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CN105899770B - 用于空转摇臂组件的压缩释放发动机制动系统及其操作方法 - Google Patents

用于空转摇臂组件的压缩释放发动机制动系统及其操作方法 Download PDF

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CN105899770B CN201480072378.0A CN201480072378A CN105899770B CN 105899770 B CN105899770 B CN 105899770B CN 201480072378 A CN201480072378 A CN 201480072378A CN 105899770 B CN105899770 B CN 105899770B
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Abstract

一种压缩释放制动系统包括：排气摇臂；可滑动地位于排气摇臂的活塞孔眼中从而按压排气门的致动活塞；形成在排气摇臂内的供给管道；以及被安装到排气摇臂上的排气门重置装置。致动活塞限定在致动活塞孔眼内在活塞孔眼和致动活塞之间的致动活塞腔。排气门重置装置包括位于供给管道和致动活塞腔之间的重置单向阀，从而当致动活塞腔内的液压流体的压力超过供给管道中液压流体的压力时通过关闭重置单向阀液压地锁定致动活塞腔。重置单向阀在制动开启模式期间被致动活塞腔内的液压流体的压力偏压打开。

Description

用于空转摇臂组件的压缩释放发动机制动系统及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求V.Meneely和R.Price于2013年11月25日提交的临时申请61/908,272以及V.Meneely和R.Price于2014年5月21日提交的临时申请62/001,392的利益，所述临时申请的全部内容通过引用合并于此，并且本申请要求其优先权。
技术领域
本发明总体涉及压缩释放发动机制动系统，更具体地涉及包括空转式发动机制动摇臂组件的压缩释放发动机制动系统和方法，该组件包含实现气门重置功能的结构。
背景技术
用于柴油发动机的压缩释放发动机制动系统(或减速器)于19世纪60年代早期在北美洲被设计和开发出来。已经对其进行了许多改变，这些改变具有改进的减速性能、降低的成本、降低的发动机负荷以及降低的发动机气门系统负荷。
常规上，发动机制动压缩释放减速器将产能柴油发电机改变成吸能空气压缩机。汽缸中的空气在压缩冲程中被压缩，并且在快要进行膨胀冲程之前在上死点(TDC)附近被释放，以减小汽缸压力并防止它在膨胀冲程中向下推动活塞。在所谓的排气制动系统中，在活塞向上运动并且由于涡轮增压器限制或排气限制而使排气歧管中压力增大的排气冲程中完成对空气做功。
可用许多不同的途径实现在TDC附近打开排气门，以排空汽缸压力。最常用的方法中的一些是附加外壳，其液压地传递来自相邻汽缸的进气或排气凸轮运动或来自相同汽缸的燃料喷射器运动，以提供对排气门定时使其在接近TDC压缩冲程时打开的方法，从而优化汽缸中压缩空气的释放。
其他发动机制动系统具有摇臂制动器，该制动器采用排气摇臂(或杠杆)在接近TDC压缩冲程时打开排气门。用于确定摇臂制动器类型的术语是空转概念。此概念将额外的小升程型线添加到排气凸轮凸部，其在从气门系统去除了过大的排气门间隙时在接近TDC压缩冲程时打开排气门。
利用空转原理的摇臂制动系统已被已知多年。常规摇臂制动系统的一个问题是排气/进气时的气门重叠扩大并且因此降低制动性能。此外，打开单个气门的问题是排气/进气重叠扩大，并且在最初正常排气升程期间打开排气横梁是不平衡的，并且可能导致损坏发动机顶部。扩大的重叠容许排放气体从排气歧管流回发动机并通过入口阀进入入口歧管。换言之，扩大的气门重叠引起不期望的排气歧管空气质量流进入发动机进气系统，因此减少排气冲程做功并降低制动性能。
我们公开一种尽可能晚地打开排气门、以最快的速度最大程度地打开排气门并且快速排空汽缸的系统，以提供性能很高的发动机制动器。许多发动机参数会限制最佳的发打开。这些限制包括气门系统负荷、发动机设计限制、排放物条例及其他考虑。
发明内容
根据本发明的第一方面，压缩释放制动系统被配置为操作内燃机的至少一个排气门。本发明的压缩释放制动系统在压缩释放发动机制动操作期间在制动开启模式操作并且在正功率操作期间在制动关闭模式操作。当执行压缩释放发动机制动操作时在所述发动机的压缩冲程的一部分期间，所述压缩释放制动系统保持所述至少一个排气门打开。所述压缩释放制动系统包括用于操作所述至少一个排气门的排气摇杆组件。所述排气摇杆组件包括围绕摇杆轴安装并且能够选择性地枢转以打开所述至少一个排气门的排气摇臂。压缩释放制动系统还包括能够在收缩位置和延伸位置之间运动并且能够滑动地位于形成在所述排气摇臂中的致动活塞孔眼中的致动活塞。所述致动活塞在处于其所述延伸位置时操作性地耦接到所述至少一个排气门。所述致动活塞在所述致动活塞孔眼内所述致动活塞孔眼和所述致动活塞之间限定致动活塞腔。压缩释放制动系统还包括形成在所述排气摇臂内的供给管道。所述供给管道被配置为，当所述致动活塞和所述至少一个排气门之间存在间隔时将加压液压流体供给到所述致动活塞腔，以将所述致动活塞移置到所述延伸位置。压缩释放制动系统还包括被安装到所述排气摇臂上的排气门重置装置。排气门重置装置包括位于所述供给管道和所述致动活塞腔之间的重置单向阀，从而当所述致动活塞腔内的液压流体的压力超过所述供给管道中液压流体的压力时通过关闭所述重置单向阀液压地锁定所述致动活塞腔。所述重置单向阀在制动开启模式期间被所述致动活塞腔内的液压流体的压力偏压打开。
根据本发明的第二方面，提供一种操作处于制动开启模式的压缩释放制动系统的方法，用于在压缩释放发动机制动操作期间操作内燃机的至少一个排气门。当执行压缩释放发动机制动操作时在发动机的压缩冲程期间，所述压缩释放制动系统保持所述至少一个排气门打开。所述压缩释放制动系统包括用于操作所述至少一个排气门的排气摇杆组件。所述排气摇杆组件包括围绕摇杆轴安装并且能够选择性地枢转以打开所述至少一个排气门的排气摇臂。所述压缩释放制动系统还包括可在收缩位置和延伸位置之间运动并且可滑动地位于形成在所述排气摇臂中的致动活塞孔眼中的致动活塞。所述致动活塞在处于其所述延伸位置时操作性地耦接到所述至少一个排气门。所述致动活塞在所述致动活塞孔眼内所述致动活塞孔眼和所述致动活塞之间限定致动活塞腔。压缩释放制动系统还包括形成在所述排气摇臂内的供给管道。所述供给管道被配置为，当所述致动活塞和所述至少一个排气门之间存在间隔时将加压液压流体供给到所述致动活塞腔，以将所述致动活塞移置到所述延伸位置。压缩释放制动系统还包括被安装到所述排气摇臂上的排气门重置装置。排气门重置装置包括位于所述供给管道和所述致动活塞腔之间的重置单向阀，从而当所述致动活塞腔内的液压流体的压力超过所述供给管道中液压流体的压力时通过关闭所述重置单向阀液压地锁定所述致动活塞腔。所述重置单向阀在制动开启模式期间被所述致动活塞腔内的液压流体的压力偏压。所述重置单向阀在制动开启模式的一部分期间被所述致动活塞腔内的液压流体的压力偏压关闭。
所述方法包括步骤：在所述内燃机的压缩冲程期间在所述至少一个排气门的气门制动升程的第一部分期间，将所述重置单向阀机械地偏压关闭；在压缩冲程期间在所述至少一个排气门的气门制动升程的第二部分期间，将所述重置单向阀液压地偏压关闭；以及在发动机的膨胀冲程期间，通过打开所述重置单向阀并从所述致动活塞腔释放液压流体以关闭所述至少一个排气门来重置所述至少一个排气门。
本发明的压缩释放制动系统成本低并且可以集成到整个发动机设计中。此外，本发明提供一种轻质、不会机械和热过载发动机系统、具有安静的操作并且在使用发动机制动的整个发动机速度范围内产出最佳的减速功率的压缩释放制动系统。
附图说明
附图包含在说明书中并构成其一部分。附图与上文给出的总体描述及下文给出的对示例性实施例和方法的详细描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中：
图1是根据本发明的第一示例性实施例的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统组件的立体图；
图2是根据本发明的第一示例性实施例的排气凸轮轴和排气摇臂组件的部分立体图；
图3是根据本发明的第一示例性实施例的排气摇臂的立体图，其中，一些部分用虚线示出；
图4是根据本发明的第一示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统的局部立体图；其中，一些部分用虚线示出；
图5A是根据本发明的第一示例性实施例的处于制动开启模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的部分剖视图；
图5B是根据本发明的第一示例性实施例的处于制动关闭模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的部分剖视图；
图5C是根据本发明的替代性示例性实施例的处于制动关闭模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的部分剖视图；
图5D是图5C的摇臂压缩释放发动机制动系统的重置装置的放大的部分剖视图；
图6A是根据本发明的第一示例性实施例的排气门横梁的立体图；
图6B是根据本发明的第一示例性实施例的单气门致动销的剖视图；
图7是根据本发明的第一示例性实施例的致动活塞的立体图；
图8是根据本发明的第一示例性实施例的套筒主体的立体图；
图9A是根据本发明的第一示例性实施例的处于制动开启模式的排气门重置装置的剖视图；
图9B是根据本发明的第一示例性实施例的处于制动关闭模式的排气门重置装置的剖视图；
图10是根据本发明的第一示例性实施例的替代方案的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统组件的立体图；
图11A示出根据本发明的示例性实施例的供给到摇臂压缩释放发动机制动系统的加压液压流体，其中，一些部分由虚线示出；
图11B是根据本发明的示例性实施例的供给到摇臂压缩释放发动机制动系统的加压液压流体的替代视图，其中，一些部分由虚线示出；
图11C是支撑摇杆轴的摇臂基座的立体图；
图11D是制动开启供给通道的示意图；
图12是根据本发明的示例性实施例的在正功率操作下并且在摇臂压缩释放发动机制动系统的发动机制动操作期间进气和排气门升程与曲柄角的图表；
图13是根据本发明的第二示例性实施例的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统的立体图；
图14是根据本发明的第二示例性实施例的处于制动开启模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的剖视图；
图15A是根据本发明的第二示例性实施例的的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统的替代立体图；
图15B是处于制动关闭模式的图15A的摇臂压缩释放发动机制动系统的剖视图；
图16是根据本发明的第三示例性实施例的处于制动关闭模式的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统组件的剖视图；
图17A是根据本发明的第三示例性实施例的处于制动关闭模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的剖视图；
图17B是根据本发明的第三示例性实施例的处于制动开启模式的摇臂压缩释放发动机制动系统的剖视图；
图18A是根据本发明的第三示例性实施例的处于制动关闭模式的排气门重置装置的剖视图；
图18B是根据本发明的第三示例性实施例的处于制动开启模式的排气门重置装置的剖视图；
图19是根据本发明的第四示例性实施例的处于制动开启模式的包括摇臂压缩释放发动机制动系统的气门系统组件的剖视图；以及
图20是图19的循环20中所示的压缩释放发动机制动系统的一部分的放大前视图。
具体实施方式
现在将详细参考附图所示的本发明的示例性实施例和方法，其中，贯穿所有附图，相似的附图标记表示相似或相应的零件。但是，应该注意，本发明在其更广义的方面不受限于特定细节、代表性装置和方法以及联系示例性实施例和方法示出和描述的说明性例子。
示例性实施例的这种描述不意图联系附图进行理解，附图被认为是整个书面说明书的一部分。在描述中，相对性用语，诸如，“水平的”、“竖直的”、“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”及其衍生词(例如，“水平地”、“向下”、“向上”等)应该被解释为指的是之后描述的或所讨论的附图中示出的方位以及相对于车体的方位。这些相对性用语是为了描述方便而给出的并且通常不意图要求特定的方位。涉及附接、耦接等的用语，诸如“连接”和“互连”，指的是结构直接地或通过中间结构间接地被固定或附接到彼此的关系以及可运动的或刚性的附接或关系，除非另有明确描述。用语“操作性地连接”就是这种附接、耦接或连接，其容许相关结构按照该关系所预期的那样操作。此外，权利要求中使用的“一个”表示“至少一个”。
总之，本文公开的实施例采用由发动机摇臂承载或集成到发动机摇臂中的重置机构，该重置机构致动两个排气门中的一个。排气门重置装置阻止打开未平衡的排气门横梁并且额外地最小化进气冲程快要开始时排气/进气门的重叠。致动两个排气门中的一个会降低气门系统负荷，并且提供延迟排气门打开的能力，由此增加加载量，以便获得更好的制动性能。减小的气门重叠通过减少流回进气歧管中的排气歧管空气质量增加排气歧管的背压。增大的排气冲程压力使发动机制动器在排气冲程期间产生额外的发动机功。扩大的气门重叠导致不期望的排气歧管空气质量流入发动机进气系统，因此减少排气冲程功并降低制动性能。
在制动操作期间，由于压缩冲程期间增加的汽缸压力，重置装置中的重置止回阀被液压锁定。随着汽缸压力在压缩冲程的上死点之后下降，施加于重置止回阀的液压压力开始相应地降低。最后，液压压力下降得足够多，从而使得施加于重置止回阀上的偏压力克服液压力，并且重置止回阀打开且容许发动机油流动，并由此重置排气门并容许两个排气门在排气循环期间运动。
图1-12图示内燃机的气门系统组件的第一示例性实施例，总体由附图标记10描绘。气门系统组件10包括根据本发明的第一示例性实施例的用于内燃(IC)机的摇臂压缩释放发动机制动系统12。优选地，内燃机是四冲程柴油发动机，包括具有多个汽缸的汽缸体。但是，为了简明起见，图1示出了仅用于一个汽缸的气门系统组件10。每个汽缸设置有在其中往复运动的活塞。每个汽缸还设置有至少一个进气门和至少一个排气门，每个气门设置有复位弹簧和用于提升和关闭进气门和排气门的气门系统。内燃机能够执行正功率操作(正常发动机循环)和发动机制动操作(发动机压缩释放制动循环)。压缩释放制动系统12在压缩制动模式或制动开启模式(在发动机压缩制动操作期间)以及压缩制动停用模式或制动关闭模式(在正功率操作期间)操作。车辆驾驶室中的开关通常用于在多个模式之间转换并且根据模式控制流向汽缸的燃料流。
根据本发明的示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12是空转式发动机制动系统，如图2最佳示出的，其包含具有正常(常规)发动机排气凸轮型线6、在发动机制动操作期间用于压缩释放发动机制动事件的发动机制动升程型线7以及预加载升程型线8的排气凸轮2。为了便于解释起见，程式化了凸轮升程型线7和8。正常发动机动力模式(即，正常发动机循环)在排气门系统中包含足够大的空隙，以在正常正功率发动机操作期间消除额外的凸轮升程型线7和8。
根据本发明的第一示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统12包括用于操作两个进气门1的常规进气摇杆组件(未示出)和用于操作排气门的空转排气摇杆组件16。根据本发明的第一示例性实施例的排气摇杆组件16是设置有自动液压调节和重置功能的空转式组件。排气摇杆组件16包括围绕摇杆轴20被枢转地安装并且用于通过排气门横梁24分别打开第一和第二排气门31和32的排气摇臂22。摇杆轴20由摇臂支撑件(或摇臂基座)25支撑并且延伸通过形成在排气摇臂22中的摇臂孔眼33(如图1、3和5B最佳示出的)。摇臂基座25继而被安装到基座支撑件27。
如图3最佳示出的，排气摇臂22具有两个端部：控制发动机排气门31和32的驱动(第一远)端22a和适于接触排气凸轮2的从动(第二远)端22b，排气凸轮2被安装到旋转排气凸轮轴4(如图2最佳示出的)。排气凸轮2设置有排气升程型线6、发动机制动升程型线7和预加载升程型线8。
排气摇臂22的从动端22b包括排气凸轮凸部随动件21，如图2最佳示出的。排气凸轮凸部随动件21适于接触排气凸轮2的排气升程型线6、发动机制动升程型线7和预加载升程型线8。
此外，排气摇臂22还包括可调节地(诸如经由螺纹)安装在排气摇臂22的驱动端22a中的大体圆柱形的螺纹螺钉孔眼23a中的摇臂调节螺钉组件68(如图1、3和4最佳示出的)。如图1、3和4最佳示出的，摇臂调节螺钉68用于接合排气门横梁24，以便打开排气门31和32。摇臂调节螺钉68包括可调节地(诸如经由螺纹)安装在排气摇臂22的驱动端22a中的大体圆柱形的螺纹螺钉孔眼23a中的调节螺钉70以及可转动地安装在靠近排气门横梁24的调节螺钉70的一端上的接触(所谓的“象”)足72。
调节螺钉70设置有可从排气摇臂22上方接近的六边形承口71，该承口用于当排气摇杆滚轮随动器21接触排气凸轮2上的下部基圆5时，即当排气凸轮2不作用于(按压)排气摇臂22时，设定调节螺钉68的接触足72和排气门横梁24之间的预定气门间隙(或空隙)δ。预定的气门间隙δ被设定为在正功率操作中提供正常排气门运动，并且空隙用于发动机操作温度下的气门系统部件的增大。在发动机制动操作中，从气门系统中去除所有间隙(除预定气门间隙δ之外)并且制动凸轮型线决定打开的时间安排、排气门的型线和升程。
空转发动机制动摇臂组件16是用于内燃(IC)机的摇臂压缩释放发动机制动系统12的一部分。加压的液压流体，诸如发动机油，在高压下通过高压液压回路被供给到排气摇臂22，如图1-3最佳示出的，以去除气门系统间隙(除预定气门间隙δ之外)。如图4最佳示出的，高压液压回路包括连续供给管道(或通道)26、高压管道28和制动开启供给管道30。制动开启供给管道30由电磁阀(未示出)控制，电磁阀选择性地操作，以向制动开启管道30供给加压的液压流体。
排气摇臂22还包括形成在排气摇臂22的驱动端22a中的大体圆柱形的致动活塞孔眼64(在图3和4中最佳地示出)，用于在其中接纳致动活塞62(在图5A和5B中最佳地示出)。致动活塞62可相对于致动活塞孔眼64在收缩和延伸位置之间运动并且适于接触单气门致动销76(在图5A、5B和6B中最佳地示出)的顶端表面76a。单气门致动销76可通过排气门横梁24中的开口25(在图6A中最佳地示出)相对于排气门横梁24可滑动地运动。
致动活塞62在排气摇臂22中的致动活塞孔眼64内限定致动(或重置)活塞腔65(在图5A和5B中最佳地示出)。图7中详细示出的致动活塞62包括用于接合单气门致动销76的半球形底表面63a和用于接触致动活塞孔眼64的闭合端的后延伸部分63b，从而限制致动活塞62在致动活塞孔眼64中的向后运动并防止致动活塞62覆盖致动活塞孔眼64中将致动活塞腔65与高压管道28流体连接在一起的孔。在延伸位置，致动活塞62的后延伸部分63b与致动活塞孔眼64的闭合端分隔开活塞空隙k1(在图5C和14中示出)，诸如0.15”。
此外，排气摇臂22的致动活塞62的半球形底表面63a(其面对排气门横梁24)适于接触单气门致动销76的顶端表面76a。单气门致动销76的与其第一表面76a沿轴向相反的底端表面76b接合第一排气门31的近端。排气单气门致动销76容许致动活塞62在压缩释放发动机制动操作期间(即，在制动开启模式中)按压第一排气门31以打开第一排气门31(仅打开两个排气门3中的一个)。换言之，单气门致动销76可相对于排气门横梁24往复运动，从而使得第一排气门31可相对于第二排气门32和排气门横梁24运动。因此，在发动机压缩制动操作的压缩释放发动机制动事件期间，单气门致动销76的横梁表面76c(在图6B中最佳地示出)与排气门横梁24分隔开致动销空隙k2(在图5C和14中最佳地示出)，诸如0.05”。
摇臂压缩释放制动系统12还包括位于排气摇臂22中的排气门重置装置32。根据本发明的第一示例性实施例的重置装置32(在图8-9B中详细示出)呈大体圆柱形中空套筒的形式，并且包括设置有与连续供给管道26流体连接的环形供给槽36、与制动开启供给管道30流体连接的环形制动槽38以及与高压管道28流体连接的环形活塞槽40的大体圆柱形的套筒主体34。如图1、4、5A和5B最佳示出的，重置装置32的圆柱形套筒主体34位于排气摇臂22的从动(第二远)端22b处的调节螺钉组件68外侧。替代性地，如图10所示，重置装置32的套筒位于调节螺钉组件68的内侧。排气门横梁241具有用于触发器接触的横梁延伸件2412。如图10进一步示出的，当重置触发器50处于延伸位置时，重置触发器50的长形远端52与排气门横梁241的横梁延伸件2412接触。因此，重置装置32的套筒可位于摇臂轴内侧和外侧或平行于摇臂轴，并且相对于摇杆支撑件具有固定的凸轮型线。
供给槽36、制动开启槽38和活塞槽40中的每个形成在套筒主体34的外周圆柱形表面上并且彼此沿轴向分隔开。此外，供给槽36设置有穿过套筒主体34的至少一个连续供给端口37，制动开启槽38设置有穿过套筒主体34的至少一个制动开启供给端口39，而活塞槽40设置有穿过套筒主体34的至少一个活塞供给端口41。圆柱形套筒主体34不可运动地位于排气摇臂22中的大体圆柱形重置孔眼23b内。因此，高压管道28将致动活塞孔眼64与重置装置32的套筒主体34的活塞凹槽40流体连接。圆柱形套筒主体34内的内腔42被封闭在上部套筒塞35a和下部套筒塞35b之间。换言之，环形凹槽36、38和40通过一个或多个端口(或钻孔)37、39和41流体连接到套筒主体34的内腔42。如图4-5B最佳示出的，套筒主体34与排气门横梁24沿轴向分隔开。
如图9A和9B最佳示出的，重置装置32还包括球阀构件44以及位于球阀构件44和上部套筒塞35a之间的球形单向阀弹簧46。球阀构件44被球形单向阀弹簧46的偏压弹簧力承托在球形单向阀阀座45上，从而关闭套筒主体34中的连通端口48，该端口48流体连接套筒主体34的连续供给端口37和活塞供给端口41。球阀构件44、球形单向阀阀座45和球形单向阀弹簧46限定通常由球形单向阀弹簧46偏压关闭的重置单向阀43。重置单向阀43位于连续供给管道26和致动活塞腔65之间，并且提供连续供给管道26和高压管道28之间的选择性流体连通。应该明白，任何合适类型的单向阀都在本发明的范围内。
排气门重置装置32还包括可在套筒主体34内沿轴向滑动的重置触发器50。重置触发器50具有至少部分地从套筒主体34延伸通过下部套筒塞35b中的孔眼35c的长形远端52。重置触发器50可相对于套筒主体34在图5A和9A所示的延伸位置和图5B和9B所示的收缩位置之间运动。重置触发器50通常被位于重置触发器50的近端(与其远端52沿轴向相反)和下部套筒塞35b之间的触发器复位弹簧56偏压到收缩位置。此外，重置触发器50用于通过触发器复位弹簧56的弹性偏压作用提升膨径销(upset pin)58，对于所有非发动机制动操作，膨径销58接触、提升和承托球阀构件44离开球形单向阀阀座45。膨径销58的上端位于球阀构件44附近，而膨径销58的下端通过弹簧保持器55及位于重置触发器50内在其远端52和弹簧保持器55之间的重置压力弹簧57接合重置触发器50。具体地，当重置触发器50处于其收缩位置时(如图5A最佳示出的)，膨径销58提升并承托球阀构件44使其打开(即，离开球形单向阀阀座45)。在另一方面，在重置触发器50的延伸位置(在图5B中示出)，球阀构件44返回闭合位置并被球形单向阀弹簧46的偏压力承托在球形单向阀阀座45上，从而关闭套筒主体34中的连通端口48，并因此断开套筒主体34的连续供给端口37和活塞供给端口41的流体连接。如图5A进一步示出的，当重置触发器50处于其延伸位置时，重置触发器50的长形远端52接触排气门横梁24。此外，当重置触发器50处于延伸位置时，重置触发器50接合下部套筒塞35b，其限制重置触发器50沿朝向排气门横梁24的方向的向外轴向运动。但是，当重置触发器50处于其收缩位置时，重置触发器50的长形远端52与排气门横梁24沿轴向分隔开，如图5B最佳示出的。
触发器复位弹簧56将重置触发器50向上偏压到套筒主体34中的扩孔止动件35d。仅用于发动机制动开启模式的压力弹簧57具有比圆锥形的球形单向阀弹簧46更大的弹簧力，使得膨径销58能够保持球形单向阀44离开球形单向阀阀座45，由此容许油从连续供给管道26不受限制地流入和流出致动活塞腔65，以在正功率发动机操作期间去除致动活塞间隙，从而消除气门系统噪声。
如图9A和9B最佳地示出的，膨径销58延伸穿过支撑并导引膨径销58的往复线性运动的导引销套管60。如图9A和9B进一步示出的，套筒主体34的内腔42被导引销套管60划分成单向阀腔421和重置腔422。根据本发明的第一示例性实施例，重置腔422通过制动开启槽38和制动开启供给端口39与制动开启油供给管道30流体连通。继而，重置单向阀43选择性地提供连续供给管道26和高压管道28之间(即，连续供给管道26和致动活塞腔65之间)的流体连通。
图5C图示摇臂压缩释放发动机制动系统122的替代性实施例。摇臂压缩释放发动机制动系统122在结构上和功能上大体类似于根据第一示例性实施例的压缩释放发动机制动系统12，并且不同之处是重置装置322。替代性的重置装置322在结构上大体类似于根据第一示例性实施例的重置装置32。这两个重置装置的差异是，与根据第一示例性实施例的重置装置32相反，替代性重置装置322不包括位于排气摇臂22中的圆柱形重置孔眼23b内的重置装置32的圆柱形套筒主体34。反而，重置装置322被直接加工成摇臂222，如图5C所示。换言之，排气摇臂222中的圆柱形重置孔眼23b被加工成模仿重置装置32的套筒主体34。替代性重置装置322在操作上大体类似于根据第一示例性实施例的重置装置32。
如图5D所示，重置装置322的重置触发器50具有面向杯形弹簧保持器552的环形内部止动部分50a。继而，弹簧保持器552具有面向重置触发器50的内部止动部分50a的环形止动部分5521。重置触发器50的止动部分50a和弹簧保持器552的止动部分5521限定重置故障保护机构，其用于防止重置触发器50内的压力弹簧57的故障，这会导致单个发动机止动排气门31在正常排气运动之前未被重置，导致不平衡的排气门横梁和可能的发动机损坏。
具体地，弹簧保持器552的止动部分5521限定机械止动件，通过相比重置触发器50的正常最大冲程超过重置触发器50的额外向上冲程激活该机械止动件。如果压力弹簧57故障并且不迫使球形单向阀44离开其阀座45并且单个发动机制动排气门31在用平衡横梁提升正常排气门之前未被重置的话，将发生重置触发器50的此额外冲程。按压排气门横梁242的中心的象足722的额外冲程引起排气门横梁242的小的不平衡，直到正常排气门运动期间由摇杆旋转产生的额外触发器冲程迫使弹簧保持器552的止动部分5521接触重置触发器50的内部止动部分50a。然后，在排气门冲程的开始期间，重置触发器50通过膨径销58机械地迫使球形单向阀44离开重置单向阀43的阀座45。这种在正常排气升程型线的开始期间机械地迫使球形单向阀44离开其阀座45继续，直到发动机制动操作。
图11A和11B中示出的根据本发明的示例性实施例的摇杆轴20包括在其中的大体圆柱形的储能器孔眼20a及摇杆轴储能器77。摇杆轴储能器77包括可在储能器孔眼20a内滑动地运动的大体圆柱形储能器活塞78、储能器球形单向阀92及被限定在储能器活塞78和储能器球形单向阀92之间的储能器腔94。储能器活塞78是由储能器弹簧79弹簧加载的，从而朝向储能器球形单向阀92被偏压。储能器球形单向阀92被定位成仅容许液压流体进入储能器腔94，并且防止液压流体从储能器腔94流过储能器球形单向阀92。换言之，储能器球形单向阀92防止油流回供油装置。储能器球形单向阀92在其闭合位置被球形单向阀弹簧偏压。摇杆轴储能器77在压力下存储返回的液压流体，以便在下一发动机排气凸轮运动中接着重新填充致动活塞腔65。
如图11A-11D进一步示出的，通过形成在一个或多个摇臂支撑件25中(优选地，在摇臂支撑件25的压紧螺栓中)的液压流体供给通道93供给加压液压流体。液压流体供给通道93流体连接到储能器孔眼20a。摇杆轴20还包括通过连接端口96流体连接到储能器腔94的连接通道97。连接通道97设置有流体连接到排气摇臂22中的连续供给管道26的至少一个供给端口95。
在操作中，加压液压流体通过供给通道93和储能器球形单向阀92被供给到储能器腔94。然后，加压液压流体通过连接端口96、连接通道97和供给端口95从储能器腔94流到排气摇臂22的连续供给管道26。在发动机制动重置操作期间，加压液压流体被倾倒回摇杆轴储能器腔94。储能器球形单向阀92阻止液压流体流回液压流体供给通道93。
摇臂压缩释放制动系统12还包括开关电磁阀98，在图11B和11D中示出，开关电磁阀选择性地向摇臂压缩释放制动系统12的制动开启供给管道30提供加压液压流体。通过操作被安装在一个摇臂基座25上的开关电磁阀98及形成在排气摇臂22中并流体连接到制动开启供给管道30的制动开启供油通道99，如图11B和11C最佳示出的，制动开启加压液压流体被选择性地供给到制动开启供给管道30。如图11D进一步示出的，加压液压流体，诸如发动机油，经由流体泵83通过制动供给通道82a被从液箱80供给到开关电磁阀98，并通过制动关闭倾倒通道82b返回(或被倾倒回)液箱80。
发动机的正功率操作如下。在正功率操作期间，当发动机制动器未被激活时，液压流体连续供给管道26通过连续供给槽36和连续供给端口37向单向阀腔421提供连续的液压流体流，诸如机油。此外，在正功率操作期间，重置触发器50通过触发器复位弹簧56的偏压力处于收缩位置。在此位置，球阀构件44被重置触发器50抬离球形单向阀阀座45(被提升至重置单向阀43的打开位置)。具体地，重置触发器50通过触发器复位弹簧56和膨径销58的弹性偏压作用而提升，对于所有非发动机制动操作，膨径销58接触、提升和承托球阀构件44离开球形单向阀阀座45。当重置单向阀43打开时，加压液压流体通过活塞供给端口41从单向阀腔421流过单向阀43，并流入高压管道28。然后，加压液压流体通过高压管道28流入致动活塞孔眼64。加压液压流体充满致动活塞腔65，因此消除气门系统间隙(除了预定气门间隙δ之外)，诸如致动活塞间隙，即致动活塞62和单气门致动销76之间的间隙。致动活塞腔65中液压流体体积的增加还容许排气摇杆滚轮随动件21保持接触排气凸轮轴制动升程型线7，并且与致动活塞62产生额外移置一起消除制动升程并且为排气冲程提供正常排气门型线，在图12中被标记成排气门升程型线85，即，制动关闭气门升程。
在发动机制动关闭模式，在消除了气门系统间隙(除了预定气门间隙δ)的情况下，排气摇臂22于是从排气凸轮2上的下部基圆5前进到发动机制动升程型线7。当发动机制动升程型线7作用于排气摇臂22的从动端22b上并枢转地旋转排气摇臂22时，致动活塞62的远端按压单气门致动销76，继而仅按压排气门31的排气门杆。随后，致动活塞62受迫向上运动，从而在不打开排气门31的情况下减小致动活塞腔65的体积。这致使由排气门弹簧91(在图19中示出)的力、惯性力和汽缸压力产生的致动活塞腔65中的压力增大。致动活塞62的这种向上行进(运动)致使液压流体通过打开的单向阀43从致动活塞腔65移置回到连续供给管道26。致动活塞腔65下方的一定量液压流体通过连续供给管道26流回摇杆轴20中的储能器腔94。此外，由于预定气门间隙δ，调节螺钉68不会被按压到排气门横梁24上。因此，在发动机的正功率操作期间，排气门31和32在整个压缩冲程中保持关闭。
在正功率操作的排气冲程期间，当排气凸轮型线6作用于排气摇臂22的从动端22b并枢转地旋转排气摇臂22时，单气门致动销76按压致动活塞62。随后，致动活塞62受迫向上运动，从而减小致动活塞腔65的体积。这致使由排气门31的排气门弹簧91(在图19中示出)的力、惯性力和汽缸压力产生的致动活塞腔65中的压力增大。同样，致动活塞62的这种向上行进(运动)致使液压流体通过打开的单向阀43从致动活塞腔65移置回到连续供给管道26。致动活塞腔65下方的一定量液压流体通过连续供给管道26流回储能器腔94。然后，当预定气门间隙δ被取消并且摇臂调节螺钉68被按压到排气门横梁24上时，排气门横梁24按压并打开排气门31和32，如在图12中被示作排气门升程型线85的常规发动机排气冲程期间。具体地，当摇臂调节螺钉68按压排气门横梁24时，排气门横梁24按压直接位于单气门致动销76的横梁表面76c上的第二排气门32，单气门致动销76继而按压并打开第一排气门31。
当发动机制动器未被激活(制动关闭模式)并且排气凸轮在下部基圆5上时，致动活塞62在排气摇臂22中的致动活塞孔眼64中延伸，以去除所有气门系统间隙(除了预定气门间隙δ之外)。排气凸轮2的发动机制动型线7不能为了压缩释放制动而打开排气门31，因为重置单向阀43因膨径销58而保持打开。液压流体流出致动活塞腔65并流入位于摇杆轴20中的摇杆轴储能器77中(如图11A和11B所示)。此额外的液压流体去除气门系统组件中的所有气门系统空隙。利用液压流体去除此空隙会消除气门系统噪音和可能的气门系统损坏。
在制动开启模式，电磁阀98被通电，容许将制动开启的加压液压流体供给到制动开启供给管道30。来自制动开启供给管道30的加压液压流体进入排气门重置装置32的套筒主体34中的重置腔422。重置腔422中的加压液压流体克服触发器复位弹簧56的偏压力并将重置触发器50运动到延伸位置。在此位置，如图5A和9A最佳示出的，重置触发器50的长形远端52接合排气门横梁24。此外，在重置触发器50的延伸位置(如图5A和9A所示)，球阀构件44返回到关闭位置并被球形单向阀弹簧46的偏压力承托在球形单向阀阀座45上，从而关闭套筒主体34中的连通端口48，并且断开套筒主体34的连续供给端口37和活塞供给端口41之间的流体连接。现在，加压液压流体填充致动活塞腔65，并经由通过连续供给管道26和高压管道28并通过重置单向阀43进入单向阀腔421去除所有排气门系统空隙，当连续供给管道26中的液压压力高于致动活塞腔65中的液压压力时，通过克服球形单向阀弹簧46的偏压力来通过重置单向阀43。但是，如果连续供给管道26中的液压压力低于致动活塞腔65中的液压压力，则液压流体被抑制在高压液压回路中，并且发动机制动凸轮型线和发动机制动循环被激活。
下面描述发动机制动操作。
供给加压液压流体的摇杆轴20被设计成具有两个通道97和99，以分别向发动机制动摇臂组件16的连续供给管道26和制动开启供给管道30供给加压液压流体。制动开启供给管道30受电磁阀98控制，电磁阀向制动开启管道30供给加压液压流体，其向下移置重置触发器50，容许重置单向阀43就位(即，处于关闭位置)并用作将液压流体锁定在高压管道28和致动活塞腔65中的单向阀。致动活塞腔65内的液压压力确保从气门系统组件去除所有间隙(除了预定气门间隙δ之外)并且排气摇臂22的排气摇杆滚轮随动件21保持接触排气凸轮2。
为了开始发动机制动开启模式，电磁阀98被通电，以使油通过制动开启供给管道30流到重置腔422，从而偏压重置触发器50并在球阀构件44和膨径销58之间提供空隙，容许球形单向阀弹簧46相对于球形单向阀阀座45偏压球阀构件44。加压发动机油通过重置单向阀43和高压管道28被供给到摇臂连续供给端口37并进入致动活塞腔65，去除单气门致动销76和致动活塞62以及凸轮随动件21和排气凸轮2的凸部之间的所有气门系统间隙。
在消除了所有气门系统间隙(除了预定气门间隙δ之外)并且液压流体被锁定在致动活塞腔65中的情况下，滚轮随动件21从排气凸轮2上的下部基圆5前进到发动机制动升程型线7，以在快要到达压缩冲程的上死点(TDC)之前通过单气门致动销76仅打开排气门31，以排空压缩冲程产生的汽缸中的高度压缩空气。当发动机制动升程型线7作用于排气摇臂22的从动端22b并枢转地旋转排气摇臂22时，致动活塞62的远端按压单气门致动销76，继而仅按压第一排气门31的排气门杆。在发动机压缩制动操作的压缩释放发动机制动事件期间，当致动活塞62按压单气门致动销76以在快要到达压缩冲程的TDC之前打开排气门31时，致动活塞腔65中的流体压力变得高于单向阀腔421中的流体压力，因此迫使单向阀43的球阀构件44就位在球形单向阀阀座45上，因此将发动机油(液压流体)液压地锁定在致动活塞腔65中。
在去除了所有气门系统间隙(除了预定气门间隙δ之外)并且被液压锁定的情况下，在压缩释放发动机制动事件期间，排气凸轮构件2的制动升程型线7在快要到达压缩冲程的TDC之前仅打开排气门31，如图12中的排气门升程型线85的部分881所示。由于预定气门间隙δ，调节螺钉68不会按压排气门横梁24。因此，第二排气门32在整个发动机压缩制动操作的压缩释放发动机制动事件中保持关闭。
在利用单气门致动销76打开单个排气门31期间，在快要到达TDC压缩之前汽缸压力增大并且快速达到峰值汽缸压力，然后在TDC压缩刚刚结束之后汽缸压力快速下降。由于TDC附近的压缩释放以及汽缸中的发动机活塞在发动机汽缸中向下运动，汽缸压力快速降低并且致动活塞腔65中的压力也快速降低，致使较低的压力相对于球形单向阀阀座45偏压球阀构件44。
在压缩释放发动机制动事件期间，在动力冲程期间，通过使重置触发器50的长形远端52接触排气门横梁24的顶表面24a来实现排气门31的重置过程，排气门横梁24用作预先设置的止动构件，因为排气门横梁24在压缩释放制动操作期间由于预定气门间隙δ而不可相对于摇杆轴20运动。
在重置触发器50的长形远端52接触排气门横梁24的情况下，当排气摇臂22的驱动端22a通过排气凸轮构件2的制动升程型线7的作用而向下旋转时，排气门横梁24使被制动开启供给管道30的流体压力向下偏压的重置触发器50相对于套筒主体34朝向重置单向阀43(抵抗重置腔422中加压液压流体的偏压力)受迫向上。因此，重置压力弹簧57被压缩并且膨径销58接触处于就位位置的球阀构件44。处于压缩状态的重置压力弹簧57在球阀构件44上产生向上力，并且致动活塞腔65中的液压压力将球阀构件44偏压到就位位置。当重置压力弹簧57的偏压力超过致动活塞腔65中压力下降所产生的力时，球阀构件44受迫离开其阀座45，由此通过膨径销58抵抗球形单向阀弹簧46的偏压力使单向阀43的球阀构件44离座(即，运动球阀构件44至打开位置)。
换言之，当通过旋转排气摇臂22使重置触发器50受迫向上时发生重置，排气摇臂22的旋转致使重置压力弹簧57被压缩并且向单向阀43的球阀构件44施加大的力，该力最初并不能运动球离开其阀座45，直到汽缸压力和致动活塞腔65中的压力降低到重置压力弹簧57将迫使球阀构件44离开其阀座45的点。这发生在膨胀冲程89结尾处、汽缸压力低时。
打开单向阀43会致使从致动活塞腔65释放一部分液压流体，即容许致动活塞腔65中的加压液压流体返回排气摇臂22中的连续供给管道26。这致使致动活塞62和单气门致动销76向上运动，因此允许重置单个排气门31，并使第一排气门31返回其阀座。
在不具有排气门重置装置32的发动机的发动机制动操作期间，在去除了所有气门系统间隙(除了预定气门间隙δ之外)的情况下，正常的排气门升程型线14将增加升程15和持续时间，如图12所示。增加的排气门升程15需要增大的活塞/阀空隙，以在没有阀重置装置的情况下消除上死点(TDC)排气/进气处可能的排气门和发动机活塞接触。在去除了气门间隙δ的情况下，排气门的增加升程15将扩大TDC处的进气和排气门重叠17，如图12所示。延伸的气门重叠17容许排气歧管中的高压排放气体流入发动机汽缸，然后流入进气歧管。这可导致入口噪音、损坏入口空气部件并降低发动机制动减速功率。由于以上原因，发动机制动摇臂空转系统需要排气门重置装置。排气门升程型线14的部分87图示由排气凸轮构件2的预加载升程型线8的作用引起的最佳加载事件(在图12中示出)。图12还示出了正常的进气门升程型线84。
在具有排气门重置装置32的发动机的发动机制动操作期间(在图12的88处示出)，重置触发器50被放置成在压缩释放发动机制动事件的约50％处(在图12中的882处示出)开始将位于致动活塞腔65中的液压油释放回到高压管道28和摇杆轴储能器77中。因此，关闭第一排气门31，由此将第一排气门31重置到关闭位置，由图12中的排气门制动升程型线88的部分883示出。这将恢复正常正功率排气门升程型线(图12中的85)，消除TDC处扩大的排气门升程和扩大的重叠，如图12的90处所示。现在将通过排气凸轮升程6并通过接触排气横梁24的摇臂调节螺钉68打开排气门31和32。
如图12所示，在具有排气门重置装置32的压缩释放发动机制动系统12的操作期间在TDC处的排气/进气门重叠90显著小于在不具有根据本发明的排气门重置装置32的压缩释放发动机制动系统的操作期间的进气和排气门重叠17。换言之，由于从致动活塞腔65释放加压液压流体，因此排气门31和32将恢复正常正功率排气门升程型线85，消除了扩大的排气门升程(图12中的15)和扩大的重叠(图12中的17)。因此，将排气门31和32重置回关闭位置(即，在压缩释放发动机制动事件期间从致动活塞腔65释放加压液压流体)会消除扩大的进气/排气门重叠，这种重叠会导致降低排气歧管背压和降低发动机制动减速功率。
从摇杆轴储能器77供给用于翻新重置液压流体的补充液压流体，根据本发明的示例性实施例，储能器77位于摇臂轴20中。替代性地，摇杆轴储能器77可位于摇臂轴支撑件中。此积累的液压流体将被存储在摇杆轴储能器77中，处于近处并处于较高压力下，以辅助充满致动活塞腔65和高压管道28，用于下一预加载升程型线8或发动机制动排气升程型线7。排气凸轮凸部2的预加载升程型线8接近在进气冲程结束时打开第一排气门31。这会在排气冲程开始时将高压空气加载物和额外的增加物从排气歧管添加到汽缸中，以在压缩冲程期间并且可能在排气冲程中对空气做更多功，并且根据高排气歧管背压，可产生减小的发动机制动排气声音大小。
因此，根据本发明的第一示例性实施例的空转摇臂压缩释放发动机制动系统在发动机压缩释放事件期间仅打开两个排气门中的一个，并且在正常排气冲程阀运动之前重置该排气门。在本发明的第一示例性实施例中，发动机压缩释放单个排气门升程开度约为0.100英寸并且升程开始于快要到达TDC压缩冲程之前。
现代的柴油发电机通常装配有排气门横梁和两个排气门。期望的是，根据本发明的重置装置在正常排气冲程中打开两个排气门之前关闭单个制动排气门，从而使得排气门横梁不会处于非平衡情况。非平衡情况是这样的情况，即，单气门致动销尚未使单个制动排气门返回就位位置，致使在正常排气门打开期间非平衡力作用于横梁。
根据本发明的第一示例性实施例的重置装置32被放置得比排气门横梁24的中心和调节螺钉68更远离排气摇臂22的旋转中心(或摇臂轴20)，用以提供最大的触发器运动，从而容许重置触发器50在套筒主体34中向上运动，这会去除球阀构件44和膨径销58之间的间隙，并且用以提供重置压力弹簧57的压缩。压缩释放汽缸压力致使通过高压液压回路压力偏压已关闭的重置单向阀43。在膨胀冲程的开始期间，汽缸压力快速降低至被压缩的重置压力弹簧57可将球阀构件44抬起其阀座45的值。
在球阀构件44受迫离开其阀座45时，致动活塞腔65中的液压流体将被释放，由此重置单个发动机制动排气门31。重置功能发生于正常排气冲程之前，致使两个排气门31和32就位并且排气门横梁24现在可以被排气摇臂22打开，其中排气横梁24处于平衡情况。
目前的空转摇杆制动器可商购，其不具有重置，并且通过合并增强的横梁导引销来解决不平衡横梁负荷问题来实现。现有技术的途径成本更高并且由于扩大的进气/排气门重叠情况而提供较低的减速性能。扩大的进气/排气门重叠导致排气歧管空气质量及返回汽缸和入口汽缸中的压力的损失。排气歧管压力的损失会降低发动机制动减速性能。
根据本发明的具有重置装置的单阀摇臂空转压缩释放发动机制动系统降低了常规发动机制动系统或专用凸轮致动器的成本。本发明的摇臂压缩释放发动机制动系统提供比排气凸轮驱动的制动器或喷射器驱动的制动器更好的性能。本发明的单阀摇臂空转压缩释放发动机制动系统的性能在大多数环境中与专用凸轮发动机制动器的性能接近。与其他发动机制动配置相比，具有重置装置的单阀摇臂空转压缩释放发动机制动系统在重量、开发成本、对现有发动机进行根本性改变的要求、发动机高度以及每个发动机的制造成本上更好。
图13-15B图示内燃机的气门系统组件的第二示例性实施例，总体由附图标记110描绘。与本发明的第一示例性实施例相同的部件由相同的附图标记标注。与图1-12描绘的本发明的第一示例性实施例中功能相同的部件由相同的附图标记表示，其中一些已被加上100，有些时候不进行详细描述，因为读者将容易认识到两个实施例中相应零件之间的相似性。
气门系统组件110包括用于内燃(IC)机的根据本发明的第二示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统112。优选地，内燃机是四冲程柴油发电机。
如图13所示，根据本发明的第二示例性实施例的摇臂压缩释放发动机制动系统112包括用于操作两个进气门1的常规进气摇杆组件115和用于操作排气门的空转排气摇杆组件116。根据本发明的第二示例性实施例的压缩释放制动系统112包括推杆9，推杆9致动排气摇杆组件116并由排气凸轮2驱动，如图13所示。
根据本发明的第二示例性实施例的排气摇杆组件116是空转式组件，设置有自动液压调节和重置功能。排气摇杆组件116包括排气摇臂122，排气摇臂围绕摇杆轴20枢转地安装并且用于通过排气门横梁24分别打开第一和第二排气门31和32。摇杆轴20由摇臂支撑件(或摇臂基座)25支撑，并延伸通过形成在排气摇臂122中的摇臂孔眼133(在图13-15B中示出)。
摇臂压缩释放制动系统112还包括位于排气摇臂122中的排气门重置装置132。根据本发明的第二示例性实施例的排气门重置装置132在结构和功能上与根据本发明的第一示例性实施例的排气门重置装置32(图8-9B详细示出)大体相同，并且呈大体圆柱形套筒的形式，并且包括大体圆柱形套筒主体134，套筒主体134设置有与连续供给管道26流体连接的环形供给槽136、与制动开启供给管道30流体连接的环形制动开启槽38以及与高压管道28流体连接的环形活塞槽140。圆柱形套筒主体134经螺纹地和可调节地被放置在排气摇臂122中的大体圆柱形重置孔眼内。此外，套筒主体134设置有可转动地安装到靠近排气门横梁24的套筒主体134的远端上的接触足72。如图14和15B所示，重置触发器150从套筒主体134和接触足72延伸通过接触足72中的开口。
如图14中最佳示出的，供给槽136、制动开启槽138和活塞槽140中的每个形成在套筒主体134的外周圆柱形表面上并且彼此沿轴向分隔开。圆柱形套筒主体134位于排气摇臂122中的大体圆柱形重置孔眼内，从而当排气摇杆滚轮随动件接触排气凸轮2上的下部基圆5时，即当排气凸轮2不作用于(按压)排气摇臂122时，在接触足72和排气门横梁24之间设定预定气门间隙(或空隙)δ。预定气门间隙δ(诸如0.05”)被设定为在正功率操作中提供正常排气门运动，并且空隙用于发动机操作温度下的气门系统部件的增大。在发动机制动操作期间，从气门系统中去除所有间隙(除预定气门间隙δ之外)并且制动凸轮型线决定打开的时间安排、排气门的型线和升程。
替代性地，排气门重置装置的替代性实施例的套筒主体134’的外周圆柱形表面149(总体由附图标记132’描绘)整个或至少部分地具有螺纹，如图15A和15B最佳示出的。供给槽136、制动开启槽138和活塞槽140中的每个形成在套筒主体134’的具有螺纹的外周圆柱形表面149上并且彼此沿轴向分隔开。具有螺纹的圆柱形套筒主体134’可调节地位于排气摇臂122中的大体圆柱形的具有螺纹的重置孔眼123a内，用于当排气摇杆滚轮随动件接触排气凸轮2上的下部基圆5时，即当排气凸轮2不作用于(按压)排气摇臂122时，在接触足72和排气门横梁24之间设定预定气门间隙(或空隙)δ。
上部套筒塞135a被不可运动地束缚(即固定)到套筒主体134’并且设置有可从排气摇臂122上方接近的六边形承口171，六边形承口171用于设定预定气门间隙δ。锁定螺母151被设置在具有螺纹的调节圆柱形套筒主体134’上。预定气门间隙δ被设定为在正功率操作中提供正常排气门运动，并且空隙用于发动机操作温度下的气门系统部件的增大。在发动机制动操作期间，从气门系统中去除所有间隙(除预定气门间隙δ之外)并且制动凸轮型线决定打开的时间安排、排气门的型线和升程。换言之，重置装置132结合了摇臂调节螺钉组件和单向阀及重置装置的功能。排气门重置装置的这种布置特别有益于具有顶置凸轮轴的内燃机。
图16-18B图示内燃(IC)机的气门系统组件的第三示例性实施例，总体由附图标记310描绘。与本发明的第一示例性实施例相同的部件由相同的附图标记标注。与图1-12描绘的本发明的第一示例性实施例中功能相同的部件由相同的附图标记表示，其中一些已被加上300，有些时候不进行详细描述，因为读者将容易认识到两个实施例中相应零件之间的相似性。
气门系统组件310包括摇臂压缩释放发动机制动系统312。优选地，内燃机是四冲程柴油发电机，包括具有多个汽缸的汽缸体。摇臂压缩释放发动机制动系统312包括用于操作两个进气门1的常规进气摇杆组件(未示出)和用于操作第一和第二排气门31和32的空转排气摇杆组件316。根据本发明的第三示例性实施例的排气摇杆组件316是空转式组件，设置有自动液压调节和重置功能。排气摇杆组件316包括排气摇臂322，排气摇臂围绕摇杆轴20枢转地安装并且用于通过排气门横梁24分别打开第一和第二排气门31和32。摇杆轴20由摇臂支撑件(或摇臂基座)支撑，并延伸通过形成在排气摇臂322中的摇臂孔眼333(在图16中示出)。
摇臂压缩释放制动系统312还包括沿大体平行于排气门31和32的方向位于排气摇臂322中的排气门重置装置332。如图18A和18B最佳示出的，根据本发明的第三示例性实施例的排气门重置装置(或卷轴套筒)332呈压缩释放卷轴套筒组件的形式，并且包括大体圆柱形套筒主体334，套筒主体334设置有与连续液压流体压力供给管道26流体连接的连续液压流体压力供给端口337和通过高压管道28与致动活塞腔65流体连接的活塞供给端口341。连续压力供给端口337和活塞供给端口341彼此沿轴向分隔开。圆柱形套筒主体334不可运动地位于排气摇臂322中的大体圆柱形的重置孔眼内。在本发明的第三示例性实施例中，圆柱形套筒主体334经螺纹地和可调节地被放置在排气摇臂322中的大体圆柱形重置孔眼内，即对于预定气门间隙δ，重置装置332是可调节的。此外，套筒主体334设置有接触(或象)足372，接触足可转动地被安装到滑球足374，继而被安装到靠近排气门横梁24的套筒主体334的远端。换言之，根据本发明的第三实施例的重置装置332结合了摇臂调节螺钉组件和排气门重置装置的功能。
重置装置332还包括沿轴向滑动地位于圆柱形套筒主体334内的大体圆柱形的重置卷轴340。重置卷轴340可在套筒主体334内相对于套筒主体334在图17A和18A所示的收缩位置和图17B和18B所示的延伸位置之间运动。
如图18A和18B进一步示出的，重置卷轴340内具有内腔，内腔被分离壁360划分成单向阀腔3421和重置腔3422。重置卷轴340内的单向阀腔3421被封闭在上部套筒塞335和分离壁360之间。重置卷轴340还形成有位于套筒主体334的内周表面335和重置卷轴340的外周表面347之间的第一环形卷轴凹口350。第一环形凹口351限定下部卷轴腔并且与套筒主体334中的连续压力供给端口337保持直接流体连通。继而，下部卷轴腔351通过重置卷轴340中的至少一个第一连通端口353与单向阀腔3421流体连通。根据重置卷轴340的轴向位置，下部卷轴腔351选择性地流体连接到活塞供给端口341。例如，在图18A所示的重置卷轴340的收缩位置，下部卷轴腔351流体连接到活塞供给端口341，而在图18B所示的重置卷轴340的延伸位置，下部卷轴腔351与活塞供给端口341断开流体连接。
重置卷轴340还形成有位于套筒主体334的内周表面335和重置卷轴340的外周表面347之间的第二环形卷轴凹口354。第二环形凹口354限定上部卷轴腔并且通过重置卷轴340中的至少一个第二连通端口355与单向阀腔3421流体连通。如图18A和18B最佳示出的，下部卷轴腔351通过环形凸缘358与上部卷轴腔354流体分离，环形凸缘与套筒主体334的内周表面335滑动接触。换言之，至少一个第二连通端口355与至少一个第一连通端口353沿轴向分隔开。根据重置卷轴340的轴向位置，第二连通端口355选择性地将单向阀腔3421与活塞供给端口341流体连接起来。
重置装置332还包括球阀构件344以及位于球阀构件344和上部套筒塞335之间的球形单向阀弹簧346。球阀构件344被球形单向阀弹簧346的偏压弹簧力承托在球形单向阀阀座345上，从而关闭重置卷轴340中的连通端口348，该连通端口将套筒主体334的连续压力供给端口337和重置卷轴340的止回阀腔3421流体连接起来。球阀构件344、球形单向阀阀座345和球形单向阀弹簧346限定重置单向阀343。单向阀343通过第二连通端口355提供连续供给管道26和高压管道28之间(即连续供给管道26和致动活塞腔65之间)的选择性流体连通。应该明白，任何合适类型的单向阀都在本发明的范围内。
连续压力供给端口337和活塞供给端口341形成在套筒主体334的外周圆柱形表面上并且沿轴向彼此分隔开。具有螺纹的圆柱形套筒主体334可调节地位于排气摇臂322中的大体圆柱形的重置孔眼内。
排气门重置装置332还包括可沿轴向滑动地位于重置卷轴340的重置腔3422内的重置触发器350。重置触发器350具有至少部分地从套筒主体334延伸的半球形远端352。重置触发器350可相对于套筒主体334在图17A和18A所示的收缩位置及图17B和18B所示的延伸位置之间运动。重置卷轴340通常可被位于套筒主体334内、重置卷轴340外的触发器复位弹簧356偏压到收缩位置。重置触发器350还通常被位于套筒主体334内和重置卷轴340的重置腔3422内的重置压力弹簧357偏压到重置卷轴340内的延伸位置。重置触发器350用于通过重置压力弹簧357的弹性偏压作用提升重置卷轴340，以重置制动操作。
根据本发明的第三示例性实施例的气门系统组件310还包括用于在图17A和18A所示的收缩位置及图17B和18B所示的延伸位置之间选择性地运动重置卷轴340的压缩释放致动器376。图17A和17B所示的压缩释放致动器376呈流体(诸如，气动的或液压的)致动器的形式。替代性地，压缩释放致动器376可以呈电磁致动器的形式。流体压缩释放致动器376包括相对于摇杆轴20不可运动的罩378和在罩378内往复运动的制动开启活塞380。制动开启活塞380限定罩378内的致动(或制动开启)活塞腔381(在图17A和17B中最佳示出)。罩378包括通向致动活塞腔381并与诸如制动开启供给管道的加压流体(空气或液体)源连接的流体端口382。罩378设置有限制制动开启活塞380的向上和向下限定运动的活塞冲程限制销384。具体地，制动开启活塞380设置有在其中接纳活塞冲程限制销384的轴向延伸槽385。
压缩释放制动系统312在压缩制动模式或制动开启模式(在发动机压缩制动操作期间)以及压缩制动停用模式或制动关闭模式(在正功率操作期间)操作。
在包括根据本发明的第三示例性实施例的具有重置装置332的摇臂压缩释放发动机制动系统312的发动机的操作中，在制动关闭模式期间，压缩释放致动器376停用并且制动开启活塞380处于压缩位置，从而使得压缩开启活塞380与重置装置332的重置卷轴340沿轴向分隔开，如图16和17A所示。因此，重置卷轴340被触发器复位弹簧356偏压到收缩位置，在图18A中最佳示出。在此位置，重置触发器350不会从象足372延伸。在制动关闭模式，加压液压流体，诸如发动机油，被连续地供给到连续压力供给端口337，并且提供发动机油使其反复流过下部卷轴腔351到达活塞供给端口341。此连续油流去除了正功率发动机操作期间气门系统中的机械空隙(除了预定气门间隙δ之外)，以消除气门系统噪声并保持排气凸轮型线和滚轮随动件之间的持续接触。
因此，在制动关闭模式期间，加压流体从连续供给管道26通过重置装置332的下部卷轴腔351和活塞供给端口341以及高压通道28被连续供给到致动活塞腔65，如图16、17A和18A所示。
在制动开启模式期间的发动机制动操作如下。
为了激活发动机制动器，压缩释放致动器376被激活并且制动开启活塞380运动到延伸位置，如图17B所示。随后，制动开启活塞380迫使重置卷轴340向下，相对于下部卷轴腔351密封活塞供给端口341。致动活塞腔65继续被填充以通过单向阀343、单向阀腔3421、重置卷轴340中的至少一个第二连通端口355、上部卷轴腔354以及活塞供给端口341来自连续压力供给端口337的加压液压流体。同时，当制动开启致动活塞62充分向下延伸时，单向阀343液压地锁定致动活塞腔65。当位于排气凸轮2的下部基圆5上时，排气摇臂322将开始打开单个排气门31，从发动机汽缸释放压缩空气。在约0.050英寸排气门升程处，重置触发器350的半球形远端352接触排气横梁24，致使重置压力弹簧357在重置卷轴340上产生增大的偏压力，以向上运动。
在发动机压缩冲程期间，压缩释放致动器376的制动开启活塞380的偏压力和上部卷轴腔354中的液压压力偏压处于其延伸位置的偏压卷轴340。在另一方面，重置压力弹簧357和触发器复位弹簧356偏压处于收缩位置的重置卷轴340。当汽缸压力继续增大时，上部卷轴腔354中的液压压力也增大，产生较大的偏压力，以保持重置卷轴340处于向下的延伸位置并继续将液压流体锁定在单阀致动活塞62上方的致动活塞腔65中。
当发动机冲程从压缩冲程改变到膨胀冲程时，汽缸压力快速降低至近似大气压力。当活塞供给端口341和上部卷轴腔354中的压力降低至约250psi压力时，重置卷轴340上的任何显著的液压偏压力被消除，致使重置压力弹簧357的向上偏压力超过压缩释放致动器376的向下偏压力。因此，重置卷轴340向上转向，以打开通向下部卷轴腔351的活塞供给端口341，由此解锁致动活塞62，即容许来自致动活塞腔65的液压流体通过连续压力供给端口337流回连续供油管道126。这种通过连续压力供给端口337的油流容许单个排气门31离座并完成单个阀重置功能。重置压力弹簧357具有弹簧刚度，从而产生能够克服来自制动排气门31的阀弹簧91的约100磅的力的足够大的力，这在膨胀冲程结尾处横跨重置单向阀443的重置球阀构件444产生压力差，以重置单个排气门31。
图19和20图示内燃(IC)机的气门系统组件的第四示例性实施例，总体由附图标记410描绘。与本发明的第一示例性实施例相同的部件由相同的附图标记标注。与图16-18B描绘的本发明的第一示例性实施例中功能相同的部件由相同的附图标记表示，其中一些已被加上100，有些时候不进行详细描述，因为读者将容易认识到两个实施例中相应零件之间的相似性。
气门系统组件410包括摇臂压缩释放发动机制动系统412。优选地，内燃机是四冲程柴油发电机，包括具有多个汽缸的汽缸体。摇臂压缩释放发动机制动系统412包括用于操作两个进气门1的常规进气摇杆组件(未示出)和用于操作第一(或制动)和第二排气门31和32的空转排气摇杆组件416。根据本发明的第四示例性实施例的排气摇杆组件416是空转式组件，设置有自动液压调节和重置功能。排气摇杆组件416包括排气摇臂422，排气摇臂围绕摇杆轴20枢转地安装并且用于通过排气门横梁24分别打开第一和第二排气门31和32。摇杆轴20由摇臂支撑件(或摇臂基座)支撑，并延伸通过形成在排气摇臂422中的摇臂孔眼433(在图19中示出)。
合并有根据本发明的第四示例性实施例的压缩释放制动系统412的内燃机包括致动排气摇杆组件416并由排气凸轮2(在图13中所示)驱动的推杆(在图13中示出)。排气摇臂422具有用于操作性地接合发动机排气门31和32以便控制发动机排气门31和32的驱动(第一远)端422a和位于推杆附近的从动(第二远)端22b。
摇臂制动系统412还包括形成在排气摇臂422中用于在其中可滑动地接纳致动活塞462(在图20中最佳示出)的大体圆柱形致动活塞孔眼464。致动活塞462可相对于重置活塞孔眼464沿大体平行于排气门31和32的方向在收缩和延伸位置之间运动，并且被配置成接触单气门致动销76(在图20中最佳示出)的顶端表面76a。单气门致动销76可相对于排气门横梁24可滑动地运动。致动活塞462在排气摇臂422(在图20中最佳示出)中的重置活塞钻孔464内限定重置活塞腔465。在压缩释放发动机制动操作期间(即，在制动开启模式中)，排气单气门致动销76容许致动活塞462按压第一排气门31，以打开第一排气门31。换言之，单气门致动销76可相对于排气门横梁24往复运动，从而使得第一排气门31可相对于第二排气门32和排气门横梁24运动。
摇臂制动系统412还包括位于排气摇臂422中的排气门重置装置432。如图19和20所示，排气门重置装置432包括位于致动活塞462中的重置单向阀。在本发明的示例性实施例中，重置单向阀呈球形单向阀443的形式，其通常被偏压打开。应该明白，除球形单向阀之外的任何合适类型的单向阀也在本发明的范围内。重置单向阀443包括球阀构件444、球形单向阀阀座445和偏压(或重置)弹簧446，偏压弹簧将重置球阀构件444向上偏压到重置单向阀443的打开位置。
球阀构件444被偏压打开，即被重置弹簧446的偏压弹簧力承托远离球形单向阀阀座445，从而打开致动活塞462中的连通端口448，其将重置活塞腔465与形成为通过致动活塞462的连通管道453流体连接。继而，致动活塞462中的连通管道453直接流体连接到连续供给管道426。换言之，当重置单向阀443打开时，连续供给管道426流体连接到重置活塞腔465。
摇臂制动系统412的排气门重置装置432还包括也位于排气摇臂422中的摇杆单向阀450。在本发明的示例性实施例中，摇杆单向阀450呈球形单向阀的形式，其通常被偏压关闭。应该明白，除球形单向阀之外的任何合适类型的单向阀也在本发明的范围内。摇杆单向阀450位于形成在排气摇臂422中的单向阀孔眼434中，大体垂直于接纳摇杆轴20的摇臂孔眼433。孔眼434被塞435封闭。摇杆单向阀450包括位于单向阀孔眼434中的球阀构件440和将球阀构件440偏压到其关闭位置的球形单向阀弹簧442。换言之，球阀构件440被球形单向阀弹簧442的偏压弹簧力承托在球形单向阀阀座上，从而通过摇杆单向阀450关闭连通开口452，连通开口452通过重置管道428将连续供给管道426和重置活塞腔465流体连接起来。
根据本发明的第四示例性实施例的摇臂制动系统412还包括用于选择性地控制排气门重置装置432的压缩释放致动器476。图19和20所示的压缩释放致动器476呈流体(诸如，气动的或液压的)致动器的形式。替代性地，压缩释放致动器476可以呈电磁致动器的形式。流体压缩释放致动器476包括相对于摇杆轴20不可运动的罩478和在罩478内往复运动的制动开启活塞480。制动开启活塞480限定罩478内的制动开启活塞腔481(在图20中最佳示出)。罩478包括通向制动开启活塞腔481并与加压流体(空气或液体)源连接的制动开启流体供给端口482。罩478设置有活塞冲程限制销484。活塞冲程限制销484是限制制动开启活塞480的向上和向下线性运动的可调节形状止动件(positive stop)。具体地，制动开启活塞480设置有在其中接纳活塞冲程限制销484的轴向延伸槽485。
根据本发明的第四示例性实施例的摇臂制动系统412还包括在制动开启活塞480和重置单向阀443的制动球阀构件444之间延伸的重置销458。
此外，排气摇臂422包括被可调节地安装在排气摇臂422的从动端422b中的摇臂调节螺钉组件468(如图1最佳示出的)，从而使得调节螺钉组件468位于发动机凸轮轴侧上的排气门驱动系统中，并且操作性地耦接到推杆。调节螺钉组件468限定位于排气门驱动系统中排气摇臂422和推杆之间的可调节连杆。
如图19最佳示出的，摇臂调节螺钉组件468用于接合推杆，以便打开排气门31和32。调节螺钉组件468包括可调节地(诸如经螺纹)被安装在排气摇臂422的从动端422b中的调节螺钉470。
螺钉组件468包括具有球形端471的调节螺钉470，以便被接纳在耦接到推杆顶端的承口(未示出)中。调节螺钉470可调节地，诸如经螺纹，被安装在排气摇臂422的从动端422b中并且被锁定螺母473紧固在适当位置。
压缩释放制动系统412在压缩制动模式或制动开启模式(在发动机压缩制动操作期间)以及压缩制动停用模式或制动关闭模式(在正功率操作期间)操作。
在制动开启模式期间发动机制动操作如下。
为了激活发动机制动器，压缩释放致动器476被激活并且加压流体通过制动开启流体供给端口482进入制动开启活塞腔481。气动或液压流体，诸如发动机油，被供给到制动开启活塞腔481，迫使制动开启活塞480向下。随后制动开启活塞480运动到其延伸位置，从而接合并向下运动活塞冲程限制销484，在图19中示出。制动开启流体供给端口482被调整为保持恒定的供给压力，以保持约16磅的连续力向下偏压制动开启活塞480，以关闭球阀构件444。替代性地，压缩释放致动器476的制动开启活塞480可被电螺线管或电磁体激活。制动开启活塞480的向下线性运动向下偏压重置销458并关闭重置单向阀443。当制动开启活塞480经由重置销458关闭了重置单向阀443时，致动活塞462不会收缩到重置活塞孔眼464中，因为液压流体被关闭的重置单向阀443和摇杆单向阀450锁定在重置活塞孔眼464内。
根据第四示例性实施例的压缩释放发动机制动系统412的操作仅需要打开两个排气门31和32中的一个，因此不会超过气门系统的最大气门系统负荷规格。打开制动排气门31包括约0.100英寸的单气门制动升程。为了最初的阀打开，对于制动排气门31的典型0.100英寸升程的约50％，压缩释放发动机制动系统412需要制动开启活塞480经由重置销458向重置单向阀443的球阀构件444提供大体向下的偏压力，以密封(即关闭)重置单向阀443。换言之，在单气门制动升程的最初0.050英寸中球阀构件444被机械地偏压关闭。
当制动排气门31的提升位于其整个发动机制动器制动升程的约50％(或0.050英寸)处时，制动开启活塞480接合可调节活塞冲程限制销(或刚性止动件)484。从此时开始，制动开启活塞480的向下线性运动被阻止。随后，当排气摇臂422继续向下运动排气横梁24时，制动开启活塞480停止向下推动制动销458。
在制动排气门31的运动的第二半部期间，汽缸压力并且因而抵抗致动活塞462的阀力继续增大。增大的液压压力现在将重置球阀构件444牢固地承托在其阀座445上，从而使得对于后(或第二)50％的运动不再需要接触重置销458。换言之，当排气摇臂422继续打开制动排气门31时，由于制动开启活塞480与可调节刚性止动件484接触，球阀构件444上的重置销458的向下偏压力在制动排气门31打开约50％时被消除。在压缩冲程期间，汽缸压力继续增大，因此向上偏压制动排气门31并增大重置活塞腔465中的油压力。因此，提供作用于重置球阀构件444的向下偏压力。重置活塞腔465中的高压横跨重置球阀构件444产生高压力差，以将继续偏压重置球阀构件444就位，即，偏压到重置单向阀443的关闭位置。换言之，致动活塞腔465中的压力在单气门制动升程的第二和最终半部(即，0.050英寸升程)中液压地偏压重置单向阀443使其关闭。
如上所述，重置弹簧446位于致动活塞462内部，利用13磅力的重置弹簧446的近似最初力将重置球阀构件444向上偏压到重置单向阀443的打开位置。在膨胀冲程89期间，由于接近TDC压缩冲程的发动机制动压缩释放事件期间从汽缸释放空气，汽缸压力89P将快速降低。
通过制动排气门31的开口被释放到发动机排气歧管中的汽缸空气质量导致在膨胀冲程接近结束时很低的汽缸压力。由于制动排气门31在约0.100英寸升程时保持打开，制动排气门31的阀弹簧91向致动活塞462产生约100磅力(lbf)的向上偏压力。
朝向膨胀冲程89的结尾，当汽缸压力接近大气压力和来自制动排气门31的阀弹簧91的额外小偏压力时，来自重置弹簧446的较高偏压力将重置球阀构件444抬离其阀座445，致使液压流体从重置活塞腔465返回连续供给管道426和液压流体供给通道93，诸如发动机油源。返回的液压流体流容许制动排气门31的阀弹簧91迫使致动活塞462向上，以使重置销458和制动开启活塞480开始接触。
制动排气门31的阀弹簧91的弹性偏压力约为100磅力(lbf)，在重置活塞腔465中产生约220psi的压力，以迫使液压流体返回液压流体供给通道93，容许致动活塞462向上行进。当制动排气门31接近距就位位置0.050英寸时，重置销458接触制动开启活塞480，然后重置球阀构件444将就位，即，重置单向阀443关闭。
约为100lbf的制动排气门31的阀弹簧91的偏压力超过制动开启活塞480的约12磅的向下偏压力，迫使制动开启活塞480向上并位于可调节刚性止动件484上方约0.050英寸。这致使致动活塞462和单气门致动销76向上运动，因此允许单个排气门31被重置并使第一排气门31返回其阀座。换言之，通过感测膨胀冲程期间降低的汽缸压力和致动活塞腔465中的相应液压压力来实现重置单个排气制动阀31，以使球形单向阀444离座并从致动活塞腔465释放液压流体，从而关闭或重置单个排气门31，以在正常的排气门提升之前消除不平衡的排气横梁。
液压流体供给通道93可通过摇杆单向阀450将最后需要的补充油添加到重置活塞腔465。
摇杆单向阀450流体连接到连续供给管道426，用于向重置活塞腔465供给液压流体。摇杆单向阀450需要在压缩制动冲程开始之前填充满重置活塞腔465。在打开911和关闭912排气升程型线期间，制动开启活塞480的操作会在约制动排气门31的约0.050英寸升程内偏压重置单向阀443使其就位。
在重新填充致动活塞腔465期间，通道453仅添加供给油，直到制动活塞480和重置销458在单气门制动升程(或空转)的最后0.050”开始之前偏压重置单向阀443的重置球阀构件444。由于重置球阀构件444被设计为在单个制动升程的最初0.050”密封重置单向阀443，因此它在单个制动升程的最后0.050”不能添加补充重置供给油。为此，需要摇杆单向阀450。
在压缩释放发动机制动事件期间，在排气凸轮升程型线88的打开部分881的最初0.050英寸中，制动开启活塞480(通过重置销458)偏压关闭重置单向阀443，由此防止连续供给管道426以正常的供油压力添加任何补充油。摇杆单向阀450的圆锥形偏压弹簧442具有低偏压力，从连续供给管道426提供补充油，以填充满重置活塞腔465并在下一压缩释放发动机制动事件88(如图12所示)之前去除所有排气门系统空隙。
在膨胀冲程89期间，液压流体从重置活塞腔465流回连续供给管道426，允许制动排气门31就位(移置)到其关闭位置。在制动排气门31就位(或关闭)的情况下，正常排气循环开启在两个排气门31和32关闭的情况下操作，这会消除由关闭的外排气门32和部分打开的制动排气门31构成的不平衡的排气门横梁24开口。
在发动机压缩操作期间，发动机汽缸中的峰值汽缸压力可高达1000psi，引起重置活塞腔465中约4000psi的压力。重置销458包括与其一体(即，不可运动地或固定地)形成的长形(诸如圆柱形)部分(或止动部分)458a，其位于重置销458的远端之间并位于重置活塞腔465中。重置销458的止动部分458a被配置成控制重置活塞腔465中的重置销458的上部止动件并控制由重置活塞腔465中的液压压力产生的上部偏压力。止动部分458a的剖面面积(或直径)大于圆柱形部分458外的重置销458的剖面面积(或直径)。重置销458的面积差被设计成最小化重置活塞腔465内的重置销458的内表面面积，以减少或消除就位和离座功能期间重置球阀构件444的不期望偏压。此外，止动部分458a的上部销止动表面458b面向并被配置成选择性地接合排气摇臂422的重置止动表面459，以限制重置销458的向上运动。
在制动关闭模式期间发动机操作如下。
在包括根据本发明的第四示例性实施例的具有重置装置432的摇臂压缩释放发动机制动系统412的发动机的操作中，在制动关闭模式期间，压缩释放致动器476停用并且制动开启活塞480处于压缩位置。因此，重置单向阀443被重置弹簧446偏压打开。
在此位置，偏压销458不会将重置单向阀443偏压关闭。在制动关闭模式，加压液压流体，诸如发动机油，从连续供给管道426通过连通管道453、连通端口448和打开的重置单向阀443被连续地供给到重置活塞腔465。此外，打开的重置单向阀443容许加压液压流体通过通向连续供给管道426的连通管道453和连通端口448流入和流出重置活塞腔465。此连续油流去除正功率发动机操作期间气门系统中的机械空隙(除了预定气门间隙δ之外，图20)，以消除气门系统噪声并保持排气凸轮型线和滚轮随动件之间的持续接触。
当通过制动开启流体供给端口482向制动活塞腔481供给的制动流体源被关掉时，重置弹簧446和作用于止动部分458a的下部销止动表面458c上的液压流体压力将重置销458向上偏压到排气摇臂422的重置止动表面459，由此将重置球阀构件444向上偏压到其打开位置，以便容许重置活塞腔465中的不受限制的流体流使发动机油从连续供给管道426自由地流入和流出重置活塞腔465，以去除所有排气门系统间隙，从而减少正功率发动机操作期间气门系统冲击和机械噪声。
在压缩冲程86期间，通过连续供给管道426将加压液压流体添加到重置活塞腔465会去除所有气门系统间隙，从而使得重置活塞462接合制动排气门31。在接近压缩冲程86结束时，排气凸轮2的发动机制动升程型线7旋转排气摇臂422。当排气摇臂422朝向制动排气门31枢转地运动时，重置活塞462不能克服制动排气门31的阀弹簧91的弹性偏压力并且被移置重置活塞孔眼464中，从而使得加压液压流体通过被重置弹簧446偏压离开其阀座445的打开的重置单向阀443从重置活塞腔465流入连续供给管道426。
在完成排气升程型线88(在图12中示出)之后，加压液压流体通过被重置弹簧446偏压离开其阀座445的打开的重置单向阀443从连续供给管道426流回重置活塞腔465，以朝向制动排气门31向下偏压重置活塞462并去除气门系统间隙。
随后，排气摇臂422在排气凸轮2的排气凸轮型线(或上部基圆)6上，准备好继续正常排气凸轮升程型线85。在重置弹簧446连续承托重置球阀构件444使其离开其阀座445的情况下，由此容许重置活塞腔465中的发动机油不受限制地流动，在发动机的正功率操作期间气门系统间隙被消除。
因此，在空转摇臂制动器上合并液压间隙调节器和排气门重置装置具有以下优点，即，在开始安置时和在维修间歇时调节制动气门间隙并且具有自动气门系统调节，以适应任何气门系统磨损和降低气门系统机械噪声大小。此外，根据本发明的摇臂压缩释放发动机制动系统比常规压缩释放发动机制动系统轻，提供更低的阀盖高度和降低的成本。
根据专利法的规定，本发明的示例性实施例的前述描述是为了说明起见而提出的。它并不是穷尽性的或将本发明限制于公开的精确形式。根据以上教导，可进行各种修改或改变。上文公开的实施例被选择用于最佳地说明本发明的原理，并且由此其实际应用使得本领域普通技术人员最佳地利用各种实施例中的和具有适合特定预期用途的各种修改的本发明，只要遵循了本文描述的原理。因此，在不脱离本发明的目的和范围的情况下，可对上述本发明进行改变。此外，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (29)

1.一种用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放制动系统，所述内燃机包括发动机汽缸，所述发动机汽缸与包括压缩冲程和膨胀冲程的四冲程活塞循环相关联，并且设有至少一个进气门、至少一个排气门和至少一个排气门复位弹簧，该排气门复位弹簧在排气门上施加关闭力以将排气门推压到就位状态，所述压缩释放制动系统包括：
空转排气摇杆组件，其包括摇臂；
致动活塞，其被摇臂可滑动地接纳以限定在摇臂中的活塞腔的部分，并且能在活塞收缩位置与活塞延伸位置之间运动，所述致动活塞构造成与排气门操作地相连，以允许排气门从就位状态离座；和
重置装置，其被摇臂接纳并且包括：
能在打开位置与关闭位置之间运动的重置止回阀，在所述打开位置，连通端口被打开以使所述活塞腔通过所述连通端口与供给管道流体连通，在所述关闭位置，在所述活塞腔与所述供给管道之间的连通端口被关闭；
重置压力弹簧，其与所述重置止回阀操作地相连，以允许偏压力施加至重置止回阀而朝向所述打开位置推压重置止回阀；和
触发器，其操作地连接至重置止回阀和重置压力弹簧，并且能在触发器收缩位置与触发器延伸位置之间运动；
所述压缩释放制动系统构造成使得在制动开启模式中操作时，重置装置与致动活塞操作地相连，以便在所述至少一个排气门离座之后并且当活塞腔内的液压压力降低时，由触发器压缩的重置压力弹簧的偏压力使重置止回阀运动到打开位置，以由此通过连通端口释放活塞腔中的液压流体的一部分，使得到膨胀冲程结束时排气门复位弹簧的关闭力将所述至少一个排气门重置到就位状态。
2.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，还包括启动器，其与重置装置操作地相连，以使触发器运动到触发器延伸位置。
3.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述压缩释放制动系统构造成使得当安装在内燃机上并且在制动开启模式中操作时：
所述空转排气摇杆组件与重置装置操作地相连，以在压缩冲程期间通过枢转的摇臂与空转排气摇杆组件的止动构件之间的相对运动使触发器朝向触发器收缩位置运动，使得触发器压缩重置压力弹簧而重置止回阀保持在关闭位置，并且
空转排气摇杆组件与致动活塞操作地相连，以在压缩冲程期间使致动活塞在排气门上施加足够的力以使排气门离座。
4.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，其中：
所述内燃机的发动机汽缸设有所述排气门和至少一个额外的排气门；并且
在制动启动模式中，所述额外的排气门在整个压缩冲程和膨胀冲程期间保持关闭。
5.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，还包括单气门致动销，该单气门致动销将致动活塞与所述排气门操作地相连，其中：
所述内燃机的发动机汽缸与所述排气门和至少一个额外的排气门相连，并且
在制动启动模式中，所述止动构件包括具有开口的气门横梁，所述单气门致动销能通过所述开口相对于所述气门横梁滑动，以允许致动活塞通过单气门致动销将足够的力施加至排气门，以在压缩冲程期间使所述排气门离座而所述额外的排气门保持就位。
6.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置止回阀包括球形单向阀。
7.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置压力弹簧布置在所述触发器内。
8.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置装置包括触发器复位弹簧，其构造成朝向触发器收缩位置偏压触发器。
9.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置装置还包括膨径销，该膨径销操作地连接触发器和重置止回阀，并且构造成在用于内燃机的正功率操作的制动关闭模式期间使重置止回阀保持在打开位置。
10.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置装置还包括套筒主体，该套筒主体安装至所述摇臂并且与致动活塞间隔开。
11.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中：
所述重置装置还包括单向阀弹簧，其构造成朝向关闭位置推压重置止回阀，所述单向阀弹簧沿与重置压力弹簧的偏压力相反的方向对重置止回阀施加单向阀弹簧偏压力。
12.根据权利要求2所述的压缩释放制动系统，其中：
所述重置装置还包括重置腔；并且
所述启动器包括电磁阀，其能选择性地控制成将加压流体供给至重置腔以使触发器运动到触发器延伸位置。
13.根据权利要求2所述的压缩释放制动系统，其中：
所述重置装置还包括重置腔和触发器复位弹簧，该触发器复位弹簧施加复位弹簧偏压力以朝向触发器收缩位置偏压触发器；并且
所述启动器包括电磁阀，其能选择性地控制成将加压流体供给至重置腔以超过复位弹簧偏压力，并且由此使触发器运动到触发器延伸位置。
14.根据权利要求2所述的压缩释放制动系统，其中：
所述启动器与重置装置操作地相连，以使压缩释放制动系统停用到用于内燃机的正功率操作的制动关闭模式；并且
重置装置构造成在整个制动关闭模式期间使重置止回阀保持在打开位置。
15.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，还包括：
调节螺钉组件，其包括调节螺钉，该调节螺钉能相对于摇臂进行调节以设定在调节螺钉组件的端部与止动构件之间的预定气门间隙。
16.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，还包括调节螺钉组件和单气门致动销，该单气门致动销将致动活塞与所述排气门操作地相连，其中：
内燃机的发动机汽缸与所述排气门和至少一个额外的排气门相连；
所述止动构件包括具有开口的气门横梁，所述单气门致动销能通过所述开口相对于所述气门横梁滑动，以在制动开启模式中允许致动活塞通过单气门致动销将足够的力施加至排气门，以在压缩冲程期间使所述排气门离座而所述额外的排气门保持就位；并且
在用于内燃机的正功率操作的制动关闭模式中，调节螺钉组件构造成使气门横梁向下运动并且由此使所述排气门和所述额外的排气门二者都打开。
17.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述摇臂包括内部液压流体回路，其包括所述供给管道、容纳所述重置止回阀的止回阀腔和将止回阀腔连接至活塞腔的额外管道。
18.根据权利要求17所述的压缩释放制动系统，其中，所述摇臂还包括：
连续的供给管道，其构造成将液压流体供给至止回阀腔。
19.根据权利要求18所述的压缩释放制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件还包括摇杆轴，该摇杆轴包括储能器腔，该储能器腔与所述连续的供给管道连通并且构造成在制动开启模式中在压缩冲程期间将液压流体输送至止回阀腔，并且在制动开启模式中在膨胀冲程的终点附近接收来自止回阀腔的液压流体。
20.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述空转排气摇杆组件构造成通过排气凸轮驱动并且致动所述摇臂。
21.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中：
所述重置装置包括具有外螺纹的套筒主体；并且
所述摇臂具有带内螺纹的开口，所述内螺纹螺纹地且可调节地接合套筒主体的外螺纹。
22.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，其中，所述止动构件包括排气门横梁，其中所述重置装置能相对于所述摇臂调节，以设定在重置装置的端部与排气门横梁之间的预定气门间隙。
23.根据权利要求1所述的压缩释放制动系统，其中，所述重置装置还包括限定重置装置的端部的接触足。
24.根据权利要求3所述的压缩释放制动系统，还包括单气门致动销，该单气门致动销将致动活塞与所述排气门操作地相连，其中：
内燃机的发动机汽缸与所述排气门和至少一个额外的排气门相连；
所述止动构件包括具有开口的气门横梁，所述单气门致动销能通过所述开口相对于所述气门横梁滑动，以在制动开启模式中允许致动活塞通过单气门致动销将足够的力施加至排气门，以在压缩冲程期间使所述排气门离座而所述额外的排气门保持就位；并且
在用于内燃机的正功率操作的制动关闭模式中，重置装置构造成使气门横梁向下运动并且由此使所述排气门和所述额外的排气门二者都打开。
25.一种选择性地用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放制动系统，所述内燃机包括发动机汽缸，所述发动机汽缸与包括压缩冲程和膨胀冲程的四冲程活塞循环相关联，并且设有至少一个进气门、至少一个排气门和至少一个排气门复位弹簧，该排气门复位弹簧在排气门上施加关闭力以将排气门推压到就位状态，所述压缩释放制动系统包括：
空转排气摇杆组件，其包括摇臂；
致动活塞，其被摇臂可滑动地接纳以限定在摇臂中的活塞腔的部分，并且能在活塞收缩位置与活塞延伸位置之间运动，所述致动活塞构造成与排气门操作地相连，以允许排气门从就位状态离座；
重置装置，其被摇臂接纳并且包括：
重置止回阀，其布置在致动活塞中并且能在打开位置与关闭位置之间运动，在所述打开位置，连通端口被打开以使所述活塞腔与供给管道流体连通，在所述关闭位置，在所述活塞腔与所述供给管道之间的连通端口被关闭；和
重置压力弹簧，其与所述重置止回阀操作地相连，以允许偏压力施加至重置止回阀而朝向所述打开位置推压重置止回阀；和
启动器，其与重置装置操作地相连，以使重置止回阀运动到关闭位置；
所述压缩释放制动系统构造成使得在制动开启模式中操作时，重置装置与致动活塞操作地相连，以便在制动开启模式中到膨胀冲程结束时使排气门返回到就位状态。
26.根据权利要求25所述的压缩释放制动系统，其中：
所述内燃机的发动机汽缸设有所述排气门和至少一个额外的排气门；并且
所述额外的排气门构造成在制动启动模式中在整个压缩冲程和膨胀冲程期间保持关闭。
27.根据权利要求25所述的压缩释放制动系统，还包括：
额外的连通端口，其布置在排气摇臂中以连通供给管道和活塞腔；和
摇杆止回阀，其构造成打开和关闭所述额外的连通端口。
28.一种用于实现与内燃机相关的压缩释放发动机制动操作的压缩释放制动系统，所述内燃机包括发动机汽缸，所述发动机汽缸与包括压缩冲程和膨胀冲程的四冲程活塞循环相关联，并且设有至少一个进气门、至少一个排气门和至少一个排气门复位弹簧，该排气门复位弹簧在排气门上施加关闭力以将排气门推压到就位状态，所述压缩释放制动系统包括：
空转排气摇杆组件，其包括摇臂；
致动活塞，其被摇臂可滑动地接纳以限定在摇臂中的活塞腔的部分，并且能在活塞收缩位置与活塞延伸位置之间运动，所述致动活塞构造成与排气门操作地相连，以允许排气门从就位状态离座；和
重置装置，其被摇臂接纳，
所述压缩释放制动系统构造成使得当安装在内燃机上并且在制动开启模式中操作时，重置装置与致动活塞操作地相连，以在制动开启模式中到膨胀冲程结束时允许排气门返回到就位状态。
29.根据权利要求28所述的压缩释放制动系统，还包括重置压力弹簧，其中所述压缩释放制动系统构造成使得当安装在内燃机上并且在制动开启模式中操作时：
所述空转排气摇杆组件与重置装置操作地相连，以在压缩冲程期间使重置压力弹簧将增大的偏压力施加至重置装置，并且
重置装置与致动活塞操作地相连，以便在制动开启模式中在膨胀冲程期间当活塞腔内的液压压力降低时，重置压力弹簧的偏压力使重置装置运动到打开位置，在该打开位置，通过重置装置释放活塞腔中的液压流体的一部分，使得到膨胀冲程结束时排气门复位弹簧的关闭力将排气门重置到就位状态。
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