RU2145384C1 - Способ торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания. Способ обходится сравнительно простыми, но легко встраиваемыми в имеющиеся двигатели механизмами, характеризуясь тем, что при торможении двигателем в процесс промежуточного открытия выпускного клапана, которое вызывается ростом давления, происходящим в отработавшем газе при находящемся в дросселирующем положении дроссельном устройстве, вводится управляющее воздействие. Выпускному клапану, который после промежуточного открытия должен закрываться, принудительно посредством управляющего устройства, встроенного в механизм воздействия на выпускной клапан с подхватом отдельно от распределительного вала, не дают закрыться. Затем его удерживают частично открытым вплоть до его управляемого распределительным валом открытия. Технический результат заключается в обеспечении требуемой мощности торможения при меньшей конструктивной сложности и меньших затратах. 9 з.п.ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к способу торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания.

Из патента ДЕ 3922884С2 известен способ торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания, в котором каждый цилиндр имеет по меньшей мере один присоединенный к выпускной системе выпускной клапан и в выпускную систему которого встроено дроссельное устройство, приводимое в действие для торможения двигателем таким образом, что дросселируют поток выхлопного газа, в результате чего на выходе дроссельного устройства в выхлопном газе создают повышенное давление, которое после промежуточного открытия выпускного клапана проникает обратно в камеру сгорания и во время последующего такта сжатия при продолжающем оставаться частично открытом выпускном клапане обеспечивает повышенную мощность торможения двигателем.

В данном техническом решении управляемый распределительным валом выпускной клапан приводится в действие плунжером, встроенным в механизм приведения клапана в действие, на который при торможении двигателем воздействует предусмотренное для этой цели гидравлическое насосное устройство. Это гидравлическое насосное устройство имеет несколько насосных плунжеров, соответствующих числу выпускных клапанов данного двигателя внутреннего сгорания, а также вращающийся синхронно с кулачковым приводом кулачок для приведения в действие насосных плунжеров. Кроме того, в выпускную систему встроено дроссельное устройство, которое для торможения двигателем приводится в действие таким образом, что дросселируется по меньшей мере часть потока отработавшего газа, в результате чего на выходе дроссельного устройства в отработавшем газе создается повышенное давление. Существенным признаком этого известного торможения двигателем является то, что насосные плунжеры гидравлического насосного устройства выполнены таким образом, что каждый выпускной клапан открывается встроенным в клапанный привод плунжером в диапазоне 180±40^o угла поворота коленчатого вала перед верхним положением поршня, соответствующим моменту зажигания, и снова закрывается в диапазоне 40±40^o угла поворота коленчатого вала после указанного положения (см. график на фиг.2). Хотя благодаря этому достигается большая мощность торможения двигателем, это требует применения весьма дорогостоящего дополнительного механизма (гидравлическое насосное устройство, соответствующие управляющие проводки, управляющие плунжеры в приводе выпускного клапана), стоимость которого к тому же соответственно возрастает с увеличением числа цилиндров в двигателе.

Желательная мощность торможения двигателем достигается устройством согласно патенту DE 3922884 C2 слишком дорогой ценой. Если обойтись без необходимых там дополнительных средств управления тормозным режимом и предусмотреть в выпускной системе только обычное дроссельное устройство, посредством которого при торможении двигателем в системе отработавшего газа дросселируется по меньшей мере часть потока этого газа, в результате чего на выходе из дроссельного устройства создается повышенное давление, то достигаемая при этом мощность торможения двигателем во многих случаях применения, особенно когда данный двигатель внутреннего сгорания установлен в грузовом автомобиле или в автобусе, окажется недостаточной. Выяснилось, что при таких двигателях внутреннего сгорания, оснащенных только обычным дроссельным устройством в системе выпуска отработавших газов, когда пружины закрывания выпускных клапанов для уменьшения силы пружин и тем самым для разгрузки привода клапанов выполнены не слишком жесткими, при торможении двигателем под действием роста давления в потоке выхлопного газа, созданного дроссельным устройством, отрегулированным на дросселирование, происходит кратковременное промежуточное открытие выпускного клапана, как правило, в тот момент, когда поршень во время такта впуска находится вблизи своей нижней мертвой точки. Точка времени открытия зависит от числа цилиндров и рода двигателя (V-образный или однорядный) и наступает автоматически независимо от управления распределительным валом и хотя это вызывает кратковременный возврат отработавшего газа в камеру сгорания, что приводит к некоторому повышению мощности торможения двигателем, следует учесть отрицательное воздействие на привод клапанов, поскольку выпускной клапан при промежуточном открытии приподнимается со своего посадочного места, а при возврате в положение закрытия ударяет с большой силой по этому месту, что приводит к увеличению износа и создает опасность отрыва тарелки клапана. Рассматриваемое изображение позволяет, в частности, устранить и эту проблему путем управления процессом этого вызванного противодавлением выхлопного газа промежуточного открытия выпускаемого клапана посредством сравнительно простого и недорогого управляющего устройства, которое при введении в способ согласно изобретению обеспечивает мощность торможения двигателем, которая соответствует тому, что дает патент DE 3922884 C2. При этом преимущества частичного сохранения открытого положения выпускного клапана в течение всего такта сжатия и примерно 40-60^o после верхней мертвой точки известны из этого патента. В отношении последующего частичного сохранения открытого положения выпускного клапана в положении подхвата согласно изобретению и также расширения следует отметить, что оно повышает мощность торможения двигателем вплоть до момента, при котором давление в камере сгорания становится ниже противодавления выхлопного газа. Начиная с этого момента, который в такте расширения имеет место в точке, расположенной под углом около 40- 60^o после верхней мертвой точки, при торможении двигателем выхлопной газ из системы отвода газа течет обратно в цилиндры, поднимая там давление, что правда сначала несколько снижает мощность торможения. Однако это более высокое наполнение цилиндра во время последующего такта выпуска снова приводит к повышению мощности торможения. В этом отношении способ согласно изобретению можно осуществить посредством сравнительно дешевого и легко реализуемого, а также пригодного для дополнительной установки управляющего устройства, в результате чего достигается сравнительно высокая мощность торможения двигателем.

Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать такой способ торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания, который позволяет обеспечить сравнимую мощность торможения двигателем при гораздо меньшей конструктивной сложности и затратах средств.

Эта задача решается тем, что в способе торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания каждый цилиндр имеет по меньшей мере один присоединенный к выпускной системе выпускной клапан и в выпускную систему которого встроено дроссельное устройство, приводимое в действие для торможения двигателем таким образом, что дросселируют поток выхлопного газа, в результате чего на выходе дроссельного устройства в выхлопном газе создают повышенное давление, которое после промежуточного открытия выпускного клапана проникает обратно в камеру сгорания и во время последующего такта сжатия при продолжающем оставаться частично открытым выпускном клапане обеспечивает повышенную мощность торможения двигателем, при этом при торможении двигателем в процесс промежуточного открытия выпускного клапана, которое вызывается ростом давления, происходящим в выхлопном газе при находящемся в дросселирующем положении дроссельном устройстве, вводят управляющее воздействие, заключающееся в том, что выпускному клапану, который после промежуточного открытия должен закрыться, принудительно посредством управляющего устройства, встроенного в механизм воздействия на выпускной клапан с подхватом отдельно от распределительного вала, не дают закрыться, а затем его удерживают частично открытым вплоть до его управляемого распределительным валом открытия.

Предпочтительным является то, что в конце такта расширения, когда снова вступают в действие управление выпускным клапаном от распределительного вала, устраняют удерживающую функцию управляющего устройства, действовавшего до этого в качестве гидравлически застопоренного буфера, и затем на протяжении полного хода выпускного клапана управление его открытием, удерживанием и последующим закрытием во время такта выпуска осуществляют соответствующими обычными кулачками распределительного вала посредством механизма приведения в действие выпускного клапана с управляющим устройство, действующим теперь лишь в качестве механического буфера.

Целесообразным также является то, что управляющее устройство встроено в коромысло, установленное в головке цилиндров, и состоит из управляющего плунжера, передвигающегося с малыми утечками в отверстии коромысла вдоль оси между механически ограниченными посредством упоров конечными положениями и действующим спереди на торец стержня выпускного клапана, а сзади находящимся под действием пружины сжатия и давлением гидравлики, и из управляющей втулки, завинченной в резьбовой участок того же отверстия в коромысле, в нагнетательную полость которой, открытой вперед в сторону управляющего плунжера, вставлена воздействующая на управляющий плунжер пружина сжатия, а также обратный клапан, допускающий проход напорной среды только из канала подвода напорной среды, с находящимся под действием пружины запорным элементом, причем канал питают напорной средой через канал внутри коромысла, а из нагнетательной полости через управляющую втулку к ее верхнему концу проходит разгрузочный канал, выходное отверстие которого во время процесса торможения в стадии подхвата и удерживания управляющего устройства для создания и сохранения давления напорной среды в нагнетательной полости, сопровождающегося выдвиганием и удерживанием управляющего плунжера в выдвинутом положении подхвата выпускного клапана, удерживается запертым посредством упора, закрепленного в крышке цилиндра.

В качестве варианта можно рассматривать то, что во время процесса торможения при промежуточном открытии выпускного клапана, обусловленном противодавлением отработавшего газа, управляющий плунжер под действием сил в нагнетальной полости следует за стержнем выпускного клапана, переходит в выдвинутое концевое положение, что сопровождается заполнением увеличивающейся по объему нагнетательной полости напорной средой, в результате чего управляющий плунжер стопорится гидравлически в положении подхвата выпускного клапана, подхватывая в нем и соответственно удерживая своим торцем выпускной клапан, движущийся в направлении к закрыванию.

Предпочтительным является также то, что возврат управляющего плунжера из его положения подхвата выпускного клапана во вдвинутое основное положение в конце стадии удерживания происходит таким образом, что при воздействии распределительного вала с обычными кулачками выпуска непосредственно или через толкательную штангу на коромысло отход коромысла от упора на крышке цилиндра приводит к раскрытию выходного отверстия разгрузочного канала на верхнем конце управляющей втулки, в результате чего напорная среда, находящаяся в нагнетательной полости, разгружается от давления и перестает сжиматься управляющим плунжером, который теперь способен к передвиганию и больше не застопорен в коромысле, до тех пор, пока плунжер не займет свое полностью вдвинутое основное положение.

Желательно, что в применении к двигателю внутреннего сгорания с нижним распределительным валом, который приводит в действие выпускной клапан через толкательную штангу и установленное за ней коромысло, причем управляющее устройство в пространстве между толкательной штангой и деталью, через которое коромысло воспринимает силу, установлено в гильзе, вставленной в головку цилиндров или около нее, и состоит из управляющей втулки, передвигаемой в гильзе с малыми утечками вдоль оси и упирающейся в верхний конец толкательной штанги, а также из вставленного в глухое отверстие управляющей втулки с возможностью передвижения с малыми утечками вдоль оси управляющего плунжера, который вверху упирается в промежуточный толкатель, шарнирно соединенный с деталью коромысла, а снизу находится под действием нажимающей на него в направлении промежуточного толкателя пружины сжатия, которая встроена в гидравлическую нагнетательную полость, находящуюся в части глухого отверстия под управляющим плунжером и ограниченную им, причем в эту нагнетательную полость поступает напорная среда, в частности моторное масло, через питающий канал внутри головки цилиндра или кронштейна, а также через питающий канал внутри гильзы, и соединенный с этим каналом внутренний подводящий канал в управляющем плунжере, а встроенный в нагнетательную полость обратный клапан своим запорным элементом, находящимся под действием пружины, препятствует обратному потоку напорной среды из нагнетательной полости в подводящий канал.

Целесообразно, что в процессе торможения при промежуточном открытии выпускного клапана, обусловленном противодавлением отработавшего газа, управляющий плунжер выдвигают под действием сил, действующих в нагнетательной полости, и при этом коромысло следует за ним, причем при выдвигании управляющего плунжера после перемещения, обусловленного ходом подскока выпускного клапана, выходное отверстие разгрузочного канала внутри управляющего плунжера раскрывается вследствие выдвигания из глухого отверстия со стороны управляющей втулки и через этот разгрузочный канал напорная среда внутри нагнетательной полости разгружается от давления и к началу последующего движения закрывания выпускного клапана управляющий плунжер снова передвигается в направлении его невыдвинутого основного положения до тех пор, пока выходное отверстие разгрузочного канала не будет снова заперто стенкой глухого отверстия, в результате чего нагнетательная полость снова будет заперта, тем самым управляющее устройство будет гидравлически застопорено, и выпускной клапан остается задержанным в соответствующем положении частичного открытия.

Предпочтительным является то, что устранение гидравлического стопорения управляющего плунжера в управляющей втулке и его возврат из положения подхвата выпускного клапана и его невыдвинутое основное положение происходит тогда, когда при происходящем под действием распределительного вала с нормальными кулачками выпуска перемещения толкательной штанги и сопровождающем его ходе управляющего плунжера после определенного, согласованного с максимальным ходом открытия выпускного клапана, хода управляющей втулки, ее выдвигание из отверстия гильзы освобождает выходное поперечное сечение разгрузочного отверстия, проходящего в поперечном направлении от нагнетательной полости, в результате чего находящаяся в нагнетательной полости напорная среда разгружается от давления и занимаемый ею объем под действием способного теперь передвигаться управляющего плунжера уменьшается до тех пор, пока плунжер не займет свое полностью вдвинутое основное положение, которое получается при прилегании промежуточного толкателя к торцу управляющей втулки.

Вариантом изобретения является то, что выпускной клапан после промежуточного открытия, обусловленного противодавлением выхлопного газа, задерживают в положении подхвата, расположенном относительно положения закрытия на расстоянии около 1/5 до 1/20 полного управляемого распределительным валом хода открытия выпускного клапана.

Целесообразным является также то, что управляющее устройство используют в качестве гидравлического устройства для компенсации зазора в клапане, причем зазор, возникающий в механизме приведения клапана в действие, компенсируют путем соответствующего восполнения напорного средства в нагнетательной полости с соответствующим передвиганием управляющего плунжера в направлении к тому звену, на которое воздействует этот плунжер.

Сущность изобретения поясняется ниже чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - график, показывающий ход выпускного клапана во время тормозного режима при применении способа согласно изобретению,
на фиг. 2 - график, показывающий ход выпускного клапана при способе торможения, известном из патента DE 3922884 C2,
на фиг. 3A-3D - разрезы по механизму приведения в действие выпускного клапана при первой форме исполнения управляющего устройства согласно изобретению в рабочем положении во время торможения,
на фиг. 4A-4D - разрезы по механизму приведения в действие выпускного клапана при второй форме исполнения управляющего устройства согласно изобретению во время торможения.

На фиг. 3A-3D и 4A-4D одинаковые или соответствующие друг другу детали обозначены одинаковыми номерами.

Из четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания на этих чертежах можно видеть только стержень выпускного клапана 1 и соответствующий механизм приведения клапана в действие, в той мере, в какой это необходимо для понимания изобретения.

В принципе этот четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет для каждого цилиндра по меньшей мере один присоединенный к системе выпуска выпускной клапан. Управление выпускными клапанами в отношении процессов смены газа производится обычным распределительным валом через соответствующие механизмы воздействия на клапаны. Помимо выпускного клапана к ним относится установленное в головке цилиндров 2 коромысло 3, которое в зависимости от расположения распределительного вала в двигателе приводится в действие или непосредственно от него или через толкательную штангу 4. Выпускной клапан 1, направляемый своим стержнем в головке цилиндров 2, находится постоянно под действием неизображенной закрывающей пружины. В выпускную систему встроено дроссельное устройство, например дроссельная заслонка, которая посредством соответствующего элемента управления торможением приводится в действие таким образом, что дросселируется поток отработавшего газа, в результате чего на выходе дроссельного устройства в отработавшем газе создается повышенное давление. Волны давления, возникающие при выпуске из соседних цилиндров, накладываются на стационарное противодавление, вызывая вследствие положительной разности давлений промежуточное открытие выпускного клапана 1 (см. стадию A1 на графике фиг. 1).

В режиме торможения в этот процесс промежуточного открытия выпускного клапана, происходящий независимо от управления распределительным валом, согласно изобретению вводится управляющее воздействие, заключающееся в том, что выпускной клапан, который после промежуточного открытия должен под действием его закрывающей пружины снова закрыться, принудительно подхватывается управляющим устройством 5, встроенным в механизм воздействия на выпускной клапан отдельно от распределительного вала, и затем удерживается им в течение всего такта сжатия, а также такта расширения в частично открытом положении подхвата (см. стадию A2 на графике фиг. 1).

Управляющее устройство 5 можно осуществить различным образом и встроить в различных местах механизма для приведения в действие выпускного клапана. Примеры представлены на фиг. 3A-3D и 4A-4D).

В примере согласно фиг. 3A-3D управляющее устройство 5 встроено в коромысло 3 и состоит из двух главных звеньев, а именно из управляющего плунжера 6 и управляющей втулки 7. Управляющий плунжер 6 вставлен в отверстие 8 коромысла 3 с возможностью осевого перемещения с малыми утечками между двумя конечными положениями, которые ограничены упорами 9, 10, спереди он через криволинейный торец 11 воздействует на задний торец 12 стержня выпускного клапана, а сзади на него действует как пружина сжатия 13, так и давление масла.

Управляющая втулка 7 завинчена в резьбовой участок того же отверстия 8 в коромысле 3 над управляющим плунжером 6, образуя своим передним торцем задний упор 9, который определяет собой наибольшее вдвигание плунжера 6 в отверстие. Положение наибольшего выдвигания плунжера 6 ограничивается передним упором 10, который образован задним краем кольцевой канавки на управляющем плунжере 6, куда входит закрепленный на коромысле 3 ограничительный элемент 14.

В управляющей втулке 7 имеется открытая в сторону плунжера 6 нагнетательная полость 15, в которую вставлены пружина сжатия 13, воздействующая на плунжер 6, и обратный клапан, допускающий прохождение напорной среды только в одну сторону из канала 16, и снабженный запирающим элементом 17 с пружиной сжатия. Находящийся внутри управляющей втулки канал 16 для напорной среды, который состоит из поперечного отверстия и выходящего из него в нагнетательную полость центрального отверстия, питается напорной средой, в данном случае смазочным маслом, при определенном давлении, через находящийся в коромысле канал 18 из зоны подшипника 19 коромысла. Кроме того, из нагнетательной полости 15 через управляющую втулку 7 и запрессованную в нее неподвижно вставку 19 проходит разгрузочный канал 20, выходное отверстие которого на стороне вставки 19 во время процесса торможения в начальной и конечной стадии (A2) управляющего устройства 5 для создания и удерживания давления напорной среды в нагнетательной полости 15 и вызванного этим выдвигания и удерживания управляющего плунжера в выдвинутом положении подхвата выпускного клапана, удерживается запертым посредством упора 22, установленного неподвижно на крышке цилиндра 21.

Ниже при помощи фиг. 3A-3B-3C-3D подробнее описывается полный цикл во время торможения двигателем.

На фиг. 3A выпускной клапан 1 показан в начале такта впуска в закрытом положении A. В этой стадии управляющее устройство 5 внутри коромысла 3 действует как механический буфер, причем управляющий плунжер 6 отжат выпускным клапаном 1 снизу во вдвинутое положение, а управляющая втулка 7 своей вставкой 19 упирается в упор 22. Возможный зазор в клапане перекрывается частичным выдвиганием управляющего плунжера 6.

На фиг. 3B показаны условия в тот момент, когда выпускной клапан 1 во время торможения двигателем при промежуточном открытии, обусловленном противодавлением отработавшего газа, достиг максимального хода B в стадии A1 (см. фиг. 1) При этом промежуточном открытии выпускного клапана 1 он отходит от управляющего плунжера 6, который выдвигается пружиной 13 в положение подхвата. Так как управляющий плунжер 6 отодвигается от управляющей втулки 7, происходит увеличение нагнетательной полости 15 и ее заполнение напорной средой через канал питания 16, причем после полного заполнения полости 15, во-первых, из-за запирающего обратного клапана 17, а во-вторых, из-за запертого выходного отверстия разгрузочного клапана 20 управляющий плунжер 16 гидравлически стопорится в своем выдвинутом положении подхвата (заданном упором 10). Это состояние видно из фиг. 3B. Из фиг. 3B видно также, что выпускной клапан 1 при промежуточном открытии опережает этот ход управляющего плунжера увеличенным ходом A-B.

При переходе от стадии A1 к стадии A2 выпускной клапан 1 снова двигается в направлении к закрытию, но уже после короткого перемещения B-C он подхватывается гидравлически застопоренным управляющим устройством 5. На фиг. 3C это положение подхвата С показано при всех прочих условиях, аналогичных фиг. 3B, причем положение подхвата C сохраняется в течение всего оставшегося такта сжатия и последующего такта расширения.

Только тогда, когда в конце такта расширения снова вступает в действие управление выпускным клапаном распределительного вала через его соответствующий кулачок, устраняется это предыдущее гидравлическое стопорение управляющего устройства 5, ибо как только коромысло 3 начинает двигаться в направлении "Открыть выпускной клапан", управляющая втулка 7 с ее вставкой 19 отходит от упора 22. Вследствие этого раскрывается разгрузочный канал, и напорная среда может вытекать из нагнетательной полости 15 теперь уже незастопоренного управляющего устройства 5 под действием управляющего плунжера 6, отжатого выпускным клапаном 1 в направлении вдвинутого основного положения плунжера 6.

Когда управляющий плунжер 6 будет полностью вдвинут, управляющее устройство 5 снова выполняет роль чисто механического буфера на коромысле 3, посредством которого затем в стадии A3 (см. график на фиг. 1) во время хода выпуска при торможении двигателем открытие выпускного клапана 1 вплоть до полного хода выпускного клапана (это положение показано на фиг. 3D), его сохранение и последующее закрывание происходит с управлением от соответствующих кулачков распределительного вала, воздействующих на выпускные клапаны.

В конце такта выпуска при торможении двигателем коромысло 3 с управляющим устройством 5 занимает опять положение, показанное на фиг. 3A, из которого происходит следующий цикл торможения.

Форма исполнения управляющего устройства согласно фиг. 4A-4D применяется в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, в котором выпускной клапан приводится в действие нижним распределительным валом через толкательную штангу 4 и установленное за ней коромысло 3. При этом управляющее устройство 5 согласно изобретению встроено в пространство между толкательной штангой 4 и деталью 23, через которую коромысло 3 воспринимает силу. Это управляющее устройство 5 смонтировано в гильзе 24, которая завинчена в резьбовое отверстие 25 в головке цилиндров 2 или в кронштейне, прикрепленном к головке снаружи. В сквозное отверстие 26 гильзы 24 вставлена управляющая втулка 27, перемещаемая с малыми утечками в осевом направлении, которая внизу упирается в верхний конец толкательной штанги 4. Управляющая втулка 27 имеет глухое отверстие 28, в которое вставлен управляющий плунжер 29, перемещаемый с малыми утечками в осевом направлении. Вверху плунжер упирается в промежуточный толкатель 30, шарнирно соединенный с деталью 23, через которую сила передается в коромысло 3, а снизу на него действует пружина сжатия 31, прижимающая его к упомянутому толкателю. Она вставлена в находящуюся под плунжером 29 часть глухого отверстия 28, которая представляет собой нагнетательную полость 32. В последнюю посредством питательного канала в головке цилиндров или внутри кронштейна, а также посредством расположенного в гильзе 24 питающего канала 34 и соединенного с ним подводящего канала 35 внутри управляющей втулки, подводится напорная среда, в частности моторное масло, под определенным давлением. При этом вставленный в нагнетательную полость 32 обратный клапан с запирающим пружинным элементом 36 препятствует обратному потоку напорной среды из напорной полости в подводящий канал 35.

Ниже при помощи фиг. 4A- 4B-4C-4D подробнее объясняется полный цикл торможения двигателем при применении этого управляющего устройства 5.

На фиг. 4A выпускной клапан 1 показан в начале такта впуска в положении закрытия А. Управляющее устройство со своими деталями 27, 29 внутри гильзы 24 действует в качестве механического буфера, причем управляющий плунжер 29 отжат промежуточным толкателем 30, присоединенным к коромыслу 3, во вдвинутое до отказа положение, а управляющая втулка 27 упирается своим буртиком 37 в упор 38 гильзы 24. Возможный зазор в клапане перекрывается частичным выступанием управляющего плунжера 29.

На фиг. 4B показаны условия в тот момент, когда выпускной клапан 1 во время торможения двигателем при промежуточном открытии, обусловленном противодавлением отработавшего газа, достиг максимального хода В в стадии A1 (см. фиг. 1). При этом промежуточном открытии выпускного клапана 1 он отходит от контактной поверхности на коромысле 3 и последнее передвигается посредством управляющего плунжера 29, которое выдвигается силами, действующими на него в нагнетательной полости 32. При этом выдвигании плунжера 29 после хода, согласованного с ходом подскока A-B выпускного клапана 1, выходное отверстие разгрузочного канала 40 внутри управляющего плунжера освобождается вследствие выдвигания из глухого отверстия 28 в управляющей втулке, и напорная среда внутри нагнетательной полости разгружается от давления. Это выдвигание управляющего плунжера 29 приводит к увеличению объема нагнетательной полости, который заполняется в результате поступления напорной среды из подводящего канала 35.

В начале последующего движения закрывания выпускного клапана 1 при переходе от стадии A1 к стадии A2 в результате соответствующего передвигания коромысла 3 и промежуточного толкателя 30 управляющий плунжер 29 снова передвигается в направлении его невыдвинутого основного положения до тех пор, пока выходное отверстие разгрузочного канала 40 снова не закроется стенкой глухого отверстия 28 внутри управляющей втулки. В результате нагнетательная полость 32 снова запирается, управляющее устройство 5 гидравлически стопорится, и выпускной клапан 1 остается задержанным в этом положении, соответствующем положению C частичного открытия. Эти отношения видны из фиг. 4C. Занятое при этом положение C подхвата выпускного клапана 1 сохраняется затем в течение всего остального такта сжатия и последующего такта расширения.

В конце такта расширения и в заключительном такте выпуска снова вступает в действие управление выпускным клапаном 1 соответствующими кулачками распределительного вала, причем выпускной клапан 1 передвигается кулачком распределительного вала через толкательную штангу 4, управляющую втулку 27 с управляющим плунжером 29, продолжающим оставаться в гидравлически застопоренном положении, промежуточный толкатель 30 и коромысло 3 в направлении его положения максимального открытия. После определенного хода, согласованного с максимальным ходом открытия A-D выпускного клапана 1, управляющая втулка 27 своим выдвиганием из отверстия 36 гильзы 24 освобождает выходное поперечное сечение разгрузочного отверстия 41, выходящего из нагнетательной полости в поперечном направлении (см. фиг. 4D), в результате чего устраняется гидравлическое стопорение плунжера 29, поскольку находящаяся в нагнетательной полости 32 напорная среда получает выход через разгрузочное отверстие 41 в открытую атмосферу и под действием способного теперь передвигаться плунжера 29 занимаемый ею объем уменьшается до тех пор, пока плунжер не займет свое полностью вдвинутое основное положение, которое создается при прилегании промежуточного толкателя 30 к торцу 42 управляющей втулки 27.

Как только управляющий плунжер 29 займет полностью вдвинутое положение, управляющее устройство 5 снова действует как чисто механический буфер между толкательной штангой 4 и промежуточным толкателем 30 на коромысле 3, через который затем в стадии A3 (см. график на фиг. 1) во время такта выпуска при торможении двигателем снова удерживание в положении открытия D и последующего закрытия выпускного клапана 1 осуществляется кулачком выпуска распределительного вала. При закрывании выпускного клапана 1 управляющая втулка 27 снова отодвигается в гильзе 24 до упора, причем разгрузочное отверстие 41 тоже снова закрывается и тем самым нагнетательная полость снова запирается.

В конце такта выпуска при торможении двигателем выпускной клапан 1, коромысло 3 и управляющая втулка 27 управляющего устройства 5 снова занимают положение, показанное на фиг. 4A, из которого происходит следующий цикл торможения.

Управляющее устройство 5 выполнено таким образом, что выпускной клапан 1 после промежуточного открывания, обусловленного противодавлением отработавшего газа, удерживается в положении подхвата C, расположенном относительно положения закрытия на расстоянии около 1/5 до 1/20 полного управляемого распределительным валом хода A-D открытия выпускного клапана.

Однако управляющее устройство 5 имеет в принципе то преимущество, что помимо описанной выше функции оно одновременно выполняет функцию гидравлического устройства для компенсации зазора в клапане. При этом компенсация зазора в клапане при появлении зазора в механизме приведения клапана в действие происходит путем соответствующего восполнения напорного средства в нагнетательной полости 15 или 32 управляющего устройства 5 с соответствующим передвиганием управляющего плунжера 6 или 29 в направлении к тому звену 1 или 30, на которое воздействует этот плунжер.

Claims (10)

1. Способ торможения двигателем в применении к четырехтактному поршневому двигателю внутреннего сгорания, в котором каждый цилиндр имеет по меньшей мере один присоединенный к выпускной системе выпускной клапан и в выпускную систему которого встроено дроссельное устройство, приводимое в действие для торможения двигателем таким образом, что дросселируют поток выхлопного газа, в результате чего на выходе дроссельного устройства в выхлопном газе создают повышенное давление, которое после промежуточного открытия выпускного клапана проникает обратно в камеру сгорания и во время последующего такта сжатия при продолжающем оставаться частично открытым выпускном клапане обеспечивает повышенную мощность торможения двигателем, отличающийся тем, что при торможении двигателем в процессе промежуточного открытия выпускного клапана, которое вызывается ростом давления, происходящим в выхлопном газе при находящемся в дросселирующем положении дроссельном устройстве, вводят управляющее воздействие, заключающееся в том, что выпускному клапану, который после промежуточного открытия должен закрыться принудительно посредством управляющего устройства, встроенного в механизм воздействия на выпускной клапан с подхватом отдельно от распределительного вала, не дают закрыться, а затем его удерживают частично открытым вплоть до его управляемого распределительным валом открытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в конце такта расширения, когда снова вступают в действие управление выпускным клапаном от распределительного вала, устраняют удерживающую функцию управляющего устройства, действовавшего до этого в качестве гидравлически застопоренного буфера, и затем на протяжении полного хода выпускного клапана управление его открытием, удерживанием и последующим закрытием во время такта выпуска осуществляют соответствующими обычными кулачками распределительного вала посредством механизма приведения в действие выпускного клапана с управляющим устройством, действующим теперь лишь в качестве механического буфера.

3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство встроено в коромысло, установленное в головке цилиндров, и состоит из управляющего плунжера, передвигающегося с малыми утечками в отверстии коромысла вдоль оси между механически ограниченными посредством упоров конечными положениями и действующим спереди на торец стержня выпускного клапана, а сзади находящимся под действием пружины сжатия и давлением гидравлики, и из управляющей втулки, завинченной в резьбовой участок того же отверстия в коромысле, в нагнетательную полость которой, открытой вперед в сторону управляющего плунжера, вставлена воздействующая на управляющий плунжер пружина сжатия, а также обратный клапан, допускающий проход напорной среды только из канала подвода напорной среды, с находящемся под действием пружины запорным элементом, причем канал питают напорной средой через канал внутри коромысла, а из нагнетательной полости через управляющую втулку к ее верхнему концу проходит разгрузочный канал, выходное отверстие которого во время процесса торможения в стадии подхвата и удерживания управляющего устройства для создания и сохранения давления напорной среды в нагнетательной полости, сопровождающегося выдвиганием и удерживанием управляющего плунжера в выдвинутом положении подхвата выпускного клапана, удерживается запертым посредством упора, закрепленного в крышке цилиндра.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что во время процесса торможения при промежуточном открытии выпускного клапана, обусловленном противодавлением отработавшего газа, управляющий плунжер под действием сил в нагнетательной полости следует за стержнем выпускного клапана, переходит в выдвинутое концевое положение, что сопровождается заполнение увеличивающейся по объему нагнетательной полости напорной средой, в результате чего управляющий плунжер стопорится гидравлически в положении подхвата выпускного клапана, подхватывая в нем и соответственно удерживая своим торцем выпускной клапан, движущийся в направлении к закрыванию.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что возврат управляющего плунжера из его положения подхвата выпускного клапана во вдвинутое основное положение в конце стадии удерживания происходит таким образом, что при воздействии распределительного вала с обычными кулачками выпуска непосредственно или через толкательную штангу на коромысло, отход коромысла от упора на крышке цилиндра приводит к раскрытию выходного отверстия разгрузочного канала на верхнем конце управляющей втулки, в результате чего напорная среда, находящаяся в нагнетательной полости, разгружается от давления и перестает сжиматься управляющим плунжером, который теперь способен к передвиганию и больше не застопорен в коромысле, до тех пор, пока плунжер не займет свое полностью вдвинутое основное положение.

6. Способ по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что в применении к двигателю внутреннего сгорания с нижним распределительным валом, который приводит в действие выпускной клапан через толкательную штангу и установленное за ней коромысло, причем управляющее устройство в пространстве между толкательной штангой и деталью, через которое коромысло воспринимает силу, установлено в гильзе, вставленной в головку цилиндров или около нее, и состоит из управляющей втулки, передвигаемой в гильзе с малыми утечками вдоль оси и упирающейся в верхний конец толкательной штанги, а также из вставленного в глухое отверстие управляющей втулки с возможностью передвижения с малыми утечками вдоль оси управляющего плунжера, который вверху упирается в промежуточный толкатель, шарнирно соединенный с деталью коромысла, а снизу находится под действием нажимающей на него в направлении промежуточного толкателя пружины сжатия, которая встроена в гидравлическую нагнетательную полость, находящуюся в части глухого отверстия под управляющим плунжером и ограниченную им, причем в эту нагнетательную полость поступает напорная среда, в частности моторное масло, через питающий канал внутри головки цилиндра или кронштейна, а также через питающий канал внутри гильзы, и соединенный с этим каналом внутренний подводящий канал в управляющем плунжере, а встроенный в нагнетательную полость обратный клапан своим запорным элементом, находящимся под действием пружины, препятствует обратному потоку напорной среды из нагнетательной полости в подводящий канал.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в процессе торможения при промежуточном открытии выпускного клапана, обусловленном противодавлением отработавшего газа, управляющий плунжер выдвигают под действием сил, действующих в нагнетательной полости, и при этом коромысло следует за ним, причем при выдвигании управляющего плунжера после перемещения, обусловленного ходом подскока выпускного клапана, выходное отверстие разгрузочного канала внутри управляющего плунжера раскрывается вследствии выдвигания из глухого отверстия со стороны управляющей втулки и через этот разгрузочный канал напорная среда внутри нагнетательной полости разгружается от давления и к началу последующего движения закрывания выпускного клапана управляющий плунжер снова передвигается в направлении его невыдвинутого основного положения до тех пор, пока выходное отверстие разгрузочного канала не будет снова заперто стенкой глухого отверстия, в результате чего нагнетательная полость снова будет заперта, тем самым управляющее устройство будет гидравлически застопорено и выпускной клапан останется задержанным в соответствующем положении частичного открытия.

8. Способ по пп.6 и 7, отличающийся тем, что устранение гидравлического стопорения управляющего плунжера в управляющей втулке и его возврат из положения подхвата выпускного клапана в его невыдвинутое основное положение происходит тогда, когда при происходящем под действием распределительного вала с нормальными кулачками выпуска перемещения толкательной штанги и сопровождающем его ходе управляющего плунжера после определенного, согласованного с максимальным ходом открытия выпускного клапана, хода управляющей втулки, ее выдвигание из отверстия гильзы освобождает выходное поперечное сечение разгрузочного отверстия, проходящего в поперечном направлении от нагнетательной полости, в результате чего находящаяся в нагнетательной полости напорная среда разгружается от давления и занимаемый ею объем под действием способного теперь передвигаться управляющего плунжера уменьшается до тех пор, пока плунжер не займет свое полностью вдвинутое основное положение, которое получается при прилегании промежуточного толкателя к торцу управляющей втулки.

9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что выпускной клапан после промежуточного открытия, обусловленного противодавлением выхлопного газа, задерживают в положении подхвата, расположенном относительно положения закрытия на расстоянии около 1/5 - 1/20 полного управляемого распределительным валом хода открытия выпускного клапана.

10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство используют также в качестве гидравлического устройства для компенсации зазора в клапане, причем зазор, возникающий в механизме приведения клапана в действие, компенсируют путем соответствующего восполнения напорного средства в нагнетательной полости с соответствующим передвиганием управляющего плунжера в направлении к тому звену, на которое воздействует этот плунжер.

Images