以用于4-沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的解壓縮行為為基礎(chǔ)的用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以用于4-沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的解壓縮行為為基礎(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于4-沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)是眾所周知的。
[0003]制動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)構(gòu)思是基于壓縮-解壓縮行為。實(shí)際上，在壓縮階段期間，抑制燃料噴射并且對(duì)新鮮空氣進(jìn)行壓縮。當(dāng)活塞達(dá)到上死點(diǎn)(TDC)時(shí)，排氣閥門打開，以在壓縮空氣(充當(dāng)為彈簧)將在壓縮階段期間接收的能量返回給活塞之前釋放壓縮空氣。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮能量作為制動(dòng)力被耗散了。
[0004]多個(gè)為了使發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的系統(tǒng)是已知的。此外，因?yàn)榕c凸輪的曲線(profile，輪廓)相關(guān)的高度復(fù)雜性，它們中的一些不會(huì)得到應(yīng)用。
[0005]通常，對(duì)于一個(gè)完整的循環(huán)，僅執(zhí)行一次制動(dòng)狀態(tài)。在4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，完整周期是指當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)完兩整圈，即720度的時(shí)候。
[0006]對(duì)于一個(gè)完整的周期，兩次壓縮-解壓縮行為的策略使發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效率加倍是已知的。在這種情況下，該制動(dòng)策略對(duì)2-沖程類似的發(fā)動(dòng)機(jī)是有效的。由于與基于4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪曲線相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性，所以這種策略目前未被使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于容易地實(shí)現(xiàn)的2-沖程制動(dòng)策略的系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明使得能夠以簡單且有效的方式實(shí)現(xiàn)類似的2-沖程-發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。
[0009]設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)入口曲線相結(jié)合的特殊排氣升程曲線以在4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)類似的2-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。
[0010]在本文中，“標(biāo)準(zhǔn)”意味著控制進(jìn)氣閥門的凸輪曲線相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的“發(fā)動(dòng)”模式是完全不變的。此外，標(biāo)準(zhǔn)的概念還意味著本發(fā)明與閥門保持微開的稱為排氣類型(bleedertype)的那些特殊應(yīng)用無關(guān)。與此相反，本發(fā)明是針對(duì)傳統(tǒng)方案的改進(jìn)，其中閥門在關(guān)閉的時(shí)候是完全關(guān)閉的。
[0011]因此，由于本發(fā)明，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈都會(huì)執(zhí)行壓縮-解壓縮行為(compress1n-decompress1n event)。特別是，在每個(gè)TDC處執(zhí)行解壓縮行為。
[0012]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，通過執(zhí)行凸輪移位方法來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)策略，諸如2010年舍弗勒研討會(huì)(Schaeffler Symposium)中諾貝特?尼茨(Norbert Nitz)、哈拉爾德?埃爾德特(Harald Elendt)、阿恩特?萊曼(Arndt Ihlemann)、安德烈亞斯.內(nèi)德爾(AndreasNendel)的 “INA 凸輪移位法(INA cam shifting method)”。
[0013]INA凸輪移位方法是以具有至少兩個(gè)凸輪曲線的套筒為基礎(chǔ)的。套筒能夠在基軸上軸向滑動(dòng)，同時(shí)它被強(qiáng)制與基軸一起旋轉(zhuǎn)。
[0014]套筒上的控制槽與一偏心銷協(xié)作來控制套筒的軸向滑動(dòng)，該偏心銷由旋轉(zhuǎn)心軸支撐，該旋轉(zhuǎn)心軸切向地接觸控制槽。
[0015]本發(fā)明的方法包括在排氣套筒的鄰接部分上設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)排氣凸輪曲線的步驟，以及使得套筒在基軸上軸向地移位的步驟，以便于使排氣凸輪曲線能夠執(zhí)行制動(dòng)過程的兩個(gè)解壓縮行為。
[0016]根據(jù)上述論文，“鄰接部分”的概念是清楚的:多個(gè)凸輪曲線環(huán)狀地限定在套筒的相鄰且連續(xù)的部分上并沿著套筒的縱向延展方向。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，通過具有不同曲線的三維凸輪自身在基軸上的軸向移位來執(zhí)行2-沖程制動(dòng)過程。在EP0208663中示出了這種立體凸輪的實(shí)例。
[0018]此外，本發(fā)明的一部分是在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程中使用軸向移位凸輪曲線的方法。
[0019]優(yōu)選地，實(shí)施這種方法是為了在重型和商用車輛中執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)操作。
[0020]這些和其他的目的通過所附的權(quán)利要求來實(shí)現(xiàn)，這些權(quán)利要求構(gòu)成本說明書的組成部分。
【附圖說明】
[0021]參考附圖閱讀下面僅以示例性說明而并非限定性實(shí)例的方式給出的的詳細(xì)描述，將能夠全面清楚理解本發(fā)明，其中:
[0022]-圖1示出了4-沖程內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行狀況的四個(gè)階段與根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)狀況之間的比較；
[0023]-圖2示出了基于凸輪角度的圖1的相同狀況之間的比較。該圖示出了標(biāo)準(zhǔn)排氣曲線和實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的2-沖程制動(dòng)操作所需排氣升程的示例。
[0024]圖中相同的附圖標(biāo)記和字母表示相同或功能上等同的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0025]根據(jù)本發(fā)明，制動(dòng)操作期間，通過至少一個(gè)根據(jù)凸輪移位方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換(即通過在基軸上軸向地移位套筒，以便于能夠形成不同的凸輪曲線)的排氣凸輪曲線實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)閥門的控制。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于每個(gè)完整的循環(huán)，即對(duì)于曲軸的每個(gè)720度，通過相同的排氣凸輪曲線提供兩次解壓縮行為，而一個(gè)或多個(gè)排氣閥門在其余時(shí)間里保持完全關(guān)閉，唯一例外的是，通過該一個(gè)或多個(gè)排氣閥門執(zhí)行額外的吸氣階段B-1II，如下面所公開的。
[0027]為了清楚理解本發(fā)明，在制動(dòng)過程期間，第一壓縮階段與標(biāo)準(zhǔn)壓縮階段重合，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，即使在制動(dòng)過程期間，發(fā)動(dòng)機(jī)被牽制(drag)并且阻止噴射器噴射燃料。
[0028]第一解壓縮行為B-1I’大約發(fā)生在TDC處。優(yōu)選的是，在活塞到達(dá)TDC之前排氣閥門稍微打開，以釋放壓力。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，在第一壓縮行為B-1I’之后，排氣閥門保持打開，(這與標(biāo)準(zhǔn)(發(fā)動(dòng))閥門行為是相反的)，以便于允許同一活塞從排氣管吸入空氣B-1II。
[0030]在活塞的第二升程階段，即4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的第四個(gè)階段F-1V(發(fā)動(dòng)機(jī)已發(fā)動(dòng))，排氣閥門是打開的以便于逐出廢氣。與此相反，根據(jù)本發(fā)明，在制動(dòng)操作階段的第二升程階段，排氣閥門保持關(guān)閉以便于進(jìn)行第二壓縮階段，第二壓縮階段接下來是第二解壓縮行為。
[0031]正如上面闡明的，“關(guān)閉”是指“完全關(guān)閉”，而不是像排氣方案中那樣部分地關(guān)閉。
[0032]清楚的是，進(jìn)氣閥門的進(jìn)氣凸輪升程曲線相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)(即發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)狀態(tài)的循環(huán))是完全不變的。
[0033]相反，根據(jù)本發(fā)明，所述一個(gè)或多個(gè)排氣閥門在活塞的第二下降階段(即4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的第三階段B-1II)保持打開，并且在第二升程階段B-1V期間(4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的第四階段)保持關(guān)閉，這與以F-1V示出的排氣標(biāo)準(zhǔn)行為(其中所述排氣閥門是打開的以用于排出廢氣)相反。
[0034]換句話說，第一吸氣階段通過進(jìn)氣閥門實(shí)現(xiàn)，因此，進(jìn)氣凸輪升程曲線不變，而第二吸氣階段通過排氣閥門實(shí)現(xiàn)，因此僅有排氣凸輪升程曲線改變。
[0035]圖1示出了處于發(fā)動(dòng)狀態(tài)下的4-沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)階段F-1至F-1V (圖的左側(cè))與根據(jù)本發(fā)明的從B-1至B-1V的制動(dòng)過程(圖的右側(cè))之間的比較。
[0036]F-1和B-1:活塞的第一次降低，用于從入口側(cè)吸入新鮮空氣。這一階段對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)條件/制動(dòng)條件(也就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)和當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)模式時(shí))均是相同的；
[0037]F-1I和B-11:活塞的第一次升程；在制動(dòng)過程期間，抑制燃料噴射并且第二階段B-1I包括解壓縮行為B-1I’ ；
[0038]F-1II和B-1I1:活塞的第二次下降:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣閥門和排氣閥門均是關(guān)閉的；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)模式時(shí)，排氣閥門是打開的，以便于執(zhí)行第二次空氣吸入，但是從排氣側(cè)吸入；
[0039]F-1V和B-1V:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，在第四階段期間，廢氣通過排氣閥門排出，相反地，在制動(dòng)過程期間，排氣閥門遵循與第二階段期間談及的相同行為，即，壓縮階段B-1V之后跟隨著解壓縮行為B-1V’。
[0040]解壓縮行為始終受排氣凸輪/閥門控制。
[0041]通過這種比較還能明顯的看出，在整個(gè)發(fā)動(dòng)式循環(huán)/制動(dòng)模式循環(huán)的四個(gè)階段，進(jìn)氣閥門的行為是完全不變的。
[0042]還應(yīng)該清楚的是，通過圖1示出的氣缸僅配備有一組同時(shí)通過一個(gè)共同的進(jìn)氣凸輪曲線控制的進(jìn)氣閥門，并且僅配備有一組同時(shí)通過一個(gè)共同的排氣凸輪曲線控制的排氣閥門。
[0043]氣缸不具有例如DE10200400668中的第五閥門那樣的其他閥門。
[0044]