso. Otro refinamiento que es posible con la válvula 30 es utilizar cada bobina 54 para detectar cuando el carrete 40 se ha desplazado hacia afuera de esta bobina. Este movimiento del carrete 40 tiende a inducir una pequeña corriente eléctrica en la bobina adyacente. Esto se ilustra mediante las Figuras 2c y 2d que muestran corrientes eléctricas inducidas en las bobinas 54a y 54b, respectivamente. Por ejemplo, durante cada porción 110 de impulso en la Figura 2a, el carrete 40 se desplaza hacia afuera de la bobina 54b hacia la bobina 54a. Este movimiento de carrete 40 induce un pequeño intento 125b de corriente eléctrica en la bobina 54b. El módulo de control 60 puede detectar cada uno de estos impulsos 125b y puede utilizar esa información para propósitos tales como confirmar que el carrete 40 se ha desplazado como se pretende y/o determinar cuándo terminar la porción 110 de impulso que produce ese movimiento de carrete. Similarmente, durante cada porción 120 de impulso en la Figura 2b, el carrete 40 se desplaza hacia afuera de la bobina hacia la bobina 54b. El módulo de control 60 puede detectar el impulso 125a de corriente eléctrica resultante inducido en la bobina 54a, con el fin de confirmar el movimiento pretendido del carrete 40 y/o determinar cuándo terminar la porción 120 de impulso que ocasiona el movimiento del carrete . La Figura 2e muestra una secuencia de operación ilustrativa para que el módulo de control 60 haga uso de señales del tipo mostrado en las Figuras 2c y 2d para determinar cuándo debe el módulo de control 60 terminar la porción 110 ó 120 de cada impulso mostrado en las Figuras 2a y 2b. En el paso 100, el procesador 60 comienza a aplicar la porción 110 ó 120 de un impulso a la bobina asociada en la válvula 30. En el paso 102, el procesador 60 monitorea la otra bobina de la válvula 30 hasta que un impulso 125 de corriente inducida sea detectado en la otra bobina, indicando de esta manera que el carrete 40 se ha desplazado. El control pasa entonces del paso 102 al paso 104. En el paso 104, el procesador 60 termina la porción 110 ó 120 del impulso iniciada en el paso 100. En el paso 106, el procesador inicia la porción 112 ó 122 del impulso referido en los pasos 100 y 104. Esta porción 112 ó 122 de impulso continúa brevemente hasta antes que el procesador 60 esté listo para iniciar la porción 110 ó 120 del siguiente impulso (que será aplicado a la otra bobina de la válvula 30) . Como una alternativa, el paso 106 puede omitirse si hay suficiente magnetismo residual para retener al carrete 40 en su lugar después de que se ha desplazado por las porciones 110 ó 120 del impulso. La Figura 3 muestra una modalidad alternativa en la que se utiliza una válvula 130 de tipo vastago seta de dos bobinas, en lugar de cada válvula 30 de tipo vastago en la modalidad mostrada en la Figura 1. Excepto por el uso de un tipo diferente de válvula hidráulica, el aparato de la Figura 3 puede construirse y puede operarse similarmente al aparato de la Figura 1. Las partes de la Figura 3, que substancialmente son las mismas partes de la Figura 1, tienen los mismos números de referencia en ambas figuras y no se volverán a describir en conexión con la Figura 3. Las partes de la Figura 3 que en general son similares a las partes de la Figura 1 tienen números de referencia que están aumentados en 100 en comparación con la Figura l. Con referencia más específica a la Figura 3, el elemento móvil de válvula o émbolo 140 está dispuesto o ubicado en el alojamiento 150 para el movimiento hacia la izquierda o hacia la derecha con relación al alojamiento. El émbolo 140 es atraído electromagnéticamente hacia la derecha cuando el módulo 60 de control del freno del motor energiza la bobina 154a y, de esta manera, magnetiza a la pieza polar 152a. El émbolo 140 se desplaza hacia la izquierda cuando el módulo de control 60 energiza la bobina 154b y, de esta manera, magnetiza la pieza polar 152b. Cuando el émbolo 140 es atraído hacia la derecha, el resalto 146a en la porción aumentada del émbolo se asienta contra el resalto 148a en el lado interno del alojamiento 150. Esto evita que el fluido hidráulico fluya desde cualquier fuente 20 de fluido hidráulico de alta presión o desde el actuador 70 hacia el colector 22 de fluido hidráulico de baja presión. Sin embargo, con el émbolo 140 en esta posición, el fluido hidráulico de alta presión puede fluir desde la fuente 20, a través del puerto de entrada 132 de la válvula y del puerto 134 de la válvula, hacia el actuador 70 para empujar al pistón en el actuador hacia abajo y producir, de esta manera, una situación de alivio de compresión en el motor asociado. Cuando se ha producido una situación de alivio de compresión y se desea permitir que el actuador 70 efectúe una carrera de retorno, el módulo 60 de control del freno del motor energiza la bobina 154b en vez de la bobina 154a. Este desplazamiento del émbolo 140 hacia la izquierda ocasiona, de esta manera, que el resalto 146b del émbolo se asiente contra el asiento 148b del alojamiento. Con el émbolo 140 en esta posición, se corta el suministro 20 de fluido hidráulico de alta presión del actuador 70. En vez de eso, el fluido hidráulico puede fluir del actuador 70 a través de los puertos 134 y 136 de la válvula hacia el colector 22, permitiendo de esta manera que el actuador 70 efectúe una carrera de retorno. Aunque la válvula 130 está construida en forma un poco diferente respecto a la válvula 30, muchos de los principios de operación mencionados anteriormente en conexión con la válvula 30 son igualmente aplicables a la válvula 130. Por ejemplo, los tipos de señales de energización de bobina mostrados en las Figuras 2a y 2b pueden utilizarse para operar a la válvula 130 y, las señales de monitoreo de la válvula mostradas en las Figuras 2c y 2d también pueden detectarse en la válvula 130. Otra modalidad alternativa se muestra en la Figura 4. En esta modalidad, el elemento móvil de la válvula hidráulica 230 es la bola 240. La bola 240 puede empujarse hacia la derecha en el alojamiento 250 energizando eléctricamente la bobina 254a de la válvula. Esto magnetiza a la pieza polar 252a que atrae a la cabeza del perno 256a hacia esa armadura. El extremo del perno 256a alejado de la pieza polar 252a empuja entonces a la bola 240 contra el asiento 248b del alojamiento 250. Esto evita que el fluido hidráulico fluya de la válvula 230 al colector 22, pero permite que el fluido hidráulico de alta presión fluya desde la fuente 20 a través de la válvula 230 hacia el actuador 70, ocasionando de este modo una carrera de avance del actuador y produciendo una situación de alivio de compresión en el motor asociado. Después de que se ha producido la situación de liberación de compresión, el modulo de control 60 del freno del notor energize a la bobina 254b en vez de a la bobina 254a. Esto atrae la cabeza del perno 256b hacia la pieza polar 252b, empujando de esta manera a la bola 240 hacia la izquierda contra el asi ndo 243a del alojamiento 250. Con la bola 240 contra el asiento 248a, el suministro del fluido hidráulico de alta presión pr:r -emente de ls fuente 20 se corta y el actuador 70 puede, en ve:: de eso, d na hacia el colector 22 mediante la válvula 230. Aunque la al- -ule 230 esté construida en forma un poco diferente a le -*alvuls II], todos los principios de operación mencionados ante: íurmen1-" *• '.< ocnß::?on con la válvula 130 son igualmente aplicables a los sis emas que emplean válvulas como la válv l 230. También, aun e descrita anteriormente co o una bola, los ?::j'er??r.entedo= en 1- técnica apreciaran que el elemento 240 puede tener otras formas. for ejemplo, el elemento 240 puede ser un cilindro cuyo eje longitudinal es perpendicular al plano del papel en el cual esta dibu a a la Figura 4. La Fiyura 5 muestra aun otro tipo de válvula 330 hidráulica de múltiples bobinas que puede ser utilizada en los sistemas de esta invención. En la válvula 330 la bola o el cilindro 340 es giratoria con relación al alojamiento 350 alrededor de un eje central que es perpendicular al plano de la hoja en la cual está dibujada la Figura 5. Los imanes permanente 341 son portados por la bola o el cilindro 340. Cuando las bobinas 354a se energizan, la bola 340 gira en sentido' contrario a las manecillas del reloj hacia la posición mostrada en la Figura 5, conectando de esta manera a la entrada 332 del fluido hidráulico de alta presión con la conexión 334 del actuador hidráulico mediante el pasadizo 344 a través de la bola o del cilindro 340. Por otra parte, cuando en vez de las bobinas 354a se energizan las bobinas 354b, la bola o cilindro 340 giran en sentido de las manecillas del reloj aproximadamente 36° desde la posición mostrada en la Figura 5. Esto desconecta al conducto 332 del conducto 334 y, en vez de eso, conecta al conducto 334 con la conexión 336 del colector de fluido hidráulico de baja presión. Nuevamente, los principios de operación mencionados anteriormente en conexión con otros tipos de válvula hidráulica son aplicables a los sistemas que emplean válvulas del tipo mostrado en la Figura 5. La Figura 6 muestra todavía otro tipo de válvula 430 hidráulica de múltiples bobinas que puede utilizarse en los sistemas de esta invención. Esta válvula puede ser similar a las válvulas previamente descritas tales como la válvula 30 en la Figura 1 o la válvula 130 en la Figura 3, excepto que en la válvula 430 ambas bobinas electromagnéticas 545a y 454b están en el mismo lado o extremo del elemento móvil 440 de la válvula. Cuando la bobina 454a se energiza, el miembro 458 de armadura móvil es atraído electromagnéticamente hacia la pieza polar fija 452a y se desplaza hacia la misma. Esto desplaza al elemento móvil 440 de la válvula, de modo que cierra al conducto 436 pero establece una conexión hidráulica entre los conductos 432 y 434. Por otra parte, cuando la bobina 454b se energiza, la armadura móvil 458 es atraída hacia la pieza polar fija 452b si se desplaza hacia la misma. Esto desplaza al elemento móvil 440 de la válvula de modo que cierra el conducto 432 pero establece una conexión hidráulica entre los conductos 434 y 436. Aunque se han mostrado y descrito varias válvulas hidráulicas ilustrativas, aquellos experimentados en la técnica apreciarán que si se desea, pueden utilizarse otros tipos de válvulas hidráulicas multibobinas . De este modo, la Figura 7 muestra un tipo genérico de válvula 530 de conformidad con esta invención. Nuevamente, los elementos mostrados en la Figura 7, que se han descrito previamente, llevan los mismos números de referencia utilizados en las otras figuras y no se volverán a describir. La válvula 530 tiene una bobina de "on" ("encendido") 554a y una bobina de "off" ("apagado") 554b. Cuando la bobina de "on" 554a se energiza mediante el módulo de control 60 del freno de motor, la válvula 530 conecta a la fuente 20 de fluido hidráulico de alta presión con el actuador 70. Esto ocasiona que el actuador 70 efectúe una carrera de avance, produciendo de esta manera una situación de alivio de compresión en el motor asociado. Después de que se ha producido la situación de alivio de compresión el módulo de control 60 energiza a la bobina de "off" 554b. Esto desconecta al actuador 70 de la fuente 20 de fluido hidráulico y, a su vez, conecta al actuador con el colector 22 de fluido hidráulico. El actuador 70 puede entonces efectuar una carrera de retorno. Se comprenderá que lo anterior solamente es ilustrativo de los principios de la invención y que aquellos experimentados en la técnica pueden efectuar diversas modificaciones sin desviarse del alcance y espíritu de la invención. Por ejemplo, en cierto grado las diversas figuras muestran solamente los elementos requeridos para producir los situaciones de alivio de compresión en un cilindro de motor. Sin embargo, se apreciará que dichos elementos pueden duplicarse para producir situaciones de alivio de compresión en tantos cilindros de motor como se desee. Aunque en la discusión precedente se supuso que la válvula 82 es una válvula de escape convencional, los experimentados en la técnica apreciarán que alternativamente puede ser una válvula con un propósito especial adicionada justamente para utilizarse durante el frenado del motor según se muestra, por ejemplo en la Patente de los Estados Unidos No. 5,146,890 de Gobert et al . Estas válvulas adicionales son muy semejantes a las válvulas de escape de tipo convencional, por lo que se entenderá que los términos tales como "válvula de escape" utilizados en la presente y en las reivindicaciones anexas incluyen tanto válvulas de escape convencionales como válvulas que tienen un objetivo especial y que se agregan para utilizarse en producir situaciones de alivio de compresión. Si se desea, el aparato de esta invención puede utilizarse no solo para producir situaciones de alivio de compresión cerca del extremo de las carreras de compresión de los cilindros del motor, sino alternativamente o, además de producir situaciones de alivio de compresión cercanos al extremo de las carreras de escape de los cilindros del motor, si el motor es capaz de suprimir sus aberturas de válvula de escape de la carrera de escape, durante la operación del freno del motor. Ver, por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 4,572,114 de Sickler, que muestra la conversión de un motor de cuatro ciclos en un compresor de aire de dos ciclos durante el frenado del motor.

Claims (15)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES ; 1. Un freno de motor para alivio de compresión para abrir una válvula de escape en un cilindro de un motor de combustión interna asociado con el freno de motor para aliviar o purgar el aire comprimido en ese cilindro, que comprende: una fuente de fluido hidráulico a una presión relativamente alta; un sumidero de fluido hidráulico a una presión relativamente baja; un pistón actuador reciprocable en un cilindro del pistón actuador, la válvula de escape se abre mediante una carrera de avance del pistón actuador en respuesta al fluido hidráulico a presión relativamente elevada, que es introducido en el cilindro del pistón actuador y el pistón actuador efectúa una carrera de retorno, que permite que la válvula de escape se cierre cuando el cilindro del pistón actuador se conecta hidráulicamente con el sumidero de fluido hidráulico,- una válvula que tiene una estructura móvil que se puede mover entre posiciones, primera y segunda, con relación a un alojamiento, la estructura móvil abre una conexión hidráulica entre la fuente de fluido hidráulico y el cilindro del pistón actuador cuando la estructura móvil está en la primer posición y, la estructura móvil abre una conexión hidráulica entre el cilindro del pistón actuador y el sumidero de fluido hidráulico cuando la estructura móvil está en la segunda posición, la válvula incluye electroimanes, primero y segundo, para ocasionar respectivamente que la estructura móvil se mueva a las posiciones primera y segunda; y un control eléctrico para energizar selectivamente los electroimanes primero y segundo.
2. 2. El aparato según la reivindicación 1, en donde cada uno de los electroimanes, primero y segundo, comprende: una bobina respectiva de las bobinas eléctricas, primera y segunda, para mover respectivamente la estructura móvil hacia la posición primera o segunda, cuando la corriente eléctrica pasa a través de la bobina eléctrica primera o segunda.
3. 3. El aparato según la reivindicación 2, en donde el control eléctrico comprende además : un controlador para aplicar un impulso eléctrico a por lo menos una de las bobinas, el impulso incluye una primer porción eléctricamente fuerte para ocasionar que la estructura móvil se mueva hacia una posición asociada y una segunda porción eléctricamente débil para retener a la estructura móvil en la posición asociada.
4. 4. El aparato según la reivindicación 2, en donde cada uno de los electroimanes, primero y segundo, comprenden además : una respectiva pieza polar de las piezas polares primera y segunda.
5. 5. El aparato según la reivindicación 4, en donde la estructura móvil se retiene en por lo menos una de las posiciones, primera y segunda, mediante atracción magnética residual entre la estructura móvil y la pieza polar, en uno de los electroimanes primero y segundo que está adyacente a la estructura móvil, en por lo menos una de las posiciones primera y segunda.
6. 6. El aparato según la reivindicación 2, en donde el control eléctrico aplica un impulso eléctrico a por lo menos una de las bobinas, en tanto que monitorea a la otra bobina para una señal eléctrica inducida en la otra de las bobinas, debido al movimiento de la estructura móvil con relación a las bobinas.
7. 7. El aparato según la reivindicación 6, en donde el control eléctrico responde a la detección de la señal eléctrica inducida, reduciendo por lo menos en forma importante la intensidad del impulso eléctrico aplicado a por lo menos una de las bobinas .
8. 8. El aparato según la reivindicación 7, en donde el control eléctrico responde a la detección de la señal eléctrica inducida terminando el impulso eléctrico aplicado a por lo menos una de las bobinas.
9. 9. El aparato según la reivindicación 1, en donde la estructura móvil incluye un carrete que tiene un eje longitudinal y en donde el carrete efectúa un movimiento reciprocante entre las posiciones primera y segunda, paralelas al eje.
10. 10. El aparato según la reivindicación 9, en donde el carrete tiene superficies laterales exteriores que substancialmente son paralelas al eje y, en donde el alojamiento tiene superficies laterales interiores que substancialmente son paralelas al eje, complementarias a las superficies laterales exteriores y en contacto deslizante con las superficies laterales exteriores substancialmente paralelas al eje.
11. 11. El aparato según la reivindicación 10, en donde el miembro de alojamiento tiene puertos primero, segundo y tercero a través de las superficies laterales internas, el primer puerto está conectado hidráulicamente con la fuente de fluido hidráulico, el segundo puerto está conectado hidráulicamente con el sumidero de fluido eléctrico y el tercer puerto está conectado hidráulicamente con el cilindro actuador, y en donde el carrete tiene un pasadizo para conectar hidráulicamente a los puertos primero y tercero, cuando el carrete está en la primer posición, y para conectar hidráulicamente a los puertos segundo y tercero, cuando el carrete está en la segunda posición.
12. 12. El aparato según la reivindicación 1, en donde la estructura móvil incluye un miembro de vastago móvil entre los asientos de válvula primero y segundo, el miembro de vastago cierra un pasadizo a través del primer asiento de válvula, cuando la estructura móvil está en la primer posición, y el miembro de vastago se encuentra concordantemente contra el primer asiento de válvula y, el miembro de vastago cierra un pasadizo a través del segundo asiento de válvula, cuando la estructura móvil está en la segunda posición, y el miembro de vastago en forma concordante está contra el segundo asiento de válvula.
13. 13. El aparato según la reivindicación 12, en donde el miembro de vastago es una bola.
14. 14. El aparato según la reivindicación 12, en donde el miembro de vastago es un cilindro.
15. 15. El aparato según la reivindicación 1, en donde la estructura móvil incluye un miembro electromagnéticamente giratorio.