CN110541762A - 多驱动源的发动机制动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多驱动源的发动机制动控制装置，包括支撑框架，支撑框架内设置有控制阀腔，控制阀腔内滑动安装有控制阀总成，支撑框架上位于控制阀总成一侧设置用于通入驱动源的制动驱动通道，制动驱动通道与控制阀腔连通，支撑框架与控制阀总成的另一侧之间设置有控制阀回位装置，控制阀回位装置上设置有与控制阀腔连通的释放泄油通道；支撑框架上还设置有分别与控制阀腔连通的制动供油通道与制动充油通道，控制阀总成在控制阀腔内往复运动间歇连通制动供油通道与制动充油通道之间通道和制动充油通道与释放泄油通道之间通道；本发明具有充油迅速、制动反应时间短、制动响应快等优点，且还可以选用不同驱动源来驱动控制阀总成。

Description

多驱动源的发动机制动控制装置
技术领域
本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种多驱动源的发动机制动控制装置。
背景技术
现代汽车的总质量越来越大，车速越来越高，车辆滚动阻力、风阻、内部的摩损失越来越小，这就意味着车辆自身的减速能力降低；同时,由于车辆总质量的增加，仅仅依靠汽车自身的行车制动系统(俗称脚刹)已经不能满足车辆高速重载条件下的制动需求。长时间频繁踩刹车会导致刹车片升温，刹车效果下降甚至刹车失灵而危及人车安全！
为了保证车辆的安全性能，必须增加缓速器或其他辅助制动装置，加装缓速器可以将车轮制动器的负荷进行分流，使车轮摩擦制动器的温度控制在安全范围内。行车制动系统的作用是实现紧急情况下的停车，可以在短时间内吸收很大的功率，但是随着制动持续时间的增加，吸收的功率会大幅度下降，最终使得行车制动系统无法满足汽车下坡的紧急停车要求。而缓速器的功能主要是使下长大坡的车辆的速度降低或维持在一定的速度范围内，不是用来使车辆停止的系统，在平路上也可正常使用以降低车速。虽然在短时间可以吸收的功率比行车制动小，但它吸收的功率在很长时间内可以基本保持不变，尤其是在整个下坡过程中，这种特性可以满足车辆连续下坡时不同的持续制动需求，缓速器可以满足该要求，能有效地减少脚制动的使用频率，避免因长时间使用刹车，导致摩擦片的温度升高，刹车效果下降甚至刹车失灵。
缓速器在国外发达国家的几乎已经像发动机、变速箱一样成为商用车的标准配置。
中国于2012年9月1日实施了国家标准GB7258-2012《机动车运行安全技术条例》；2017年9月29日中华人民共和国国家质量监督总局质及国标委联合发布并要求2018年1月1日执行GB7258-2017《机动车运行安全技术条例》，并在7.5条中对辅助制动器做出了明确规定：车长大于9m的客车(对专用校车为车长大于8m)、总质量大于等于12000kg的货车和专项作业车、总质量大于3500kg的危险货物运输货车，应装备缓速器或其他辅助制动装置。车长大于9m的未设置乘客站立区的客车、总质量大于3500kg的危险货物运输货车、半挂牵引车装备的辅助制动装置的性能应使汽车通过GB12676规定的Ⅱ型或ⅡA型试验。
目前商用车的缓速器主要包括电涡流缓速器、液力缓速器、发动机缓速器。发动机缓速器可分为发动机制动器和排气制动器，发动机制动器根据制动实现方式的不同分为压缩释放式制动器和泄气式制动器。
发动机制动器开启时，发动机ECU向喷油器发出停止喷油的指令，发动机制动活塞伸出开启制动排气门，发动机气缸内的气体通过开启的制动排气门逸出，发动机气缸内没有燃料燃烧，故发动机不再给车辆提供牵引力。车辆通过驱动轮和传动系带动发动机曲轴继续旋转，车辆对发动机输入的动能，被逐渐消耗在发动机的泵气损失(进、排气冲程中由于气体的节流造成的功率损失)、自身的机械摩擦损失、压缩及膨胀过程中产生的不可逆损失、驱动发动机附件(机油泵、水泵、空气压缩机、转向泵、风扇等)的功率损失等方面，本来是车辆动力源的发动机就变成消耗车辆运动动能从而对车辆起到减缓车速作用的空气压缩机，或者说发动机此时做负功，发动机阻碍曲轴旋转的力矩成为制动力矩，通过传动系传递至驱动轮，使汽车达到减速的目的。
制动油路控制装置属于发动机制动器的核心部件，制动油路控制系统属于发动机制动器的核心方法，其主要作用是制动时：控制装置通过对油路的控制，使得制动控制油路内形成密封高压油，然后进入至制动活塞装置内，活塞在油压作用下伸展开制动行程，在顶部高制动油压或凸轮制动行程的驱动下开启制动排气门，从而实现发动机制动。
目前，制动油路控制装置主要采用液压控制方式，控制方式单一，且液压控制需要液压油反应，制动响应较慢；现有液压控制装置主要包括一体式液压控制装置和分体式液压控制装置。其中，一体式液压控制装置在发动机上增加一个由电磁阀控制的液压系统以形成液压链来控制排气门的开启，从而实现发动机制动功能，这种结构的缺点是在长期的制动过程中承压油一直处于封闭腔内，由于高压泄露，会影响制动器的持续制动效果；每次制动开启时，充油响应速度一般。其中分体式液压控制装置主要将进油道分为两路，会导致进油压力较低，充油效率低，且油道过长会导致整个油路充满的时间太长，充油响应速度差，充油所需时间较长，制动灵敏度较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可采用多气源驱动、且充油迅速、制动响应快的多驱动源的发动机制动控制装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：多驱动源的发动机制动控制装置，包括支撑框架，所述支撑框架内设置有控制阀腔，所述控制阀腔内滑动安装有控制阀总成，所述支撑框架上位于所述控制阀总成一侧设置用于通入驱动源的制动驱动通道，所述制动驱动通道与所述控制阀腔连通，所述支撑框架与所述控制阀总成的另一侧之间设置有控制阀回位装置，所述控制阀回位装置上设置有与所述控制阀腔连通的释放泄油通道；所述支撑框架上还设置有分别与所述控制阀腔连通的制动供油通道与制动充油通道，所述控制阀总成在所述控制阀腔内往复运动间歇连通所述制动供油通道与所述制动充油通道之间通道和所述制动充油通道与所述释放泄油通道之间通道。
作为优选的技术方案，所述控制阀总成包括在所述控制阀腔内滑动的控制阀体，所述控制阀体的一侧安装有控制阀座，所述控制阀座与所述控制阀体之间安装有控制所述制动供油通道与所述制动充油通道之间通道连通与切断的单向阀装置，所述控制阀回位装置设置在所述控制阀座与所述支撑框架之间，所述控制阀体的另一侧与所述制动驱动通道连通。
作为优选的技术方案，所述控制阀体上设置有与所述制动供油通道连通的控制阀供油孔和与所述制动充油通道连通的控制阀充油孔，所述控制阀供油孔与所述控制阀充油孔之间连通有球阀通道，所述单向阀装置控制所述球阀通道的连通与切断。
作为优选的技术方案，所述单向阀装置包括连通与切断所述球阀通道的单向球阀，所述单向球阀与所述控制阀座之间设置有单向阀回位弹簧。
作为优选的技术方案，所述控制阀回位装置包括固定安装在所述支撑框架上的控制阀限位塞，所述控制阀限位塞与所述控制阀总成之间设置有控制阀回位弹簧，所述释放泄油通道设置在所述控制阀限位塞的外侧，所述控制阀限位塞的内侧设置有限制所述控制阀总成继续运动的限位台阶。
作为优选的技术方案，所述驱动源为气源或液压源。
由于采用了上述技术方案，多驱动源的发动机制动控制装置，包括支撑框架，所述支撑框架内设置有控制阀腔，所述控制阀腔内滑动安装有控制阀总成，所述支撑框架上位于所述控制阀总成一侧设置用于通入驱动源的制动驱动通道，所述制动驱动通道与所述控制阀腔连通，所述支撑框架与所述控制阀总成的另一侧之间设置有控制阀回位装置，所述控制阀回位装置上设置有与所述控制阀腔连通的释放泄油通道；所述支撑框架上还设置有分别与所述控制阀腔连通的制动供油通道与制动充油通道，所述控制阀总成在所述控制阀腔内往复运动间歇连通所述制动供油通道与所述制动充油通道之间通道和所述制动充油通道与所述释放泄油通道之间通道；本发明的有益效果是：
(1)本发明的所述制动供油通道内始终充满机油且保持较高的油压，制动时，所述制动供油通道内机油进入至所述控制阀总成内，可以快速冲开所述单向球阀，可以更快速充满制动活塞装置，减少了制动启动反应时间，加快了制动响应时间；
(2)由于所述制动驱动通道与其他通道均不关联，因此所述制动驱动通道可以使用机油或气源作为驱动源来驱动所述控制阀总成，并通过电动信号控制，与现有技术中仅采用机油作为驱动源相比，本发明驱动源的选择性较多，可以适用于不同条件、不同环境等不同的使用需求；同时当选择气源作为驱动源时，与机油驱动相比，气源制动响应时间明显更快，且还可以减少制动用机油的流量。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例制动前的结构示意图；
图2是本发明实施例制动时的结构示意图(单向阀装置开启)；
图3是本发明实施例制动后的结构示意图(单向阀装置关闭)；
图4是本发明实施例控制阀总成的结构示意图；
图中：1-支撑框架；2-控制阀腔；3-制动驱动通道；4-释放泄油通道；5-制动供油通道；6-制动充油通道；7-控制阀体；8-控制阀座；9-控制阀供油孔；10-控制阀充油孔；11-球阀通道；12-单向球阀；13-单向阀回位弹簧；14-控制阀限位塞；15-控制阀回位弹簧；16-限位台阶；17-制动活塞装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图3所示，多驱动源的发动机制动控制装置，包括支撑框架1，在本实施例中，所述支撑框架1为摇臂机构，当然也可以为其他运动件或固定件，所述支撑框架1内设置有控制阀腔2，所述控制阀腔2内滑动安装有控制阀总成，所述支撑框架1上位于所述控制阀总成一侧设置用于通入驱动源的制动驱动通道3，所述制动驱动通道3与所述控制阀腔2连通，所述支撑框架1与所述控制阀总成的另一侧之间设置有控制阀回位装置，所述控制阀回位装置上设置有与所述控制阀腔2连通的释放泄油通道4；所述支撑框架1上还设置有分别与所述控制阀腔2连通的制动供油通道5与制动充油通道6，所述控制阀总成在所述控制阀腔2内往复运动间歇连通所述制动供油通道5与所述制动充油通道6之间通道和所述制动充油通道6与所述释放泄油通道4之间通道。
所述控制阀总成包括在所述控制阀腔2内滑动的控制阀体7，所述控制阀体7的一侧安装有控制阀座8，所述控制阀座8与所述控制阀体7之间安装有控制所述制动供油通道5与所述制动充油通道6之间通道连通与切断的单向阀装置，所述控制阀回位装置设置在所述控制阀座8与所述支撑框架1之间，所述控制阀体7的另一侧与所述制动驱动通道3连通。
参见图4，所述控制阀体7上设置有与所述制动供油通道5连通的控制阀供油孔9和与所述制动充油通道6连通的控制阀充油孔10，所述控制阀供油孔9与所述控制阀充油孔10之间连通有球阀通道11，所述单向阀装置控制所述球阀通道11的连通与切断。
所述单向阀装置包括连通与切断所述球阀通道11的单向球阀12，所述单向球阀12与所述控制阀座8之间设置有单向阀回位弹簧13。
所述控制阀回位装置包括固定安装在所述支撑框架1上的控制阀限位塞14，所述控制阀限位塞14与所述控制阀总成之间设置有控制阀回位弹簧15，所述释放泄油通道4设置在所述控制阀限位塞14的外侧，所述控制阀限位塞14的内侧设置有限制所述控制阀总成继续运动的限位台阶16，当所述控制阀座8与所述限位台阶16接触后，即所述控制阀总成处于制动状态。
所述驱动源由发动机ECU控制，所述驱动源为气源或液压源，液压源选用为发动机机油。由于所述制动驱动通道3与其他通道均不关联，因此所述制动驱动通道3可以使用机油或气源作为驱动源来驱动所述控制阀总成，并通过电动信号控制，与现有技术中仅采用机油作为驱动源相比，本发明驱动源的选择性较多，可以适用于不同条件、不同环境等不同的使用需求；同时当选择气源作为驱动源时，与机油驱动相比，气源制动响应时间明显更快，且还可以减少制动用机油的流量。
本实施例的工作原理为：
由于所述制动供油通道5与供油系统连接，因此所述制动供油通道5内始终充满机油且保持高压；所述控制阀总成可以在所述控制阀腔2内往复运动，用于提供所述制动供油通道5和制动充油通道6之间的选择性连通以及提供所述制动充油通道6和所述释放泄油通道4之间的选择性连通；所述制动驱动通道3由发动机ECU控制，间歇通入驱动源可使所述控制阀总成处于制动和非制动两种状态，具体工作过程为：
非制动时：所述制动驱动通道3内未通入驱动源，所述控制阀回位弹簧15推动所述控制阀总成处于非制动位，参见图1，将所述制动供油通道5与所述制动充油通道6之间的通道断开，同时将所述制动充油通道6与所述释放泄油通道4之间的通道连通，但此时所述制动充油通道6与所述释放泄油通道4内均无机油，因此与所述制动充油通道6连通的制动活塞装置17的制动活塞腔内无机油压力，因此制动活塞装置17处于非制动状态；且此时所述单向球阀12在所述单向阀回位弹簧13的作用下处于关闭状态。
制动时：ECU发出指令向所述制动驱动通道3内充入驱动源，所述驱动源压力克服所述控制阀回位弹簧15的作用力将所述控制阀总成推动处于制动位，参见图2和图3，即所述控制阀座8与所述控制阀限位塞14接触为止，此时所述控制阀总成将所述制动充油通道6与所述释放泄油通道4之间的通道断开，同时所述控制阀体7上的所述控制阀供油孔9与所述制动供油通道5连通，所述控制阀体7上的所述控制阀充油孔10与所述制动充油通道6连通，此时所述制动供油通道5与所述制动充油通道6之间的所述球阀通道11被所述单向阀装置切断还未连通，状态参见图3；当所述制动供油通道5内充满的机油经过所述控制阀供油孔9进入至所述球阀通道11内，开启单向阀装置，状态参见图2，即推动所述单向球阀12克服所述单向阀回位弹簧13将所述球阀通道11连通，所述制动供油通道5与所述制动充油通道6连通，所述球阀通道11内的机油经过所述控制阀充油孔10进入至所述制动充油通道6内，然后进入至制动活塞装置17内，用于驱动活塞，当制动活塞装置17和所述制动充油通道6内机油到达高压，满足制动需要后，所述单向球阀12会在所述单向阀回位弹簧13作用下复位，将所述球阀通道11切断，参见图3，所述制动供油通道5内的机油将无法进入至所述制动充油通道6内，所述制动供油通道5内仍然充满机油用于等待下个制动过程。
制动结束时：ECU发出指令停止向所述制动驱动通道3供应驱动源，所述控制阀总成在所述控制阀回位弹簧15的作用下复位，所述制动供油通道5与所述制动充油通道6仍然断开，但是所述制动充油通道6与所述释放泄油通道4重新连通，状态参见图1，此时制动活塞装置17内与所述制动充油通道6内的液压油均通过所述释放泄油通道4排出，制动活塞装置17的制动结束。
在整个制动过程中，所述单向阀装置用于控制所述制动供油通道5与所述制动充油通道6的连通与切断，用于为制动活塞装置17和所述制动充油通道6内提供机油，且用于形成并保持高压油，实现制动效果；所述单向阀装置的开启与关闭依靠所述单向阀回位弹簧13和机油压力进行自动控制。
本发明的所述制动供油通道5内始终充满机油且保持较高的油压，制动时，所述制动供油通道5内机油进入至所述控制阀总成内，可以快速冲开所述单向球阀12，可以更快速充满制动活塞装置17内，减少了制动启动反应时间，加快了制动响应时间。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.多驱动源的发动机制动控制装置，包括支撑框架，其特征在于：所述支撑框架内设置有控制阀腔，所述控制阀腔内滑动安装有控制阀总成，所述支撑框架上位于所述控制阀总成一侧设置用于通入驱动源的制动驱动通道，所述制动驱动通道与所述控制阀腔连通，所述支撑框架与所述控制阀总成的另一侧之间设置有控制阀回位装置，所述控制阀回位装置上设置有与所述控制阀腔连通的释放泄油通道；所述支撑框架上还设置有分别与所述控制阀腔连通的制动供油通道与制动充油通道，所述控制阀总成在所述控制阀腔内往复运动间歇连通所述制动供油通道与所述制动充油通道之间通道和所述制动充油通道与所述释放泄油通道之间通道。
2.如权利要求1所述的多驱动源的发动机制动控制装置，其特征在于：所述控制阀总成包括在所述控制阀腔内滑动的控制阀体，所述控制阀体的一侧安装有控制阀座，所述控制阀座与所述控制阀体之间安装有控制所述制动供油通道与所述制动充油通道之间通道连通与切断的单向阀装置，所述控制阀回位装置设置在所述控制阀座与所述支撑框架之间，所述控制阀体的另一侧与所述制动驱动通道连通。
3.如权利要求2所述的多驱动源的发动机制动控制装置，其特征在于：所述控制阀体上设置有与所述制动供油通道连通的控制阀供油孔和与所述制动充油通道连通的控制阀充油孔，所述控制阀供油孔与所述控制阀充油孔之间连通有球阀通道，所述单向阀装置控制所述球阀通道的连通与切断。
4.如权利要求3所述的多驱动源的发动机制动控制装置，其特征在于：所述单向阀装置包括连通与切断所述球阀通道的单向球阀，所述单向球阀与所述控制阀座之间设置有单向阀回位弹簧。
5.如权利要求1所述的多驱动源的发动机制动控制装置，其特征在于：所述控制阀回位装置包括固定安装在所述支撑框架上的控制阀限位塞，所述控制阀限位塞与所述控制阀总成之间设置有控制阀回位弹簧，所述释放泄油通道设置在所述控制阀限位塞的外侧，所述控制阀限位塞的内侧设置有限制所述控制阀总成继续运动的限位台阶。
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的多驱动源的发动机制动控制装置，其特征在于：所述驱动源为气源或液压源。
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