專利名稱：內(nèi)燃機的壓縮釋放制動系統(tǒng)的獨立式壓縮制動控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于內(nèi)燃機的壓縮釋放制動系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)的獨立式壓縮釋放制動控制模塊。
背景技術(shù)：
對于內(nèi)燃機，尤其是大型卡車的柴油發(fā)動機，發(fā)動機制動是增強車輛安全性的重要特征。因此，車輛尤其是大型卡車的柴油發(fā)動機通常裝備有壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng) (或壓縮釋放延遲器)，以延遲發(fā)動機(從而，延遲車輛)。壓縮釋放發(fā)動機制動在操作的制動模式中提供顯著的制動動力。為此，自從二十世紀六十年代在北美就已經(jīng)有了壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)。典型的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)在壓縮沖程結(jié)束時剛好在上止點(TDC)之前打開排氣門，這是用于壓縮釋放發(fā)動機制動的標準技術(shù)。這產(chǎn)生了壓縮的氣缸氣體的擾動，并且用于壓縮的能量不能被收回。該結(jié)果是發(fā)動機制動或延遲動力。常規(guī)的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)具有與抵抗壓縮氣缸加入的極高負荷而打開排氣門所需的硬件相關(guān)的基本成本。 氣門機件必須設(shè)計和制造成在高機械負荷下可靠地操作。另外，高壓縮氣體的突然釋放帶來高水平的噪聲。在某些區(qū)域中，不允許進行發(fā)動機制動，因為已有的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)在TDC壓縮附近在高壓縮壓力下快速地打開氣門，產(chǎn)生高發(fā)動機氣門機件負荷和大的噪聲，導(dǎo)致在某些城區(qū)內(nèi)禁止使用發(fā)動機壓縮釋放制動。通常，迄今為止的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)是針對具體發(fā)動機制造的獨特的且定制的設(shè)計和規(guī)劃。在開始銷售之前，通常需要二十四04)個月來完成設(shè)計、原型制造、臺架試驗、發(fā)動機測試以及野外測試。因此，開發(fā)時間和成本都是要關(guān)注的地方。在壓縮釋放負荷對于氣門機件而言太大的發(fā)動機上可以使用排氣制動系統(tǒng)。排氣制動系統(tǒng)包括安裝在排氣系統(tǒng)中的限制器元件。當限制器關(guān)閉時，背壓在排氣循環(huán)期間抵抗氣體的排出并且提供制動功能。該系統(tǒng)提供的制動動力小于壓縮釋放發(fā)動機制動，但是其成本也低。對于壓縮釋放制動，當發(fā)動機速度降低時，排氣制動的延遲動力飛速下降。這是因為限制被優(yōu)化成在額定發(fā)動機速度下產(chǎn)生能被允許的最大背壓。只是，該限制在低發(fā)動機速度下效率不足。雖然已經(jīng)證實已知的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)能夠被接受用于各種車輛動力傳遞系統(tǒng)的應(yīng)用，然而這樣的裝置易于改進，可以改善其性能和成本。據(jù)此，需要開發(fā)改進的優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)，例如用于內(nèi)燃機的壓縮釋放制動系統(tǒng)的獨立式壓縮制動控制模塊，其顯著地降低了壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)的開發(fā)時間和成本，并且增強了其性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的壓縮釋放制動系統(tǒng)，用于在壓縮釋放發(fā)動機制動操作期間操作內(nèi)燃機的至少一個排氣門。本發(fā)明的壓縮釋放制動系統(tǒng)包括用于操作排氣門的排氣搖桿組件；獨立式壓縮制動控制模塊(CBCM)，其操作性地聯(lián)接至排氣門，以控制排氣門的升程和相位角；以及加壓液壓流體源，其與CBCM流體連通。CBCM設(shè)置成當發(fā)動機執(zhí)行壓縮釋放發(fā)動機制動操作時在發(fā)動機的壓縮沖程期間保持排氣門打開。本發(fā)明的CBCM包括殼體和從動活塞，該殼體包括單件體本體，該單件體本體限定了活塞腔體和致動器腔體，該活塞腔體和致動器腔體被分隔壁分隔開并且通過分隔壁中的連接通道彼此流體連通，從動活塞滑動地安裝在活塞腔體內(nèi)，用于在活塞腔體內(nèi)在伸出位置和縮回位置之間往復(fù)運動，以在其伸出位置中接合排氣門。殼體和從動活塞在活塞腔體內(nèi)在分隔壁和從動活塞之間限定了可變體積液壓從動活塞室。CBCM還包括供應(yīng)管道，該供應(yīng)管道形成在殼體中，以便在從動活塞和排氣門之間具有間隙時從加壓液壓流體源向液壓從動活塞室提供加壓液壓流體，以將從動活塞延伸至其伸出位置；止回閥，其設(shè)置在供應(yīng)管道和液壓從動活塞室之間，以便在液壓從動活塞室內(nèi)的液壓流體的壓力超過來自加壓液壓流體源的液壓流體的壓力時通過關(guān)閉分隔壁中的連接通道來液壓地鎖定液壓從動活塞室；以及壓縮制動致動器，其設(shè)置在致動器腔體中。壓縮制動致動器包括致動器元件和壓縮彈簧，該致動器元件滑動地安裝在致動器腔體內(nèi)，以便在不啟動時的伸出位置和啟動時的縮回位置之間往復(fù)運動，該壓縮彈簧朝向伸出位置偏壓致動器元件。致動器元件在不啟動時僅僅通過壓縮彈簧的偏壓力選擇性地接合打開所述止回閥，以解鎖液壓從動活塞室且將液壓從動活塞室流體地連接至加壓液壓流體源，并且在啟動時從止回閥脫開，以鎖定液壓從動活塞室且將液壓從動活塞室與加壓液壓流體源流體地斷開。此外，致動器元件暴露于大氣壓。根據(jù)本發(fā)明的第一個示例性實施例，CBCM被液壓地致動并且壓縮釋放制動系統(tǒng)還包括外部控制閥，以在壓縮釋放發(fā)動機制動操作將加壓液壓流體供應(yīng)至CBCM。為了使壓縮釋放制動系統(tǒng)不啟動，外部控制閥將加壓液壓流體傾倒至液壓流體槽。對于液壓控制的 CBCM，在正常的排氣沖程期間當排氣門通過正常的排氣凸輪輪廓升離閥座時從動活塞室完全填充有液壓流體。從動活塞室中的液壓流體被位于從動活塞上方的止回閥液壓地鎖定， 以將從動活塞保持在伸出位置。在正常的排氣門運動完成時，伸出的從動活塞使得排氣門停止返回至閥座，并且由此保持排氣門打開。根據(jù)本發(fā)明的第二個示例性實施例，CBCM被電氣致動并且壓縮釋放制動系統(tǒng)不需要外部控制閥進行供應(yīng)以及打開和關(guān)閉加壓液壓流體的供應(yīng)。電氣致動的CBCM的壓縮制動致動器包括螺線管和致動器元件，該螺線管包括螺線管線圈，該致動器元件為滑動地安裝在螺線管線圈中以在螺線管線圈中往復(fù)運動的電樞的形式。根據(jù)本發(fā)明的第三個示例性實施例，CBCM被電氣致動并且壓縮釋放制動系統(tǒng)還包括外部控制閥，以在壓縮釋放發(fā)動機制動操作期間將加壓液壓流體供應(yīng)至CBCM，從而限定了定時電氣控制的壓縮釋放制動系統(tǒng)。電氣致動的CBCM的壓縮制動致動器的螺線管在各個發(fā)動機循環(huán)期間被通電和斷電，以控制發(fā)動機制動排氣門打開和關(guān)閉情況。外部控制閥向CBCM供應(yīng)低壓液壓流體，并且結(jié)合有螺線管的CBCM允許打開和關(guān)閉止回閥，以控制定時的壓縮釋放發(fā)動機制動操作。根據(jù)本發(fā)明的第四個示例性實施例，CBCM被氣動地致動并且壓縮釋放制動系統(tǒng)還包括壓縮空氣源和外部壓縮制動控制閥，該壓縮空氣源用于將壓縮空氣從壓縮空氣源提供至CBCM，該外部壓縮制動控制閥設(shè)置成將壓縮空氣源選擇性地流體地連接至氣動地致動的 CBCM，但是壓縮釋放制動系統(tǒng)不需要額外的外部控制閥來在壓縮釋放發(fā)動機制動操作期間將加壓液壓流體供應(yīng)至CBCM。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二至第四個示例性實施例，CBCM與排氣搖桿組件隔開，使得排氣搖桿組件能夠相對于CBCM運動，從而CBCM的單件體本體不可動地固定至發(fā)動機的氣缸蓋或氣缸體。根據(jù)本發(fā)明的第五個示例性實施例，除了常規(guī)的進氣和排氣搖桿組件之外，壓縮釋放制動系統(tǒng)還包括專門的制動搖桿組件。專門的制動搖桿組件包括專門的壓縮釋放凸輪構(gòu)件和專門的制動搖臂。CBCM安裝至制動搖臂的一端，使得CBCM設(shè)置在排氣門附近，以將專門的制動搖桿組件選擇性地與排氣門聯(lián)接。因此，根據(jù)本發(fā)明的具有獨立式壓縮制動控制模塊的壓縮釋放制動系統(tǒng)改進和優(yōu)化了內(nèi)燃機的操作特性，并且提供了小而緊湊且通用的設(shè)計，允許單個氣缸應(yīng)用和部件靈活性，需要最少的流體相容性，降低了規(guī)劃和部件成本，并且減少了開發(fā)時間。


從以下參考附圖的說明中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將會變得明顯，其中圖1是內(nèi)燃機的示意圖，其包括根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)；圖2A是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的一部分在排氣門關(guān)閉的情況下的放大示意圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的一部分在排氣門被排氣搖桿組件打開的情況下的放大示意圖；圖2C是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的一部分在排氣門由于排氣歧管中的背壓而漂浮的情況下的放大示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的液壓地致動的壓縮制動控制模塊在降壓條件下的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的液壓地致動的壓縮制動控制模塊在加壓條件下的剖視圖；圖5是內(nèi)燃機的示意圖，其包括根據(jù)本發(fā)明第二個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的電氣地致動的壓縮制動控制模塊在降壓條件下的剖視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的電氣地致動的壓縮制動控制模塊在加壓條件下的剖視圖；圖8是內(nèi)燃機的示意圖，其包括根據(jù)本發(fā)明第三個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)；
圖9是內(nèi)燃機的示意圖，其包括根據(jù)本發(fā)明第四個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)；圖10是根據(jù)本發(fā)明第四個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的氣動地致動的壓縮制動控制模塊在降壓條件下的剖視圖；圖11根據(jù)本發(fā)明第五個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的透視圖；圖12根據(jù)本發(fā)明第五個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的俯視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第五個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)的局部剖視圖，其包括液壓地致動的壓縮制動控制模塊。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。為了以下說明的目的，在以下的說明中使用的某些術(shù)語僅僅是為了方便起見，并不是限制性的。例如“前”和“后”、“左”和“右”、“向內(nèi)”和“向外”的詞語在所參考的圖中表示方向。“較小”和“較大”的詞語指的是本發(fā)明的設(shè)備的元件及其所表示部分的相對尺寸。術(shù)語包括以上特別提到的詞語、其衍生詞和類似的輸入詞語。圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放(或排出)制動系統(tǒng)12，其設(shè)置成用于內(nèi)燃機10。優(yōu)選地，內(nèi)燃機10是四沖程柴油發(fā)動機，包括氣缸體14， 氣缸體14包括多個氣缸14’。然而，為了簡單起見，圖1中僅僅示出了一個氣缸14’。每個氣缸14’都設(shè)置有活塞16，活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動。每個氣缸14’都還設(shè)置有兩個進氣門H1和172以及兩個排氣門IS1和IS2，其每個都分別設(shè)置有復(fù)位彈簧17'或18'；以及氣門機件，其設(shè)置成用于提升和關(guān)閉進氣門和排氣門17和18。進氣門H1和172以及排氣門IS1和1 在本實施例中結(jié)構(gòu)基本上相同。根據(jù)這些相似性，并且為了簡單起見，以下的討論有時將采用不帶字母的附圖標記來表示基本上相同的兩個氣門。例如，附圖標記17有時將用來總體表示進氣門H1和172中的每一個，而附圖標記18有時將用來總體表示排氣門IS1和1&中的每一個，而不再引用所有的兩個附圖標記。應(yīng)當理解，每個氣缸14’都可以設(shè)置有一個或多個進氣門和/或排氣門，盡管圖1中所示的是每個氣缸具有兩個進氣門和 /或排氣門。發(fā)動機10還包括均與氣缸14’流體連通的進氣歧管19和排氣歧管20。內(nèi)燃機10能夠執(zhí)行正的動力操作(正常發(fā)動機循環(huán))和發(fā)動機制動操作(發(fā)動機制動循環(huán))。 壓縮釋放制動系統(tǒng)12在壓縮制動模式(在發(fā)動機制動操作期間)中和壓縮制動不啟動模式(在正的動力操作期間)中操作。本發(fā)明的氣門機件包括用于操作進氣門17的進氣搖桿組件22和用于操作排氣門 18的排氣搖桿組件M。進氣搖桿組件22包括進氣凸輪構(gòu)件沈、進氣搖臂觀，該進氣搖臂 28繞進氣搖桿軸四安裝并設(shè)置成通過進氣門橋27打開進氣門17。相似地，排氣搖桿組件 24包括排氣凸輪構(gòu)件30、排氣搖臂32，該排氣搖臂32繞排氣搖桿軸33安裝并設(shè)置成通過排氣門橋31打開排氣門18 ( S卩，排氣門IS1和182)。進一步如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)12包括獨立式壓縮制動控制模塊(或CBCM)40，以選擇性地控制排氣門18中至少一個的升程和相位角。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，CBCM 40設(shè)置成用于選擇性地控制排氣門1 中至少一個的升程和相位角，該排氣門1 能夠用作制動排氣門。換言之，CBCM 40設(shè)置成用于選擇性地控制制動排氣門1 的氣門間隙。事實上，壓縮制動控制模塊40是結(jié)合到內(nèi)燃機10的氣門機件中的能夠液壓地膨脹的連接裝置。壓縮制動控制模塊40是壓縮釋放制動系統(tǒng)12 的必要部分，對于全發(fā)動機循環(huán)或部分發(fā)動機循環(huán)，該必要部分將制動排氣門1 保持離開閥座與定量。壓縮釋放制動系統(tǒng)12可以與排氣制動組合，以提供雙循環(huán)制動。根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮制動控制模塊40是通用的緊湊機構(gòu)，能夠應(yīng)用于不同的發(fā)動機構(gòu)造，僅僅微小的改動就能將壓縮制動控制模塊40安裝到不同的發(fā)動機氣門機件上方。在第一個示例性實施例中，如圖1所示，壓縮制動控制模塊40被固定(S卩，不可動地附接到發(fā)動機的靜止部分)，以便與排氣搖桿組件M操作地斷開和隔開。特別地，壓縮制動控制模塊40設(shè)置在排氣門18附近并且與排氣搖臂32隔開。更具體地，如圖3和4詳細地示出，壓縮制動控制模塊40包括為圓柱形單件體本體42形式的中空殼體，其限定了圓柱形活塞腔體44和圓柱形致動器腔體45，活塞腔體44和致動器腔體45被內(nèi)壁(或分隔壁)46分隔開，并且通過內(nèi)壁46中的連接通道47彼此流體連通。進一步如圖3和4所示， 殼體42的圓柱形外周表面43至少部分地具有螺紋，以便螺紋地接收在固定到內(nèi)燃機10的氣缸蓋15(或氣缸體14)上的支撐構(gòu)件51的內(nèi)螺紋孔中(如圖1和2A-2C所示)。鎖定螺母41設(shè)定成將CBCM 40的殼體42可調(diào)節(jié)地固定和保持至支撐構(gòu)件51。從而，CBCM 40的殼體42不可動地安裝至內(nèi)燃機10。CBCM 40還包括從動活塞48，該從動活塞48滑動地安裝在殼體42內(nèi)，以便在活塞腔體44中在伸出位置(如圖3所示)和縮回位置(如圖4所示)之間往復(fù)運動，以使得殼體42和從動活塞48在圓柱形活塞腔體44的最內(nèi)側(cè)部分中在活塞48的內(nèi)端面49a與殼體42的內(nèi)壁46之間限定出可變體積的液壓從動活塞室50。從動活塞48具有環(huán)形彈性體密封件52，該環(huán)形彈性體密封件52在壓縮制動控制模塊40啟動 (或啟用)時消除在伸出(或啟用)位置中的活塞對孔的泄漏(piston to bore leakage), 并且在壓縮制動控制模塊40不啟動(或停用)時保持從動活塞48處于縮回(或停用)位置。彈性體密封件52用作復(fù)位彈簧(或代替復(fù)位彈簧)，將從動活塞48偏壓至其縮回(或最內(nèi)側(cè))位置。特別地，環(huán)形彈性體密封件52具有足夠的摩擦，從而從動活塞48保持處于孔中并且不會允許從動活塞48在其孔中向下掉落，由此不需要復(fù)位彈簧。換言之，環(huán)形彈性體密封件52代替輕力彈簧來保持從動活塞48不向下掉落并且保持從動活塞48與排氣門橋31不沖撞。從動活塞48的外端面49b設(shè)置成在其伸出位置通過往復(fù)地安裝到排氣門橋31上的排氣門銷25接合制動排氣門IS20換言之，排氣門銷25能夠相對于排氣門橋31 往復(fù)運動，以便使得制動排氣門1 能夠相對于排氣門IS1和排氣門橋31運動。從動活塞48可以在活塞腔體44內(nèi)在限定了伸出位置(如圖3所示)和縮回位置 (如圖4所示)的兩個機械從動活塞限位件之間往復(fù)運動。優(yōu)選地，從動活塞48形成有環(huán)形活塞槽54，該環(huán)形活塞槽M具有環(huán)形平面的、分別軸向相對的外限位表面和內(nèi)限位表面 55和56，同時殼體42設(shè)置有為卡扣環(huán)58形式的從動活塞限位構(gòu)件，其坐落在形成于殼體 42的下內(nèi)部部分中的配合槽中，以在其外限位表面和內(nèi)限位表面55和56之間延伸到活塞槽M中，并且機械地限制從動活塞48的向內(nèi)和向外運動。如圖3和4所示，活塞槽M的寬度基本上大于卡扣環(huán)58的寬度，以便允許從動活塞48在活塞腔體44內(nèi)在活塞槽M的外限位表面和內(nèi)限位表面55和56之間往復(fù)運動。換言之，從動活塞48可以從活塞腔體44 向外延伸，直到活塞槽M的內(nèi)限位表面56接觸限位構(gòu)件58，如圖3所示，其限定為伸出位置。相似地，從動活塞48可以向內(nèi)縮回到活塞腔體44中，直到活塞槽討的外限位表面55
10接觸限位構(gòu)件58，如圖4所示，其限定為縮回位置。從而，活塞槽M用作沖程限制槽。CBCM 40在伸出位置(如圖3所示)中的長度為LE，而CBCM 40在縮回位置(如圖4所示)中的長度為L。，長度L。小于長度Le。根據(jù)本發(fā)明的第一個示例性實施例，液壓地致動的壓縮制動控制模塊40的環(huán)形彈性體密封件52消除了高壓液壓從動活塞室50的油泄漏并且將從動活塞48保持在縮回位置中而不需要額外的復(fù)位彈簧。壓縮制動控制模塊40還包括形成在殼體的本體42中的供應(yīng)/傾倒管道60，以將來自加壓液壓流體源34的加壓液壓流體通過連接通道47提供至液壓從動活塞室50，從而使得當從動活塞48與制動排氣門1 的排氣門銷25之間具有間隙δΑ時，例如當排氣門18 被排氣搖桿組件M打開時(如圖2Β所示)，或者當排氣門18由于作用到排氣門18的背面上的排氣歧管20中背壓而漂浮時(如圖2C所示)，從動活塞48延伸至其伸出位置。優(yōu)選地，加壓液壓流體源34為柴油發(fā)動機10的發(fā)動機油泵(未示出)的形式。因此，在該示例性實施例中，發(fā)動機潤滑油用作存儲在液壓流體槽35中的工作液壓流體。應(yīng)當理解，任何其它合適的加壓液壓流體源和任何其它合適類型的流體將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從而，對于內(nèi)燃機10的壓縮制動致動模式，壓縮釋放制動系統(tǒng)12的液壓地致動的壓縮制動控制模塊40保持排氣門18以預(yù)先的設(shè)定離開排氣門閥座。根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)12還包括外部壓縮制動控制閥36 (如圖1所示)，其設(shè)置成通過壓縮制動流體通路37將加壓液壓流體源34選擇性地流體地連接至壓縮制動控制模塊40。換言之，壓縮制動控制閥36設(shè)置成將來自源34的加壓液壓流體選擇性地供應(yīng)至CBCM 40，以便在加壓液壓流體供應(yīng)至CBCM 40時的啟動(加壓)條件(如圖3所示)與加壓液壓流體不供應(yīng)至CBCM40時的不啟動(降壓)條件(如圖4所示)之間切換CBCM 40。應(yīng)當理解，壓縮制動流體通路37與壓縮制動控制模塊40 的供應(yīng)/傾倒管道60流體連通(流體地連接)。優(yōu)選地，壓縮制動控制閥36是由電磁體 (螺線管)36’啟動的外部三通螺線管閥，在壓縮制動致動模式期間將加壓發(fā)動機油供應(yīng)至 CBCM 40。為了使壓縮釋放制動系統(tǒng)12不啟動，外部三通螺線管36將發(fā)動機油倒回到液壓流體槽35中。進一步如圖1所示，壓縮制動控制閥36固定至內(nèi)燃機10的氣缸蓋15或氣缸體14。從而，壓縮釋放制動系統(tǒng)12的壓縮制動控制閥36不可動地安裝到內(nèi)燃機10上。通過分隔壁46縱向形成的連接通道47包括活塞開口 47a、致動器開口 47b和進氣開口 47c。如圖2和3中詳細所示，液壓從動活塞室50通過活塞端口 47a與內(nèi)壁46中的連接通道47流體連通，致動器腔體45通過致動器端口 47b與連接通道47流體連通，供應(yīng) /傾倒管道60通過進氣端口 47c與連接通道47流體連通。換言之，連接通道47提供壓縮制動控制模塊40的從動活塞室50和致動器腔體45與壓縮制動控制模塊40的本體42中的供應(yīng)/傾倒管道60之間的流體連通，從而提供從動活塞室50和致動器腔體45與加壓液壓流體源；34之間的流體連通。壓縮制動控制模塊40還包括止回閥62，該止回閥62設(shè)置在活塞腔體44中，位于供應(yīng)/傾倒管道60和從動活塞室50之間，以便在壓縮制動致動模式期間當從動活塞室50 中的液壓流體的壓力超過來自源34的液壓流體的壓力時液壓地鎖定從動活塞室50。換言之，止回閥62設(shè)置在從動活塞室50中(即，活塞48的內(nèi)端面49a與殼體42的內(nèi)壁46之間)，以選擇性地隔絕和密封從動活塞室50。優(yōu)選地，止回閥62包括閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件優(yōu)選地為大致球形的球構(gòu)件64形式，設(shè)置成密封靠著連接通道47的活塞端口 47a。應(yīng)當理解，內(nèi)壁46的形成活塞端口 47a的邊緣限定了止回閥62的球構(gòu)件64的閥座。優(yōu)選地，球構(gòu)件 64通過偏壓盤簧66來偏壓連接通道47的活塞開口 47a。液壓地致動的CBCM 40設(shè)置密封件，來消除從動活塞高壓室50的油泄漏并且將從動活塞48保持在伸出位置中而不需要額外的復(fù)位彈簧。壓縮制動控制模塊40還包括安裝在殼體42的致動器腔體45內(nèi)的液壓壓縮制動致動器70，該液壓壓縮制動致動器70設(shè)置成選擇性地，當不啟動時接合止回閥62的球構(gòu)件64以解鎖從動活塞室50并且使從動活塞室50流體地連接至加壓液壓流體源34，以及當啟動時從止回閥62的球構(gòu)件64上脫開以鎖定從動活塞室50并且將從動活塞室50與加壓液壓流體源34流體地斷開。根據(jù)本發(fā)明的第一個示例性實施例的壓縮制動致動器70是液壓(即，液壓地操作的)致動器。特別地，壓縮制動致動器70包括往復(fù)運動的致動器元件 (或主活塞)72,該致動器元件72滑動地安裝在殼體42內(nèi)，以在致動器腔體45內(nèi)在伸出位置(如圖4所示)和縮回位置(如圖3所示)之間往復(fù)運動，使得殼體42和主活塞72在圓柱形致動器腔體45的最內(nèi)側(cè)部分中在主活塞72的內(nèi)端面(或底面)72B與殼體42的內(nèi)壁46之間限定出可變體積的致動器室74。主活塞72的外端面(或頂面)7 設(shè)置成在其縮回位置接合殼體42的端蓋76。壓縮制動致動器70還包括壓縮彈簧78，該壓縮彈簧78 作用在主活塞72與端蓋76之間，以朝向其伸出位置向下偏壓主活塞72。主活塞72鉆孔以在主活塞72和端蓋76之間形成排放室75，從而接收壓縮彈簧78。在端蓋76和致動器元件72之間形成的排放室75通過設(shè)置在端蓋76中的排放端口 77受到大氣壓，以便使致動器元件172的外端面(或頂面)7 暴露于大氣壓。主活塞72適于在殼體42的內(nèi)壁46與端蓋76之間往復(fù)運動。如圖2和3所示，主活塞72 —體地形成有突起73，該突起73在內(nèi)壁46中朝向止回閥62的閥構(gòu)件64延伸到連接通道47中。從而，壓縮制動控制模塊40結(jié)合一系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于將從動活塞室50的發(fā)動機液壓油捕集到從動活塞48之上，以防止排氣門18在壓縮沖程結(jié)束時返回到閥座。該系統(tǒng)確保了絕對的最小的捕集油體積，以使得在從動活塞室50中捕集的油的體積彈性模量可壓縮性最小化。壓縮制動控制模塊40通過附接硬件附接至發(fā)動機10 (優(yōu)選地附接至氣缸蓋)，該附接硬件結(jié)合有硬的安裝夾具，以便使得在發(fā)動機制動操作期間機械硬件柔性最小化。最小的油相容性和硬件撓曲的結(jié)合提供了可預(yù)期的最佳發(fā)動機制動延遲性能。本發(fā)明還提供微型壓縮制動控制模塊40容納包裝。內(nèi)燃機10的壓縮釋放制動系統(tǒng)12可以與固定的孔口排氣制動、壓力調(diào)節(jié)的排氣制動或可變幾何形狀的渦輪增壓器(VGT)聯(lián)合使用，以結(jié)合兩種循環(huán)發(fā)動機制動。該組合使用壓縮和排氣沖程來產(chǎn)生較安靜的系統(tǒng)，其發(fā)動機氣門機件負荷降低，同時產(chǎn)生優(yōu)良的致動延遲動力。從而，柴油發(fā)動機10還包括渦輪增壓器80和可變排氣制動器84，該渦輪增壓器80包括壓縮機82和渦輪83，可變排氣制動器84通過排氣通道21流體地連接至渦輪增壓器80。如圖1所示，壓縮機82通過進氣管道38與進氣歧管19流體連通，而渦輪83通過排氣管道39與排氣歧管20流體連通。常規(guī)地，來自排氣歧管20的廢氣使渦輪83旋轉(zhuǎn)并且通過排氣管道39離開渦輪增壓器80而進入排氣制動器84。接著，被壓縮機82壓縮的環(huán)境空氣通過進氣管道38經(jīng)由中間冷卻器81輸送至進氣歧管19，在中間冷卻器處該壓縮的注入的氣體在進入進氣歧管19之前被冷卻。該注入的空氣在進氣沖程期間通過進氣門 17進入氣缸14。在排氣沖程期間，廢氣通過排氣門18離開氣缸14，進入排氣歧管20，并且
12通過渦輪增壓器80的渦輪83繼續(xù)流出。如圖1所示，本發(fā)明的第一個示例性實施例的排氣制動器84位于渦輪增壓器80 的下游。然而，排氣制動器84的位置并不限于渦輪83的下游或者常規(guī)排氣制動器的形式。 或者，排氣制動器84可以位于渦輪增壓器80(渦輪83)的上游。在排氣制動器84安裝在渦輪增壓器80的上游的情況下，優(yōu)點是在整個渦輪83上產(chǎn)生高壓差。這將渦輪增壓器壓縮機82驅(qū)動至較高的速度并且由此提供更多的進氣推進來注入氣缸而用于發(fā)動機制動。根據(jù)如圖1所示的本發(fā)明，排氣制動器84包括可變排氣限制器，該可變排氣限制器為由排氣制動器致動器86操作的蝶形閥85的形式。優(yōu)選地，蝶形閥85被連接至排氣制動器致動器86的連接裝置85'旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)排氣限制，從而調(diào)節(jié)排氣制動的量。本發(fā)明的排氣制動器致動器86可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的類型，例如流體致動器(氣動的或液壓的)，電磁致動器(如螺線管)，機電致動器等。優(yōu)選地，在該特定實例中，排氣制動器致動器86是氣動致動器，盡管如上所述可以采用其它的致動裝置來代替。排氣制動器致動器86受微處理器(或排氣制動器電子控制器)87控制。根據(jù)來自多個傳感器88的信息，微處理器87控制可變排氣限制器85，從而控制排氣制動的量，該多個傳感器88包括但不限于用于感測流過排氣制動器84的排氣限制器85的廢氣的壓力和溫度的壓力傳感器和溫度傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，也可以采用任何其它的合適的傳感器。氣動致動器86由螺線管閥89操作，該螺線管閥89設(shè)置成響應(yīng)于來自微處理器87的信號通過氣動管道89'將氣動致動器86與氣動壓力源(未示出)選擇性地連接和斷開。根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)12由電子控制器90控制 (如圖1所示)，該電子控制器90可為CPU或計算機的形式。電子控制器90根據(jù)來自多個傳感器92的信息操作電磁壓縮制動控制閥36，該信息代表作為控制輸入的發(fā)動機和車輛操作參數(shù)，包括但不限于發(fā)動機速度、發(fā)動機負荷、發(fā)動機操作模式等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，也可以采用任何其它的合適的傳感器。電子控制器90被編程為向外部三通控制閥 36的螺線管36提供信號94，以使其根據(jù)發(fā)動機10的操作要求選擇性地且獨立地打開或關(guān)閉。當壓縮制動控制閥36打開時，例如注入加壓發(fā)動機油的加壓液壓流體被提供給壓縮制動控制模塊40的液壓壓縮制動致動器70，并且內(nèi)燃機10以壓縮制動模式(發(fā)動機制動循環(huán))操作。因此，當螺線管壓縮制動控制閥36關(guān)閉時，沒有加壓液壓流體供應(yīng)至壓縮制動控制模塊40的液壓壓縮制動致動器70，并且內(nèi)燃機10以正常發(fā)動機循環(huán)進行操作。排氣制動器84在微處理器90處讀取來自傳感器92的排氣系統(tǒng)壓力和溫度，并且將信號89調(diào)整至排氣制動器致動器86，該排氣制動器致動器86調(diào)節(jié)可變排氣限制器85。 電子控制器90還將信號96提供至排氣制動器84的微處理器87。當發(fā)動機10以發(fā)動機制動模式操作時，控制信號96調(diào)節(jié)可變排氣限制器85，以保持期望的排氣背壓。本發(fā)明的內(nèi)燃機10的制動操作具有兩個整體組成部分由壓縮釋放制動系統(tǒng)12 提供的壓縮釋放(排出)制動，以及由排氣制動器84提供的排氣制動。壓縮釋放制動成分由壓縮釋放制動系統(tǒng)12的壓縮制動控制模塊40的作用提供，而排氣制動由排氣制動器44 提供。以下將詳細說明壓縮釋放制動系統(tǒng)12的操作。當發(fā)動機10執(zhí)行正的動力操作(即，以正常發(fā)動機循環(huán)操作)時，壓縮制動控制閥36關(guān)閉并且液壓壓縮制動控制模塊40處于降壓條件下，從而沒有液壓流體供應(yīng)至壓縮制動控制模塊40，并且從動活塞室50填充有液壓流體而不是加壓液壓流體。在這種條件下，如圖3所示，主活塞72運動至其伸出位置并且支撐在其伸出位置中(僅僅通過壓縮彈簧78的偏壓力)。在這個位置中，通過克服止回閥62的彈簧66的偏壓力，主活塞72的突起73使止回閥62的球構(gòu)件64移動離開其閥座，該偏壓力小于壓縮制動致動器70的壓縮彈簧78的偏壓力。此外，當壓縮制動控制閥36關(guān)閉時，在正常的排氣沖程期間當排氣門18 通過正常的排氣凸輪輪廓升離其閥座時從動活塞室50完全填充有發(fā)動機油。在發(fā)動機制動操作期間，當電子控制器90根據(jù)來自多個傳感器92的信息確定要求進行制動時，例如當發(fā)動機10的節(jié)氣門(未示出)關(guān)閉時，通過至少部分地關(guān)閉蝶形閥 85來致動排氣制動器84，以產(chǎn)生抵抗廢氣在排氣沖程期間排出的背壓。此外，在發(fā)動機制動操作期間，電子控制器90打開壓縮制動控制閥36，以開始將加壓液壓流體供應(yīng)至壓縮制動控制模塊40，從而將壓縮制動控制模塊40設(shè)定至加壓條件。當加壓的發(fā)動機油被供應(yīng)至壓縮制動控制模塊40的供應(yīng)/傾倒管道60時，通過供應(yīng)允許止回球64坐靠的油壓力來將壓縮制動致動器70的主活塞72迫向外。同時，加壓液壓流體將流入從動活塞室50。因為加壓的供應(yīng)油填充從動活塞室50，所以當排氣門18在正常的排氣門升程期間離開閥座時， 供應(yīng)油的壓力迫使從動活塞48向外，直到從動活塞48接觸機械限位件(為卡扣環(huán)58的形式)，如圖3所示。彈簧加載的止回球64將鎖定從動活塞48上方的油，并且防止從動活塞 48返回至其縮回位置(如圖4所示)。這為制動排氣門1 提供了延長的升程和相位角。 制動排氣門1 的延長的打開持續(xù)升程在發(fā)動機壓縮沖程期間形成泄放(排出)開口，并且當氣體通過該開口被迫離開氣缸時，發(fā)動機10執(zhí)行不可恢復(fù)的工作，實施壓縮釋放制動。在圖3所示的位置中，從動活塞48通過在從動活塞室50中捕集的油鎖定就位，并且阻止排氣門18之一返回至閥座。從動活塞限位件58的位置、沖程限制狹槽M以及壓縮制動控制模塊40的安裝位置，決定了排氣門18將保持離開閥座的距離大小，這形成了在整個發(fā)動機制動循環(huán)期間的預(yù)定升程。從動活塞室50中的油被位于從動活塞48上方的球止回閥62液壓地鎖定，以將從動活塞48保持在伸出位置。在正常排氣門運動完成時，伸出的從動活塞48阻止排氣門18返回至閥座并由此在壓縮釋放制動系統(tǒng)12的期望的升程和時間內(nèi)保持排氣門打開。當發(fā)動機制動模式不啟動時，螺線管閥36關(guān)閉以切斷對壓縮制動控制模塊40供應(yīng)加壓油，由此導(dǎo)致壓縮彈簧78迫使致動活塞72朝向球止回閥62，這使得球構(gòu)件64不再坐靠其坐靠位置。釋放的油通過外部三通螺線管閥36自從動活塞室50流出，并且流回至油槽35，如圖1所示。然后，從動活塞48通過排氣門彈簧18’的力被迫回到殼體42的活塞腔體44中的縮回位置(如圖3所示)。排氣門18返回至閥座，以允許進行正常的發(fā)動機氣門運動。對于完整的發(fā)動機制動循環(huán)(排出制動情況)，具有液壓地致動的壓縮制動控制模塊40的壓縮釋放制動系統(tǒng)12保持排氣門18以預(yù)先的設(shè)定離開排氣門閥座。壓縮釋放制動系統(tǒng)12可以與固定的孔口排氣制動器、壓力調(diào)節(jié)的排氣制動器或VGT渦輪增壓器聯(lián)合使用，以結(jié)合兩種循環(huán)發(fā)動機制動。該組合使用壓縮和排氣沖程來產(chǎn)生較安靜的系統(tǒng)，其發(fā)動機氣門機件負荷降低，同時產(chǎn)生優(yōu)良的致動延遲動力。壓縮釋放制動系統(tǒng)12與壓力調(diào)節(jié)的排氣制動器84組合使用優(yōu)于壓縮釋放制動系統(tǒng)與固定的孔口排氣制動器一起使用。當壓縮釋放制動和排氣制動組合設(shè)計成用于最大排氣背壓并且壓縮釋放制動成分由于任何原因而失效時，將會消除典型的伸出的排氣門/進氣門重疊條件。伸出的氣門重疊的消除導(dǎo)致具有更高的排氣歧管壓力并且發(fā)動機可能經(jīng)歷不能接受的氣門坐靠速度，該速度可能導(dǎo)致較大的發(fā)動機損壞和過度的閥座磨損。較大的發(fā)動機損壞可能來自于閥座損壞或氣門彈簧失效。氣門彈簧失效可能引起發(fā)動機氣門掉落到燃燒室中，并且可能使得發(fā)動機逐漸損壞。閥座損壞可能發(fā)生，這是因為排氣門將不會充分密封壓縮壓力和/或不會在高的正動力發(fā)動機負荷期間提供從排氣門至氣缸蓋的良好熱傳遞。與壓縮釋放制動系統(tǒng)組合使用的壓力調(diào)節(jié)的排氣制動器具有的優(yōu)點在于，排氣制動器可以單獨用于組合壓縮釋放/排氣制動器發(fā)動機，而不可能過度加壓排氣歧管，由此避免了過度的氣門漂浮以及不能接受的氣門坐靠速度。因為壓力調(diào)節(jié)的排氣制動器是自我調(diào)節(jié)的，所以排氣歧管不會發(fā)生過度加壓，這是因為排氣制動器中的限制孔口的面積自動增大，以保持與發(fā)動機操作規(guī)范相容的最高的恒定排氣歧管壓力。圖5-7示出了壓縮釋放制動系統(tǒng)的第二個示例性實施例，其總體上用附圖標記 112表示，設(shè)置成用于內(nèi)燃機10。與本發(fā)明的第一個示例性實施例相比沒有變化的部件用相同的附圖標記表示。起作用的方式與圖1-4所示的本發(fā)明的第一個示例性實施例相同的部件用相同的附圖標記加上100表示，其有時候沒有詳細說明書，因為讀者容易想到兩個實施例中對應(yīng)部分之間的相似性。圖5-7的壓縮釋放制動系統(tǒng)112相對于圖1_4的壓縮釋放制動系統(tǒng)12的主要區(qū)別在于，根據(jù)本發(fā)明第二個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)112的壓縮制動控制模塊140 包括電磁(螺線管)壓縮制動致動器170，其位于殼體42的致動器腔體45內(nèi)并且設(shè)置成選擇性地，當不啟動時接合止回閥62的球構(gòu)件64以解鎖液壓從動活塞室50并且將從動活塞室50流體地連接至加壓液壓流體源34，以及當啟動時與止回閥62的球構(gòu)件64脫開以鎖定從動活塞室50并且將從動活塞室50與加壓液壓流體源34流體地斷開。此外，如圖5所示，具有電氣地致動的壓縮制動控制模塊140的壓縮釋放制動系統(tǒng)112不需要額外的外部螺線管閥進行供應(yīng)以及開啟和關(guān)閉加壓油的供應(yīng)，這與根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的具有螺線管壓縮制動控制閥36的壓縮釋放制動系統(tǒng)12不同。換言之，本發(fā)明第二個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)112的CBCM 140持續(xù)地供應(yīng)有加壓發(fā)動機油。根據(jù)本發(fā)明的第二個示例性實施例的壓縮制動致動器170是電氣(S卩，電氣地操作的)致動器。特別地，壓縮制動致動器170包括螺線管線圈171和電樞(或致動器元件)172，該螺線管線圈171固定到殼體42的圓柱形致動器腔體45的內(nèi)周表面，該電樞172 滑動地安裝在螺線管線圈171內(nèi)，以在致動器腔體45內(nèi)在伸出位置(如圖5所示)和縮回位置(如圖4所示)之間往復(fù)運動，使得殼體42和電樞172在圓柱形致動器腔體45的最內(nèi)側(cè)部分中在電樞172的內(nèi)端面(或底面)172B與殼體42的內(nèi)壁46之間限定出可變體積的致動器室174。從而，螺線管線圈171和電樞172限定了壓縮釋放制動系統(tǒng)112的CBCM140 的內(nèi)部螺線管。電樞172的外端部設(shè)置成在其縮回位置中接合端蓋176。在端蓋176和致動器元件172之間形成的排放室175通過設(shè)置在端蓋176中的排放端口 177受到大氣壓， 以便使致動器元件172的外端面(或頂面)17 暴露于大氣壓。電樞172還設(shè)置有流體管道179，致動器室174通過該流體管道179與排放室175流體地連接，以將過量的油由從動
15活塞室50和/或致動器室174排放至排放室175。電樞172設(shè)置有用于密封排放端口 177的0形環(huán)密封件172’和用于密封致動器室174的0形環(huán)密封件172”。壓縮制動致動器170還包括壓縮彈簧178，該壓縮彈簧178 作用在電樞172與端蓋176之間，以朝向其伸出位置偏壓電樞172。電樞172適于在殼體 42的內(nèi)壁46與端蓋176之間往復(fù)運動。換言之，螺線管壓縮制動致動器170設(shè)置成在當螺線管致動器170通電(即，對螺線管線圈171供電)且止回閥62關(guān)閉時的啟動(或“開啟”)條件(如圖6所示)與當螺線管致動器170斷電(即，不對螺線管線圈171供電)且止回閥62打開(電樞172僅僅由于壓縮彈簧178的偏壓力而運動至伸出位置)時的不啟動(或“關(guān)閉”)條件(如圖7所示)之間切換CBCM 140。如圖6和7所示，電樞172 —體地形成有突起173，該突起173在內(nèi)壁46中朝向止回閥62的閥構(gòu)件64延伸到連接通道47 中。在進行制動操作期間，根據(jù)來自多個傳感器92的信息，電子控制器(ECU) 90控制 CBCM 140的壓縮制動致動器170，以將內(nèi)部螺線管線圈171切換成關(guān)閉和開啟，該信息代表作為控制輸入的發(fā)動機和車輛操作參數(shù)，包括但不限于發(fā)動機速度、發(fā)動機負荷、發(fā)動機操作模式等。螺線管制動致動器170將在正常排氣門關(guān)閉之后通電而在開始膨脹行程之后斷 H1^ ο當發(fā)動機10執(zhí)行正的動力操作(即，以正常的發(fā)動機循環(huán)操作)時，螺線管壓縮制動致動器170斷電(即，不對螺線管致動器170的螺線管線圈171供電)，以使得電樞172 僅僅由于壓縮彈簧178的偏壓力而處于伸出位置(如圖5所示)。在這個位置中，通過克服止回閥62的彈簧66的偏壓力，電樞172的突起173使止回閥62的球構(gòu)件64移動離開其閥座，該偏壓力小于壓縮制動致動器170的壓縮彈簧178的偏壓力。此外，壓縮彈簧178的偏壓力足夠強，以克服加壓發(fā)動機油試圖使電樞172朝向其縮回位置運動的力。應(yīng)當理解， 在正常的排氣沖程期間當排氣門18通過正常的排氣凸輪輪廓升離其閥座時從動活塞室50 完全填充有發(fā)動機油。換言之，當螺線管壓縮制動致動器170斷電時，CBCM 140處于降壓條件下，從而盡管加壓液壓流體通過源34被供應(yīng)至CBCM 140，但是從動活塞室50填充有液壓流體而不是加壓液壓流體。在操作中，發(fā)動機油供應(yīng)連續(xù)地供應(yīng)至壓縮制動控制模塊140。當CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170通電時，螺線管電樞170被拉至其縮回位置(如圖4所示)而離開止回閥62的球構(gòu)件64，以允許加壓發(fā)動機供應(yīng)油填充液壓從動活塞室50并且在正常排氣門升程期間將從動活塞48迫至CBCM 140的沖程限制機械限位件58。止回閥62的球構(gòu)件64 將油鎖定在從動活塞48之上，從而防止從動活塞48返回。從動活塞48通過在液壓從動活塞室50中捕集的油鎖定就位，這防止了排氣門返回至閥座。從動活塞限位件58的位置，活塞沖程限制特征以及從動活塞間隙調(diào)節(jié)確定了排氣門在壓縮釋放制動時保持離開閥座的距離大小。圖8示出了壓縮釋放制動系統(tǒng)的第三個示例性實施例，其總體上用附圖標記212 表示，設(shè)置成用于內(nèi)燃機10。與本發(fā)明的第一個示例性實施例相比沒有變化的部件用相同的附圖標記表示。起作用的方式與圖5-7所示的本發(fā)明的第二個示例性實施例相同的部件用相同的附圖標記加上100表示，其有時候沒有詳細說明書，因為讀者容易想到兩個實施例中對應(yīng)部分之間的相似性。
圖8的壓縮釋放制動系統(tǒng)212相對于圖5-7的壓縮釋放制動系統(tǒng)112的主要區(qū)別在于，根據(jù)本發(fā)明第三個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)212包括壓縮制動控制閥36， 其設(shè)置成通過壓縮制動流體通路37將加壓液壓流體源34選擇性地流體地連接至壓縮制動控制模塊140。換言之，壓縮制動控制閥36設(shè)置成通過壓縮制動流體通路37將來自源34 的加壓液壓流體選擇性地供應(yīng)至CBCM 140。應(yīng)當理解，壓縮制動流體通路37與壓縮制動控制模塊40的供應(yīng)/傾倒管道60流體連通(流體地連接)。優(yōu)選地，壓縮制動控制閥36是外部三通電磁體(螺線管)，在壓縮制動致動模式期間將加壓發(fā)動機油供應(yīng)至CBCM140。從而，本發(fā)明的第三個示例性實施例提供了定時電氣控制的壓縮釋放制動系統(tǒng)212。定時電氣控制的壓縮釋放制動系統(tǒng)212采用外部三通螺線管閥36( S卩，在CBCM 140外)，以供應(yīng)和排出與CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170組合應(yīng)用的加壓發(fā)動機油，從而控制開啟/關(guān)閉發(fā)動機制動功能。為了啟動發(fā)動機制動，向CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170和外部三通螺線管閥36供電。外部螺線管閥36向CBCM 140供應(yīng)低壓發(fā)動機油，并且CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170允許關(guān)閉和打開止回閥62來控制定時的壓縮釋放制動循環(huán)。本發(fā)明的電氣控制的定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212改進了發(fā)動機制動性能，其性能超過了非定時的液壓控制的壓縮釋放發(fā)動機制動系統(tǒng)12。定時的壓縮釋放制動情況需要向一體地結(jié)合到CBCM 140中的內(nèi)部螺線管致動器170供電。螺線管致動器170在各個發(fā)動機循環(huán)期間通電和斷電，以控制發(fā)動機制動氣門打開和關(guān)閉的情況。定時的壓縮釋放制動系統(tǒng)212在壓縮沖程期間保持排氣門離開閥座，并且在膨脹沖程開始時使螺線管致動器170斷電，從而關(guān)閉排氣(制動)氣門開口。這個氣門關(guān)閉導(dǎo)致排氣歧管的空氣停止流入到氣缸14中，從而降低膨脹沖程結(jié)束時的氣缸壓力，并且引起額外的活塞做功。在排氣門/進氣門重疊情況之前關(guān)閉排氣(壓縮制動)門開口，防止了排氣/進氣情況被延伸。對于延伸的排氣門/進氣門重疊，排氣歧管中較高的壓力迫使排氣歧管空氣在進氣沖程期間回到燃燒室中并且通過打開進氣門17而排出，從而降低了排氣歧管空氣量和背壓。消除延伸的排氣門/進氣門重疊提供了較高的平均排氣歧管壓力，從而在排氣沖程期間由活塞額外做功。剛好在進氣沖程開始之后，定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212的電子控制器90給外部螺線管閥36和內(nèi)部螺線管致動器170通電，由此將加壓發(fā)動機油供應(yīng)至從動活塞室50。從動活塞48延伸至與排氣門銷25接觸的位置，但是不能打開制動排氣門IS2，這是因為排氣門 1 被發(fā)動機排氣門彈簧18’偏壓關(guān)閉。由于排氣制動器84，在進氣沖程將近結(jié)束時，氣缸 14中的壓力低而排氣歧管20中的壓力高，導(dǎo)致在整個排氣門18上具有最大的壓力差。這個壓力差使得排氣門18從其閥座上飄起，在從動活塞48和制動排氣門1 的排氣門銷25 之間形成間隙S A，如圖2B所示。此外，當排氣門18漂浮而在CBCM 140和排氣門銷25之間形成間隙δ Α時，CBCM 140的從動活塞48進一步膨脹至其完全伸出位置，以便通過將從動活塞48從圖7所示的位置向下運動至其圖6所示的延伸位置而使得額外量的加壓液壓流體通過供應(yīng)管道60進入并且填充從動活塞室50，來閉合排氣門銷25和CBCM 140之間的這個間隙。因此，CBCM 140的長度增大。在排氣門18在進氣沖程將近結(jié)束時漂浮期間，CBCM 140的從動活塞48將繼續(xù)到機械限位位置并且發(fā)動機油將通過球止回閥62鎖定在從動活塞室50中。從動活塞48阻止漂浮的制動排氣門1 返回到其閥座。制動排氣門1 在壓縮沖程期間通過伸出的從動活塞48而保持離開其閥座一段預(yù)設(shè)的升程量。在壓縮沖程完成時，完成該循環(huán)。在開始膨脹沖程之后，定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212的電子控制器90向要切斷的外部螺線管閥36和內(nèi)部螺線管致動器170通電。從動活塞48縮回并且制動排氣門1 完全關(guān)閉，直到循環(huán)自身在剛好開始進氣沖程之后重復(fù)為止。電子定時壓縮釋放/排氣組合制動所需的電子儀器組件提供了額外的發(fā)動機延遲動力。本發(fā)明的定時壓縮釋放/排氣組合制動系統(tǒng)能夠滿足重型車輛應(yīng)用，該重型車輛應(yīng)用要求延遲動力比非定時壓縮釋放/排氣組合制動系統(tǒng)高。當發(fā)動機制動切換至將油供應(yīng)至CBCM 140時，油供應(yīng)要求外部三通螺線管閥36 通電。在進行制動操作期間，定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212可由電子控制器90控制，以切換 CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170關(guān)閉與開啟。螺線管制動致動器170將在正常排氣門關(guān)閉之后通電而在開始膨脹行程之后斷電。排氣制動器必須開啟并且產(chǎn)生足夠的排氣歧管壓力，以便使排氣門18在發(fā)動機制動速度范圍期間漂浮。為了開始排氣門排出的情況，在排氣門18關(guān)閉之后，內(nèi)部螺線管致動器170可由電子控制器90通電，以允許球止回閥64返回至其閥座。在排氣門在進氣沖程將近結(jié)束期間，排氣門漂浮將允許從動活塞48向下運動而允許從動活塞室50被填充，并且接觸機械限位件58，鎖定油且延緩制動排氣門1 返回至閥座以用于下一個排出制動循環(huán)。當內(nèi)部螺線管170斷電時，失效安全彈簧66將球構(gòu)件64提升離開其閥座，以釋放從動活塞室50中的油，使其回到油供應(yīng)中以允許排氣門18返回至其閥座。接下來，電子控制器90發(fā)出信號，以使內(nèi)部螺線管170通電并且再次開始循環(huán)。以下將詳細說明定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212的操作。定時壓縮釋放制動系統(tǒng)212要求電子控制器90定時電致動信號，以使得CBCM 140 的內(nèi)部螺線管致動器170通電和斷電。供應(yīng)油壓力由外部三通螺線管閥36供應(yīng)，以便在發(fā)動機啟動時供應(yīng)至CBCM 140的進口端口 60。在排出制動啟動和不啟動期間，一體結(jié)合的 CBCM 140的螺線管控制球止回閥62的打開和關(guān)閉。球止回閥62鎖定從動活塞室50中的油，以防止從動活塞48返回。從動活塞48通過從動活塞室50中捕集的油鎖定就位，這防止了制動排氣門1 關(guān)閉。從動活塞限位件58的位置，活塞沖程限制特征以及從動活塞間隙調(diào)節(jié)確定了制動排氣門1 在排出制動時保持離開閥座的距離大小。在定時排出制動系統(tǒng)212中，電觸發(fā)機構(gòu)使CBCM 140的內(nèi)部螺線管171、172通電和斷電，以在發(fā)動機10的膨脹沖程剛開始之后關(guān)閉排出制動器的排氣門升程，從而消除正常發(fā)動機排氣門/進氣門重疊條件中的任何增加。在進氣沖程之前關(guān)閉的排氣門18消除了在整個發(fā)動機制動期間排出制動器保持排氣門18打開的非定時排出制動系統(tǒng)112中出現(xiàn)的增加的氣門重疊條件。在非定時排出制動器上的增加的重疊條件允許排放的空氣量從排氣歧管20流入到氣缸14’中，然后流出進氣門17而進入進口歧管19。這種排氣歧管中顯著的空氣量損失抑制了獲得最大的期望排氣歧管壓力。在本發(fā)明的定時排出發(fā)動機制動系統(tǒng)212中，通過在排氣沖程期間增加的做功來增大發(fā)動機延遲動力。較高的延遲動力來自于增大的排氣歧管壓力以及通過在膨脹沖程開始時關(guān)閉排氣門18而在膨脹沖程上做的額外的負功。在定時排出制動系統(tǒng)212中，剛好在發(fā)動機開始進氣沖程之后，電氣觸發(fā)機構(gòu)對
18一體結(jié)合到CBCM 140中的內(nèi)部螺線管171、172通電。外部三通螺線管閥36在制動起作用期間連續(xù)地向CBCM 140的油供應(yīng)端口 60供應(yīng)加壓發(fā)動機油，并且內(nèi)部螺線管線圈171在電樞172中拉動，以允許球止回閥62密封從動活塞室50。供應(yīng)油壓力迫使從動活塞48抵靠排氣門銷25和制動排氣門IS20排氣門彈簧18，防止從動活塞48打開制動排氣門IS20 對于組合排氣制動操作，排氣制動器孔口的尺寸形成為使排氣門18漂浮離開閥座預(yù)定量。 排氣門漂浮出現(xiàn)在進氣沖程的下止點(BDC)附近，因為整個排氣門18上的壓力差在此時最大。在排氣門漂浮期間，因為自從動活塞48消除了氣門彈簧力，所以從動活塞48能夠完全伸出。當排氣門18漂浮回到閥座時，伸出的從動活塞48將制動排氣門1 保持離開閥座預(yù)定的排出制動開口。排出制動開口在整個壓縮沖程持續(xù)時間內(nèi)保持打開。剛好在壓縮沖程的上止點(TDC)之后，電氣觸發(fā)機構(gòu)使得制動排氣門1 關(guān)閉并且重復(fù)排出制動循環(huán)。當發(fā)動機制動模式不啟動時，外部螺線管閥36將加壓供應(yīng)油釋放回到槽35中，并且CBCM 140的內(nèi)部螺線管致動器170也不啟動，使得彈簧加載的電樞172迫使止回閥62 的球構(gòu)件64離開閥座，從而將油自從動活塞室50釋放。釋放的油將流出供應(yīng)端口 60，并且穿過外部螺線管閥36，回到油槽35中。現(xiàn)在，從動活塞48將通過排氣門彈簧18’被迫回到殼體42中的縮回位置。現(xiàn)在制動排氣門1 將被允許返回至閥座，以能夠進行正常發(fā)動機氣門運動。圖9和10示出了壓縮釋放制動系統(tǒng)的第四個示例性實施例，其總體上用附圖標記 312表示，設(shè)置成用于內(nèi)燃機10。與本發(fā)明的第一個示例性實施例相比沒有變化的部件用相同的附圖標記表示。起作用的方式與圖1-4所示的本發(fā)明的第一個示例性實施例相同的部件用相同的附圖標記加上300表示，其有時候沒有詳細說明，因為讀者容易想到兩個實施例中對應(yīng)部分之間的相似性。圖9和10的壓縮釋放制動系統(tǒng)312相對于圖1_4的壓縮釋放制動系統(tǒng)12的主要差別在于，根據(jù)本發(fā)明第四個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)312的壓縮制動控制模塊 340是氣動致動的。此外，如圖9所示，具有氣動地致動的壓縮制動控制模塊340的壓縮釋放制動系統(tǒng)312還包括壓縮空氣源334，以將來自源334的壓縮空氣通過壓縮空氣通路337 提供至CBCM 340 ο更具體地，如圖10詳細地示出，CBCM 340包括為圓柱形單件體本體342形式的中空殼體，其限定了圓柱形活塞腔體344和圓柱形致動器腔體345，活塞腔體344和致動器腔體345被內(nèi)壁(或分隔壁)346分隔開，并且通過內(nèi)壁346中的連接通道347彼此流體連通。 進一步如圖10所示，殼體42的圓柱形外周表面343至少部分地具有螺紋，以便螺紋地接收在固定到內(nèi)燃機10的氣缸蓋15 (或氣缸體14)上的支撐構(gòu)件51的內(nèi)螺紋孔中(如圖9所示)。CBCM 340還包括從動活塞348，該從動活塞348滑動地安裝在殼體342內(nèi)，以便在活塞腔體344中在伸出(最外側(cè))位置和縮回(最內(nèi)側(cè))位置之間往復(fù)運動，以使得殼體342 和從動活塞348在圓柱形活塞腔體344的最內(nèi)側(cè)部分中在活塞348的內(nèi)端面349a與殼體 342的內(nèi)壁346之間限定出可變體積的液壓從動活塞室350。從動活塞348的外端面349b 設(shè)置成在其伸出位置通過往復(fù)地安裝到排氣門橋31上的排氣門銷25接合制動排氣門182。 換言之，排氣門銷25能夠相對于排氣門橋31往復(fù)運動，以便使得制動排氣門1 能夠相對于排氣門IS1和排氣門橋31運動。從動活塞348可以在活塞腔體344內(nèi)在限定了伸出位置和縮回位置的兩個機械從
19動活塞限位件之間往復(fù)運動。優(yōu)選地，從動活塞348形成有開口 354，該開口 3M分別具有外限位表面和內(nèi)限位表面355和356，同時殼體342設(shè)置有從動活塞限位構(gòu)件358，該從動活塞限位構(gòu)件358延伸過活塞腔體344，在開口 3M的外限位表面和內(nèi)限位表面355和356 之間穿過開口 354，以機械地限制從動活塞348的向內(nèi)和向外運動。如圖10所示，外限位表面和內(nèi)限位表面355和356之間的寬度基本上大于從動活塞限位構(gòu)件358的高度，以便允許從動活塞348在活塞腔體344內(nèi)在開口 3M的外限位表面和內(nèi)限位表面355和356之間往復(fù)運動。換言之，從動活塞348可以從活塞腔體344向外延伸，直到內(nèi)限位表面356接觸限位構(gòu)件358，其限定為伸出位置。相似地，從動活塞348可以向內(nèi)縮回到活塞腔體344中， 直到外限位表面355接觸限位構(gòu)件358，其限定為從動活塞348的縮回位置。從而，限位構(gòu)件358用作沖程限制構(gòu)件。氣動地致動的CBCM 340還包括形成在殼體的本體342內(nèi)的供應(yīng)(或進口)管道 (端口)360和傾倒管道(端口)361，以將來自加壓液壓流體源34的加壓液壓流體通過連接通道347提供至液壓從動活塞室350，以便當從動活塞348和制動排氣門1 的排氣門銷 25之間存在間隙δ A時使從動活塞348延伸至其伸出位置。優(yōu)選地，發(fā)動機潤滑油用作存儲在液壓流體槽35中的工作液壓流體。應(yīng)當理解，任何其它合適的加壓液壓流體源和任何其它合適類型的流體將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從而，對于內(nèi)燃機10的壓縮制動致動模式， 壓縮釋放制動系統(tǒng)312的氣動地致動的CBCM 340保持排氣門1 以預(yù)先的設(shè)定離開排氣門閥座。氣動地致動的CBCM 340還包括位于殼體342的致動器腔體345內(nèi)的氣動壓縮制動致動器370，該氣動壓縮制動致動器370設(shè)置成選擇性地，當不啟動時接合止回閥362的球構(gòu)件364以解鎖液壓從動活塞室350并且使從動活塞室350流體地連接至加壓液壓流體源34，以及當啟動時從止回閥362的球構(gòu)件364上脫開以鎖定從動活塞室350并且將從動活塞室350與加壓液壓流體源34流體地斷開。此外，如圖9所示，具有氣動地致動的壓縮制動控制模塊340的壓縮釋放制動系統(tǒng)312還包括壓縮空氣源334，以將來自源334的壓縮空氣通過壓縮空氣通路337提供至CBCM 340的氣動致動器370，外部壓縮制動控制閥336設(shè)置成通過通路337將壓縮空氣源334選擇性地流體地連接至氣動地致動的CBCM 340。換言之，壓縮制動控制閥336設(shè)置成將來自源334的壓縮空氣選擇性地供應(yīng)至氣動地致動的CBCM 340，以便在當壓縮空氣供應(yīng)至CBCM 340的啟動條件與當壓縮空氣不供應(yīng)至 CBCM 340的不啟動(降壓)條件之間切換CBCM 340。優(yōu)選地，壓縮制動控制閥336是由電磁體(螺線管)336’啟動的外部螺線管閥，在壓縮制動致動模式期間將壓縮空氣供應(yīng)至 CBCM 340。為了使壓縮釋放制動系統(tǒng)312不啟動，將加壓空氣從CBCM 340中排出。在氣動系統(tǒng)中，發(fā)動機油供應(yīng)連續(xù)地連接至CBCM 340的進口端口 360。氣動地致動的系統(tǒng)不需要外部三通液壓螺線管閥。CBCM致動器370包括滑閥372，該滑閥372滑動地安裝在殼體342內(nèi)，以在致動器腔體345內(nèi)在伸出位置和縮回位置之間往復(fù)運動?；y372設(shè)有管道372’，該管道372’將滑閥372的環(huán)形槽375與內(nèi)壁346中的連接通道347流體地連接?；y372的外端面37 設(shè)置成在其縮回位置中接合端蓋(或限位構(gòu)件)376。如圖10所示，端蓋376不能軸向運動地固定到殼體342上，以便與殼體342的頂端部34 軸向向內(nèi)間隔開。氣動壓縮制動致動器370還包括壓縮彈簧378，該壓縮彈簧378作用在滑閥372與端蓋376之間，以朝向其伸出位置偏壓滑閥372?；y372適于在殼體342的內(nèi)壁346與端蓋376之間往復(fù)運動。如圖10所示，滑閥372 —體地形成有突起373，該突起373在內(nèi)壁346中朝向止回閥362的閥構(gòu)件364延伸到連接通道347中。氣動壓縮制動致動器370還包括致動器活塞377，該致動器活塞377滑動地安裝在殼體342內(nèi)，以在致動器腔體345內(nèi)在伸出位置和縮回位置之間往復(fù)運動，從而在端蓋376 和致動器活塞377之間形成氣動致動器室380。致動器活塞377密封地接合致動器腔體345 的內(nèi)壁。氣動地致動的CBCM 340還包括形成在本體342內(nèi)的空氣進口端口 371，以通過壓縮空氣通路337將來自源334的壓縮空氣提供至氣動致動器室380，使得致動器活塞377延伸至其伸出位置。致動器活塞377頂面受到大氣壓。致動器活塞377通過連接軸379不可動地(即，一體地)連接至滑閥372，以形成氣動壓縮制動致動器370的致動器元件390(如圖10所示)。連接軸379滑動地延伸通過端蓋376，以使得滑閥372和致動器活塞377位于端蓋376的相對兩側(cè)上。換言之，往復(fù)運動的致動器元件390滑動地安裝在殼體342內(nèi)， 以便在致動器腔體；345內(nèi)在伸出位置(僅僅通過壓縮彈簧378的偏壓力)和縮回位置(通過壓縮空氣使致動器活塞377從殼體342向外運動的氣動壓力)之間往復(fù)運動，以使得殼體342和致動器元件390在圓柱形致動器腔體345的最內(nèi)側(cè)部分中在致動器元件390的內(nèi)端面(或底面)390B(由滑閥372的內(nèi)端面限定)和殼體342的內(nèi)壁346之間限定出可變體積致動器室374。致動器元件390受到大氣壓，以使得致動器元件390的外端面(或頂面)390τ(由致動器活塞377的外端面限定)暴露于大氣壓。以下將詳細說明壓縮釋放制動系統(tǒng)312的操作。壓縮空氣被供應(yīng)至空氣進口端口 371，以迫使致動器活塞377向上運行，直到滑閥 372的外端面372b接觸限位構(gòu)件376。滑閥的運動打開發(fā)動機油供應(yīng)端口 360并且關(guān)閉油傾倒端口 361。此外，向上的滑閥運動允許球止回閥364關(guān)閉并由此密封從動活塞室350。 油供應(yīng)壓力流過球止回閥362并且進入從動活塞室350。當排氣門18在正常排氣門升程期間離開閥座時，油壓力供應(yīng)作用在從動活塞348上的壓力使從動活塞348向下運動，直到從動活塞348接觸從動活塞限位件358。彈簧加載的止回球364將油鎖定在從動活塞348之上，以防止從動活塞348返回。現(xiàn)在，從動活塞348通過在從動活塞室350中捕集的油鎖定就位，這防止了排氣門18返回至閥座。從動活塞限位件358的位置決定了排氣門18在發(fā)動機制動模式期間保持離開閥座的距離大小。當發(fā)動機制動模式不啟動時，壓縮空氣從氣動致動器室380釋放，以允許滑閥 372(或致動器元件390)僅僅通過壓縮彈簧378的偏壓力而被迫向下(或向內(nèi))，并且打開止回閥362。這允許從動活塞348通過壓縮彈簧351向上運動，直到從動活塞348的外限位表面355接觸從動活塞限位件358。換言之，壓縮彈簧351朝向其縮回位置偏壓從動活塞 348?；y372(或致動器元件390)的運動關(guān)閉了油供應(yīng)端口 360，打開傾倒端口 361并且迫使球止回閥364離開其閥座，由此將油自從動活塞室350釋放。釋放的油流出從動活塞室350，并且穿過連接通道347和傾倒端口 361而回到油槽35中。從動活塞348通過排氣門彈簧18’和壓縮彈簧351被迫回到殼體342中的坐靠位置。排氣門18返回至閥座，以允許進行正常發(fā)動機氣門操作。圖11-13示出了壓縮釋放制動系統(tǒng)(或?qū)ｉT的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng))的第五個示例性實施例，總體上用附圖標記412表示，設(shè)置成用于內(nèi)燃機410。與本發(fā)明的第一個示例
21性實施例相比沒有變化的部件用相同的附圖標記表示。起作用的方式與圖1-4所示的本發(fā)明的第一個示例性實施例相同的部件用相同的附圖標記加上400表示，其有時候沒有詳細說明，因為讀者容易想到兩個實施例中對應(yīng)部分之間的相似性。 除了分別具有常規(guī)的進氣和排氣搖桿組件422和424之外，根據(jù)本發(fā)明第五個示例性實施例的壓縮釋放制動系統(tǒng)412還包括增加到各個發(fā)動機氣缸上的專門的制動搖桿組件420。除了常規(guī)的進氣和排氣凸輪構(gòu)件之外，專門的制動搖桿組件420還包括增加到各個發(fā)動機氣缸上的專門的壓縮釋放凸輪構(gòu)件425(如圖13所示)。因此，除了分別具有常規(guī)的進氣和排氣搖臂428和432之外，專門的制動搖桿組件420還包括專門的制動搖臂429。 優(yōu)選地，內(nèi)燃機410為四沖程柴油發(fā)動機。專門的壓縮釋放制動系統(tǒng)412采用獨立式壓縮制動控制模塊(CBCM)來去除氣門機件的氣門間隙，以啟動發(fā)動機制動器，從而以隨壓縮沖程的TDC附近可允許的最大升程出現(xiàn)的較快速率打開單個排氣門或兩個排氣門。這將在膨脹沖程開始期間獲得高的峰值氣缸壓力和快速的氣缸擾動，并且使柴油發(fā)動機410獲得高度的發(fā)動機制動延遲動力。根據(jù)本發(fā)明第五個示例性實施例的獨立式壓縮制動控制模塊(CBCM)可以是根據(jù)本發(fā)明第一個示例性實施例的圖3和4的液壓地致動的CBCM 40(如圖11-13所示)，根據(jù)本發(fā)明第三個示例性實施例的圖6和7的電氣致動的CBCM 140，或者根據(jù)本發(fā)明第四個示例性實施例的圖10的氣動地致動的CBCM 340。如圖11-13所示，CBCM 40安裝至制動搖臂 429的一端，以使得CBCM 40設(shè)置在內(nèi)排氣門IS2附近，以將專門的制動搖桿組件420與內(nèi)排氣門182操作地聯(lián)接。然而，應(yīng)當理解，CBCM 40放置在排氣門機件中的任何位置處都是有效的。流體通道(油管道)437設(shè)置在制動搖臂429內(nèi)，以提供CBCM 40與加壓液壓流體源34之間的流體連通。為了啟動壓縮釋放制動系統(tǒng)412，發(fā)動機油設(shè)置成穿過搖桿基座433供應(yīng)至發(fā)動機制動螺線管閥36。當發(fā)動機制動啟動時，螺線管閥36允許加壓油通過搖桿軸431中的專門的制動油孔435流過搖桿基座433中的排出通路，然后進入在制動搖臂429中形成的油管道437，最后進入制動排氣門IS2上的CBCM 40，如圖13所示。進入CBCM 40的液壓流體的壓力和流動迫使從動活塞48向下運動，以去除制動搖桿組件420中的所有間隙并且將油鎖定在從動活塞室50中而啟動制動氣門運動。為了關(guān)閉發(fā)動機制動，切斷供電，以排出供應(yīng)壓力油并且允許致動器活塞彈簧78使得致動器活塞72向下運動而推動止回球64離開其閥座。這允許油自從動活塞室50通過制動搖臂429、搖桿軸431和發(fā)動機制動螺線管閥 36的傾倒端口回流至油槽35。CBCM 40的從動活塞48通過排氣門上向沖程而被迫在其孔中向上運動。此外，內(nèi)排氣門IS2優(yōu)選地降低專門的凸輪負荷。如果排氣門18打開或者外排氣門IS1打開，那么凸輪和氣門機件負荷將會較大。較高的氣門機件負荷導(dǎo)致發(fā)動機耐久性問題。以下將詳細說明壓縮釋放制動系統(tǒng)412的操作。對于專門的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng)412，制動凸輪軸構(gòu)件425被增加到各個氣缸，以提供升程特性來打開壓縮釋放制動排氣門182。不變的升程排出制動系統(tǒng)與專門的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng)之間的差別在于，專門的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng)具有可變排氣門升程特性，其在壓縮沖程期間不會釋放任何壓縮空氣，直到接近壓縮沖程的TDC。因為排氣門壓縮沖程期間持續(xù)打開，所以排出制動系統(tǒng)允許氣缸壓縮空氣通過稍微打開的氣門開口逸出。因為專門的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng)不會排出任何氣缸空氣量，直到接近壓縮沖程的TDC，所以在壓縮期間利用專門的凸輪發(fā)動機制動系統(tǒng)空氣做更多的功。在膨脹沖程開始時，與專門的凸輪制動升程相比，排出升程較小，所以專門的凸輪制動系統(tǒng)在膨脹沖程期間的氣缸擾動較大。得到的結(jié)果是，在排出沖程期間獲得比專門的凸輪壓縮沖程少的功，并且因此專門的凸輪延遲動力更大。油供應(yīng)至專門的凸輪制動系統(tǒng)的路線可以是從發(fā)動機油泵34至搖桿基座433，至安裝在搖桿基座433中的外部發(fā)動機制動螺線管閥36。在螺線管閥36的下游，發(fā)動機制動油供應(yīng)的路線可以是通過搖桿軸431 中的制動孔435至制動搖臂429，以供應(yīng)CBCM 40的油進口端口。CBCM 40可以布置在位于內(nèi)排氣門(或制動排氣門)182之上的制動搖臂429中。如圖11-13所示的橋接兩個排氣門18的排氣門橋31結(jié)合有排氣門銷25，該排氣門銷25允許從動活塞48壓靠制動排氣門 182，以打開制動排氣門IS2 (兩個排氣門18中的一個)。當發(fā)動機制動螺線管閥36啟動時，加壓油流入CBCM 40并且從動活塞48延伸至限位件。球止回閥62允許阻止從動活塞室50中的油，以將伸出的從動活塞48鎖定在伸出位置。伸出的從動活塞48去除所有的或幾乎所有的氣門機件間隙，以啟動專門的制動凸輪 425。專門的凸輪425迫使伸出的從動活塞48在壓縮TDC附近接觸排氣門橋銷25。然后， 其繼續(xù)以在壓縮TDC附近上升至最大制動升程的較快速率打開制動排氣門182，并且在膨脹沖程開始期間在緊接著壓縮TDC之后關(guān)閉制動排氣門182。發(fā)動機制動的專門的凸輪構(gòu)件 425的輪廓設(shè)置成使得發(fā)動機制動延遲性能最佳，并且滿足EOEM氣門機件和其它發(fā)動機設(shè)計規(guī)范。因此，本發(fā)明提供一種新型的用于內(nèi)燃機的壓縮釋放制動系統(tǒng)，包括獨立式壓縮制動控制模塊，其為一體結(jié)合到內(nèi)燃機的氣門機件中的能液壓地膨脹的連接裝置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比提供以下設(shè)計優(yōu)點小而緊湊的設(shè)計-配合在閥蓋下，不會對已有的燃料噴射或氣門機件部分做大的改動，并且使得閥蓋高度的增加最小化；單獨的氣缸應(yīng)用-獨特的設(shè)計提供設(shè)計靈活性，以將CBCM安裝在每個氣缸具有單個閥蓋發(fā)動機構(gòu)造上；最小的流體相容-止回閥將加壓液壓流體鎖定在從動活塞室中提供路使用最小流體體積的設(shè)計，由此降低了捕集的液壓流體的相容性，形成較剛性的系統(tǒng)，以發(fā)動機制動模式中較高的發(fā)動機負荷維持相當恒定的排氣門升程；通用的設(shè)計-可以以相同的結(jié)合硬件設(shè)計的CBCM兼容大多數(shù)發(fā)動機構(gòu)造，除了將 CBCM安裝到搖臂上方或氣缸蓋之外。較低的工程成本-因為通用的CBCM設(shè)計，所以能夠以較低的工程設(shè)計、原型制造和確認測試來實現(xiàn)不同的發(fā)動機應(yīng)用；減少的開發(fā)時間-新的發(fā)動機應(yīng)用將不需要設(shè)計完整的發(fā)動機制動硬件，而僅僅需要改動特定的在發(fā)動機氣缸蓋和/或氣門機件上的安裝位置；降低的部件成本-通用設(shè)計CBCM部件的標準化增加了類似零件的體積，從而能夠降低制造和購買成本；液壓的CBCM-從動活塞具有密封件，該密封件消除了活塞對孔的泄漏，并且當 CBCM關(guān)閉時將從動活塞保持在上部位置或關(guān)閉位置中；以及
部件靈活性_發(fā)動機制造商或發(fā)動機制動器制造商可以供應(yīng)支架來將CBCM安裝到發(fā)動機之上。這允許發(fā)動機制造能夠有低成本的選擇。除了 CBCM之外的其它部件具有同樣的選擇。根據(jù)專利法的規(guī)定，為了說明的目的，已經(jīng)進行了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的前述說明。其不是排他性的，也不是將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。在上述教導(dǎo)下能夠進行各種明顯的修改或變化。上文所公開的實施例是為了最好地說明本發(fā)明的原理以及其實際應(yīng)用，由此使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠以各種實施方式最好地利用本發(fā)明，各種修改適合于預(yù)期的具體用途，只要滿足本文所述的原理。從而，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠?qū)ι鲜霭l(fā)明進行改動。本發(fā)明的范圍將由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種壓縮釋放制動系統(tǒng)，其用于在壓縮釋放發(fā)動機制動操作期間操作內(nèi)燃機的至少一個排氣門，所述系統(tǒng)包括排氣搖桿組件，其用于操作所述至少一個排氣門，所述排氣搖桿組件包括由排氣凸輪構(gòu)件驅(qū)動的排氣搖臂；獨立式壓縮制動控制模塊，其操作地聯(lián)接至所述至少一個排氣門，以控制所述至少一個排氣門的升程和相位角；以及加壓液壓流體源，其與所述壓縮制動控制模塊流體連通；所述壓縮制動控制模塊被設(shè)置成當所述發(fā)動機執(zhí)行壓縮釋放發(fā)動機制動操作時在發(fā)動機的壓縮沖程期間保持所述至少一個排氣門打開； 所述壓縮制動控制模塊包括殼體，其包括單件體本體，所述單件體本體限定了被分隔壁分隔開且通過所述分隔壁中的連接通道彼此流體連通的活塞腔體和致動器腔體；從動活塞，其滑動地安裝在所述活塞腔體內(nèi)，以便在所述活塞腔體內(nèi)在伸出位置和縮回位置之間往復(fù)運動，所述從動活塞設(shè)置成在其所述伸出位置接合所述至少一個排氣門；所述殼體和所述從動活塞在所述活塞腔體內(nèi)在所述分隔壁和所述從動活塞之間限定了可變體積液壓從動活塞室；供應(yīng)管道，其形成在所述殼體的所述本體內(nèi)，以將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體提供至所述液壓從動活塞室，從而當所述從動活塞和所述至少一個排氣門之間具有間隙時使所述從動活塞延伸至其所述伸出位置；止回閥，其設(shè)置在所述供應(yīng)管道和所述液壓從動活塞室之間，以便在所述液壓從動活塞室內(nèi)的液壓流體的壓力超過來自所述加壓液壓流體源的液壓流體的壓力時通過關(guān)閉所述分隔壁中的所述連接通道來液壓地鎖定所述液壓從動活塞室；以及壓縮制動致動器，其設(shè)置在所述致動器腔體中；所述壓縮制動致動器包括致動器元件和壓縮彈簧，所述致動器元件滑動地安裝在所述致動器腔體內(nèi)，以便在不啟動時的伸出位置和啟動時的縮回位置之間往復(fù)運動，所述壓縮彈簧朝向其所述伸出位置偏壓所述致動器元件；所述致動器元件選擇性地在不啟動時僅僅通過所述壓縮彈簧的偏壓力接合且打開所述止回閥以解鎖所述液壓從動活塞室并且將所述液壓從動活塞室流體地連接至所述加壓液壓流體源，以及在啟動時從所述止回閥上脫開以鎖定所述液壓從動活塞室并且使所述液壓從動活塞室與所述加壓液壓流體源流體斷開，所述致動器元件被暴露于大氣壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述致動器元件具有暴露于所述液壓流體的底面和暴露于大氣壓的頂面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制模塊與所述排氣搖桿組件隔開，使得所述排氣搖桿組件能夠相對于所述壓縮制動控制模塊運動；并且其中，所述壓縮制動控制模塊的所述單件體本體不可動地固定到所述發(fā)動機的氣缸蓋和氣缸體中的一個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制模塊的所述單件體本體具有圓柱形外周表面，所述圓柱形外周表面至少部分地具有螺紋，以便通過螺紋安裝到所述發(fā)動機上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制模塊的所述單件體本體的所述致動器腔體利用設(shè)置有排出端口的端蓋閉合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述致動器元件具有暴露于所述液壓流體的底面和暴露于大氣壓的頂面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述致動器元件在所述致動器腔體的最內(nèi)側(cè)部分中在其所述底面與所述殼體的所述分隔壁之間限定出可變體積致動器室， 并且所述致動器元件在所述致動器腔體的最內(nèi)側(cè)部分中在所述致動器元件的所述頂面與所述端蓋之間限定出排放室；所述壓縮彈簧設(shè)置在所述排放室中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括壓縮制動控制閥，所述壓縮制動控制閥設(shè)置在所述壓縮制動控制模塊外側(cè)，以將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體選擇性地供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊，從而在當加壓液壓流體供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時的加壓條件與當加壓液壓流體沒有供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時的降壓條件之間切換所述壓縮制動控制模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制閥是由螺線管啟動的外部三通螺線管閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括電子控制器，所述電子控制器操作地連接到所述壓縮制動控制閥，以根據(jù)發(fā)動機的操作參數(shù)選擇性地打開所述壓縮制動控制閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括表示發(fā)動機的操作參數(shù)的多個傳感器，所述傳感器操作地連接到所述電子控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，當所述壓縮制動控制閥打開以將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時所述壓縮制動致動器啟動，并且所述壓縮制動控制模塊處于所述加壓條件，從而加壓液壓流體使得所述致動器元件運動至所述伸出位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，當所述壓縮制動控制閥關(guān)閉以防止將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時所述壓縮制動致動器不啟動，并且所述壓縮制動控制模塊處于所述降壓條件，從而所述致動器元件僅僅通過所述壓縮彈簧的偏壓力而運動至所述縮回位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動致動器包括螺線管和排放室，所述螺線管包括螺線管線圈和所述致動器元件，所述螺線管線圈固定到所述殼體的所述致動器腔體的內(nèi)周表面上，所述致動器元件為電樞的形式，所述電樞滑動地安裝在所述螺線管線圈內(nèi)以在所述螺線管線圈內(nèi)在所述伸出位置和所述縮回位置之間往復(fù)運動，從而所述殼體和所述電樞在所述圓柱形致動器腔體的最內(nèi)側(cè)部分中在所述電樞的所述底面與所述殼體的所述分隔壁之間限定出可變體積致動器室，所述排放室位于所述致動器腔體的最內(nèi)側(cè)部分中，處于所述電樞的所述頂面與所述端蓋之間；所述壓縮彈簧設(shè)置在所述排放室中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述電樞設(shè)置有流體管道，所述致動器室通過所述流體管道與所述排放室流體地連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括電子控制器，所述電子控制器操作地連接到所述螺線管，以根據(jù)發(fā)動機的操作參數(shù)選擇性地操作所述壓縮制動致動ο
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括壓縮制動控制閥，所述壓縮制動控制閥設(shè)置在所述壓縮制動控制模塊外側(cè)，以將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體選擇性地供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊，從而在當加壓液壓流體供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時的加壓條件與當加壓液壓流體沒有供應(yīng)至所述壓縮制動控制模塊時的降壓條件之間切換所述壓縮制動控制模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制閥是由螺線管啟動的外部三通螺線管閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述電子控制器操作地連接到所述壓縮制動控制閥，以根據(jù)發(fā)動機的操作參數(shù)選擇性地打開所述壓縮制動控制閥。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述殼體包括從動活塞限位構(gòu)件并且所述從動活塞包括軸向地相對的外限位表面和內(nèi)限位表面，從而在所述從動活塞的所述伸出位置，所述從動活塞的所述內(nèi)限位表面接觸所述從動活塞限位構(gòu)件，在所述從動活塞的所述縮回位置，所述從動活塞的所述外限位表面接觸所述從動活塞限位構(gòu)件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述從動活塞形成有環(huán)形活塞槽，所述環(huán)形活塞槽具有所述軸向地相對的外限位表面和內(nèi)限位表面，并且其中，所述從動活塞限位構(gòu)件為卡扣環(huán)的形式，坐靠在形成于所述殼體的下內(nèi)部部分中的配合槽中，以在所述活塞槽的所述外限位表面和所述內(nèi)限位表面之間延伸到所述活塞槽中，從而機械地限制所述從動活塞的向內(nèi)和向外運動。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述從動活塞設(shè)置有彈性體密封件，以消除所述從動活塞的所述伸出位置中的活塞對孔的泄漏。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制模塊的所述單件體本體的所述致動器腔體用端蓋關(guān)閉，所述端蓋不能軸向運動地固定到所述殼體上，以便與所述殼體的頂端部軸向向內(nèi)間隔開；其中，致動器元件包括滑閥和致動器活塞，所述滑閥和所述致動器活塞被連接軸一體地連接而形成所述致動器元件，所述連接軸滑動地延伸通過所述端蓋，從而所述滑閥和所述致動器活塞位于所述端蓋的相對兩側(cè)上；其中，所述殼體和所述致動器元件在所述圓柱形致動器腔體的最內(nèi)側(cè)部分中在由所述滑閥的內(nèi)端面限定的所述致動器元件的底面與所述殼體的所述分隔壁之間限定出可變體積致動器室；以及其中，由所述致動器活塞的外端面限定的所述致動器元件的頂面暴露于大氣壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動致動器還包括形成在所述端蓋和所述致動器活塞之間的氣動致動器室。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括壓縮空氣源和空氣進口端口，所述壓縮空氣源與所述壓縮制動控制模塊流體連通，所述空氣進口端口形成在所述本體內(nèi)，以將來自所述壓縮空氣源的壓縮空氣提供至所述氣動致動器室。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動致動器還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧作用在所述滑閥和所述端蓋之間，以將所述致動器元件朝向其所述伸出位置偏壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述殼體包括從動活塞限位構(gòu)件并且所述從動活塞包括軸向地相對的外限位表面和內(nèi)限位表面，從而在所述從動活塞的所述伸出位置，所述從動活塞的所述內(nèi)限位表面接觸所述從動活塞限位構(gòu)件，在所述從動活塞的所述縮回位置，所述從動活塞的所述外限位表面接觸所述從動活塞限位構(gòu)件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧將所述從動活塞朝向其所述縮回位置偏壓。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括在壓縮釋放發(fā)動機制動操作期間操作所述至少一個排氣門的專門的制動搖桿組件；所述專門的制動搖桿組件包括由專門的壓縮釋放凸輪構(gòu)件驅(qū)動的專門的制動搖臂；其中，所述壓縮制動控制模塊的所述單件體本體安裝到所述專門的制動搖臂的與所述至少一個排氣門相鄰的一端上，以將所述專門的制動搖桿組件與所述至少一個排氣門操作地聯(lián)接。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述專門的制動搖桿組件還包括流體通道，所述流體通道將來自所述加壓液壓流體源的加壓液壓流體提供至所述液壓從動活塞室。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述壓縮制動控制模塊的所述壓縮制動致動器是液壓致動器、電氣致動器和氣動致動器中的一個。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機具有排氣制動器，所述排氣制動器設(shè)置成產(chǎn)生排氣背壓，所述排氣背壓足以在發(fā)動機制動操作期間在發(fā)動機的進氣沖程的下止點附近使得所述至少一個排氣門打開。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述排氣制動器包括由排氣制動器致動器操作的蝶形閥。
34.根據(jù)權(quán)利要求34所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述排氣制動器包括可變限制性渦輪增壓器。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其還包括排氣制動器電子控制器，所述排氣制動器電子控制器操作地連接到所述排氣控制閥，以根據(jù)發(fā)動機的操作要求選擇性地打開所述排氣控制閥，并且所述排氣制動器電子控制器操作地連接到所述排氣制動器， 以在所述可變氣門致動系統(tǒng)的制動操作期間調(diào)節(jié)所述排氣制動器，以使得排氣壓力足以使得所述至少一個排氣門打開。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的壓縮釋放制動系統(tǒng)，其中，所述排氣制動器產(chǎn)生排氣背壓， 當所述壓縮制動控制模塊在發(fā)動機制動操作期間處于所述加壓條件時，所述排氣背壓足以使得所述至少一個排氣門在發(fā)動機的進氣沖程的下止點之前打開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮釋放制動系統(tǒng)(12)，其用于在發(fā)動機制動操作期間操作發(fā)動機的排氣門(18)。壓縮釋放制動系統(tǒng)包括獨立式壓縮制動控制模塊(CBCM)(40)，其操作地聯(lián)接至排氣門，以控制排氣門的升程和相位角；以及加壓液壓流體源(34)。CBCM包括殼體(42)，其限定了活塞腔體和致動器腔體(44、45)；從動活塞(48)，其安裝在活塞腔體內(nèi)；止回閥(62)，其設(shè)置在供應(yīng)管道(60)和從動活塞室(50)之間；以及壓縮制動致動器(70)，其設(shè)置在致動器腔體中。壓縮制動致動器包括致動器元件(72)和偏壓彈簧(78)。致動器元件在不啟動時接合止回閥以解鎖從動活塞室，在啟動時從止回閥上脫開以鎖定從動活塞室。致動器元件被暴露于大氣壓。
文檔編號F01L13/06GK102165149SQ200980137531
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者R·普賴斯, V·梅尼利 申請人:Pac制動公司