CN112727608A - 一种发动机旁通进气排气制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机旁通进气排气制动系统，涉及增压内燃机废气能量回收领域，包括制动组件和控制组件，所述制动组件包括蓄压器和排气制动阀，所述蓄压器的出气口与车辆排气管路相连，所述排气制动阀位于车辆的排气管路中；所述控制组件包括整车VCU、设于车辆空压机和车辆储气罐之间的转换阀以及设于蓄压器和排气管路之间的旁通阀，所述蓄压器的进气口与转换阀相连，所述整车VCU与转换阀电连接以控制转换阀实现空压机产生的气流进入储气罐或蓄压器，所述排气制动阀、储气罐和旁通阀均与整车VCU电连接。本发明能够在不影响储气罐、制动系统用气的情况下，显著提升制动功率。

Description

一种发动机旁通进气排气制动系统

技术领域

本发明涉及增压内燃机废气能量回收领域，具体涉及一种发动机旁通进气排气制动系统。

背景技术

现有的商用车普遍采用排气制动作为辅助制动，以提高车辆的制动能力，其基本工作原理是利用设置在排气管路内的排气制动阀阻塞内燃机排气管路，由于排气阻力的增加，内燃机活塞工作时的排气行程必须克服此压力，活塞受气体的反压力，经过曲轴和传动系传至车轮，迫使车辆降低转速，从而达到在短时间内降低车速的目的，提高制动能力，以减少行车制动器的使用，减小行车制动器磨损、过热，确保行车安全。

同时在空气压缩机出口和中冷器入口之间设置空气旁通气道，当排气辅助制动工作时，快速向涡轮增压器压气机出口和中冷器入口之间的管路中充气中充气，提高发动机进气管的空气流量和压力，从而提升发动机气缸体内的气体压缩压力，进而提高发动机的制动功率。但是，其在制动时，是通过阀门控制，直接将空气压缩机产生的压缩空气经空气旁通气道进入发动机，由于是将空气压缩机产生一部分压缩空气导入了发动机，对空气压缩机向储气罐的供气产生影响，进而影响车辆制动系统用气及可靠性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种发动机旁通进气排气制动系统，能够在不影响储气罐、制动系统用气的情况下，显著提升制动功率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：

制动组件，所述制动组件包括蓄压器和排气制动阀，所述蓄压器的出气口与车辆排气管路相连，所述排气制动阀位于车辆的排气管路中；

控制组件，所述控制组件包括整车VCU、设于车辆空压机和车辆储气罐之间的转换阀以及设于蓄压器和排气管路之间的旁通阀，所述蓄压器的进气口与转换阀相连，所述整车VCU与转换阀电连接以控制转换阀实现空压机产生的气流进入储气罐或蓄压器，所述排气制动阀、储气罐和旁通阀均与整车VCU电连接，所述转换阀为二位三通阀。

在上述技术方案的基础上，所述蓄压器的进气口上设有蓄压管路，所述蓄压器通过蓄压管路与转换阀相连，所述蓄压管路上设有蓄压单向阀。

在上述技术方案的基础上，所述转换阀和储气罐之间设有干燥器，所述干燥器上设有干燥器卸荷口。

在上述技术方案的基础上，所述储气罐上设有储气罐压力传感器，所述储气罐压力传感器与整车VCU电连接。

在上述技术方案的基础上，所述旁通阀和排气管路之间设有旁通管路，所述旁通管路上设有旁通单向阀。

在上述技术方案的基础上，所述排气管路的后端设有涡轮增压系统，所述涡轮增压系统位于排气管路和车辆的发动机之间。

在上述技术方案的基础上，所述涡轮增压系统和发动机之间设有发动机排气歧管。

在上述技术方案的基础上，所述发动机上还设有发动机进气管，所述发动机进气管的前端设有中冷器，所述发动机进气管和中冷器间通过发动机进气连接管相连，所述发动机进气连接管的一端与发动机进气管相连，另一端与中冷器的出气口相连。

在上述技术方案的基础上，所述中冷器的前端设有空气滤清器，且所述空气滤清器的出气口与涡轮增压系统中增压器的进气口相连，中冷器的进气口与涡轮增压系统中增压器的出气口相连。

在上述技术方案的基础上，还包括安装于车辆上的辅助制动继电器、制动踏板位置传感器和车速传感器，且所述辅助制动继电器、制动踏板位置传感器和车速传感器均与整车VCU电连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：空压机的出气口与蓄压器的一端气路连接，当达到储气罐预设压力，需卸荷时，空压机内的压缩空气排入蓄压器内，通过蓄压器收集原卸荷时排入大气中的压缩空气，减少能量浪费、能量消耗，有效地提高了能量利用率；当车辆制动时，蓄压器收集的压缩空气进入排气管路，减少排气管路中的压降，增加发动机的运行阻力，在不影响储气罐、制动系统用气的情况下，显著提升制动功率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种发动机旁通进气排气制动系统的结构示意图。

图中：1-空气滤清器，2-增压器，3-中冷器，4-发动机进气连接管，5-发动机进气管，6-发动机，7-发动机排气歧管，8-排气管路，9-排气制动阀，10-空压机，11-转换阀，12-干燥器，13-储气罐，14-储气罐压力传感器，15-干燥器卸荷口，16-蓄压管路，17-蓄压单向阀，18-蓄压器，19-旁通阀，20-旁通单向阀，21-旁通管路，22-整车VCU，23-辅助制动继电器，24-制动踏板位置传感器，25-车速传感器。

具体实施方式

本发明实施例提供一种发动机旁通进气排气制动系统，通过蓄压器18对车辆现有空压机10排出的多余气体在蓄压器18中进行存储，当车辆进行制动时，蓄压器18中存储的气体进入车辆的排气管路8，减少压降，有效提升辅助制动功率，在节约能源的同时也显著提高了内燃机辅助制动功率，且不对储气罐13的供气产生影响。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种发动机旁通进气排气制动系统，包括制动组件和控制组件。制动组件包括蓄压器18和排气制动阀9，蓄压器18的出气口与车辆排气管路8相连，排气制动阀9位于车辆的排气管路8中。蓄压器18用于对空压机10排出的多余气体进行存储，当需要进行排气辅助制动时，蓄压器18中存储的气体进入车辆的排气管路8中，增加发动机6运行阻力，实现制动时排气管路8的增压进气，有效提升辅助制动功率。排气制动阀9位于车辆的排气管路8中，当需要进行辅助排气制动时，排气制动阀9关闭车辆的排气管路8，进一步提升车辆的制动效率，此时蓄压器18中的气体和发动机6尾气均向发动机6的运行提供阻力，进一步的提升发动机6的运行阻力，从而有效的提升辅助制动功率。

对于控制组件，具体的包括控制组件包括整车VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)22、设于车辆空压机10和车辆储气罐13之间的转换阀11以及设于蓄压器18和排气管路8之间的旁通阀19，蓄压器18的进气口与转换阀11相连，整车VCU22与转换阀11电连接以控制转换阀11实现空压机10产生的气流进入储气罐13或蓄压器18，排气制动阀9、储气罐13和旁通阀19均与整车VCU22电连接，转换阀11为二位三通阀。整车VCU2222与转换阀11、排气制动阀9和旁通阀19之间进行电连接，以实现对转换阀11、排气制动阀9和旁通阀19的控制，整车VCU22对转换阀11进行控制，实现空压机10和车辆储气罐13之间管路的连通，或者空压机10和蓄压器18之间管路的连通，即在转换阀11的控制下，空压机10中产生的压缩气体，选择性进入储气罐13或蓄压器18中，需要说明的是，仅当储气罐13中的气压达到预设压力，整车VCU22才会控制转换阀11，使空压机10和蓄压器18之间的管路连通，空压机10和车辆储气罐13之间的管路封闭；整车VCU22对旁通阀19进行控制，实现蓄压器18与排气管路8之间管路的连通或关闭，当需要排气辅助制动时，蓄压器18与排气管路8之间管路的连通，蓄压器18中的气体进入排气管路8，增加排气管路8中的气压，提升排气辅助制动的效果；整车VCU22对排气制动阀9进行控制，实现对排气管路8的关闭或打开，当车辆进行制动时，整车VCU22控制排气制动阀9关闭。

本发明实施例中的旁通阀19和排气制动阀9均为电控蝶阀，且旁通阀19具体为气动膜片弹簧阀。储气罐13上设有储气罐压力传感器14，储气罐压力传感器14为半导体压敏电阻式压力传感器，储气罐压力传感器14与整车VCU22电连接，通过储气罐压力传感器14，整车VCU22实时获得储气罐13的压力，初始状态下，整车VCU22对转换阀11进行控制，使空压机10和车辆储气罐13之间的管路连通，空压机10和蓄压器18之间的管路闭合，空压机10对储气罐13进行充气，当储气罐13的压力达到预设压力，空压机10卸荷时，整车VCU22对转换阀11进行控制，使空压机10和车辆储气罐13之间的管路闭合，空压机10和蓄压器18之间的管路连通，空压机10内的压缩空气排入蓄压器18内，通过蓄压器18收集原卸荷时排入大气中的压缩空气，减少能量浪费、能量消耗，有效地提高了能量利用率，当储气罐13的压力小于设定值，则整车VCU22对转换阀11进行控制，使空压机10和车辆储气罐13之间的管路连通，空压机10和蓄压器18之间的管路闭合，空压机10内的压缩空气排入储气罐13内；当需要排气制动时，整车VCU22对旁通阀19进行控制，使蓄压器18与排气管路8之间的管路连通，蓄压器18中收集的气体进入排气管路8，提升辅助制动效果。

本发明实施例中，蓄压器18的进气口上设有蓄压管路16，蓄压器18通过蓄压管路16与转换阀11相连，蓄压管路16上设有蓄压单向阀17。空压机10卸荷时，空压机10中的压缩空气通过蓄压管路16进入蓄压器18，蓄压管路16上的蓄压单向阀17用于防止进入蓄压器18中的空气倒流，旁通阀19和排气管路8之间设有旁通管路21，所述旁通管路21上设有旁通单向阀20，蓄压器18中的空气通过旁通管路21进入排气管路8，旁通单向阀20用于防止进入排气管路8的气体倒流。转换阀11和储气罐13之间设有干燥器12，干燥器12上设有干燥器卸荷口15，当需要对储气罐13进行充气时，空压机10中的压缩空气经干燥器12后进入储气罐13。

排气管路8的后端设有涡轮增压系统，涡轮增压系统位于排气管路8和车辆的发动机6之间。涡轮增压系统和发动机6之间设有发动机排气歧管7。发动机6上还设有发动机进气管5，所述发动机进气管5的前端设有中冷器3，发动机进气管5和中冷器3间通过发动机进气连接管4相连，所述发动机进气连接管4的一端与发动机进气管5相连，另一端与中冷器3的出气口相连。中冷器3的前端设有空气滤清器1，且空气滤清器1的出气口与涡轮增压系统中增压器2的进气口相连，中冷器3的进气口与涡轮增压系统中增压器2的出气口相连。车辆在正常行驶过程中，发动机6燃烧室燃烧所需新鲜空气通过空气滤清器1进入涡轮增压系统的增压器2中，然后通过中冷器3、发动机进气连接管4和发动机进气管5进入发动机6中，实现发动机6的正常运行。当需要进行辅助制动时，整车VCU22控制旁通阀19打开，使蓄压器18与排气管路8之间的管路连通，蓄压器18中收集的气体进入排气管路8，提高发动机6的排气压力，有效提升排气辅助制动的功率，在不影响储气罐13、制动系统用气的情况下，显著提升制动功率。

本发明实施例的发动机旁通进气排气制动系统还包括安装于车辆上的辅助制动继电器23、制动踏板位置传感器24和车速传感器25，且辅助制动继电器23、制动踏板位置传感器24和车速传感器25均与整车VCU22电连接，辅助制动继电器23、制动踏板位置传感器24和车速传感器25用于对车辆的运行工况进行采集，给整车VCU22对转换阀11、排气制动阀9和旁通阀19的控制提供参考，以此实现智能控制，提高辅助制动响应性、可靠性。

以下对本发明实施例的发动机旁通进气排气制动系统的应用过程进行具体说明。

发动机6正常工作时，空气经由空气滤清器1进入增压器2，在增压器2中进行增压后进入中冷器3，冷却后的增压空气经发动机进气连接管4和发动机进气管5进入发动机6本体参与燃烧、做功，经发动机6排气岐管、排气管路8排出气体，此时排气管路8中的排气制动阀9为打开状态，实现发动机6的正常工作。且发动机6工作时，空压机10处于打气工作状态，若储气罐13上的设有储气罐压力传感器14感应储气罐13中的其它小于设定值，则整车VCU22对转换阀11进行控制，使空压机10和车辆储气罐13之间的管路连通，空压机10和蓄压器18之间的管路闭合，压缩空气经转换阀11、干燥器12后进入储气罐13中；空压机10打气到储气罐13，当储气罐13的压力达到设定值时，储气罐压力传感器14将电信号反馈给整车VCU22，整车VCU22发出电信号控制转换阀11，以使空压机10的出气口与蓄压器18的进气口之间的气路接通、空压机10的出气口与干燥器12之间的气路关闭，此时，空压机10内的压缩空气依次经转换阀11、蓄压管路16后进入蓄压器18内，空压机10向蓄压器18供气，蓄压管路16设置有蓄压单向阀17，保证压缩气体进入蓄压器18防止倒流；这样，使得空压机10通过干燥器卸荷口15卸荷时，排入大气的压缩空气储存到蓄压器18内，实现能量回收，从而节约能耗；当储气罐13的压力小于设定值时，整车VCU22发出电信号控制转换阀11，以使空压机10的出气口与蓄压器18的进气口之间的气路关闭、空压机10的出气口与干燥器12之间的气路接通，空压机10又开始向储气罐13供气，实现空压机10供气功能。整车VCU22分别与辅助制动继电器23、制动踏板位置传感器24和车速传感器25电连接，从而获取辅助制动信号、制动踏板信号和车速信号，当车辆下坡时，辅助制动开启(整车车速增加或不变并且制动踏板位置不变或增加)时，整车VCU22控制旁通管路21上旁通阀19打开，使蓄压器18里高压气体，通过旁通管路21进入排气管路8，整车VCU22控制排气制动阀9关闭排气管路8，此时排气管理中压力增强，发动机6的运行阻力增加，从而有效提升发动机6辅助制动功率，以及制动响应性。

本发明实施例的发动机旁通进气排气制动系统，空压机10的出气口与蓄压器18的一端气路连接，当达到储气罐13预设压力，需卸荷时，空压机10内的压缩空气排入蓄压器18内，通过蓄压器18收集原卸荷时排入大气中的压缩空气，减少能量浪费、能量消耗，有效地提高了能量利用率；当车辆制动时，蓄压器18收集的压缩空气进入排气管路8，减少排气管路8中的压降，增加发动机6的运行阻力，在不影响储气罐13、制动系统用气的情况下，显著提升制动功率。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于，包括：

制动组件，所述制动组件包括蓄压器(18)和排气制动阀(9)，所述蓄压器(18)的出气口与车辆排气管路(8)相连，所述排气制动阀(9)位于车辆的排气管路(8)中；

控制组件，所述控制组件包括整车VCU(22)、设于车辆空压机(10)和车辆储气罐(13)之间的转换阀(11)以及设于蓄压器(18)和排气管路(8)之间的旁通阀(19)，所述蓄压器(18)的进气口与转换阀(11)相连，所述整车VCU(22)与转换阀(11)电连接以控制转换阀(11)实现空压机(10)产生的气流进入储气罐(13)或蓄压器(18)，所述排气制动阀(9)、储气罐(13)和旁通阀(19)均与整车VCU(22)电连接，所述转换阀(11)为二位三通阀。

2.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述蓄压器(18)的进气口上设有蓄压管路(16)，所述蓄压器(18)通过蓄压管路(16)与转换阀(11)相连，所述蓄压管路(16)上设有蓄压单向阀(17)。

3.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述转换阀(11)和储气罐(13)之间设有干燥器(12)，所述干燥器(12)上设有干燥器卸荷口(15)。

4.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述储气罐(13)上设有储气罐压力传感器(14)，所述储气罐压力传感器(14)与整车VCU(22)电连接。

5.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述旁通阀(19)和排气管路(8)之间设有旁通管路(21)，所述旁通管路(21)上设有旁通单向阀(20)。

6.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述排气管路(8)的后端设有涡轮增压系统，所述涡轮增压系统位于排气管路(8)和车辆的发动机(6)之间。

7.如权利要求6所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述涡轮增压系统和发动机(6)之间设有发动机排气歧管(7)。

8.如权利要求6所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述发动机(6)上还设有发动机进气管(5)，所述发动机进气管(5)的前端设有中冷器(3)，所述发动机进气管(5)和中冷器(3)间通过发动机进气连接管(4)相连，所述发动机进气连接管(4)的一端与发动机进气管(5)相连，另一端与中冷器(3)的出气口相连。

9.如权利要求8所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：所述中冷器(3)的前端设有空气滤清器(1)，且所述空气滤清器(1)的出气口与涡轮增压系统中增压器(2)的进气口相连，中冷器(3)的进气口与涡轮增压系统中增压器(2)的出气口相连。

10.如权利要求1所述的一种发动机旁通进气排气制动系统，其特征在于：还包括安装于车辆上的辅助制动继电器(23)、制动踏板位置传感器(24)和车速传感器(25)，且所述辅助制动继电器(23)、制动踏板位置传感器(24)和车速传感器(25)均与整车VCU(22)电连接。

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