[发明专利]发动机联合制动控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车领域，尤其涉及汽车发动机的制动控制，特别是一种发动机联合制动控制方法。

背景技术：

现有技术中，经常将内燃机作为制动手段，通过将发动机暂时转换为压缩机的方法来实现。这种转换切断燃油，并在发动机活塞压缩冲程结束时或接近结束时打开排气阀，允许被压缩气体(制动时为空气)被释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。

发动机制动分为压缩释放型发动机制动和泄气型发动机制动两大类。

传统的压缩释放发动机制动器在发动机活塞的压缩冲程结束时或接近结束时打开排气阀。该装置通常经过液压回路将机械输入传递到要打开的排气阀。液压回路上通常包括在主活塞孔内往复运动的主活塞，该往复运动来自于发动机的机械输入，比如说喷油器摇臂的摇动。主活塞的运动通过液压流体传递到液压回路上的副活塞，使其在副活塞孔内往复运动。副活塞直接或间接地作用在排气阀上，产生发动机制动运作的阀动。压缩释放发动机制动器的一个例子是由康明斯提供的美国专利号3220392(1965年)披露，于此纳入参考。

安装了泄气型发动机制动器的发动机制动时，排气阀除了正常的开启，还在部分周期内保持微量打开(部分周期泄气制动)，或在非排气冲程的周期内(进气冲程，压缩冲程，和膨胀冲程)保持微量恒开(全周期泄气制动)。部分周期泄气制动和全周期泄气制动的主要区别，在于前者在大部分的进气冲程中不打开排气阀。本申请人在美国专利号6594996(2003年)为泄气型发动机制动体系和方法提供了详细的说明。

此外，使用排气蝶阀制动器来实现发动机制动的方法也广为人知，制动时只需将置于发动机排气系统的排气尾管内的蝶阀关闭，使发动机的排气背压增加，发动机活塞在排气冲程时的阻力也增加，产生制动作用。目前排气蝶阀制动器可以分为固定型、泄压型和可变型三种。固定型蝶阀的过流面积是由发动机在最高制动转速时的排气背压极限来设计的，排气背压太高会对发动机造成损害(气门反跳和喷油嘴过热等等)，由于排气背压随发动机的转速增高而增大，固定蝶阀在发动机中、低转速时的过流面积过大，造成排气背压太低，制动功率不佳。理论上来说，泄压型排气蝶阀制动器(简称泄压蝶阀)可以在发动机中、低转速时完全关闭(过流面积为零)，做成无泄漏的排气蝶阀制动器；然后在高转速时，通过某种泄压装置泄压，保证排气背压不会在任何发动机转速下超过极限值。美国专利号4,682,674(1987年)公布了一种泄压蝶阀，通过一个弹簧预紧的泄压阀控制发动机的排气背压。在实际应用当中，泄压蝶阀的过流面积仍然设计为大于零，以防泄压装置不工作或工作不好时，损坏发动机；此外，泄压蝶阀比固定蝶阀更复杂、昂贵。可变型排气蝶阀制动器(简称可变蝶阀)的过流面积可以随意调节，比如说，在中、低转速时，完全关闭蝶阀(过流面积为零)，做成无泄漏的排气蝶阀制动器；而在高转速时，适当地打开蝶阀，安全泄压，从而保证发动机在所有转速下的制动效果最好，使用最安全。不过，可变蝶阀需要有复杂的控制与操作机构，在可靠性和经济性上的要求最高，都很难在商业上广泛采用。

沃尔沃(Volvo)使用了压缩释放型发动机制动器和可变型排气蝶阀制动器的联合制动(沃尔沃的D12型发动机)。曼(MAN)使用了泄气型发动机制动器和泄压型排气蝶阀制动器的联合制动(美国专利第5692469号和第7013867号)。沃尔沃(Volvo)D12型发动机的联合制动系统太复杂、昂贵，而且反应慢，使用特殊，无法推广到其它机型。曼(MAN)的联合制动系统通过泄压型排气蝶阀制动器，使排气背压增高，导致每个排气阀在发动机进气冲程临近结束时浮开(反跳)。众所周知，排气阀的浮动高度依赖于发动机的转速或排气背压，并受排气蝶阀制动器的质量与控制以及排气歧管设计的影响。在中、低速时，排气阀的浮动可能不够或没有，发动机制动装置无法启动，导致制动功率低甚至完全没有发动机制动。而此时发动机制动的需求最高，因为卡车行驶时发动机转速主要是在中、低速。

总之，沃尔沃(Volvo)和曼(MAN)的发动机联合制动系统需要采用结构复杂、价格昂贵的可变型排气蝶阀制动器或泄压型排气蝶阀制动器，原因是其发动机制动器在中、低转速时需要很高的排气背压，而在高转速时，又需要限制排气背压，以保证发动机的安全运作。

发明内容：