[发明专利]一种产生发动机辅助气门运动的驱动机构

说明书

技术领域:

本发明涉及机械领域，尤其涉及车辆发动机的气门驱动技术，特别是一种产生发动机辅助气门运动的驱动机构。

背景技术:

发动机的常规（主）气门运动是本领域技术人员所熟知的，也就是在发动机的排气冲程打开排气门，在发动机的进气冲程打开进气门。除了常规气门运动之外，发动机还需要辅助气门运动，比如用于发动机制动、废气再循环和发动机的启动与关闭的气门运动。发动机的辅助气门运动不论是相位还是大小，都与常规气门运动不同。

发动机制动可以分为压缩释放型制动和泄气型制动。

发动机的压缩释放型制动是在发动机活塞压缩冲程的后期打开排气门，在膨胀冲程的前期（一般在排气门正常开启之前）关闭排气门。压缩释放型制动器的一个先例由康明斯(Cummins)于1965年在美国专利号3220392披露。其制动系统经过液压回路将机械输入传递到要打开的排气门。液压回路上通常包括在驱动活塞孔内往复运动的驱动活塞，该往复运动来自于发动机的机械输入，比如说发动机喷油凸轮的运动或相邻排气凸轮的运动。驱动活塞的运动通过液压流体传递到液压回路上的工作活塞，使其在工作活塞孔内往复运动，工作活塞直接或间接地作用在排气门上，产生发动机制动运作的气门运动。

发动机的泄气型制动是排气门除了正常的开启之外，还在部分周期内保持小量恒开(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)保持小量恒开(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门。

发动机的压缩释放型制动和泄气型制动的区别主要有两点。第一点主要区别是制动排气门的开启相位（制动时间）不同。全周期泄气型制动的制动排气门是始终打开的，因此不牵涉到开启时间。部分周期泄气型制动的制动排气门的开启时间是在发动机的进气冲程的后期；而压缩释放型制动的制动排气门的开启时间是在发动机的压缩冲程的后期，比部分周期泄气型制动的制动排气门的开启时间要晚很多。第二个主要区别是制动排气门的开启高度（制动阀升）不同。

发动机全周期泄气制动系统的一个先例由缪尔(Muir)于1970年在美国专利第3525317号公开。该制动系统将发动机制动分为三档。第一档是发动机和车辆各运动部件造成的摩擦损失而产生的制动。第二档是将发动机的排气门保持连续小量恒开而产生的全周期泄气制动。第三档是在第二档的全周期泄气制动的基础上增加排气蝶阀，产生联合制动。

瑞典的沃尔沃（Volvo）于1992年在美国专利第5146890号公开了一种压缩释放型发动机制动器与排气制动器一起使用的联合制动方法。其中发动机的制动凸轮除了压缩释放制动凸台外，增加了排气再循环（EGR）凸台。排气门在进气冲程的后期打开，由排气制动器产生的高背压尾气（制动时为空气），从排气管内反充发动机汽缸，增加压缩制动功率。

德国曼(MAN) 的拉默（Rammer）等于1997年在美国专利第5692469号公开了一种利用排气制动器提高排气背压导致浮阀（气门反跳）进而开启泄气型制动器的装置和方法。当排气背压足够高时，排气门在进气冲程临近结束时浮开或反跳。在该排气门浮动期间，用一制动装置对其进行干预，也就是在浮开的排气门关闭之前，通过一个油压控制的活塞将其截住，阻止它关闭，让它保持小量恒开，产生部分周期泄气制动（排气门在排气冲程后关闭）。该制动系统是用于每缸单排气门的发动机。2006年，拉默（Rammer）等将上述技术扩展到每缸双排气门的发动机（美国专利第7013867号，中国专利第200310123153.7号）。

德国曼(MAN)的上述泄气型发动机制动系统的可靠性和耐久性面临着很多问题，因为它依赖于制动排气门的间歇开放或浮动，这无论在时间和大小上都是不一致的。众所周知，排气门的浮动高度依赖于排气背压，而排气背压依赖于发动机的转速，并受排气制动器的质量与控制以及排气系统设计的影响。在发动机的中、低转速速时，排气门的浮动可能不够或根本没有，发动机制动装置无法启动。而此时发动机制动的需求很高，因为商用车发动机大部分时间运行在中、低转速。此外，过高的排气背压不仅浮动被制动的排气门，同时也浮动不制动的排气门，其落座速度将太大，影响发动机的可靠性和耐久性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种产生发动机辅助气门运动的驱动机构，所述的这种驱动机构要解决现有技术中泄气型发动机制动机构的可靠性和耐久性不理想的技术问题。