用于车辆缓速的发动机制动方法技术

用于车辆缓速的发动机制动方法，将发动机在预定转速（特别是中、低转速）下运行，通过排气限流装置（如涡轮增压机和排气蝶阀）调节发动机的排气压力，控制发动机的温度，并向发动机的汽缸内或排气管内喷入预定量的介质，增加缸内压力和发动机活塞的运动阻力，从而提高发动机的制定功率。当所喷入的介质为燃油时，控制燃油在发动机的压缩冲程期间的燃烧，进一步提高缸内压力和发动机的制定功率。本发明专利技术解决了现有技术中发动机中、低转速时制动功率太低的问题，减少甚至避免了高转速的发动机制动，消除了高转速制动带来的高载荷和高排温等失效模式，改进了发动机制动运作的可靠性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及机械领域，尤其涉及发动机领域，特别是用于车辆缓速的发动机制动方法。
技术介绍
:已有技术中，车辆发动机的应用已有悠久的历史，发动机的常规点火运作为人熟知。举例来说，四冲程的柴油发动机按照周期反复运作，每一周期内有进气冲程、压缩冲程、膨胀（或做工）冲程和排气冲程。在进气冲程中，发动机的活塞在汽缸内从上止点往下止点运动，发动机的进气门打开，将空气引入发动机的汽缸。接下来是压缩冲程，活塞从下止点往上止点运动，发动机的进气门和排气门都处于关闭状态，缸内的空气被压缩，在活塞抵达上止点附近，柴油喷入缸内与被压缩的空气混合并在接下来的膨胀（或做工）冲程内自燃，产生气体膨胀，将活塞从上止点往下止点驱动做工。最后是发动机的排气冲程，活塞再次从下止点往上止点运动，发动机的排气门打开，将燃烧后的气体从缸内排出到排气管内，经过后处理之后进入尾气管排到大气中。发动机制动技术也广为人知，只需将产生动力的发动机暂时转换为吸收能量的空压机。转换过程中切断燃油，除了常规的进、排气门在进、排气冲程期间开启之外，在发动机活塞压缩冲程接近结束时排气门再次打开，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的活塞，而是通过发动机的排气及散热系统释放掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。发动机制动技术的一个先例是由康明斯(Cummins)提供的美国专利号US3220392(1965)披露，该专利的专利技术利用液压传递，将喷油凸轮或邻近排气凸轮的运动传递给发动机的气门，在发动机常规气门运动的基础上，在压缩上止点附近增加压缩释放制动的排气门运动。该专利技术在制动运作期间，切断燃油。由于在发动机制动期间切断燃油，没有燃烧做功，现有的发动机制动器不是靠自己的能量产生制动，而是一种被动的、由车辆运动反拖发动机做负功的装置，因此制动功率与发动机转速成正比。商用车的发动机在中、低转速（1100到1500rpm）的制动功率远低于高转速（2100到2500rpm）的制动功率。而这些车辆行驶中最常用的发动机转速恰恰是在中、低转速。因此，有必要提高发动机在中、低转速的制动功率。纳威司达万国货运公司（NavistarInternationalTransportationCorp.）在美国专利5634447号（1997年）公开了一种发动机制动方法，在发动机制动期间将小量燃油喷入一个涡轮增压、无中冷的发动机来增加发动机的制动功率。在远离（超前）上死点的压缩冲程期间向发动机的汽缸内喷入少量的燃油。这少量的燃油燃烧，提升压缩期间的缸压和涡轮增压器的能量，从而增加制动功率。然而，当发动机带有中冷器（空气对空气）时，吸入发动机的空气温度大大降低，这样的低温空气对发动机制动期间喷入的燃油的燃烧带来困难，特别是在寒冷的气候，要在发动机处于中、低转速时点燃更是难上加难。第8类重型卡车都带有中冷器（空气对空气），而中、低转速正是这种卡车对发动机制动功率需求最大的时候。马克卡车公司（MackTrucks,Inc.）在美国专利6337447号（2002年）公开了一种类似的发动机制动方法，在发动机制动期间将小量燃油（5毫克/冲程）喷入一个涡轮增压、带中冷的发动机来增加发动机的制动功率。在发动机制动期间，为了避免中冷器对空气的冷却，从涡轮增压机出来的压缩空气绕过中冷器，从旁通管直接进入发动机的汽缸。这样缸内的气温更高，有利于超前喷入的燃油的燃烧。不过，从该专利公布的测试数据来看，中、低转速（1500rpm以下）的发动机制动功率增加很小或完全没有变化。这就表明，在发动机的中低转速时，燃油没有充分燃烧或根本没有燃烧。此外，很多发动机除了配置压缩释放型发动机制动器之外，还装有排气制动器，如中国市场上的排气蝶阀和欧洲沃尔沃的排气压力调节器（EPR）等排气限流装置。一旦排气制动器启动（限制排气管内的气流），涡轮增压器的作用减小甚至完全没有，进气大大减小，中冷器几乎不起作用。事实上，马克卡车公司（MackTrucks,Inc.）在美国专利6283091号（2001年）公开了联合制动（发动机压缩制动器与排气制动器一起使用）时，发动机的温度会非常地高，特别是在高转速（2000转/分以上）时，发动机的排气温度高达1200⁰F（649⁰C），缸内温度高达751⁰F（399⁰C）。这种由联合制动产生的发动机过热会导致燃油喷嘴嘴尖烧坏，因此提出了在发动机制动期间喷射小量燃油（1~30毫克/冲程）冷却燃油喷嘴嘴尖的专利技术。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供用于车辆缓速的发动机制动方法，所述的方法要解决现有技术中发动机制动在中、低转速时制动功率太低的技术问题，尤其是要解决现有技术中发动机制动在中、低转速时发动机温度太低、燃油无法点燃或燃烧不充分的技术问题，还有发动机制动在高转速时发动机温度太高、燃油喷嘴嘴尖烧坏的技术问题。本专利技术的一种用于车辆缓速的发动机制动方法包括以下步骤：1.将发动机在预定的转速下运行，2.调节发动机的排气压力，3.控制发动机的温度，4.当发动机汽缸内的活塞往压缩冲程的上止点运动、压缩缸内气体达到预定高的温度时，向汽缸内喷射预定量的燃油，5.让所述的燃油在压缩冲程期间燃烧，增加缸内的压力和温度，6.在活塞抵达压缩冲程的上止点之前，打开排气门，释放掉缸内被压缩和燃烧的气体。进一步的，所述的调节发动机的排气压力的步骤包括下述过程之一或它们的组合：1.使用涡轮增压机调节发动机的排气压力，所述的涡轮增压机包括可变涡轮增压机，2.使用排气节流阀调节发动机的排气压力，所述的排气节流阀包括排气蝶阀，3.使用排气再循环系统调节发动机的排气压力，所述的排气再循环系统包括内排气再循环系统和外排气再循环系统。进一步的，所述的内排气再循环系统采纳下述过程之一或它们的组合：1.在发动机的进气冲程期间除了常规的进气门开启之外，还打开发动机的排气门，2.在发动机的排气冲程期间除了常规的排气门开启之外，还打开发动机的进气门。进一步的，所述的控制发动机的温度的步骤包括控制下述温度之一或它们的组合：1.发动机的缸内温度，2.发动机的排气温度，3.发动机的机油温度，以及4.发动机的冷却水温度。进一步的，所述的向汽缸内喷射的燃油的预定量由下列参数之一或它们的组合决定：1.发动机的温度，2.发动机的转速，以及3.发动机制动的载荷极限。进一步的，所述的预定量的燃油在所述的打开排气门之前喷入发动机的汽缸。进一步的，缸内被压缩气体达到的所述的预定高的温度由燃油的燃点决定。进一步的，所述的燃油包括柴油。本专利技术的另一种用于车辆缓速的发动机制动方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：1.将发动机在预定的转速下运行，2.调节发动机的排气压力，3.在发动机的常规进气门开启期间打开发动机的排气门，让发动机的排气管内的气体返回发动机的汽缸，4.将排气管内返回的气体与缸内的气体混合，提高缸内气体的可燃性，5.当发动机汽缸内的活塞往压缩冲程的上止点运动、压缩缸内的混合气体达到预定高的温度时，向汽缸内喷射预定量的燃油，6.让所述的燃油在缸内燃烧，增加缸内的压力和温度，7.在活塞抵达压缩冲程的上止点之前，打开排气门，释放掉缸内被压缩和燃烧的气体。本专利技术的又一种用于车辆缓速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆缓速的发动机制动方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a)将发动机在预定的转速下运行，b)调节发动机的排气压力，c)控制发动机的温度，d)当发动机汽缸内的活塞往压缩冲程的上止点运动、压缩缸内气体达到预定高的温度时，向汽缸内喷射预定量的燃油，e)让所述的燃油在压缩冲程期间燃烧，增加缸内的压力和温度，f)在活塞抵达压缩冲程的上止点之前，打开排气门，释放掉缸内被压缩和燃烧的气体。

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆缓速的发动机制动方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a)将发动机在预定的转速下运行，b)调节发动机的排气压力，c)控制发动机的温度，d)当发动机汽缸内的活塞往压缩冲程的上止点运动、压缩缸内气体达到预定高的温度时，向汽缸内喷射预定量的燃油，e)让所述的燃油在压缩冲程期间燃烧，增加缸内的压力和温度，f)在活塞抵达压缩冲程的上止点之前，打开排气门，释放掉缸内被压缩和燃烧的气体。2.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的调节发动机的排气压力的步骤包括下述过程之一或它们的组合：a)使用涡轮增压机调节发动机的排气压力，所述的涡轮增压机包括可变涡轮增压机，b)使用排气节流阀调节发动机的排气压力，所述的排气节流阀包括排气蝶阀，c)使用排气再循环系统调节发动机的排气压力，所述的排气再循环系统包括内排气再循环系统和外排气再循环系统。3.如权利要求2所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的内排气再循环系统采纳下述过程之一或它们的组合：a)在发动机的进气冲程期间除了常规的进气门开启之外，还打开发动机的排气门，b)在发动机的排气冲程期间除了常规的排气门开启之外，还打开发动机的进气门。4.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的控制发动机的温度的步骤包括控制下述温度之一或它们的组合：a)发动机的缸内温度，b)发动机的排气温度，c)发动机的机油温度，d)发动机的冷却水温度。5.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：向汽缸内喷射的燃油的预定量由下列参数之一或它们的组合决定：a)发动机的温度，b)发动机的转速，c)发动机制动的载荷极限。6.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的预定量的燃油在打开排气门之前喷入发动机的汽缸。7.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的预定高的温度由燃油的燃点决定。8.如权利要求1所述的发动机制动方法，其特征在于：所述的燃油包括柴油。9.一种用于车辆缓速的发动机制动方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a)将发动机在预定的转速下运行，b)调节发动机的排气压力，c)在发动机的常规进气门开启期间打开发动机的排气门，让发动机的排气管内的气体返回发动机的汽缸，d)将排气管内返回的气体与缸内的气体混合，提高缸内气体的可燃性，e)当发动机汽缸内的活塞往压缩冲程的上止点运动、压缩缸内的混合气体达...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚勇，杨洲，
申请(专利权)人：上海尤顺汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31