專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)使車輛多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功率提高的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明涉及一種能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中使車輛的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功率提高的裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所針對(duì)的是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有一種安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置、以及(每一級(jí)均)有一個(gè)廢氣渦輪和一個(gè)增壓空氣壓縮器的單級(jí)或者多級(jí)廢氣渦輪增壓器，此外還具有及兩個(gè)排氣總管，其可將分別由多個(gè)氣缸中排出的廢氣按組組合地送入到渦輪進(jìn)氣口。在這里，將例如由EP 0736672 B1已知的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置結(jié)合此處要保護(hù)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法來(lái)作為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置。所述方法已在數(shù)十萬(wàn)的MAN載重車輛與MAN客車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中證明是有效的，這就是業(yè)內(nèi)廣為人知的MAN-EVB(排氣閥制動(dòng)系統(tǒng)/EVB)。在這種發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法中，在排氣管中安裝的節(jié)流閥可在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中處在某一節(jié)流位置，相應(yīng)的排氣管在這一位置中并不完全關(guān)閉，從而使得一部分匯集的廢氣能夠經(jīng)過(guò)邊緣側(cè)保持敞開的狹窄間隙而通過(guò)節(jié)流閥。必須以這種方式漏過(guò)所述部分廢氣，以防止內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)因阻塞或者熄火而導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者過(guò)熱。
盡管這種已知的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法能夠?qū)崿F(xiàn)出色的制動(dòng)性能，但在某些應(yīng)用情況下，也希望在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中提高制動(dòng)功率，以便能夠顯著減輕車輛中所安裝的其它制動(dòng)系統(tǒng)(如緩速器和運(yùn)行制動(dòng)器)的負(fù)荷，或者減小其設(shè)計(jì)尺寸。因此還需要采取一些能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中提高增壓壓力、從而使排氣背壓明顯增大的輔助措施。
已有各種已知裝置和方法可實(shí)現(xiàn)這種提高增壓壓力的目的，進(jìn)而提高制動(dòng)功率。依維柯(IVECO)所使用的是一種具有可變渦輪幾何尺寸(VTG)的廢氣渦輪增壓器，其中可改變渦輪橫截面來(lái)提高制動(dòng)功率。其缺點(diǎn)在于，VTG渦輪增壓器與普通廢氣渦輪增壓器相比要昂貴得多，且由于渦輪中有許多運(yùn)動(dòng)的小零件，因此無(wú)法達(dá)到所要求的渦輪增壓器使用壽命和工作效率。戴姆勒·克萊斯勒(Daimler-Chrysler)在其″Turbobrake″款型的構(gòu)思中未采用VTG渦輪增壓器，取而代之的是另外一種廢氣渦輪增壓器，即從發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)換到制動(dòng)過(guò)程時(shí)，可以借助渦輪增壓器渦輪中一個(gè)可移動(dòng)的環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)其流量特性，可獲得較小的流量以及非常大的壓力降，這樣即可在制動(dòng)運(yùn)行中提高增壓壓力。
但這種廢氣渦輪增壓器也有與VTG渦輪增壓器類似的缺點(diǎn)。在EP 0770772 B1和EP 0821147 B1中描述了提高制動(dòng)功率的其它示例。在這兩種情況中，在截止閥上游從排氣管分支出一個(gè)旁路管，該旁路管要么排入到渦輪殼內(nèi)部的集流室中，噴嘴口即從此處指向渦輪轉(zhuǎn)子；要么與渦輪殼間壁內(nèi)部中唯一一個(gè)噴嘴孔相連，該噴嘴孔在出口側(cè)前置一個(gè)噴嘴環(huán)或者導(dǎo)流柵，用來(lái)使噴射流轉(zhuǎn)向并且指向渦輪轉(zhuǎn)子外圓周。這兩個(gè)已知解決方案同樣也有缺點(diǎn)，即必須對(duì)渦輪內(nèi)部進(jìn)行改造，或者要使用特種渦輪，因此成本比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)一種可使車輛的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功率提高的裝置，且其中不必在廢氣渦輪增壓器的廢氣渦輪中、或者不必在雙級(jí)廢氣渦輪增壓器的高壓級(jí)中進(jìn)行進(jìn)行復(fù)雜的裝配以及改造，盡管實(shí)現(xiàn)的方式簡(jiǎn)單且不復(fù)雜，但也能使制動(dòng)功率有比較大的提高。
本發(fā)明的這一任務(wù)通過(guò)一種具有權(quán)利要求1種所述特征的裝置加以解決。
本發(fā)明的優(yōu)選方案和改進(jìn)方案均已在從屬權(quán)利要求中闡明。
根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中，可以借助一個(gè)自身的截止閥將兩個(gè)排氣總管中的每個(gè)排氣總管完全關(guān)閉。此外根據(jù)本發(fā)明，在可通過(guò)截止閥關(guān)閉的區(qū)域前方，還可根據(jù)流向從每個(gè)排氣總管分支出一個(gè)旁路管。根據(jù)本發(fā)明，所述旁路管中的每個(gè)均與廢氣渦輪的渦輪壁中所形成的一個(gè)噴嘴孔相連。這兩個(gè)噴嘴孔在垂直于渦輪轉(zhuǎn)子軸的平面中或者a)相互平行，或者b)呈銳角相交匯聚在一起。這兩個(gè)噴嘴孔在情形a)中分別通過(guò)一個(gè)相鄰的出口、或者在情形b)中則通過(guò)一個(gè)共同的出口與渦輪轉(zhuǎn)子外緣相切地導(dǎo)出到渦輪室之中。根據(jù)本發(fā)明，采用這種方式可以在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)旁路管將排氣總管中在被關(guān)閉的截止閥上游匯集的廢氣分成兩股廢氣氣流，這兩股氣流要么以兩股廢氣射流的形式、要么合并成一股氣流，通過(guò)噴嘴孔與渦輪轉(zhuǎn)子外緣相切地進(jìn)入到廢氣渦輪的渦輪室之中，然后在這里以高壓、高速撞到渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪葉片上，廢氣渦輪增壓器因此被加速驅(qū)動(dòng)，使得壓縮后的空氣通過(guò)進(jìn)氣道進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室之中，由于空氣量和背壓均已增大，從而可明顯提高制動(dòng)功率。
由于只要在一個(gè)渦輪殼體中制作噴嘴孔，所以與一種常用的廢氣渦輪增壓器相比，該廢氣渦輪增壓器的其余構(gòu)造基本可以保持不變。根據(jù)本發(fā)明的裝置的其余部分均可以用簡(jiǎn)單、緊湊的方式裝配在一起，并且可以與廢氣渦輪增壓器以及排氣總管結(jié)合為一體。相關(guān)細(xì)節(jié)可參閱


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以下根據(jù)附圖中所描繪的實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的解決方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖所示圖1裝備有單級(jí)廢氣渦輪增壓器以及所配屬的根據(jù)本發(fā)明的裝置的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，圖2裝備有雙級(jí)廢氣渦輪增壓器以及所配屬的根據(jù)本發(fā)明的裝置的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，圖3廢氣渦輪增壓器的廢氣渦輪(如果是雙級(jí)廢氣渦輪增壓器，則為其高壓渦輪)，配有按照其第一實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的裝置的部件，圖4廢氣渦輪增壓器的廢氣渦輪(如果是雙級(jí)廢氣渦輪增壓器，則為其高壓渦輪)，配有按照其第二實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的裝置的部件，圖5單流廢氣渦輪的進(jìn)氣區(qū)的視圖，圖6控制模塊的實(shí)施方式的剖面圖，該模塊將根據(jù)本發(fā)明的裝置的多個(gè)部件組合成一體，并且配置于一種如按照?qǐng)D5的單流廢氣渦輪，圖7一種雙流地構(gòu)成的廢氣渦輪的進(jìn)氣區(qū)的視圖，圖8控制模塊的另一種實(shí)施方式，該控制模塊同樣將根據(jù)本發(fā)明的裝置的多個(gè)部件接合成一體，并且配屬于如根據(jù)圖7的雙流地構(gòu)成的廢氣渦輪，圖9根據(jù)圖6的控制模塊在其朝向渦輪進(jìn)氣口一側(cè)的透視圖，圖10圖8所示控制模塊在其朝向渦輪進(jìn)氣口一側(cè)的透視圖，以及圖11根據(jù)圖3的廢氣渦輪以及與之結(jié)合在一起的根據(jù)圖8、10的控制模塊，補(bǔ)充有運(yùn)行控制的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的裝置可配置于車輛的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1、尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所涉及的車輛可以是發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的任何一種陸上運(yùn)輸工具，如載重車、客車或者其它商用車，也包括轎車、軌道機(jī)車或者水上運(yùn)輸工具。
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣缸或者燃燒室通過(guò)受到控制的進(jìn)氣閥以及緊接著的進(jìn)氣道與增壓空氣管2相連，由單級(jí)廢氣渦輪增壓器4(見圖1)的壓縮器3或者雙流廢氣渦輪增壓器4′(見圖2)的壓縮器3a、3b將壓縮后的增壓空氣送入該增壓空氣管。如果采用圖2所示的雙級(jí)增壓方式，則以3a表示低壓級(jí)的壓縮器，以3b表示高壓級(jí)的壓縮器。此外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣缸或者燃燒室還經(jīng)過(guò)受到控制的排氣閥以及連接于其后的排氣道按組地分別與兩個(gè)排氣總管5、6中的一個(gè)相連?？赏ㄟ^(guò)這兩個(gè)排氣總管5、6中的任何一個(gè)排氣總管，將所連接的氣缸組排出的廢氣通過(guò)一個(gè)共同的末端氣道7(見圖2)送入單流廢氣渦輪9或者9a的進(jìn)氣口8，或者分別送入廢氣渦輪增壓器4或者4′的雙流廢氣渦輪9的進(jìn)氣口8a、8b。如果使用雙流廢氣渦輪增壓器4′(見圖2)，則以9a表示低壓級(jí)的廢氣渦輪，以9b表示高壓級(jí)的廢氣渦輪。
在所述兩個(gè)排氣總管5、6的其中每個(gè)排氣總管中，均如此安裝并可調(diào)節(jié)一種截止閥10、11，使得可以在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中將所屬的排氣總管5或者6完全關(guān)閉。
在可通過(guò)所述截止閥10或者11關(guān)閉的區(qū)段之前，均按照流向從每個(gè)排氣總管5、6中分支出一個(gè)旁路管12或者13，其中每個(gè)旁路管均與渦輪殼內(nèi)部的噴嘴孔16或者17相連。這些噴嘴孔16、17均在單級(jí)廢氣渦輪增壓器4的廢氣渦輪9或者雙級(jí)廢氣渦輪增壓器4′的高壓級(jí)廢氣渦輪9b的渦輪殼19的一段殼壁18之中，更確切地說(shuō)在垂直于渦輪轉(zhuǎn)子20軸的平面中。該平面中的兩個(gè)噴嘴孔或者a)以較小的間距相互并排地延伸，并因此分別有一個(gè)與另外一個(gè)出口相鄰的出口16′或者17′(見圖4)；或者b)呈銳角相互延伸，交錯(cuò)地交叉并具有一個(gè)共同的出口21。在每種情況下，處于其平面中的這兩個(gè)噴嘴孔16、17在情形a)中分別通過(guò)其獨(dú)立的出口16′、17′，并在情形b)中則通過(guò)其共同的出口21切向地與渦輪轉(zhuǎn)子20的外緣對(duì)齊，并匯聚到廢氣渦輪9或者9b的渦輪室22之中。
噴嘴孔16、17本身可以是圓柱形的，或者朝著出口16′或17′或21的方向分別略呈錐形。這兩個(gè)噴嘴孔16、17形狀最好是相同的，必要時(shí)也可以具有不同的直徑或者錐角。
或者可以通過(guò)常開旁路氣道12、13(如圖6、9所示)以非控制方式、或者可以通過(guò)旁路管12或13中的分別單獨(dú)可控的閥14或15(見圖8、10)在所述兩個(gè)排氣總管5、6與噴嘴孔16、17之間進(jìn)行連接。使用這些閥14、15可以將所述兩個(gè)旁路管12、13中的任何一個(gè)旁路管關(guān)閉，或者將其轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)以繞過(guò)處在關(guān)閉位置中的截止閥10或者11。
在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中，可以采用這種方式在截止閥10、11關(guān)閉之后通過(guò)旁路管12、13將被關(guān)閉的排氣總管5、6中所匯集的廢氣分成兩股廢氣氣流，然后這兩股氣流通過(guò)噴嘴孔16、17或者以兩束相鄰廢氣射流的形式、或者合并成一股廢氣射流地以高壓、高速噴向渦輪轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)子葉片，廢氣渦輪增壓器4或者4′因此被加速驅(qū)動(dòng)，使得壓縮后的空氣被送入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室之中，從而可提高制動(dòng)功率。
所述兩個(gè)可控閥14、15(如果有此設(shè)計(jì))最好借助于電動(dòng)-氣動(dòng)或者電磁式調(diào)節(jié)裝置23來(lái)進(jìn)行操縱，如圖11所示，這些調(diào)節(jié)裝置從一種電子控制器24獲取控制指令，其中可以是一種獨(dú)立的設(shè)備、車載計(jì)算機(jī)或者車輛的引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。所述兩個(gè)閥14、15的打開、保持打開以及關(guān)閉指令的控制策略均以數(shù)據(jù)方式存放或者保存在電子控制器24之中。該控制策略的主要設(shè)計(jì)原理為如果識(shí)別出一種已提高的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)要求，那么就在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)運(yùn)行開始之時(shí)、或者開始之后適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，將所述兩個(gè)閥14、15調(diào)節(jié)到導(dǎo)通狀態(tài)，而當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，則使其重新回到關(guān)閉位置中。根據(jù)本發(fā)明的裝置在上述結(jié)構(gòu)分級(jí)的情況下，也可在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程之外在某些發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段中實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)。例如，存放在電子控制器24中的控制策略也可以設(shè)計(jì)成如下形式當(dāng)截止閥10、11打開時(shí)、亦即排氣總管5、6導(dǎo)通時(shí)，也可在某些發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和/或轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，有針對(duì)性地使閥14、15打開、保持打開以及重新關(guān)閉，因此除了所述兩種正常的廢氣體積流量之外(來(lái)自5和6)，還可以有針對(duì)性地將一股氣體射流或者兩股氣體射流送入渦輪室22之中，從而可以達(dá)到改變渦輪轉(zhuǎn)速的目的，效果與使用一種可變的渦輪幾何尺寸時(shí)相類似。
原則上可以對(duì)所述兩個(gè)閥14、15及配屬的調(diào)節(jié)裝置23進(jìn)行如下設(shè)計(jì)即不僅可以通過(guò)閥14、15來(lái)控制旁路管12、13的開、閉，也可影響其有效的流通橫截面。
以下是對(duì)附圖中所示的本發(fā)明所述裝置各種實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明。
在根據(jù)圖6、9或者8、10、11所示的兩種設(shè)計(jì)方案中，所述兩個(gè)截止閥10、11以機(jī)械方式相互耦聯(lián)，并且可通過(guò)一種電動(dòng)-氣動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置23對(duì)其進(jìn)行同步操縱，該調(diào)節(jié)裝置與可用來(lái)對(duì)根據(jù)圖8、10、11所示的實(shí)施例的閥14、15進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)裝置大致相同。在這兩種設(shè)計(jì)方案中，中央壓縮空氣源就是安裝在車輛之中的、可根據(jù)需要通過(guò)一種壓縮機(jī)來(lái)進(jìn)行供應(yīng)的高壓儲(chǔ)氣罐25。如圖11所示，在壓縮空氣儲(chǔ)氣罐25的出口側(cè)有一個(gè)多回路保護(hù)閥26，從該閥的出口接出壓縮空氣管27、28、29。
在圖8、10、11所示的實(shí)施例中，所有三個(gè)壓縮空氣管27、28、29均需要使用。圖6、9所示的實(shí)施例則相反，有意義的只是使壓縮空氣管29與本發(fā)明的裝置相連。
在圖8、10、11中所示的實(shí)施例中，壓縮空氣管27通向作為用于閥14的調(diào)節(jié)裝置23組成部分的導(dǎo)通閥/截止閥30，且壓縮空氣管28通向同樣也是作為用于閥15的調(diào)節(jié)裝置23組成部分的導(dǎo)通閥/截止閥31，該閥與標(biāo)識(shí)為30的閥一樣。壓縮空氣管29通向?qū)ㄩy/截止閥32，該閥構(gòu)成了用于所述可同步控制的截止閥10、11的電動(dòng)-氣動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置的組成部分。導(dǎo)通閥/截止閥30、31、32的電磁鐵通過(guò)相應(yīng)的控制電纜33、34、35獲取電子控制器24的執(zhí)行指令。每個(gè)導(dǎo)通閥/截止閥30、31、32上的兩個(gè)出口均分別與在調(diào)節(jié)活塞之前及之后的壓力腔相連，使用該調(diào)節(jié)活塞可對(duì)于相應(yīng)的閥14、15或者與截止閥10、11相連的一種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接控制，例如通過(guò)一種活塞桿來(lái)進(jìn)行控制。在下文中對(duì)此有更為詳細(xì)的說(shuō)明。
在圖6、9和8、10、11所示的兩種設(shè)計(jì)方案的基本構(gòu)思中，本發(fā)明所述裝置的一部分被結(jié)合在一種構(gòu)成了渦輪增壓器一側(cè)排氣總管5、6末端的控制模塊36之中。該控制模塊36的基本結(jié)構(gòu)37一般具有一個(gè)朝向增壓器的前端面37a和一個(gè)與此平行的背向增壓器的端面37b。在圖6、9所示設(shè)計(jì)方案的控制模塊36的基本結(jié)構(gòu)37中，并排著有兩個(gè)平行的排氣道38、39，其中每個(gè)排氣道入口側(cè)均與排氣總管5、6中的一個(gè)排氣總管相連，另一側(cè)則導(dǎo)出到同樣在控制模塊36的基本結(jié)構(gòu)37中形成的單流排氣道7之中。
在按圖8、10、11所示實(shí)施方式種，在控制模塊的基本結(jié)構(gòu)37中，并列地同樣也有兩個(gè)、但從后向前均導(dǎo)通的排氣道38、39，其中每個(gè)排氣道入口側(cè)均與排氣總管5、6中的一個(gè)排氣總管相連，且出口側(cè)與渦輪進(jìn)氣口8a、8b中的一個(gè)進(jìn)氣口相連。
在排氣道38、39的每個(gè)排氣道中，通常(亦即在這兩種設(shè)計(jì)方案中)安裝有所述截止閥10、11中的一個(gè)截止閥，該截止閥可用來(lái)將排氣道完全關(guān)閉。
此外，可將旁路管12、13集成到控制模塊36的結(jié)構(gòu)37之中，在根據(jù)圖8、10、11所示的示例中，還可將可打開、關(guān)閉的閥14、15以及至少將相應(yīng)所配屬的調(diào)節(jié)裝置23的一部分集成到其中。
此時(shí)可按照如下所述，在控制模塊36的基本結(jié)構(gòu)37中實(shí)現(xiàn)所述旁路管12、13。基本上以與其垂直的方式，從所述兩個(gè)排氣道38、39的每個(gè)排氣道向上、或者如圖所示向下分支出一個(gè)盲孔40或者41，來(lái)作為旁路管12或者13的第一部段。作為旁路管12或者13的另一段，可從每個(gè)盲孔40或者41分支出一個(gè)導(dǎo)出到控制模塊基本結(jié)構(gòu)37的前面36a上的孔42、43，該孔與所述兩個(gè)渦輪殼內(nèi)部噴嘴孔16或者17中的一個(gè)噴嘴孔相連(42與16、43與17相連)。
如圖8、10、11所示的實(shí)施例，在盲孔40、41之中，即在旁路管12或者13的第一段中，所配屬的閥14或者15及其閥盤14′或者15′可以在一個(gè)關(guān)閉位置(如圖8、10和11所示)以及一個(gè)伸入到盲孔40或者41之中的導(dǎo)通位置之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，且必要時(shí)也在中間位置中對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。閥14或者15的閥盤14′或者15′通過(guò)在控制模塊底部結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔45、46中的一個(gè)同軸引導(dǎo)的閥桿47、48連接在所配屬的調(diào)節(jié)裝置23的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)49、50上。在電動(dòng)-氣動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置23的示意圖中，這種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)49或者50即為一個(gè)活塞，該活塞在控制模塊36的內(nèi)部將在其基本結(jié)構(gòu)36′里與盲孔40或者41同軸的腔室51或者52分隔為前壓力腔53或者54以及后壓力腔55或者56。配屬于閥14的所述兩個(gè)壓力腔53、55均通過(guò)壓力管57、58與導(dǎo)通閥/截止閥30相連。所述配屬于閥15的兩個(gè)壓力腔54、56均通過(guò)壓力管59、60與導(dǎo)通閥/截止閥31相連。根據(jù)所配屬的導(dǎo)通閥/截止閥30、31的開關(guān)位置，所述兩個(gè)閥14或者15的這些壓力腔可以交替地充入或者卸放壓縮空氣，從而使所述閥在一個(gè)方向或者另一方向中運(yùn)動(dòng)。
在根據(jù)圖6、9或者8、10、11所示的兩種實(shí)施例中，將所述兩個(gè)截止閥10、11固定在一個(gè)調(diào)節(jié)軸61上，用來(lái)進(jìn)行同步的且作用相同的控制；所述調(diào)節(jié)軸可旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)橫向貫穿了控制模塊36的基本結(jié)構(gòu)37的安裝孔之中，并且通過(guò)一個(gè)安裝于外側(cè)的杠桿62與活塞桿63相連，在該活塞桿的自由端部處安裝有一個(gè)活塞64，該活塞在壓力缸65中將前壓力腔66與后壓力腔67分開。所述壓力缸65的兩個(gè)壓力腔66、67均通過(guò)壓力管68、69與導(dǎo)通閥/截止閥32相連，通過(guò)該閥以交替方式使壓力腔充入或者卸放壓縮空氣，從而在某一方向或者另一方向中對(duì)活塞64并因此對(duì)于截止閥10、11進(jìn)行調(diào)節(jié)。壓力缸65以適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄔ诳刂颇K36的基本結(jié)構(gòu)37的外側(cè)上。
控制模塊36應(yīng)作為完全預(yù)裝配結(jié)構(gòu)單元安裝在排氣總管5、6末端上的端面法蘭與廢氣渦輪9或者9b進(jìn)氣部分上現(xiàn)有的連接法蘭71之間，然后再用多個(gè)螺栓連接機(jī)構(gòu)將其固定，該螺栓連接機(jī)構(gòu)穿過(guò)在基本結(jié)構(gòu)37和法蘭中形成的固定孔70。
權(quán)利要求
1.用于在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中使車輛的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)制動(dòng)功率提高的裝置，其具有安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置、(每一級(jí)均有)廢氣渦輪(9)和增壓空氣壓縮器(3)的單級(jí)或者多級(jí)的廢氣渦輪增壓器(4，4′)、以及兩個(gè)排氣總管(5，6)，通過(guò)該排氣總管將由多個(gè)氣缸中排出的廢氣按組的方式組合地分別送入到渦輪進(jìn)氣口(8；8a，8b)，其中-每個(gè)排氣總管(5，6)均可在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中通過(guò)截止閥(10，11)被完全關(guān)閉，-從每個(gè)排氣總管(5、6)可關(guān)閉的區(qū)段分支出一旁路管(12、13)，-每個(gè)旁路管(12、13)均與在廢氣渦輪(9；9b)的渦輪壁(18)中所形成的一噴嘴孔(16、17)相連，-所述兩個(gè)噴嘴孔(16、17)在一個(gè)垂直于渦輪轉(zhuǎn)子(20)軸線的平面中，或者a)并列平行地延伸，且分別通過(guò)另一相鄰的出口(16′、17′)，或者b)呈銳角相互延伸且相交匯聚在一起，然后通過(guò)一個(gè)共同的出口(21)與渦輪轉(zhuǎn)子(20)的外部區(qū)域相切地匯集到渦輪室(22)之中，-在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中，可通過(guò)旁路管(12、13)將被關(guān)閉的廢氣總管(5、6)中所匯集的廢氣分成兩股廢氣氣流，然后通過(guò)噴嘴孔(16、17)將這兩股氣流以兩股廢氣射流的形式或者合成為一股廢氣射流而以高壓、高速撞擊到渦輪轉(zhuǎn)子(20)的渦輪葉片，渦輪增壓器(4、4′)因此被加速驅(qū)動(dòng)，使得壓縮后的空氣被送入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的燃燒室之中，從而可提高制動(dòng)功率。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每個(gè)旁路管(12、13)均可通過(guò)可控的閥(14、15)關(guān)閉，或者切換到導(dǎo)通狀態(tài)。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)可控的閥(14、15)可分別借助一種電動(dòng)-氣動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置或者電磁調(diào)節(jié)裝置(23)進(jìn)行控制，該調(diào)節(jié)裝置從電子控制器(24)獲取控制指令，該電子控制器尤其是車載計(jì)算機(jī)或者車輛引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，用于所述兩個(gè)閥(14、15)的打開、保持打開以及關(guān)閉指令的控制策略以數(shù)據(jù)方式均存放或者保存在電子控制器(24)之中。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，如果識(shí)別出提高的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)要求，保存在電子控制器(24)中的控制策略就會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)開始之時(shí)、或者在時(shí)間上偏移地將所述兩個(gè)閥(14、15)調(diào)節(jié)到導(dǎo)通狀態(tài)；而當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，則使其重新回到關(guān)閉位置中。
6.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，保存在電子控制器(24)中的控制策略也可在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)階段之外、即在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)渦輪的運(yùn)行進(jìn)行干預(yù)，使得當(dāng)截止閥(10、11)打開且排氣管(5、6)導(dǎo)通時(shí)，可在確定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和/轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，通過(guò)有針對(duì)性地使閥(14、15)打開、保持打開以及重新關(guān)閉，因此除了兩種正常的廢氣體積流量之外，還可以有針對(duì)性地將一股氣體射流導(dǎo)入到廢氣渦輪(9)中，從而可以達(dá)到改變渦輪轉(zhuǎn)速的目的，效果與使用可變渦輪幾何尺寸相類似。
7.按照權(quán)利要求2至6之中任一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)閥(14、15)和所配屬的調(diào)節(jié)裝置(23)不僅可以通過(guò)閥(14、15)來(lái)控制旁路管(12、13)的開、閉，也可對(duì)其有效流通橫截面進(jìn)行影響、節(jié)流、或者可變化地予以調(diào)節(jié)。
8.按照權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，多個(gè)裝置部件均被組合在一個(gè)緊湊的控制模塊(36)之中，該控制模塊可以作為預(yù)制的及預(yù)裝配的結(jié)構(gòu)單元安裝在渦輪進(jìn)氣側(cè)法蘭(71)與兩個(gè)排氣總管(5、6)末端上的法蘭之間。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中并排著有兩個(gè)排氣道(38、39)，其中每個(gè)排氣道在入口側(cè)均與一個(gè)排氣總管(5或者6)相連，且出口側(cè)匯集在基本結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一個(gè)共同排氣道(7)之中，在每個(gè)排氣道(38、39)中均安裝一個(gè)截止閥(10或者11)，此外在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中也形成旁路管(12、13)。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，每個(gè)旁路管(12、13)在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中均有兩個(gè)部段，其中第一部段由從排氣道(38、39)基本垂直向上或者向下分支出的盲孔(40或者41)構(gòu)成，其中隨后的第二部段則由從相應(yīng)盲孔(40或者41)引出的、且導(dǎo)出于控制模塊基本結(jié)構(gòu)(37)的渦輪側(cè)前端面(37a)上的孔(42、43)構(gòu)成，該孔與所述渦輪殼內(nèi)部的兩個(gè)噴嘴孔(16或者17)中的一個(gè)噴嘴孔相連接。
11.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中并排著有兩個(gè)貫通的排氣道(38、39)，其中每個(gè)排氣道在入口側(cè)均與一個(gè)排氣總管(5或者6)相連，且出口側(cè)與渦輪進(jìn)氣口(8a、8b)相連，在每個(gè)排氣道(38、39)中均安裝有一個(gè)截止閥(10或者11)，此外在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中也集成有旁路管(12、13)、用來(lái)控制這些旁路管開閉的閥(14、15)以及所配屬的調(diào)節(jié)裝置(23、65)的至少部件。
12.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)中從每個(gè)排氣道(38、39)分支出垂直向上或者向下的盲孔(40、41)作為旁路管(12或者13)的第一部段，所配屬的閥(14、15)及其閥盤(14′、15′)可以在關(guān)閉位置和導(dǎo)通位置之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并且必要時(shí)也可在中間位置中被調(diào)整；從每個(gè)盲孔(40、41)引出匯集于控制模塊基本結(jié)構(gòu)(37)前端面(37a)上的孔(42、43)作為旁路管(12或者13)的另一部段，該孔與渦輪殼內(nèi)部的兩個(gè)噴嘴孔(16、17)中的一個(gè)噴嘴孔相連接，每個(gè)閥(14、15)的閥盤(14′、15′)均通過(guò)在控制模塊(36)基本結(jié)構(gòu)(37)內(nèi)的孔(45、46)中同軸線引導(dǎo)的閥桿(47、48)耦連在所配屬的調(diào)節(jié)裝置(23)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(49、50)上。
13.按照權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，當(dāng)采用電動(dòng)-氣動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置(23)時(shí)，每個(gè)閥(14、15)的閥桿(47、48)均連接在構(gòu)成了所述調(diào)節(jié)裝置一部分的調(diào)節(jié)活塞(49、50)上，該調(diào)節(jié)活塞在一個(gè)在基本結(jié)構(gòu)(37)中在盲孔(40、41)后方與該盲孔分開地且同軸地構(gòu)成的控制腔(51、52)中分隔出一個(gè)前壓力腔(53、54)和一個(gè)后壓力腔(55、56)，這些壓力腔(55、56)分別通過(guò)壓力管(57、58；59、60)連接在導(dǎo)通閥/截止閥(30、31)的出口上，該導(dǎo)通閥/截止閥的一個(gè)入口與壓縮空氣源(25)相連，另一個(gè)入口與大氣相通，因此可根據(jù)相應(yīng)導(dǎo)通閥/截止閥(30、31)的開關(guān)位置，以交替方式使這些壓力腔充入或者卸放壓縮空氣，從而在一個(gè)方向或者另一個(gè)方向中對(duì)閥(14、15)進(jìn)行控制。
14.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，用于進(jìn)行同步控制且作用相同的兩個(gè)截止閥(10、11)均固定在調(diào)節(jié)軸(61)上，該調(diào)節(jié)軸在橫向貫穿控制模塊(36)基本結(jié)構(gòu)(37)的安裝孔之中可旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行支承，并且通過(guò)安裝于外側(cè)的杠桿(62)與活塞桿(63)相耦連，在該活塞桿的另一自由末端上安裝有活塞(64)，該活塞將氣動(dòng)的壓力缸(65)分隔成前壓力腔(66)和后壓力腔(67)，其中這兩個(gè)壓力腔(66、67)通過(guò)壓力管(68、69)與導(dǎo)通閥/截止閥(32)的出口相連，通過(guò)該導(dǎo)通閥/截止閥可根據(jù)其開關(guān)位置以交替方式使壓力腔充入或者卸放壓縮空氣，從而在一個(gè)方向或者另一方向中對(duì)活塞(64)、并因此對(duì)截止閥(10、11)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
15.按照權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，壓力缸(65)固定在控制模塊(36)的基本結(jié)構(gòu)(37)的外部。
16.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，噴嘴孔(16、17)為圓柱形，或者朝著其出口(16′、17′、21)方向略呈錐形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使內(nèi)燃機(jī)制動(dòng)功率提高的裝置，具有內(nèi)部的制動(dòng)裝置、(每一級(jí)都)具有廢氣渦輪和增壓空氣壓縮器的單級(jí)或多級(jí)廢氣渦輪增壓器、及兩個(gè)排氣總管，其可將廢氣按組組合地分別送入渦輪進(jìn)氣口。每個(gè)排氣總管均可在制動(dòng)過(guò)程中通過(guò)一種截止閥被完全關(guān)閉。從每個(gè)排氣總管可關(guān)閉的匯集區(qū)中分支出一個(gè)與渦輪壁內(nèi)部的噴嘴孔相連的旁路管。這兩個(gè)噴嘴孔平行并列、或呈銳角相交匯聚，并通過(guò)相鄰的出口或一個(gè)共同的噴口與渦輪轉(zhuǎn)子的外部區(qū)相切地導(dǎo)出到渦輪室中。以此可在制動(dòng)過(guò)程中將從關(guān)閉的廢氣總管中匯集的廢氣通過(guò)旁路管分成兩股氣流，再由噴嘴孔將其以高壓高速噴向渦輪葉片。增壓器因此被加速驅(qū)動(dòng)，壓縮空氣進(jìn)入燃燒室中，從而提高制動(dòng)功率。
文檔編號(hào)F02D9/06GK101037955SQ200610064010
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者F·拉默, F·雷坦梅爾, G·拉布 申請(qǐng)人:曼商用車輛奧地利股份公司