7.3.4 发动机制动的原理
1.发动机制动器机械原理
发动机制动起作用时,发动机制动系统在压缩行程结束之前打开排气门(ISM发动机制动启用后,已经停止喷油)。压缩的空气通过排气系统排出,压缩能量不再通过做功行程驱动发动机运转。发动机此时相当于吸收功率的空气压缩机,车辆的冲量通过传动系统传递到发动机,反拖发动机运转。以上循环不断重复,车辆动能不断被吸收,车速便被得到控制。在发动机四个行程中,对应的气门状态如图7-18所示。
当发动机制动器起作用时,每一工作循环排气门打开两次,如图7-19所示。
2.电控液压执行机构原理
发动机制动器电控液压执行机构组成及控制原理如图7-20所示。在康明斯ISM11系列柴油机中共有两个电磁阀控制发动机制动器工作,一个负责1~3缸,一个负责4~6缸。发动机制动共有两个功率档可供选择。当选择Ⅰ档时,负责控制1~3缸的电磁阀通电,1~3缸起作用;当选择Ⅱ档时,负责控制1~3缸的电磁阀和负责控制4~6缸的电磁阀同时通电,此时6个气缸起作用。
图7-18 发动机制动器机械控制原理
图7-19 发动机制动起作用时的气门升程图
图7-20 发动机制动器液压控制原理
电磁阀接通时,来自发动机主油路的压力机油流过单向控制阀(将阀芯顶起),然后流到主动活塞和随动活塞间的油路中。机油压力推动主活塞下移,顶住喷油器摇臂的调整螺栓。压缩行程接近终了时,喷油器推杆顶着摇臂调整螺栓向上移动。调整螺栓推动主动活塞。主动活塞的运动使主动活塞和随动活塞油路中油压升高。此时控制阀的止回球阀关闭,这时主动活塞与随动活塞的油路成为密闭的空间,油压急剧上升。高压油液推动随动活塞下移,压下丁字杆,将排气门打开。当喷油器凸轮转过顶点,喷油器摇臂换向下行,高压油路中油压迅速下降,随动活塞和排气门同时上行,排气门关闭。如此反复循环,使得每一工作循环中排气门打开两次。排气门被喷油器摇臂打开,泄掉了压缩终了的气缸压力,防止气体压缩的能量在做功行程重新作用于活塞顶,这就增大了发动机的制动力。
当打开发动机制动器开关后ECM会判断离合器、加速踏板、发动机转速、车速条件是否满足,只有各方面条件都满足时,ECM才会使发动机制动器工作。如果踩下离合器踏板或加速踏板,或发动机转速、车速低于设定值,ECM会为发动机制动器电磁阀断电,停用制动器。
皆可博工作状态可以分为三种:打开发动机制动器开关和制动器功率选择开关就进入待用状态;当条件满足时处于使用状态;当条件不满足或关闭发动机制动器开关则处于停用状态。
3.发动机制动器的排气门打开方式
康明斯发动机制动器,在排气终了打开排气门方式有三种:ISM发动机采用同缸喷油器摇臂打开排气门;ISL发动机采用一个气缸的排气门摇臂打开另一缸排气门的方式;ISX采用双凸轮轴,每一缸摇臂有四种,分别为进气门摇臂、排气门摇臂、喷油器摇臂、制动器摇臂。