МОТОРНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СО СЖАТИЕМ ВОЗДУХА Российский патент 1995 года по МПК F02D9/06 F01L13/06 

Изобретение относится к устройствам торможения двигателей внутреннего сгорания со сжатием воздуха.

Известен моторный тормоз для двигателя внутреннего сгорания со сжатием воздуха, содержащий выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания, толкатель выпускного клапана с гидравлической полостью и ограничительными поверхностями, подпружиненный поршень, установленный в полости толкателя между ограничительными поверхностями, кулачок с двумя выступами, установленный на распределительном валу двигателя с возможностью взаимодействия с толкателем, гидравлический регулятор, сообщенный с гидравлической полостью с одной стороны и с системой смазки и компенсатором утечки масла с другой стороны, дроссельный клапан, установленный в выхлопной трубе и связанный с гидравлическим регулятором с возможностью срабатывания последнего при частичном перекрытии выхлопной трубы, причем поршень кинематически связан с выпускным клапаном, первый выступ кулачка выполнен с возможностью открывания выпускного клапана на такте выхлопа, а второй выступ с возможностью открывания последнего на такте сжатия.

Известный тормоз недостаточно надежен в работе.

Целью изобретения является повышение надежности работы тормоза.

Цель достигается тем, что моторный тормоз, содержащий выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания со сжатием воздуха, толкатель выпускного клапана с гидравлической полостью и ограничительными поверхностями, подпружиненный поршень, установленный в полости толкателя между ограничительными поверхностями, кулачок с двумя выступами, установленный на распределительном валу двигателя с возможностью взаимодействия с толкателем, гидравлический регулятор, сообщенный с гидравлической полостью с одной стороны и с системой смазки и компенсатором утечки масла с другой стороны, дроссельный клапан, установленный в выхлопной трубе и связанный с гидравлическим регулятором с возможностью срабатывания последнего при частичном перекрытии выхлопной трубы, причем поршень кинематически связан с выпускным клапаном, первый выступ кулачка выполнен с возможностью открывания выпускного клапана на такте выхлопа, второй выступ с возможностью открывания последнего на такте сжатия, снабжен по меньшей мере одним датчиком положения кулачка распределительного вала, блоком управления, вход которого связан с датчиком, при этом гидравлический регулятор выполнен в виде нормального открытого электромагнитного клапана, обмотки которого связаны с выходом блока управления, моторный тормоз может быть снабжен гидравлическим компенсатором зазора выпускного клапана, выполненным в виде полого подпружиненного поршня и уравновешивающего поршня, установленного в полости полого поршня с образованием с последней дополнительной гидравлической полости, сообщенной через подпружиненный клапан с системой смазки, причем уравновешивающий поршень кинематически связан с выпускным клапаном. Датчик может быть выполнен индуктивным и установлен с возможностью взаимодействия с зубчатым ободом маховика или с шестерней распределительного вала.

На фиг. 1 показан моторный тормоз, разрезе; на фиг.2 кулачок с выступом для включения выпускного клапана в режиме моторного тормоза; на фиг.3 показана диаграмма управления выпускным клапаном в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Моторный тормоз для двигателя внутреннего сгорания содержит выпускной клапан 1, кулачок 2, установленный на распределительном валу, установленный между кулачком 2 и штангой 3 толкателя гидравлический механизм 4, состоящий из толкателя 5 выпускного клапана и подпружиненного полого поршня 6, движущегося в осевом направлении, но ограниченного в своем перемещении ограничительными поверхностями 7а и 7b. В полости поршня 6 размещен уравновешивающий поршень 8, передающий движение поршня 6 штанге 3 толкателя. Между поршнем 6 и толкателем 5 клапана установлена пружина 9 сжатия, удерживающая поршень 6 в исходном положении. Гидравлическая полость 10 толкателя 5 соединена короткой соединительной линией 11 с гидравлическим регулятором, выполненным в виде нормально открытого электромагнитного клапана 12, причем соединительная линия 11 связана при открытом электромагнитном клапане 12 с системой 13 смазки двигателя.

Для компенсации неизбежного износа можно предусмотреть в системе передачи уравновешивающий поршень 8, имеющий отверстие 14, позволяющее соединить дополнительную гидравлическую полость 15 подпружиненного полого поршня 6 и уравновешивающего поршня 8 посредством уравнительной линии 16 с системой 13 смазки двигателя. С помощью обратного клапана 18, нагруженного пружиной 17, который может быть выполнен сферическим, закрывается отверстие 14 или может быть осуществлен подсос масла по уравнительной линии 16.

Для срабатывания выпускного клапана 1 кулачок 2 снабжен первым и вторым выступами 2а и 2b, причем первый выступ 2а осуществляет обычное открывание выпускного клапана 1 на такте выхлопа, а второй выступ 2b открывание выпускного клапана на такте сжатия при режиме моторного тормоза.

Срабатывание электромагнитного клапана 12 происходит по команде с электронного блока 19 управления, сигналы на который передаются не менее чем с одного датчика 20 положения кулачка распределительного вала, работающего на индуктивном принципе. Может быть предусмотрено, как показано на фиг.1, два датчика 20 и 21 положения кулачка 2 распределительного вала или больше, смещенных на определенный угол на периферии маховика 23, снабженного зубчатым ободом 22. Вместо маховика 23 можно предусмотреть шестерню распределительного вала. Импульсы напряжения, поступающие с датчиков 20 и 21, обрабатываются в блоке 19 управления таким образом, чтобы по ним можно было определить положение кулачка 2 и его второго выступа 2b, а затем описанные ниже при рассмотрении фиг.2 угловые участки α1 α 6. Обработанные в блоке 19 управления импульсы подаются на обмотку 24 электромагнитного клапана.

В многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания каждому выпускному клапану 1 соответствует быстродействующий электромагнитный клапан 12. Блок 19 управления посредством датчика 20 или 21 способен определять положение все кулачков.

Для включения режима моторного тормоза блок управления срабатывает от переключателя 25, который может быть одно- или двухходовым, в результате чего моторный тормоз может срабатывать шагами. На первом этапе замыкается только дроссельный клапан (не показан) в выхлопной трубе, на втором этапе при большом расходе мощности торможения срабатывает электромагнитный клапан 12 для открывания выпускного клапана 1 даже во время фазы сжатия настолько, чтобы выполнить работу выталкивания и повысить тем самым тормозную мощность. Последовательность ступенчатого моторного тормоза может быть и обратной в расчете на заданную мощность торможения.

Моторный тормоз работает следующим образом.

В режиме двигателя электромагнитный клапан 12 открыт постоянно и тем самым электронное регулирование не работает. В такте выхлопа первый выступ 2а кулачка 2 приподнимает толкатель 5 клапана. Поскольку электромагнитный клапан 12 открыт, в гидравлической полости 10 не может создаваться давление. Только когда первая ограничительная поверхность 7а на толкателе 5 клапана соприкасается с поршнем 6, передается движение толкателя 5 клапана поршню 6, а посредством второй ограничительной поверхности 7b штанге 3 толкателя, открывающей выпускной клапан 1. При дальнейшем повороте кулачка 2 выпускной клапан вновь закрывается. Наезд толкателя 5 клапана на второй выступ 2b кулачка не вызывает никаких последствий, так как из-за открытого электромагнитного клапана 12 в гидравлической полости 10 не может увеличиться давление, и ход h толкателя, вызванный вторым выступом 2b, равен длине S свободного пути между первой ограничительной поверхностью 7а толкателя 5 клапана и поршнем 6. Выпускной клапан 1 поэтому открывается только первым выступом 2а на время выпуска.

При переключении в режим моторного тормоза срабатывает переключатель 25 и заставляет посредством блока 19 управления срабатывать электромагнитный клапан 12, закрытый при подъеме толкателя 5 вторым выступом 2b так, что перемещение толкателя 5 клапана передается гидравликой поршню 6, чуть-чуть приоткрывающему выпускной клапан 1 посредством штанги 3 толкателя в фазе сжатия, в результате чего посредством дросселирующего действия выпускного клапана совершается дополнительная тормозная работа, прекращающая работу сжатия. В области угла α 5 (фиг. 2), в котором заключен второй выступ 2b, электромагнитный клапан 12 вновь открывается, в результате чего гидравлическое замыкание толкателя 5 клапана и поршня 6 нарушается и выпускной клапан 1 закрывается, чтобы вновь открыться в области 1. Переключатель 25 можно выполнить и двухходовым, в результате чего на первом этапе срабатывает только обычный моторный тормоз, а на втором этапе дополнительно гидропневматический тормоз или наоборот. Таким образом, тормозная мощность может быть разбита на ступени.

На фиг.2 показан соответствующий изобретению кулачок с вторым выступом. Кулачок 2 разделен на сектора с углами α 1 α 6. Угловой сектор α1 служит своим первым выступом 2 а для открывания клапана в такте в такт выхлопа. Сектор α 2 выполняет задачу заполнения гидравлической полости 10 цилиндра. Сектор α 3 дает электромеханическому клапану 12 (фиг.1) в режиме моторного тормоза время для закрывания. Второй выступ 2b начинается в секторе α 4. В этом углу электромагнитный клапан 12 (фиг.1) закрыт, а выпускной клапан 1 открыт в фазе сжатия, так что дополнительно к фазе выталкивания выполняется работа торможения. Сектор α 5 дает электромагнитному клапану время на открывание. Заключительный сектор α 6 служит для вытекания масла из полости 10 цилиндра.

На фиг. 3 показан путь поршня и клапана в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Кривая открывания выпускного клапана обозначена буквой А. При обычной работе в режиме двигателя выпускной клапан открывается между нижней мертвой точкой (UT) и газообменом (GOT). При срабатывании моторного тормоза в этой фазе выполняется работа выталкивания с преодолением действия дросселя в выпускном трубопроводе.

При дополнительном включении электромагнитного клапана 12 (фиг.1) вторым выступом 2b кулачка 2 открывается выпускной клапан 1 между нижней мертвой точкой и зажиганием (ZOT), так что в этой фазе дросселирующим действием чуть-чуть приоткрытого выпускного клапана выполняется работа выталкивания, а работа сжатия прекращается и тормозная мощность повышается.

Использование: в устройствах торможения двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: моторный тормоз двигателя внутреннего сгорания содержит выпускной клапан 1, который приводится через толкатель 5 с гидравлической полостью 10, подпружиненный полый поршень 6 и уравновешивающий поршень 8 от кулачка 2 с двумя выступами. Гидравлическая полость 10 соединена с гидравлическим регулятором, выполненным в виде нормально открытого эжектромагнитного клапана 12. Сигналы от датчика 20 положения кулачка распределительного вала поступают на блок 19 управления, который управляет электромагнитным клапаном 12. Второй выступ 2 b кулачка 2 обеспечивает открывание выпускного клапана 1 на такте сжатия при закрытом электромагнитном клапане 12, обеспечивая торможение двигателя внутреннего сгорания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. МОТОРНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СО СЖАТИЕМ ВОЗДУХА, содержащий выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания, толкатель выпускного клапана с гидравлической полостью и ограничительными поверхностями, подпружиненный поршень, установленный в полости толкателя между ограничительными поверхностями, кулачок с двумя выступами, установленный на распределительном вале двигателя с возможностью взаимодействия с толкателем, гидравлический регулятор, сообщенный с гидравлической полостью с одной стороны и с системой смазки и компенсатором утечки масла с другой стороны, дроссельный клапан, установленный в выхлопной трубе и связанный с гидравлическим регулятором с возможностью срабатывания последнего при частичном перекрытии выхлопной трубы, причем поршень кинематически связан с выпускным клапаном, первый выступ кулачка выполнен с возможностью открытия выпускного клапана на такте выхлопа, а второй выступ с возможностью открытия последнего на такте сжатия регулятора, отличающийся тем, что тормоз снабжен по меньшей мере одним датчиком положения кулачка распределительного вала, блоком управления, вход которого связан с датчиком, причем гидравлический регулятор выполнен в виде нормально открытого электромагнитного клапана, обмотки которого связаны с выходом блока управления. 2. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что снабжен гидравлическим компенсатором зазора выпускного клапана, выполненного в виде полого подпружиненного поршня и уравновешивающего поршня, установленного в полости полого поршня с образованием с последней дополнительной гидравлической полости, сообщенной через подпружиненный обратный клапан с системой смазки, причем уравновешивающий поршень кинематически связан с выпускным клапаном. 3. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что датчик выполнен индуктивным и установлен с возможностью взаимодействия с зубчатым ободом маховика или с шестерней распределительного вала.