CN206801711U - 一种柴油机电控排气制动阀总成 - Google Patents
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Abstract
一种柴油机电控排气制动阀总成，包括排气制动阀、排气压力传感器、与排气制动阀传动配合的步进电机、控制器MCU，排气制动阀为蝶阀，排气压力传感器位于排气制动阀与增压器废气出口之间，控制器MCU的输入端与排气压力传感器、发动机电连，输出端与步进电机电连。该结构不仅适用于柴油机，而且结构简单、控制精准可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于中重型柴油机辅助制动领域，具体涉及一种适用于柴油机的电控排气制动阀总成。
背景技术
根据GB7258-2012《机动车运行安全技术条例》的规定，车长超过9米的客车（校车8米）和总质量≥12000kg的货车和专项作业车、危险品运输车，应装备缓速器或其它辅助制动设备如发动机排气制动设备。而排气制动性能的好坏主要取决于排气阀关闭后在排气歧管内产生的背压大小和背压稳定程度。在发动机耐久性试验和制动功率测试试验中，均发现传统的排气制动阀蝶片关闭后在排气歧管内产生的排气背压散差大，使得排气制动功率相对于设计指标的散差大，且在整机耐久性试验后均有由于制动蝶片的热疲劳出现制动功率衰减的现象，严重的影响整车行车安全。
中国专利：授权公告号为CN201096023Y，授权公告日为2008年8月6日的实用新型专利公开了一种汽车制动辅助装置，包括安装在发动机转子处的转速传感器、设置在排气阀处的排气压力传感器和分别连接转速传感器与排气压力传感器的控制装置，控制装置分别连接刹车开关和步进电机，步进电机分别连接进气阀和排气阀。虽然该结构通过对排气压力以及汽车发动机转速的监控实现了汽车的辅助制动，但其采用的是通过控制排气阀与进气阀的直径缩小速度来实现制动的方式，而对于柴油机来说，排气制动阀通常采用蝶阀，且不存在进气阀(节气门)结构，因此该装置并不适用于柴油机。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的无法适用于柴油机的问题，提供一种适用于柴油机的电控排气制动阀总成。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：
一种柴油机电控排气制动阀总成，包括排气制动阀、排气压力传感器、与排气制动阀传动配合的步进电机、控制器MCU；
所述排气制动阀为蝶阀，所述排气压力传感器位于排气制动阀与增压器废气出口之间，所述控制器MCU的输入端与排气压力传感器、发动机电连，控制器MCU的输出端与步进电机电连。
所述控制器MCU内部设置有依次连接的排气压力和发动机转速信号接收模块、信号处理模块、排气制动阀碟片开度输出模块，所述排气压力和发动机转速信号接收模块的输入端与排气压力传感器、发动机电连，所述排气制动阀碟片开度输出模块的输出端通过步进电机驱动器与步进电机电连。
所述步进电机固定于排气制动阀的侧部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种柴油机电控排气制动阀总成中排气制动阀为蝶阀，排气压力传感器位于排气制动阀与增压器废气出口之间，控制器MCU的输入端与排气压力传感器、发动机电连，输出端与步进电机电连，该设计在现有柴油机排气制动阀结构基础上仅增设排气压力传感器，即可通过控制排气制动阀的碟片开度大小来调节排气制动功率，其不仅无需对发动机进气进行控制，适用于柴油机，而且不会改变和控制发动机上的其它任何部件，结构简单，另外，该结构也不会影响发动机在非制动工况下的性能。因此，本实用新型不仅适用于柴油机，而且结构简单，不会影响到发动机的现有性能。
2、本实用新型一种柴油机电控排气制动阀总成中控制器MCU内部设置有依次连接的排气压力和发动机转速信号接收模块、信号处理模块、排气制动阀碟片开度输出模块，运行时，控制器MCU实时接收排气压力信号和发动机转速信号，当发动机转速发生变化时，控制器MCU根据发动机当前转速确定排气制动阀蝶片的开度大小，从而可实现对排气制动功率精准可靠的控制。因此，本实用新型控制精准可靠。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为图1中排气制动阀的结构示意图。
图中：排气制动阀1、排气压力传感器2、步进电机3、控制器MCU4、排气压力和发动机转速信号接收模块41、信号处理模块42、排气制动阀碟片开度输出模块43、步进电机驱动器5。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图1、图2，一种柴油机电控排气制动阀总成，包括排气制动阀1、排气压力传感器2、与排气制动阀1传动配合的步进电机3、控制器MCU4；
所述排气制动阀1为蝶阀，所述排气压力传感器2位于排气制动阀1与增压器废气出口之间，所述控制器MCU4的输入端与排气压力传感器2、发动机电连，控制器MCU4的输出端与步进电机3电连。
所述控制器MCU4内部设置有依次连接的排气压力和发动机转速信号接收模块41、信号处理模块42、排气制动阀碟片开度输出模块43，所述排气压力和发动机转速信号接收模块41的输入端与排气压力传感器2、发动机电连，所述排气制动阀碟片开度输出模块43的输出端通过步进电机驱动器5与步进电机3电连。
所述步进电机3固定于排气制动阀1的侧部。
本实用新型的原理说明如下：
由于纯机械控制的排气制动阀无法实现对排气制动阀蝶片的开闭角度即制动压力的精确控制，本实用新型提供了一种电控排气制动阀总成，由步进电机3控制排气制动阀1的蝶片转动。该排气制动阀总成可根据发动机转速和排气压力大小自动调节排气制动阀1蝶片的开度，实现对制动性能的闭环控制，能够很好的解决由于制造原因而导致的排气阀一致性差和长时间使用后制动性能衰减的缺陷。其控制原理如下：
1、排气制动功率的标定
由于发动机在不同转速下的排气制动功率大小由排气制动阀1关闭产生的背压压力（即排气压力）的大小决定，而背压压力的大小与排气制动阀1蝶片的开闭角度有关，因此以背压压力信号作为排气制动阀1蝶阀开闭角度的反馈量，对制动功率和排气制动阀1蝶片关闭角度的关系进行标定，具体为：
（1）确定发动机各个转速下所对应的制动功率的设计值；
（2）通过台架试验测试制动功率达到设计值时所对应的背压压力值，并记录每个背压压力值所对应的信号电压。
2、控制过程
控制器MCU4实时接收排气压力信号和发动机转速信号，当发动机转速发生变化时，控制器MCU4根据发动机当前转速和预先标定的信号电压发出对应的脉冲个数、脉冲频率和方向这三个参数（所述脉冲个数控制电机转动的角度，所述脉冲频率控制电机的转速，所述方向由电平的高低控制）即可精确控制制动蝶阀蝶片角度开启的大小，实现对制动压力的精确控制。
实施例1：
参见图1、图2，一种柴油机电控排气制动阀总成，包括采用蝶阀结构的排气制动阀1、排气压力传感器2、固定于排气制动阀1侧部并与其传动配合的步进电机3、用于控制排气制动阀1碟片开度的控制器MCU4，所述排气压力传感器2位于排气制动阀1与增压器废气出口之间，所述控制器MCU4内部设置有依次连接的排气压力和发动机转速信号接收模块41、信号处理模块42、排气制动阀碟片开度输出模块43，所述排气压力和发动机转速信号接收模块41的输入端与排气压力传感器2、发动机电连，所述排气制动阀碟片开度输出模块43的输出端通过步进电机驱动器5与步进电机3电连。
Claims (3)
1.一种柴油机电控排气制动阀总成，包括排气制动阀(1)、排气压力传感器(2)、与排气制动阀(1)传动配合的步进电机(3)、控制器MCU(4)，其特征在于：
所述排气制动阀(1)为蝶阀，所述排气压力传感器(2)位于排气制动阀(1)与增压器废气出口之间，所述控制器MCU(4)的输入端与排气压力传感器(2)、发动机电连，控制器MCU(4)的输出端与步进电机(3)电连。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机电控排气制动阀总成，其特征在于：所述控制器MCU(4)内部设置有依次连接的排气压力和发动机转速信号接收模块(41)、信号处理模块(42)、排气制动阀碟片开度输出模块(43)，排气压力和发动机转速信号接收模块(41)的输入端与排气压力传感器(2)、发动机电连，所述排气制动阀碟片开度输出模块(43)的输出端通过步进电机驱动器(5)与步进电机(3)电连。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机电控排气制动阀总成，其特征在于：所述步进电机(3)固定于排气制动阀(1)的侧部。
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| CN109356729A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-19 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 一种排气制动蝶阀控制系统及控制方法 |
| CN113006950A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-22 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | 一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统 |
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