CN1280534C - 汽车辅助刹车装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车辅助刹车装置，适用于重型汽车，补充主刹车系统的刹车能力以获得足够的刹车效果。该刹车装置包括一个油压供给装置；一个油压控制装置，用以把油压控制在预定的范围；一个脉冲压力形成装置，根据喷油凸轮的轮廓，产生由油压控制装置供给的油压的脉冲压力；一个阀门开关装置，用来根据脉冲压力形成装置形成的脉冲压力打开或者关闭发动机的排气门；以及一个控制器，根据发动机的运转状态来控制油压供给装置。

Description

汽车辅助刹车装置

技术领域

本发明涉及重型货车或者客车的刹车系统，尤其涉及适用于重型汽车的辅助刹车装置，用以增加主刹车系统的刹车能力，获得充足的刹车效率。

背景技术

重型货车或客车等，由于车身重而且往往负载多，因此必须具有良好的刹车能力，以进行有效的刹车。然而，由于相关部件过大而且负载集中，仅仅一个主刹车系统并不能实现对负载及车身的制动，所以，安装了如排气制动器、减速器等适当的辅助刹车。

在这些辅助刹车器当中，排气制动器被安装在带有圆形节流阀的发动机排气管中，当需要制动力时，通过节流阀堵塞发动机的排气来降低发动机的转速，从而减慢车速。

如上所述的排气制动器系统，当发动机排气管侧被强行阻塞而引起背压增大时，刹车能力得以增强。于是，要增强刹车能力，就要加大节流阀对排气管的阻塞，如果发动机排气管中背压超过预定值，发动机排气门就会发生错误操作，给发动机造成致命的损坏。并且由于节流阀的封闭量不能超过预定值，所以，排气制动器作为一种辅助刹车器很难获得足够的刹车性能。

另外，所述节流阀存在一个问题，使用排气制动器时排气管产生的背压应该能被承受，而随着汽车因较低的耐久性而变旧时，会使排气制动器的性能逐步恶化。

发明内容

该发明提供了一种汽车辅助刹车装置，适用于柴油机重型商用车的辅助刹车装置，它用一种不同于前述排气制动器的辅助刹车系统来对刹车性能和耐用性进行改良。

根据本发明提供了一个油压供给装置，以及用以把油压供给装置产生的油压控制在预定值以下的油压控制装置。一个脉冲压力形成装置，它按照发动机喷油凸轮的轮廓形成脉冲压力，一个阀门开闭装置，它根据脉冲压力形成装置形成的脉冲压力打开和关闭发动机的排气阀门，一个控制器，它根据发动机的运转状态对油压供给装置进行控制。

附图说明

为充分理解本发明的性质和目的，请结合附图参考下面的详细说明：

图1是表示本发明发动机刹车系统的结构图；

图2是图1中控制阀门的示意图；

图3是图1所示间隙控制阀门的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方案。

如图1所示，根据本发明提供的汽车辅助刹车系统包括一个油压供给装置和一个将油压供给装置提供的油压控制在预定范围的油压控制装置，一个根据发动机喷油凸轮的轮廓对油压控制装置产生的油压形成脉冲压力的脉冲压力形成装置，一个根据脉冲压力形成装置形成的脉冲压力打开或关闭发动机排气阀门的阀门开闭装置，一个根据发动机的运转状态对油压供给装置进行控制的控制器。

电子控制模块(ECU)可在电子控制柴油发动机上用作控制器1，该电子控制器1增加了如下一些功能：

控制器1通过开关3接收司机的刹车操作命令，用松开的离合器踏板根据汽车发动机和传动轴是否连接而判断车辆的状态。控制器1判断出司机是不是没有踩下了离合器踏板，如果司机踩下油门踏板试图加速，控制器1就停止刹车操作作业。然后控制器1判断换档机构是否处于空档位置，如果处于空档位置，控制器1立即停止刹车操作，当刹车操作正在进行时，喷油停止。

油压供给装置可由一个电磁阀5构成，电磁阀5根据控制器1提供的电子信号，用发动机油泵供给的机油来转换过油状态。根据本发明，电磁阀5利用将辅助刹车装置安装到发动机用的一根螺栓形成一个油路，机油可以从螺栓中的油路流过，用一个外加的电磁致动器来调节油路，这样既可节省空间又可减少部件，还提高了效率。

如图2所示，电磁阀5可以由一个控制阀门21形成，控制阀门21用以把通过电磁阀5的油调节在一个恒定的压力值。它包括一个带有圆柱型筒体6的阀体7；一个调节油路形成体9，用以插入筒体6形成一个调节油路以调节筒体6中的油流；一个位于调节油路形成体9的调节油路一端的截止球11；一个安装在筒体6内部并在其内滑动的截止活塞15，该截止活塞15带有截止弹簧以弹性地支撑阀球11；一个以预定的弹力弹性地支撑截止活塞15的恒压弹簧17；还有一个封闭塞19，它将恒压弹簧17顶到阀体7的预定位置以封闭筒体6。

如图所示，为使安装状态更加稳固，封闭塞19在连接到阀体7上的同时受到封闭弹簧23的弹压，在这里封闭塞被一个锁止螺母进一步紧固。

脉冲压力形成装置包括一个脉冲压力缸27；一个安装在脉冲压力缸27中并可在其中滑动的活塞31，它连在一个喷油凸轮29上，以控制向发动机喷油的时间；还有一个凸轮弹簧33，靠弹力使活塞31弹性地支撑在喷油凸轮29上。

阀门开闭装置包括一个阀体35，一个致动杆41，它受供入阀体35的脉冲压力驱动而作往复运动，继而对驱动摇臂39提供致动力以打开和关闭一个排气门37；一个致动器活塞和第一个弹簧45以及第二个弹簧47，以吸收摇臂一侧作用于致动杆41的横向压力，并且利用脉冲压力由致动杆产生往复运动力；一个间隙控制(robolash)阀49，它包括一个间隙控制单元，推动致动杆以一定的预压力接触摇臂。

致动杆41在与传动活塞接触的一端有一个突缘51，突缘51置入致动活塞一侧的突缘槽53中，突缘51由第一个弹簧45弹性地支撑，使致动杆随着致动活塞43一起运动，而致动活塞43则由第二个弹簧47弹性地支撑，产生一个对应于致动活塞43底面受到的脉冲压力的弹性压力。

突缘51和突缘槽53的表面被做成光滑的曲面，让突缘51可以以一定的角度相对于突缘槽53摆动，使得由致动杆41传导来的摇臂39的横向力能被吸收。

在致动杆41一端安装有旋套61，该旋套61嵌置在球部59中，以吸收与摇臂39连接过程中产生的角度差异。

间隙控制装置包括：一个正对致动活塞43的间隙控制活塞63，它的底面积比致动活塞的要小，而且有一部分与致动活塞43的底面之间有一定的间隔；一个间隙控制弹簧65和一个间隙控制塞67，以一定的弹力将间隙控制活塞63朝向阀体35支撑；一个形成在间隙控制塞67上的行程限制槽69，用来限制间隙控制活塞63的滑动幅度；还有一个固定在间隙控制活塞上的限制环71。

下面详细说明本发明的这种构造的操作过程。

当司机在汽车行驶过程中操作开关3启动辅助刹车系统时，控制器1检测汽车的状态，换句话说，控制器1检测离合器踏板是否处于松开位置，司机是否踩下加速踏板，换档机构是否处于空档位置。

如果开关3被合上，离合器踏板处于松开位置，而换档机构不在空档位置，机油就进入油压供给装置，即电磁阀5，发动机喷油被阻塞，进一步影响刹车操作。

结果，如果离合器踏板被松开，加速踏板被踩下，或者换档机构处于空档位置，通向油压供给装置的油压就被阻塞而重新开始发动机喷油，停止辅助刹车操作并保护发动机。

当控制器1启动电磁阀5给辅助刹车系统油压回路供给机油时，控制阀21允许机油维持在一个恒定的压力状态并提供一个预定的压力值。

换句话说，当由电磁阀5流出的机油流入安装在控制阀21的阀体7上的进油孔8时，阀球11打开，允许机油流入，这样，由于恒压弹簧17的作用，只有经过截止活塞15调节的油压才能够排到出油孔10，反过来如果油压来自出油孔一侧，油路就会被截止球11阻塞，以使在任何时间向油压回路供给一定的压力。

结果，这样形成的恒定压力被供给到间隙控制阀49的阀体35和脉冲压力气缸27中，供给间隙控制阀49的恒压执行间隙控制的工作，推动致动杆41上的旋套61以一定的预压接触排气门37的摇臂39。

换句话说，当恒压供给到阀体35的入油孔36时，致动活塞克服第一个弹簧45和第二个弹簧47的弹力，朝摇臂39运动一预定的距离。通过间隙控制活塞63中心的油路64流入的机油加上间隙控制弹簧65的弹力对间隙控制活塞63提供压力，以推动间隙控制活塞63朝致动活塞43运动，运动的距离由行程限制槽69和限制环71限制在一定的范围内。这时，当间隙控制活塞63贴紧致动活塞43的底面时，安装在致动杆末端的旋套61就会对摇臂39形成预定的预压。

如上所述的目的在于防止在汽车正常行驶过程中发动机上的排气门37在运转时受到其他部件的影响，并且在需要辅助刹车操作时允许排气门37受到致动杆41(摇臂以外的另一部件)的作用而打开或关闭。

允许致动杆41上的旋套61以一定的预压接触摇臂39可以避免当旋套61和摇臂39受致动杆41的快速往复运动的作用而不断地接触和分离时产生的噪声和使用寿命问题。

在所述情况下，脉冲压力气缸27中的活塞31在凸轮弹簧33的作用下紧贴喷油凸轮29沿着喷油凸轮29的轮廓滑动，从而向注入脉冲压力气缸27中的机油提供脉冲压力。

这样形成的脉冲压力被传入间隙控制阀49的阀体35中，有了脉冲压力，致动活塞43就克服一个弹簧45和第二个弹簧47的弹力推动致动杆41朝摇臂39运动，从而通过摇臂39打开排气门37。

排气门37在压缩行程的上止点处被打开，从而在压缩行程的上止点附近经控制器1的供油被阻塞，而且排气门37被打开，以防止发动机在膨胀行程产生转动力，并且随后发动机活塞运转需消耗的能量被转化成刹车需要的动力。

根据所述操作，因为致动杆是在预定的路径内作直线往复运动，而摇臂以一定的角度旋转，所以安装在致动杆41末端的旋套61是铰接在致动杆41和摇臂39之间的，从而把致动杆41的往复运动与摇臂39的旋转运动连接起来。通过摇臂的运动传导给旋套61和致动杆41的横向力被致动杆41上的突缘51和致动活塞上的突缘槽53吸收，由致动活塞43向致动杆41提供一个平滑的工作力，第一个弹簧朝突缘槽53弹性地支撑突缘51，以使致动杆41保持一种稳定状态。

当司机关闭开关3，或者控制器1检测到离合器踏板处于松开位置，加速踏板被踩下或者换档机构处于空档位置，控制器就阻断从电磁阀5供给的油压并且重新启动喷油，以停止辅助刹车操作并转入正常行驶状态。

如果来自电磁阀5的油压供给被停止，机油就会流到安在控制阀21的阀体7上的排油孔，致动活塞43和致动杆41随着间隙控制塞63的回退而回退，从而与摇臂39分离，使排气门不中断正常的发动机运转。

根据如上所述我们可以明显看出，所述发明的汽车辅助刹车系统的优点在于，喷油在压缩行程上止点附近被阻断，同时排气门被打开，让发动机活塞运转需要的能量用于刹车，这样就不需要象节流阀等存在耐用问题的部件，从而可以用于半永久性周期，而且能够获得两倍于原排气制动器的充足的刹车动力。

Claims (8)

1、一个汽车辅助刹车装置，其特征在于，该装置包括：

油压供给装置；

油压控制装置，以将油压供给装置供给的油压控制在预定的范围内；

与所述油压控制装置流体连通的脉冲压力形成装置，该脉冲压力形成装置根据一个发动机喷油凸轮的轮廓，对油压供给装置供给的油压形成脉冲压力；

与所述油压控制装置流体连通的阀门开关装置，该阀门开关装置根据脉冲压力形成装置形成的脉冲压力打开或者关闭发动机的排气门；以及

控制器，用来根据发动机的运转状态控制所述油压供给装置。

2、权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述油压供给装置是一个电磁阀，它由控制器提供的电子信号控制，供给或者阻断由发动机油泵供给给所述油压控制装置的机油。

3、权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述油压控制装置包括：

带有圆柱形筒体的阀体；

调节油路形成体，插入筒体而形成一个调节油路，以调节筒体中的油流；

截止球，安装在调节油路形成体的调节油路一端；

截止活塞，可滑动地安装在筒体内部，并具有一个截止弹簧弹力地支撑该截止球；

恒压弹簧，用来以预定弹力弹性地支撑截止活塞；以及

封闭塞，以将恒压弹簧支撑在阀体预定位置，以关闭所述筒体。

4、如权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述脉冲压力形成装置包括：

脉冲压力筒体；

活塞，与喷油凸轮相接，并被活动地安装在脉冲压力筒体中；

凸轮弹簧，它把活塞朝喷油凸轮弹性地支撑。

5、如权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述阀门开关装置包括：

阀体；

致动杆，在阀体中的脉冲压力作用下做往复运动，为摇臂提供致动力，以打开或者关闭排气门；以及

致动活塞和第一、第二弹簧，用于吸收摇臂作用在致动杆上的横向力，并且利用脉冲压力由致动杆产生往复运动力；以及

间隙控制装置，用于推动致动杆以预定的压力接触摇臂。

6、如权利要求5所述的刹车装置，其特征在于：所述间隙控制装置包括：

正对致动活塞的间隙控制活塞，它的底面积小于致动活塞的底面积，而且有一部分与致动活塞的底面之间分开预定的间隔；

间隙控制弹簧和间隙控制塞，用于以预定的弹力把间隙控制活塞压向阀体；

形成在间隙控制塞上的行程限制槽，用来限制所述间隙控制活塞的滑动幅度，还有一个固定在所述间隙控制活塞上的限制环。

7、如权利要求5所述的刹车装置，其特征在于：所述致动杆的一端安装有一旋套，用于吸收与摇臂接触过程中产生的角度差异。

8、如权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述控制器是具有一逻辑电路的电路，用来通过一个开关接收司机的发动机刹车操作命令，以判断离合器踏板是否处于松开位置、司机是否踩下加速踏板、或者换档机构是否处于空档位置；并且在开关被合上、离合器踏板处于松开位置、以及换档机构不在空档位置时，就向所述油压供给装置供给油压，并停止发动机喷油；当所述离合器踏板被松开、所述加速踏板被踩下、或者所述换档机构处于空档位置时，就阻塞通向油压供给装置的油压，重新开始向发动机喷油。

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