Способ торможения двигателем

Способ торможения двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу и устройству для торможения двигателем, содержащему работающий преимущественно по принципу Дизеля двигатель, который включает в себя, по меньшей мере, один, нагружаемый потоком отработавших газов (ОГ) одно- или многоступенчатый турбонагнетатель с работающей на ОГ турбиной и компрессором наддувочного воздуха, которые расположены на общем валу или соединены им, по меньшей мере один выпускной коллектор, направляющий поток ОГ от выпускных клапанов двигателя к турбонагнетателю, и расположенное между выпускными клапанами и турбонагнетателем дросселирующее устройство, которое для торможения двигателем приводится в действие таким образом, что поток ОГ дросселируется, в результате чего выше по потоку дросселирующего устройства происходит возрастание давления ОГ. Под термином «выше по потоку» следует понимать направление течения ОГ, которое является встречным направлению их течения, когда они покидают двигатель через его выпускные клапаны и текут в направлении дросселирующего устройства или турбонагнетателя.

В качестве устройства торможения двигателем можно привести известное, например, из ЕР 0736672 В1 устройство в сочетании с защищенным в нем способом торможения двигателем. В этом способе торможение двигателем происходит таким образом, что поток ОГ дросселируется, в результате чего выше по потоку дросселирующего устройства происходит возрастание давления ОГ, которые после промежуточного открывания выпускного клапана текут обратно в камеру сгорания и во время последующего такта сжатия при поддерживаемом частично открытым выпускном клапане обеспечивают торможение двигателем. При торможении двигателем в процесс промежуточного открывания выпускного клапана, происходящий при находящемся в положении дросселирования дросселирующем устройстве за счет вызванного возрастания давления ОГ, вмешивается управляющая техника, которая принудительно предотвращает закрывание склонного к этому после промежуточного открывания выпускного клапана за счет управляющего устройства, встроенного на удалении от распределительного вала в механизм срабатывания выпускного клапана, удерживаемого частично открытым самое большее до своего управляемого кулачками открывания.

В этом способе торможения двигателем расположенные в режиме торможения двигателем в выпускном тракте дроссельные заслонки находятся в положении дросселирования, в котором соответствующий выпускной тракт закрыт неполностью, так что часть скопившихся ОГ может пройти мимо дроссельной заслонки через остающуюся открытой со стороны края узкую щель. Эта «лазейка» для ОГ необходима для предотвращения перекрытия потока ОГ и перегрева двигателя.

Хотя этот известный способ торможения двигателем обеспечивает высокую тормозную мощность, в некоторых случаях применения возникает желание ее повышения в режиме торможения, чтобы сильнее разгрузить имеющиеся в автомобиле дополнительные тормозные системы, такие как ретардер и рабочий тормоз, или выполнить их меньших размеров.

Задача изобретения состоит в создании способа и устройства для торможения двигателем, которые с небольшими затратами на детали и финансовыми издержками, а также с улучшением регулирования обеспечивали ли бы повышение тормозной мощности двигателя.

Для решения этой задачи предложена приведенная в п.п. 1 и 9 формулы совокупность признаков. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.

Согласно изобретению, предложен способ торможения двигателем для многоцилиндрового ДВС, соответственно, многоцилиндрового двигателя для автомобиля, которые работают преимущественно по принципу Дизеля и содержат, по меньшей мере, один, работающий на ОГ одно- или многоступенчатый турбонагнетатель с работающей на ОГ турбиной и компрессором наддувочного воздуха. При наличии нескольких турбонагнетателей предусмотрены преимущественно, по меньшей мере, одна ступень высокого и одна ступень низкого давлений.

Кроме того, ДВС или, соответственно, двигатель содержит, по меньшей мере, один выпускной коллектор, который подает поток ОГ от выпускных клапанов двигателя к турбонагнетателю, и расположенное между выпускными клапанами и турбонагнетателем дросселирующее устройство, которое дросселирует поток ОГ и таким образом для торможения двигателем выше по потоку дросселирующего устройства создается возрастание давления в ОГ.

В соответствии с этим способом далее осуществляется измерение встречного давления ОГ и давления надувочного воздуха. На основании измерения возвратного давления ОГ и давления надувочного воздуха может определяться положение дросселирующего устройства для достижения заданной тормозной мощности. Затем посредством настройки дросселирующего устройства в соответствии с предварительно выявленным положением дросселирующего устройства осуществляется регулирование возвратного давления ОГ и давления надувочного воздуха.

Это - в противоположность регулированию, базирующемуся только на возвратном давлении ОГ в качестве регулируемой величины - позволяет достижение более высокого возвратного давления ОГ по всему диапазону числа оборотов двигателя. Созданное работающим на ОГ турбонагнетателем давление надувочного воздуха имеет существенное влияние на возвратное давление ОГ. Включение давления надувочного воздуха в регулирование возвратного давления ОГ позволяет более быстрое увеличение возвратного давления ОГ и тем самым улучшенную мощность торможения двигателем.

Согласно другому аспекту изобретения, для достижения максимальной тормозной мощности при соответствующей частоте вращения двигателя преимущественно сначала устанавливается максимальное давление наддувочного воздуха, а после достижения максимального для частоты вращения двигателя давления наддувочного воздуха происходит регулирование максимального встречного давления ОГ. В зависимости от частоты вращения двигателя можно, тем самым, по сравнению с традиционным регулированием открывать большее сечение канала дросселирующего устройства.

По меньшей мере, одно положение дросселирующего устройства соответствует определенному встречному давлению ОГ. Преимущественно определение или регулирование правильного положения дросселирующего устройства осуществляется регулирующим устройством на основе сравнения текущего давления наддувочного воздуха с его номинальным давлением при текущем встречном давлении ОГ. Регулирующим устройством может быть, например, блок управления двигателя или автомобиля.

Со ссылкой на фиг.2 поясняется улучшенная характеристика срабатывания в режиме торможения двигателем. Если, например, 90% площади канала дросселирующего устройства закрыто, то встречное давление ОГ составляет около 65% максимально достижимого значения. Если тормозную мощность двигателя следует уменьшить до нуля, то дросселирующее устройство должно быть открыто. Если же дросселирующее устройство продолжает открываться, то сначала происходит возрастание встречного давления ОГ за счет обусловленного повышенным расходом газа, более высокого давления наддувочного воздуха. Следовательно, сначала встречное давление ОГ возрастает, прежде чем сможет произойти его падение, что вызвало бы плохую характеристику срабатывания торможения двигателя. Однако встречное давление ОГ около 65% господствует также при закрывании всего лишь 30% площади канала дросселирующего устройства. Поэтому в соответствии с предложенным способом происходит определение правильного положения дросселирующего устройства, благодаря чему достигается улучшенная характеристика срабатывания в режиме торможения двигателем и двигатель термически разгружается за счет более высокого массового расхода.

Согласно другому аспекту изобретения, взаимосвязь между давлением наддувочного воздуха, встречным давлением ОГ и тормозной мощностью для соответствующих частот вращения двигателя записана посредством характеристических полей в блоке управления двигателя или автомобиля.

Если текущее встречное давление ОГ ниже нужного, а давление наддувочного воздуха соответствует заданному значению, то положение дросселирующего устройства может продолжать закрываться. Со ссылкой на фиг.2 это заданное значение может быть задано, например, за счет того, что давление наддувочного воздуха в процентах больше или равно встречному давлению ОГ в процентах.

Если текущее встречное давление ОГ ниже нужного, а давление наддувочного воздуха ниже заданного значения, то положение дросселирующего устройства может продолжать открываться.

В процессе регулирования для контроля проверяется, действительно ли открывание площади канала вызывает повышение давления наддува или встречного давления ОГ. Если дальнейшее открывание приводит к падению давления наддува, то дросселирующее устройство снова слегка закрывается.

Согласно одному другому аспекту изобретения, регулирование встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха может происходить дополнительно к регулированию дросселирующим устройством, соответственно, устройством для дросселирования потока ОГ посредством устройства регулирования давления наддува, в которое встроен, по меньшей мере, один, обходящий работающую на ОГ турбину перепускной клапан.

Изобретение относится также к устройству для торможения многоцилиндровым ДВС, соответственно, многоцилиндровым двигателем автомобиля, который работает преимущественно по принципу Дизеля и содержит, по меньшей мере, один работающий на ОГ одно- или многоступенчатый турбонагнетатель с работающей на ОГ турбиной и компрессором наддувочного воздуха, а также, по меньшей мере, один выпускной коллектор, подающий поток ОГ от выпускных клапанов двигателя к турбонагнетателю, и расположенное между выпускными клапанами и турбонагнетателем дросселирующее устройство, которое дросселирует поток ОГ, в результате чего для торможения двигателем выше по потоку дросселирующего устройства происходит возрастание давления в ОГ.

Устройство для торможения двигателем содержит также средства для измерения встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха, и предусмотрено управляющее устройство, которое на основе измерения встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха определяет положение дросселирующего устройства для достижения заданной тормозной мощности. Затем за счет настройки дросселирующего устройства в соответствии с его предварительно выявленным положением управляющее устройство осуществляет регулирование встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха.

Согласно одному другому аспекту, регулирование встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха происходит за счет устройства регулирования давления наддува дополнительно к регулированию дросселирующим устройством, соответственно, устройством для дросселирования потока ОГ.

Согласно одному другому аспекту изобретения, устройство регулирования давления наддува образовано, по меньшей мере, одним, обходящим работающую на ОГ турбину перепускным клапаном.

В соответствии с другой идеей изобретения дополнительно или в качестве альтернативы предложенным устройству и способу торможения двигателем предусмотрены другой способ и устройство для осуществления способа торможения двигателем для работающего преимущественно по принципу Дизеля двигателя, который содержит на каждый цилиндр, по меньшей мере, один выпускной клапан, присоединенный к системе выпуска ОГ, в которую встроено дросселирующее устройство, приводимое в действие для торможения двигателем так, что поток ОГ дросселируется и выше по потоку дросселирующего устройства происходит возрастание давления в ОГ, которые после промежуточного открывания выпускного клапана текут обратно в камеру сгорания и во время последующего такта сжатия при частично открытом выпускном клапане обеспечивают повышенную тормозную мощность двигателя, причем при торможении двигателем в процесс промежуточного открывания выпускного клапана, происходящий при находящемся в положении дросселирования дросселирующем устройстве за счет вызванного в ОГ возрастания давления, вмешивается управляющая техника, причем склонный к закрыванию после промежуточного открывания выпускной клапан за счет управляющего устройства, встроенного на удалении от распределительного вала в механизм срабатывания выпускного клапана, принудительно предотвращается от закрывания и затем удерживается частично открытым самое большее до своего управляемого кулачками открывания, причем двигатель содержит далее, по меньшей мере, один, работающий на ОГ одно- или многоступенчатый турбонагнетатель с работающей на ОГ турбиной и компрессором наддувочного воздуха, а также, по меньшей мере, один выпускной коллектор, подающий поток ОГ от выпускных клапанов двигателя к упомянутому, по меньшей мере, одному турбонагнетателю, и расположенное между выпускными клапанами и упомянутым, по меньшей мере, одним турбонагнетателем дросселирующее устройство, которое дросселирует поток ОГ, и таким образом для торможения двигателем выше по потоку дросселирующего устройства создается возрастание давления в ОГ, и осуществляется измерение встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха, причем на основе измерения встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха определяется положение дросселирующего устройства для достижения заданной тормозной мощности, и за счет настройки дросселирующего устройства в соответствии с его выявленным положением осуществляется регулирование встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха.

Согласно одному другому аспекту изобретения, в конце такта расширения, когда снова действует расположенное со стороны распределительного вала управление выпускным клапаном, удерживающая функция действовавшего до этого в качестве гидравлически запертого буфера управляющего устройства прекращается, а затем открыванием выпускного клапана вплоть до его полного хода, его удержанием и повторным закрыванием во время такта выпуска управляет соответствующий нормальный управляющий кулачок выпускного клапана через механизм срабатывания выпускного клапана с действующим тогда только в качестве механического буфера управляющим устройством.

Согласно одному другому аспекту изобретения, управляющее устройство действует, будучи встроено в установленное со стороны головки цилиндра коромысло, и содержит управляющий поршень, который установлен в отверстии коромысла с небольшими утечками аксиально подвижно между двумя механически ограниченными за счет упоров конечными положениями, действует спереди на заднюю торцовую поверхность стержня выпускного клапана и нагружен с задней стороны пружиной сжатия, а также гидравлически, и ввинченную в резьбовой участок отверстия коромысла управляющую втулку, в открытую вперед к управляющему поршню напорную камеру которой встроены нагружающая управляющий поршень пружина сжатия и допускающий только ввод среды под давлением из канала для ее подачи обратный клапан с нагруженным пружиной сжатия запорным органом. Канал для подачи среды под давлением снабжается ею через выполненный в коромысле питающий канал, причем от напорной камеры через управляющую втулку к ее верхнему концу ведет разгрузочный канал, выходное отверстие которого в процессе торможения на этапе задержания и удержания управляющего устройства с целью создания и поддержания давления среды под давлением в напорной камере и связанного с этим выдвигания и удержания управляющего поршня удерживается закрытым в выдвинутом, задерживающем положении выпускного клапана посредством упора, неподвижно расположенного на головке цилиндра.

Согласно одному другому аспекту изобретения, в процессе торможения при обусловленном встречным давлением ОГ промежуточном открывании выпускного клапана управляющий поршень за счет действующих в напорной камере сил, следуя за стержнем выпускного клапана, выдвигается в свое конечное положение, в результате чего увеличивающаяся в объеме напорная камера заполняется средой под давлением, а управляющий поршень, тем самым, гидравлически блокируется в задерживающем положении выпускного клапана и в этом положении задерживает своей торцовой поверхностью движущийся в закрытое положение выпускной клапан и удерживает его соответственно открытым.

Согласно одному другому аспекту изобретения, возврат управляющего поршня из его задерживающего положения выпускного клапана во вдвинутое основное положение в конце фазы удержания происходит таким образом, что при происходящем со стороны распределительного вала с нормальным выпускным кулачком непосредственно или косвенно через толкатель срабатывании коромысла за счет его отвода от упора на головке цилиндра выходное отверстие выполненного в управляющей втулке разгрузочного канала открывается на ее верхнем конце, в результате чего находящаяся в напорной камере среда под давлением разгружается от давления и подтягивающимся, больше не блокированным коромыслом управляющим поршнем объемно разгружается до тех пор, пока он не займет своего полностью вдвинутого основного положения.

Согласно одному другому аспекту изобретения, с использованием в ДВС с нижним расположением распределительного вала, от которого через толкатель и последующее коромысло срабатывает выпускной клапан, управляющее устройство действует в пространстве между толкателем и вводящим усилия органом коромысла в расположенной в или на головке цилиндра приемной гильзе и содержит установленную в ней с возможностью коаксиального перемещения с малыми утечками, опирающуюся на верхний конец толкателя управляющую гильзу, а также установленный в глухом отверстии управляющей гильзы с возможностью коаксиального перемещения с малыми утечками управляющий поршень, который опирается вверху на шарнирно соединенную с вводящим усилия органом коромысла, передающую толкающее усилие деталь, а внизу нагружен действующей в направлении этой детали пружиной сжатия, которая установлена в находящейся под управляющим поршнем части глухого отверстия и в ограниченной, таким образом, гидравлической напорной камере, снабжаемой средой под давлением, в частности моторным маслом, через выполненный в головке цилиндра, соответственно, опоре питающий канал, выполненный в приемной гильзе питающий канал и сообщенный с ним, выполненный в управляющей гильзе подающий канал, причем установленный в напорной камере обратный клапан своим подпружиненным запорным органом предотвращает обратное течение среды под давлением из напорной камеры в подающий канал.

Согласно одному другому аспекту изобретения, в процессе торможения при обусловленном встречным давлением ОГ промежуточном открывании выпускного клапана управляющий поршень за счет действующих в напорной камере сил выдвигается, и при этом подтягивается коромысло, причем при выдвигании управляющего поршня после хода, согласованного с резким ходом выпускного клапана, выходное отверстие выполненного в управляющем поршне разгрузочного канала открывается за счет выхода из глухого отверстия управляющей гильзы, через этот разгрузочный канал находящаяся в напорной камере среда под давлением разгружается от давления, причем в начале последующего движения закрывания выпускного клапана через соответственно подтягивающееся коромысло и передающую толкающее усилие деталь управляющий поршень снова перемещается в направлении своего невыдвинутого основного положения до тех пор, пока выходное отверстие разгрузочного канала снова не будет закрыто стенкой глухого отверстия, в результате чего напорная камера снова запирается, с тем чтобы управляющее устройство было гидравлически блокировано, а выпускной клапан оставался задержанным в соответствующем, частично открытом положении.

Согласно одному другому аспекту изобретения, устранение гидравлического блокирования управляющего поршня в управляющей гильзе и его возврат из задерживающего положения выпускного клапана в невыдвинутое основное положение происходит тогда, когда при происходящем со стороны распределительного вала с нормальным выпускным кулачком срабатывании толкателя и связанном с этим ходе управляющей гильзы после ее определенного хода, согласованного с ходом максимального открывания выпускного клапана, за счет ее выхода из приемного отверстия приемной гильзы открывается выходное сечение отходящего поперек от напорной камеры разгрузочного отверстия, находящаяся в напорной камере среда под давлением разгружается от давления и за счет подтягивающегося управляющего поршня объемно разгружается до тех пор, пока он не займет своего полностью вдвинутого основного положения, которое возникает при опирании передающей толкающее усилие детали на торцовую сторону управляющей гильзы.

Согласно одному другому аспекту изобретения, выпускной клапан после вызванного встречным давлением ОГ промежуточного открывания удерживается в задержанном положении, расстояние которого до закрытого положения составляет 1/5-1/20 полного, управляемого распределительным валом хода открывания выпускного клапана.

Согласно одному другому аспекту изобретения, управляющее устройство используется также в виде гидравлического органа компенсации клапанного зазора, причем возникающий в механизме срабатывания клапана зазор компенсируется за счет соответствующего дозаполнения среды под давлением в напорную камеру с соответствующим подтягиванием управляющего поршня в направлении нагружаемого органа.

Разумеется, раскрытые признаки изобретения могут произвольно комбинироваться между собой для достижения других преимуществ и вариантов.

Другие свойства и преимущества изобретения приведены в нижеследующем описании вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Описанные варианты следует понимать лишь как пример и никоим образом не ограничивающие изобретение.

На чертежах изображено:

- фиг.1: блок-схема примера предложенного способа торможения двигателем;

- фиг.2: диаграмма характеристик давления наддувочного воздуха и встречного давления ОГ по отношению к положению дросселирующего устройства;

- фиг.3: диаграмма свободного сечения канала для максимальной тормозной мощности в заданном диапазоне частот вращения предложенного устройства для торможения двигателем по сравнению с уровнем техники;

- фиг.4А: диаграмма характеристики расхода воздуха в заданном диапазоне частот вращения предложенного устройства для торможения двигателем по сравнению с уровнем техники;

- фиг.4В: диаграмма характеристики встречного давления ОГ перед устройством для дросселирования потока ОГ, а также перед турбиной турбонагнетателя в соответствии с изобретением;

- фиг.5: диаграмма, из которой следует характеристика хода выпускного клапана в режиме торможения при применении способа торможения в соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения;

- фиг.6: диаграмма, из которой следует характеристика хода выпускного клапана в способе торможения, известном из DE 3922884 С2;

- фиг.7А-7D: фрагмент механизма срабатывания выпускного клапана с другим вариантом управляющего устройства в рабочем положении в режиме торможения;

- фиг.8: функциональная схема устройства дросселирования потока ОГ с устройством регулирования давления наддува.

На фиг.1 изображена блок-схема примера способа торможения двигателем. На этапе S10 сначала происходит измерение встречного давления (противодавления) ОГ и давления наддувочного воздуха. Измерение статического и/или динамического давления ОГ и наддувочного воздуха происходит, например, с помощью известных датчиков Р давления, схематично изображенных на фиг.9. Датчик Р давления для определения, соответственно, измерения давления наддувочного воздуха расположен, например, между компрессором 105 наддувочного воздуха и двигателем М, соответственно, цилиндрами 101.

Датчик Р давления для определения, соответственно, измерения встречного давления ОГ может быть расположен между двигателем М/его выпускными клапанами 102 и турбиной 106. В этом случае датчик Р давления может быть расположен между двигателем М/ его выпускными клапанами 102 и дросселирующим устройством/ устройством 4 для дросселирования. В качестве альтернативы или дополнительно датчик/и Р давления может/могут быть расположен/ы между дросселирующим устройством 4 и турбиной 106 перед байпасной линией к устройству 107 для регулирования давления наддува. В качестве альтернативы или дополнительно датчик давления или дополнительный датчик Р давления может быть расположен ниже по потоку, т.е. после турбины и перед устройством обработки ОГ.

На этапе S20 определяется, является ли измеренное, т.е. текущее, встречное давление ОГ ниже нужного и соответствует ли измеренное, т.е. текущее давление наддувочного воздуха заданному значению. При положительном результате на этапе S30 происходит закрывание дросселирующего устройства 4 (см. фиг.9) в заданное положение или до заданного положения для большего дросселирования потока ОГ. При этом клапан дросселирующего устройства 4 движется так, что сечение, через которое протекают ОГ, уменьшается.

При отрицательном результате на этапе S40 определяется, является ли измеренное, т.е. текущее, встречное давление ОГ ниже нужного, а измеренное, т.е. текущее, давление наддувочного воздуха ниже заданного значения. При положительном результате на этапе S50 происходит открывание дросселирующего устройства 4 в заданное положение или до заданного положения, так что на этапах S30, S50 происходит регулирование встречного давления ОГ и давления наддувочного воздуха за счет настройки дросселирующего устройства 4 в соответствии с определением его оптимального положения.

Положение дросселирующего устройства 4, т.е. положение заслонки, определяется, например, за счет того, что датчик определяет или измеряет положение заслонки дросселирующего устройства 4 и сообщает об этом, например, центральному электронному, устройству управления, обработки и регулирования, соответственно, управляющему устройству 104 двигателя М или автомобиля, в котором установлен двигатель М (фиг.9).

С помощью датчика положения можно улучшить регулирование, поскольку тогда можно сразу же произвести предварительное управление на установленные (заданные) положения заслонки, и для точной настройки нужной тормозной мощности необходимо лишь регулирование.

Согласно другому аспекту изобретения, дополнительно или в качестве альтернативы описанному выше примеру способа можно для настройки давления наддува привлечь изображенную на фиг.9 байпасную линию В с интегрированным устройством 107 для регулирования давления наддува, которая идет в обход работающей на ОГ турбины 106. При этом интегрированное в байпасную линию В устройство 107 для регулирования давления наддува, выполненное преимущественно в виде перепускного или байпасного клапана, также управляется управляющим устройством 104, так что идущая в обход турбины 106 часть потока ОГ соответственно настраивается, чтобы оказывать соответствующее влияние на поведение турбины 106 и соединенный с ней компрессор 105, чтобы устанавливать нужное давление наддувочного воздуха.

На фиг.2 в качестве примера изображена диаграмма характеристик давления наддувочного воздуха и встречного давления ОГ по отношению или в зависимости от положения изображенного на фиг.9 дросселирующего устройства 4 или его заслонки при максимальной частоте вращения торможения, т.е. частоте вращения двигателя в режиме торможения.

Давление наддувочного воздуха или давление наддува начинается при полностью открытом дросселирующем устройстве (0% обтекаемой ОГ площади канала дросселирующего устройства закрыто его заслонкой) в режиме торможения на очень низком уровне (около 10% максимального давления наддувочного воздуха), а затем возрастает с закрыванием дросселирующего устройства до максимума, достигаемого здесь при открытом примерно наполовину дросселирующем устройстве. При дальнейшем закрывании дросселирующего устройства давление наддувочного воздуха падает вследствие уменьшения расхода газа посредством привода работающей на ОГ турбины или соединенного с ней компрессора наддувочного воздуха, пока оно при полностью закрытом дросселирующем устройстве, т.е. во втором закрытом положении дроссельного устройства не упадет до нуля. Встречное давление ОГ возрастает приблизительно параллельно с давлением наддувочного воздуха и достигает своего максимума в немного дальше закрытом положении заслонки дросселирующего устройства, чем давления наддувочного воздуха, а затем падает до значения около 50% при полностью закрытом дросселирующем устройстве, что соответствует созданному двигателем встречному давлению ОГ без подачи дополнительного сжатого воздуха компрессором, поскольку при полностью закрытом дросселирующем устройстве колесо турбины работающего на ОГ турбонагнетателя не нагружается воздушным потоком, и компрессор, тем самым, не создает давления наддувочного воздуха.

Для определенного нужного встречного давления ОГ при частичной тормозной нагрузке существуют в большинстве случаев два соответствующих возможных положения дросселирующего устройства. При этом более оптимальным всегда является положение с более высоким давлением наддувочного воздуха. Датчик или регулятор с интегрированным датчиком определяет правильное положение дросселирующего устройства, например, также из сравнения текущего давления наддува с номинальным давлением наддува из характерического поля и может, таким образом, всегда регулировать в направлении положения дросселирующего устройства для встречного давления ОГ с более высоким давлением наддувочного воздуха. Регулятор постоянно проверяет, приводит ли открывание дросселирующего устройства к повышению давления наддува. При превышении максимума дросселирующее устройство снова закрывается.

На фиг.3 в качестве примера изображена диаграмма свободного сечения канала дросселирующего устройства для максимальной тормозной мощности в заданном диапазоне частот вращения предложенного устройства для торможения двигателем по сравнению с уровнем техники. У традиционной системы торможения двигателем без поддержки турбонагнетателем устройство для торможения двигателем, например тормозная заслонка, в диапазоне частот вращения двигателя открывается очень мало. Созданное устройством для торможения двигателем встречное давление ОГ вытекает, следовательно, только из созданного двигателем встречного давления ОГ.

В соответствии с предложенным способом торможения двигателем устройство может открываться, однако, значительно дальше. При частоте вращения двигателя 1200 об/мин открыто примерно 10% сечения канала системы выпуска ОГ, а при частоте вращения двигателя 2400 об/мин - около 40%. Эти данные могут, разумеется, изменяться в зависимости от выполнения турбонагнетателя, т.е. в зависимости от расчета работающей на ОГ турбины и компрессора наддувочного воздуха.

На фиг.4А в качестве примера изображена диаграмма характеристики расхода воздуха в заданном диапазоне частот вращения предложенного устройства для торможения двигателем по сравнению с уровнем техники. У традиционной системы торможения двигателем без поддержки турбонагнетателем расход воздуха соответствует лишь созданному двигателем расходу воздуха. При частоте вращения двигателя 1400 об/мин он составляет около 70%, а при максимальной частоте вращения двигателя 2400 об/мин - 100%. В соответствии с предложенной системой торможения двигателем с поддержкой турбонагнетателем расход воздуха при 1400 об/мин составляет уже свыше 300% и при 2400 об/мин возрастает до значения свыше 600%, т.е. доля расхода воздуха за счет поддержки турбонагнетателем в общем расходе воздуха составляет при 1400 об/мин уже трехкратное значение расхода воздуха, создаваемого двигателем без поддержки турбонагнетателем.

На фиг.4В в качестве примера изображена диаграмма характеристики давления наддувочного воздуха перед устройством для дросселирования потока ОГ и перед турбиной турбонагнетателя в соответствии с изобретением. При частоте вращения двигателя 1400 об/мин давление наддувочного воздуха перед устройством для торможения двигателем составляет свыше 75%, а при частоте вращения около 2000 об/мин возрастает до 100%. Затем давление наддувочного воздуха вплоть до максимальной частоты вращения 2400 об/мин незначительно падает. Давление наддувочного воздуха после устройства для торможения двигателем или перед турбиной работающего на ОГ турбонагнетателя при 1400 об/мин составляет около 25% и возрастает вплоть до максимальной частоты вращения 2400 об/мин примерно до 65% вследствие повышенного расхода воздуха за счет поддержки турбонагнетателем.

На фиг.7А-7D одинаковые или соответствующие друг другу детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Из 4-тактного поршневого ДВС на фиг.7А-7D видны только стержень выпускного клапана 10 и соответствующий механизм его срабатывания, насколько он необходим для понимания изобретения.

В принципе, этот двигатель содержит на каждый цилиндр, по меньшей мере, один присоединенный к выпускной системе выпускной клапан. Управление выпускными клапанами осуществляется обычным распределительным валом для газообменных процессов через соответствующие механизмы срабатывания клапанов. В сочетании с выпускным клапаном сюда входит также установленное в головке 20 цилиндра коромысло 30, которое в зависимости от вида расположения распределительного вала на двигателе приводится в действие либо непосредственно распределительным валом, либо косвенно толкателем 40. Направляемый в головке 20 цилиндра своим стержнем выпускной клапан 10 постоянно нагружен в закрытое положение закрывающей пружиной (не показана). В выпускную систему встроено дросселирующее устройство, например дроссельная заслонка, приводимое в действие посредством соответствующего управляющего устройства для торможения двигателем таким образом, что поток ОГ дросселируется и выше по потоку дросселирующего устройства происходит возрастание давления в ОГ. Возникающие при выдвигании соседних цилиндров волны давления накладываются на установившееся встречное давление и вследствие положительной разности давлений вызывают промежуточное открывание выпускного клапана 10 (фаза А1 на диаграмме фиг.5). В этот происходящий независимо от управления распределительным валом процесс промежуточного открывания выпускного клапана в режиме торможения вмешивается управляющая техника, причем посредством управляющего устройства 50, встроенного на удалении от распределительного вала в механизм срабатывания выпускного клапана, выпускной клапан 10, который после промежуточного открывания снова стремится закрыться под действием своей закрывающей пружины, принудительно задерживается и затем посредством этого управляющего устройства 50 выпускной клапан 10 удерживается в течение всего такта сжатия, а также такта расширения в частично открытом задержанном положении (фаза А2 на диаграмме фиг.5).

Управляющее устройство 50 может быть реализовано по-разному и может быть установлено в разных местах механизма срабатывания выпускного клапана. Примеры этого изображены на фиг.7А-7D.

В этих примерах управляющее устройство 50 установлено в коромысле 30 и состоит из двух главных органов, а именно управляющего поршня 60 и управляющей втулки 70. Управляющий поршень 60 установлен с малыми утечками в отверстии 80 коромысла с возможностью осевого перемещения между двумя ограниченными за счет упоров 90, 100 конечными положениями, воздействует спереди через криволинейную торцовую поверхность 110 на заднюю торцовую поверхность 120 стержня выпускного клапана, а с задней стороны нагружен пружиной сжатия 130 и гидравлическим давлением.

Управляющая втулка 70 ввинчена в резьбовой участок того же отверстия 80 коромысла 30 над управляющим поршнем 60 и образует своей передней торцовой повер