CN104454071B - 一种发动机减压缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机减压缓速器，涉及发动机。该发动机减压缓速器在排气凸轮和排气门之间设置可变升程液力挺柱组件，采用电子装置控制在缓速器不工作时切断油泵的压力油液供应，使可变升程液力挺柱组件仅作为被动的传力件，排气门只受排气凸轮驱动，具有基本的配气相位；而在发动机减压缓速器工作时，在气缸处于压缩上止点前打开油泵的压力油液供应，并维持一个曲轴转角后打开储液器的回油通道，使可变升程液力挺柱组件随着曲轴转动周期性充、放油液，独立于排气凸轮开启、关闭排气门，泄放气缸压缩压力，将发动机变成整个工作循环都在耗能的装置。该发动机减压缓速器具有结构紧凑、气门落座冲击小、容易实现的特点。

Description

一种发动机减压缓速器

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机减压缓速器。

背景技术

汽车的制动装置之一是行车制动器，保障行车过程中汽车能及时减速至停车。但行车制动器，尤其是中大型营运汽车的行车制动器，在连续小幅度制动时，会因制动部件的接触摩擦出现过热致使制动效能下降甚至制动失效的情况发生，而在连续坡道上发生制动效能下降或失效是极其危险的。为了减轻行车制动装置的连续制动热负荷，可在汽车上加装缓速器，在一般的小幅制动场合代替行车制动装置使用，从而保障行车制动器在紧急情况下的制动效能。

常见的缓速器有电涡流缓速器、液力缓速器和发动机缓速器。因电涡流缓速器和液力缓速器安装于汽车的传动系统上，体积大，降低通过性，成本和维护都比较高，在一些汽车应用前景不佳，而发动机缓速器利用发动机固有的工作循环来消耗汽车的动能，体积小，对发动机的改动较小，在大型汽车上获得应用。现有的发动机缓速器是利用电液机构额外驱动排气门在压缩上止点附近打开，使其在压缩终了时泄放压缩压力，将接下来的作功行程转换成泵气行程，从而消耗汽车的动能，结构比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明为了在小幅度、持续性制动场合取代传统的行车制动器，提供了一种结构简单合理、容易实现的发动机减压缓速器。

本发明发动机减压缓速器由曲轴位置传感器1、电控单元15、油泵2、进油单向阀3、电磁阀5、回油单向阀4、气缸盖6、排气凸轮7、可变升程液力挺柱组件8、减压制动开关16、储液器14组成，其中曲轴位置传感器1、电控单元15、油泵2、进油单向阀3、回油单向阀4、气缸盖6、减压制动开关16、储液器14为各缸公用，电磁阀5、排气凸轮7、可变升程液力挺柱组件8每缸单独配给，可变升程液力挺柱组件8安装于排气凸轮7和排气门11之间，电磁阀5串接于油泵2、可变升程液力挺柱8、储液器14之间的进、出油路中。

本发明发动机减压缓速器中的可变升程液力挺柱组件8起传递排气凸轮7驱动的作用，由液力挺柱体17、卡簧18、活塞19、活塞单向阀21和单向阀回位弹簧23组成，其中液力挺柱体17上设有可连通油泵2的进油槽25和连通储液器14的回油槽24，分别设置进油孔20和回油孔22，而活塞19上开设有油道，连通进油孔20，顶部空间与回油孔22保持常通状态。在进油通道打开、回油通道关闭的情况下，活塞19顶部空间进油，被液压驱动相对液力挺柱体17轴向移动，使排气门11开启；而在进油通道关闭、回油通道打开的情况下，活塞19顶部空间油液排出，在气门弹簧12作用下，排气门11回位关闭。

可变升程液力挺柱组件8上端与排气凸轮基圆部分接触时，进油槽25位置对应油泵2的供油通道，出油槽24位置对应储液器的回油通道，且活塞19上的侧向油道连通进油孔20，顶部空间连通回油孔22。

在减压制动开关16打开时，电控单元15对电磁阀5不通电使其阀芯处于下端，切断油泵2供油通道，可变升程液力挺柱组件8因为没有进油，活塞19没有相对液力挺柱体17移动，在发动机运行过程中仅作为排气凸轮7的驱动件，对发动机的正常的配气相位没有影响。

在减压开关16闭合时，电控单元15判定驾驶员采取发动机减压制动，通过处理曲轴位置传感器1信号，对电磁阀5通电使其阀芯在气缸处于压缩上止点前排气减压早开角σ时，打开油泵2的供油通道，使活塞19顶部空间进油下移，推动排气门11打开，泄放气缸里的压缩压力；之后，在气缸处于排气减压迟闭角ψ时电控单元15对电磁阀5断电，油泵2供油通道被关闭，而储液器14的回油通道被打开，活塞19顶部空间的油液泄放，活塞19上移，排气门11在气门弹簧12作用下回位关闭，则发动机气缸不是处于做功行程而是处于“泵气”的状态，发动机耗能作用明显。

附图说明

图1是本发明发动机减压缓速器构成示意图。

图2是本发明发动机减压缓速器中应用的可变升程液力挺柱组件结构示意图。

图3是本发明发动机减压缓速器控制排气门正常工作示意图。

图4是本发明发动机减压缓速器控制排气门减压工作示意图。

图5是本发明发动机减压缓速置控制排气门回位工作示意图。

图6是本发明发动机减压缓速器减压工作配气相位示意图。

附图中标注说明：1－曲轴位置传感器 2－油泵 3－进油单向阀 4－回油单向阀5－电磁阀 6－气缸盖 7－排气凸轮 8－可变升程液力挺柱组件 9－锁片 10－上弹簧座11－排气门 12－气门弹簧 13－下弹簧座 14－储液器 15－电控单元 16－减压制动开关17－液力挺柱体 18－卡簧 19－活塞 20－进油孔 21－活塞单向阀 22－回油孔 23－单向阀回位弹簧 24－回油槽 25－进油槽 α－排气迟闭角 β－进气早开角 γ－排气早开角θ－进气迟闭角 σ－排气减压早开角 ψ－排气减压迟闭角。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，发动机零部件也做了一定的结构简化和减少，图示的零部件之间的位置关系也是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。

本发明的发动机减压缓速器，在排气凸轮7和气门11之间放置可变升程液力挺柱8，控制其内部油腔中油液的注入和泄放来实现轴向尺寸的改变，使发动机在压缩行程终了时排气门11打开，接下来的作功行程被转换成“泵气”行程，实现发动机在四个行程中“不作功，只耗能”的工况消耗汽车的动能，结构简单合理，容易实现。

如图1所示，本发明发动机减压缓速器构成示意图，具体包括曲轴位置传感器1、油泵2、进油单向阀3、电磁阀5、气缸盖6、排气凸轮7、可变升程液力挺柱组件8、回油单向阀4、储液器14、电控单元15、减压制动开关，其中可变升程液力挺柱组件8安装于排气凸轮7和排气门11之间，内部设有油道并可充入油液使活塞19相对液力挺柱体17轴向移动；电磁阀5串接于油泵2、可变升程液力挺柱组件8、储液器14之间，阀芯具有二个位置，且不通电处于下面位置时，关闭油泵2的供油通道和打开储液器14回油通道，通电处于上面位置时，打开油泵2的供油通道和打开储液器14的回油通道；曲轴位置传感器1和驾驶员操纵的减压制动开关16的信号通过导线连接到电控单元15，由电控单元15处理后对电磁阀5通过导线连接进行控制。

图1所示的发动机减压缓速器中，可变升程液力挺柱组件8的上端受控于排气凸轮7的基圆部分时，活塞19上的横向油道对应进油孔20，进油槽25对应气缸盖6上通向油泵2的油道，活塞19的顶部空间连通回油孔22，回油槽24连通通向储液器14的油道。

图1所示的发动机减压缓速器中，在减压制动开关16没有闭合时，电控单元15对电磁阀5不通电，使其阀芯处于下端，切断油泵2的供油通道，打开储液器14的回油通道，可变升程液力挺柱组件8内部无法充入油液，只作为排气凸轮7的驱动件，即排气门的动作仅仅受控于排气凸轮7，按正常的配气相位规律运动。

图2是本发明发动机减压缓速器中应用的可变升程液力挺柱组件结构示意图。可变升程液力挺柱组件8处于排气凸轮7和排气门11之间，活塞19顶部充入油液时相对液力挺柱体17向下移动，推动排气门11动作，使排气门11在排气凸轮7控制运动之外获得移动，即可变升程。

图3是本发明发动机减压缓速器控制排气门正常工作示意图。减压制动开关16没有闭合，电磁阀5的阀芯处于下端，可变升程液力挺柱组件8内部没有进油，在排气凸轮7的驱动下整体运动，排气门11的运动规律只取决于排气凸轮7。

图4是本发明发动机减压缓速器控制排气门减压工作示意图。减压制动开关17闭合，电控单元15处理来自曲轴位置传感器1的信息，在发动机处于压缩行程终了前排气减压早开角σ处对电磁阀5通电，使其阀芯处于上端，打开油泵2的供油通道，并关闭储液器14的回油通道，可变升程液力挺柱组件8内部充入高压油，使活塞19下移推动排气门11打开，泄放掉气缸里的被压缩气体。

图5是本发明发动机减压缓速置控制排气门回位工作示意图。随着气缸中被压缩气体窜出气缸，气缸压力下降，电控单元15在排气减压迟闭角ψ处对电磁阀5断电，使其阀芯回到下端，关闭油泵2的供油通道，打开储液器14的回油通道，可变升程液力挺柱组件8中的油液流回储液器14，活塞19回位，排气门11在气门弹簧12作用下落座，发动机气缸被重新封闭，随着发动机气缸工作容积越来越大，缸内气压却越来越小，原来的作功行程被转换成作负功的“泵气”行程，直到发动机的排气门11按正常的配气相位打开。

图6是本发明发动机减压缓速器减压工作配气相位示意图。排气早开角γ、排气迟闭角α、进气早开角β、进气迟闭角θ是本发明发动机减压缓速器没有工作时正常的配气相位下进、排气门的“早开晚关”角，且排气迟闭角α、进气早开角β对应发动机的排气上止点附近，而排气减压早开角σ和排气减压迟闭角ψ对应本发明发动机减压缓速器工作中在压缩上止点的曲轴转角，此时发动机进入了“排气-进气-压缩-减压-作负功”的工作循环，整个工作循环过程中，发动机不仅没有功率输出，而且一直处于耗能状态中。

综上，发动机减压缓速器可根据关键构成之一的可变升程液力挺柱组件内部油液的注入或泄放情况，改变发动机的固有的配气相位，使发动机排气门在压缩上止点附件，打开一个曲轴转角，泄放掉气缸里的气体压力，使后续的作功行程转化为作负功行程，发动机完全转变成一个耗能装置，并通过传动系统的连接耗散汽车行驶的动能，满足汽车小幅制动工况的需要。该种发动机减压缓速器对发动机的改动小，方便应用。

以上公开的仅有本发明的几个具体实施例。但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种发动机减压缓速器，其特征在于：该发动机减压缓速器由曲轴位置传感器、油泵、进油单向阀、电磁阀、气缸盖、排气凸轮、可变升程液力挺柱组件、回油单向阀、储液器、电控单元、减压控制开关组成，其中，电磁阀串接于油泵、可变升程液力挺柱组件和储液器之间的油道中，曲轴位置传感器、减压控制开关、电磁阀分别通过导线与电控单元连接；

所述可变升程液力挺柱组件置于气缸盖的孔中，处于排气凸轮和进气门之间，上端液力挺柱体顶面与排气凸轮外缘相接，下端活塞小头部与排气门相接触，活塞顶部空间充入压力油液后可相对液力挺柱体轴向移动，使排气门具有独立于排气凸轮升程之外的升程；

所述电磁阀的阀芯有二个位置，当减压控制开关没有闭合时，电磁阀断电，阀芯处于油泵供油通道被切断且储液器回油通道被打开的位置，可变升程液力挺柱组件内部没有进油，在排气凸轮驱动下整体运动，排气门运动规律只取决排气凸轮，而当减压控制开关闭合时，电控单元处理来自曲轴传感器的信息，在发动机处于压缩行程终了前排气减压早开角σ处对电磁阀可通电，阀芯处于油泵供油通道被打开且储液器回油通道被切断的位置，当气缸压力下降后，电控单元在排气减压迟闭角处对电磁阀断电，阀芯处于油泵供油通道被切断且储液器回油通道被打开的位置；

所述减压控制开关闭合时，电控单元在发动机气缸处于压缩上止点前一个曲轴转角对电磁阀通电，打开油泵的供油通道，使可变升程液力挺柱组件内部充油，驱动排气门打开，泄放气缸的压缩压力，并维持一个曲轴转角后电控单元对电磁阀断电，使可变升程液力组件内部充入的油液释放，排气门在气门弹簧作用下落座，重新封闭气缸。

2.根据权利要求1所述的发动机减压缓速器，其特征在于：可变升程液力挺柱组件上端受控于排气凸轮的基圆部分时，活塞上的侧面油道连通进油孔，顶部空间与回油孔连通，进油槽连通油泵的供油通道，回油槽连通储液器的回油通道。