CN101992763A - 气压制动系统与气压制动方法及具有该制动系统的起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气压制动系统及气压制动方法，以及具有该制动系统的起重机。该气压制动系统包括制动踏板阀；前、后桥气压制动装置；后桥气压制动装置具有电/气双控继动阀，电/气双控继动阀在第一时间由电控信号控制而开启使后桥气压制动装置开始制动，再在第二时间由制动踏板阀发出的气压信号控制而继续开启使后桥气压制动装置根据制动踏板阀的开度改变制动力的大小；该气压制动系统还包括后桥制动开启电控单元，用于将制动踏板阀发出的气压制动信号转换为电控信号并发送给电/气双控继动阀。本系统采用电控方式实现后桥气压制动装置的及早开启，使后桥先于前桥进行制动，能够克服制动迟滞、多桥制动点头和甩尾现象，提高车辆制动的安全性能。

Description

气压制动系统与气压制动方法及具有该制动系统的起重机

技术领域

本发明涉及一种制动系统，特别地，涉及一种气压制动系统与气压制动方法及具有该制动系统的起重机。

背景技术

现有技术中，大多数汽车的气压制动电控装置都是根据车辆载重量的不同来控制感载比例阀的开度，实现汽车空载和满载时具有相同的制动速度和制动距离；或者采用行程传感器控制电控继动阀的开度，提高气压制动系统的反应速度。然而，由于重型车辆的车桥多，前后轴距长，即使采用了上述的改进措施，控制气源达到前桥与后桥进行制动的时间差仍然存在，使得后轮制动仍然滞后于前轮制动，仍无法从根本上解决车辆制动时的“点头”、“甩尾”的问题，影响车辆的制动安全性能。

因此，有必要提供一种新型的气压制动系统，以克服车辆制动时后桥制动滞后于前桥制动的问题，改善车辆的制动效果，提高车辆的制动安全。

发明内容

本发明旨在提供一种气压制动系统，能够解决后桥制动滞后于前桥制动的技术问题。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种气压制动系统，包括：制动踏板阀；前桥气压制动装置，其输入端与制动踏板阀的输出端相连；后桥气压制动装置，其输入端与制动踏板阀的输出端相连；后桥气压制动装置具有电/气双控继动阀，电/气双控继动阀在第一时间由电控信号控制而开启使后桥气压制动装置开始制动，再在第二时间由制动踏板阀发出的气压信号控制而继续开启使后桥气压制动装置根据制动踏板阀的开度改变制动力的大小；该气压制动系统还包括后桥制动开启电控单元，连接于制动踏板阀和电/气双控继动阀之间，用于将制动踏板阀发出的气压制动信号转换为电控信号并将电控信号发送给电/气双控继动阀。

进一步地，后桥制动开启电控单元可以包括：压力感应器，与制动踏板阀的输出端相连，用于采集制动踏板阀的气压制动信号；压力转换控制单元，其输入端与压力感应器相连，其输出端与电/气双控继动阀相连，用于将压力感应器发出的气压制动信号转换成电控信号发送给电/气双控继动阀。

进一步地，电/气双控继动阀可以包括：为此，根据本发明的一个方面，提供了一种双控继动阀，其包括：第一控制口；第二控制口；第一通气腔；第二通气腔，与第二控制口连通；双控活塞腔，具有同轴设置的第一通孔和第二通孔、同轴设置的第三通孔和第四通孔、以及第五通孔，并通过第五通孔与第二通气腔连通；双控活塞，设置于双控活塞腔内，具有第一环槽和第二环槽；并且，当双控活塞位于第一位置时，第一控制口通过第一环槽、第一通孔和第二通孔与第一通气腔连通；当双控活塞位于第二位置时，第一通气腔通过第二环槽、第三通孔和第四通孔与外部连通，并且第一环槽与第一通孔、第二通孔的位置错开使第一控制口和第一通气腔闭合，其中，双控活塞腔和双控活塞构成电控开启阀门，第一控制口和第一通气腔构成电控气路，第二控制口和第二通气腔构成气控气路。

进一步地，电/气双控继动阀还可以包括一个电磁铁，该电磁铁可以设置于第一控制口的外侧并与压力转换控制单元电连接，双控活塞可以为磁性活塞，电磁铁可以根据压力转换控制单元发送的电控信号在预定时间内带电使双控活塞移动至第一位置，使后桥气压制动装置开始制动。

进一步地，第二控制口可以通过第二活塞腔与第二通气腔连通，第二通气腔与第二活塞腔之间具有公共壁相连，公共壁上可以设置有第六通孔。

进一步地，后桥制动装置还可以包括后桥储气筒和后桥制动气室，后桥储气筒与电/气双控继动阀的第一控制口和输入口连通。

进一步地，当车辆具有N根车桥并且N为偶数时，则包括N/2个设置于相互间隔前车桥上的所述前桥气压制动装置和N/2个设置于相互间隔的后车桥上的所述后桥气压制动装置；当车辆具有N根车桥并且N为奇数时，则包括(N-1)/2个设置于相互间隔或相邻的前车桥上的前桥气压制动装置和((N-1)/2)+1个设置于相互间隔或相邻的后车桥上的所述后桥气压制动装置。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种起重机，其包括上述气压制动系统。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种气压制动系统的气压制动方法，其包括下列步骤：制动踏板阀发出气压制动信号；后桥制动开启电控单元将气压制动信号转换成电控信号并发送给电/气双控继动阀的电控开启阀；电/气双控继动阀的第一气路在第一时间通过电控开启阀接入第一路压缩气体使电/气双控继动阀开启而使后桥气压制动装置开始制动；电/气双控继动阀的第二气路在第二时间接入第二路压缩气体使电控开启阀关闭并由第二路压缩气体控制电/气双控继动阀的开度而使后桥气压制动装置的制动力随所述制动踏板阀的开度变化而变化。

进一步地，在电/气双控继动阀的第二气路在第二时间接入第二路压缩气体使电控开启阀关闭并由第二路压缩气体控制电/气双控继动阀的开度而使后桥气压制动装置的制动力随所述制动踏板阀的开度变化而变化之前，后桥制动开启电控单元停止对所述电控开启阀的控制。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的气压制动系统，由于前桥气压制动装置的各前桥继动阀是由气压控制，后桥气压制动装置上的电/气双控继动阀的先期是由电信号控制，后期才由气压控制，利用电信号的传递速度比气压信号的传递速度快的特点，实现后桥制动先于前桥制动的目的。本发明所述的气压制动系统，能够有效的改善起重机等重型车辆制动时发生“点头”的现象，提高车辆制动的安全性，而且易于实现，具有较高的实用性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的气压制动系统结构示意图；

图2是本发明优选实施例的电/气双控继动阀受电信号控制进行工作的结构示意图；

图3是发明优选实施例的电/气双控继动阀受气压控制进行工作的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

根据本发明的一个方面，提供了一种气压制动系统，以及该系统所采用的气压制动方法，下面结合图1对该气压制动系统及其制动方法进行说明。

为了实现后桥早于前桥进行制动以提高车辆制动安全性的目的，本发明所述的气压制动系统利用了电信号传递速度比气压信号传递速度快的特点，在车辆的各个后桥上的后桥气压制动装置2的前期采用电信号控制，后期再采用气压信号控制，而在车辆的各个前桥上的前桥制动装置1的制动全过程都采用气压信号控制，这样就可以使各个后桥制动装置2早于各个前桥制动装置1进行制动，以克服车辆制动时发生“点头”的现象，提高车辆的制动安全性。

如图1所示，该气压制动系统可以在现有气压制动系统上进行改动即可实现。气压制动信号从踏板制动阀3发出，分别传递到前桥气压制动装置1和后桥气压制动装置2中，实现车辆的制动。对于原有气压制动系统中的各个前桥制动装置1可以采用原系统中的各种部件，无需进行改动，其制动过程也与原制动过程相同，在此不再赘述，下面，仅对本发明所提供的各个后桥气压制动装置2及其制动过程进行详细的说明。

为了实现对后桥气压制动装置2既能够进行气压控制又能够进行电信号控制的目的，可以对原有后桥气压制动装置进行改进，例如，可以设置两套后桥气压制动装置，一套装置通过气压通路21接收气压形式的制动开启信号，另一套装置通过电信号通路23接收电信号形式的制动开启信号，但此种结构，由于增加了一套新的制动装置，成本较高，实用性较差。作为本发明的一个优选实施例，原有后桥气压制动装置中的后桥继动阀25可以采用一个电/气双控继动阀。

如图2和图3所示，电/气双控继动阀包括：第一控制口k1、第一通气腔q1、第二通气腔q2、以及双控活塞腔q3，其中，第一控制口k1用于接收第一路压缩气体，双控活塞腔q3内设置有双控活塞c3，可以利用电信号对双控活塞c3进行控制，使第一控制口k1与第一通气腔q1随踏板制动阀的开启而及时连通。当第一控制口k1与第一通气腔q1连通时，第一路压缩气体可以传递到第一通气腔q1，进而进入到第一活塞腔A中，利用气压使第一活塞c1向下移动，关闭排气阀门e，并推动电/气双控继动阀内的阀杆f向下运动，打开进气阀门d，使功能管路的输入口10与输出口20相通，储气筒内的压缩空气从输入口10经输出口20到达制动气室，实现先期制动。当制动总泵内的压缩气体通过第二控制口k2进入到第二通气腔q2之后，则可以利用气压推动双控活塞c3反向移动，使第一控制口k1与第一通气腔q1之间关断并使第一通气腔q1通过双控活塞腔q3排出气体，此时，可以利用气压推动第二活塞c2向下移动，关闭排气阀门e，并推动阀杆f向下运动，打开进气阀门d，保证储气筒内的压缩空气从输入口10经输出口20到达制动气室，保证制动的可靠性，并且，通过第二控制口k2进入的第二路压缩气体的气压与踏板制动阀的开度相对应，随踏板制动阀开度的变化而变化，制动力的大小可以由踏板制动阀的开度的大小进行控制。

具体地说，双控活塞腔q3可以设置于第一通气腔q1的一侧，两者的公共壁上可以设置有第二通孔t2，在双控活塞腔q3的另一侧壁上与第二通孔t2同轴线的位置可以设置有第一通孔t1，通过该第一通孔t1与第一控制口k1连通。为了实现第一控制口k1和第一通气腔q1之间的连通，双控活塞c3上可以设置有第一环槽h1，在电信号控制下，双控活塞c3向第一方向移动至第一位置，使第一控制口k1和第一通气腔q1通过第一通孔t1、第二通孔t2、第一环槽h1连通(请见图2)。

为了实现排气的功能，在双控活塞腔q3与第一通气腔q1之间的公共壁上还设置有第四通孔t4，相应地，双控活塞腔q3的另一侧壁上与外部大气接触的位置设置有与第四通孔t4同轴的第三通孔t3，双控活塞c3上设置有第二环槽h2，当制动总泵内的压缩气体通过第二控制口k2、第六通孔t6、第二通气腔q2和第五通孔t5进入到双控活塞腔q3使双控活塞c3向反方向移动，第一通气腔q1通过第三通孔t3、第四通孔t4、第二环槽h2与外部大气连通，使与第一通气腔q1连通的第一活塞腔A内的气体排出(请见图3)。同时，第一环槽h1与第一通孔t1和第二通孔t2的位置错开，将第一控制口k1与第一通气腔q1隔断。

为了实现第二控制口k2与双控活塞腔q3连通的目的，可以在双控活塞腔q3与第二通气腔q2之间的公共壁上设置第五通孔t5，在第二通气腔q2与第二活塞腔B之间的公共壁上设置有第六通孔t6，从而由第五通孔t5、第二通气腔q2、第六通孔t6形成了连通双控活塞腔q3和第二控制口k2之间的连通气道，实现气压对双控活塞c3的控制。

在电/气双控继动阀中，双控活塞腔q3和双控活塞c3构成了电控开启阀，第一控制口k1和第一通气腔q 1构成了电控气路，第二控制口k1和第二通气腔q2构成了气控气路。

优选地，双控活塞c3可以采用具有磁性的磁性活塞，在双控活塞腔q3的外侧可以设置有一块电磁铁7，当收到电信号时，可以使电磁铁7通电(通电时间可以为0.01秒)，产生磁力，进而使双控活塞c3向第一方向移动至第一位置，使第一控制口k1和第一通气腔q1导通，从而使后桥储气筒和后桥制动气室连通，使后桥气压制动装置2进行制动。

具体地说，本发明所述的后桥制动装置2中的的后桥储气筒同时与电/气双控继动阀的第一控制口k1和输入口10连通，该后桥储气筒可以向第一控制口k1内输入第一路压缩气体，并同时可以向输入口10提供输入到后桥制动气室内的制动压缩气体。

可以仅将第二控制口k2与制动总泵连通。

为了实现电控的目的，该气压制动系统中还可以包括一个电控单元，该电控单元可以用于采集制动踏板的开启信号，并及时控制电磁铁7通电，推动双控活塞c3向第一方向移动至第一位置使第一控制口k1和第一通气腔q1及时导通，进而使电/气双控继动阀开启。

最后，当制动总泵停止向第二制动口k2输入压缩气体时，制动主缸通过输出口20和排气口3将气体排出，解除制动。

当踏板制动阀3发出气压制动信号之后，可以通过后桥电控通路23使电/气双控继动阀的电控开启阀迅速开启，使第一路压缩气体进入电/气双控继动阀，利用气压将后桥储气筒26和后桥制动气室27之间的阀门开启，后桥储气筒26和后桥制动气室27之间连通，后桥气压制动装置2则开始制动。实际上，电控信号对电控开启阀的控制时间可以很短，也就是电磁铁7的带电对双控活塞c3进行控制的时间可以很短，该时间可以设定为0.01秒，当电控信号对电控开启阀的控制结束之后，保持电控开启阀的开启状态，随后，通过后桥气控通路21传递的压缩气体会将后桥气压制动装置2中的电/气双控继动阀的气控开启阀门打开并将电控开启阀关闭，利用该路压缩气体保持后桥储气筒26和后桥制动气室27之间的连通，也就是维持后桥气压制动装置2的制动，并且，通过后桥气控通路21传递过来的压缩气体的压力可以根据制动踏板阀3的开度进行相应的变化，控制后桥制动力的大小。

为了实现将踏板制动阀3发出的气压制动开启信号转换成电控开启信号的目的，本发明所述的气压制动系统中还可以包括一个后桥制动开启电控单元，该后桥制动电控开启单元可以包括压力感应器4和压力转换控制单元5，其中，压力感应器4设置在踏板制动阀3的输出端32口。压力感应器4检测到踏板制动阀3发出的制动气压之后，将压力值发送给压力转换控制单元5，该控制单元可以将压力感应器4发送来的压力值转换成电信号，并通过后桥电控通路23发送给后桥气压制动装置2中的电/气双控继动阀的电控开启阀，使该电控开启阀打开，后桥气压制动装置2开始制动。实际上，就是让后桥气压制动装置首先采用电控开启，再采用气压控制的控制方式进行制动，并且在电控失效的情况下不影响气压控制。

对于前桥气压制动装置1，由于其采用与后桥气控通路21并联的前桥气控通路11传输压缩气体，前桥继动阀15的开启晚于后桥制动装置2的电/气双控继动阀的开启，使得前桥气压制动装置1晚于后桥气压制动装置进行制动。该前桥气压制动装置1具有前桥制动气室17，用于提供前桥气压制动力；前桥储气筒16，用于向前桥制动气室17提供压缩气体，使前桥制动气室17具有前桥气压制动力；前桥继动阀15，连接于前桥储气筒16和前桥制动气室17之间，此制动装置的结构和工作过程与常规气压制动装置相同，在此不再赘述。

对于重型车辆，通常都是多桥车辆，如图1所示的四桥车辆，那么，本发明所述的气压制动系统就可以采用两对制动装置，其中的第一桥和第三桥上的制动装置可以作为前桥气压制动装置1，第二桥和第四桥上的制动装置可以作为后桥气压制动装置2，也就是说，第一桥和第三桥上的制动装置中的继动阀可以连接到前桥气控通路11上，第二桥和第四桥的制动回路中的电/气双控继动阀中的电控开启阀和气控开启阀可以分别连接到后桥电控通路23和后桥气控通路21上。如果车桥的数量为奇数，例如五个，则第一、第三车桥均可以采用前桥气压制动装置1进行制动，第二、第四、第五车桥则均可以采用后桥气压制动装置2进行制动，也就是说，对于具有奇数N个车桥的车辆，则可以具有(N-1)/2个前桥气压制动装置和((N-1)/2)+1个后桥气压制动装置，上述五个车桥，就可以具有两个前桥气压制动装置和三个后桥气压制动装置。对于实际的应用，可以根据具体的车桥数量和车辆制动要求的需要选择前桥气压制动装置和后桥气压制动装置的安装位置和数量。

另外，根据本发明的另一个方面，还提供了一种起重机，该起重机具有上述气压制动系统，可以在制动时实现后桥早于前桥进行制动的目的，克服车辆在制动时发生点头的情况，具有较高的制动安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气压制动系统，包括：

制动踏板阀(3)；

前桥气压制动装置(1)，其输入端与所述制动踏板阀(3)的输出端相连；

后桥气压制动装置(2)，其输入端与所述制动踏板阀(3)的输出端相连；

其特征在于，

所述后桥气压制动装置(2)具有电/气双控继动阀，所述电/气双控继动阀在第一时间由电控信号控制而开启使所述后桥气压制动装置(2)开始制动，再在第二时间由所述制动踏板阀(3)发出的气压信号控制而继续开启使所述后桥气压制动装置(2)根据所述制动踏板阀(3)的开度改变制动力的大小；

该气压制动系统还包括后桥制动开启电控单元，连接于所述制动踏板阀(3)和所述电/气双控继动阀之间，用于将所述制动踏板阀(3)发出的气压制动信号转换为电控信号并将所述电控信号发送给所述电/气双控继动阀。

2.根据权利要求1所述的气压制动系统，其特征在于，所述后桥制动开启电控单元包括：压力感应器(4)，与所述制动踏板阀(3)的输出端相连，用于采集所述制动踏板阀(3)的气压制动信号；

压力转换控制单元(5)，其输入端与所述压力感应器(4)相连，其输出端与所述电/气双控继动阀相连，用于将所述压力感应器(4)发出的所述气压制动信号转换成所述电控信号发送给所述电/气双控继动阀。

3.根据权利要求2所述的气压制动系统，其特征在于，所述电/气双控继动阀包括：

第一控制口(k1)；

第二控制口(k2)；

第一通气腔(q1)；

第二通气腔(q2)，与所述第二控制口(k2)连通；

双控活塞腔(q3)，具有同轴设置的第一通孔(t1)和第二通孔(t2)、同轴设置的第三通孔(t3)和第四通孔(t4)、以及第五通孔(t5)，并通过所述第五通孔(t5)与所述第二通气腔(q2)连通；

双控活塞(c3)，设置于所述双控活塞腔(q3)内，该双控活塞(c3)具有第一环槽(h1)和第二环槽(h2)；并且，

当所述双控活塞(c3)位于第一位置时，所述第一控制口(k1)通过所述第一环槽(h1)、所述第一通孔(t1)、所述第二通孔(t2)与所述第一通气腔(q1)连通，所述后桥气压制动装置(2)开始制动；

当所述双控活塞(c3)位于第二位置时，所述第一通气腔(q1)通过所述第二环槽(h2)、所述第三通孔(t3)和所述第四通孔(t4)与外部连通，并且所述第一环槽(h1)与所述第一通孔(t1)、所述第二通孔(t2)的位置错开使所述第一控制口(k1)和所述第一通气腔(q1)闭合，所述后桥气压制动装置(2)根据所述制动踏板阀(3)的开度改变制动力的大小。

4.根据权利要求3所述的气压制动系统，其特征在于，还包括电磁铁(7)，设置于所述第一控制口(k1)的外侧并与所述压力转换控制单元(5)电连接，所述双控活塞(c3)为磁性活塞，所述电磁铁(7)根据所述压力转换控制单元(5)发送的电控信号在预定时间内带电使所述双控活塞(c3)移动至所述第一位置，使所述后桥气压制动装置(2)开始制动。

5.根据权利要求4所述的气压制动系统，其特征在于，所述第二控制口(k2)通过第二活塞腔(B)与所述第二通气腔(q2)连通，所述第二通气腔(q2)与所述第二活塞腔(B)之间具有公共壁相连，所述公共壁上设置有第六通孔(t6)。

6.根据权利要求5所述的气压制动系统，其特征在于，所述后桥制动装置还包括后桥储气筒(26)和后桥制动气室(27)，所述后桥储气筒(26)与所述电/气双控继动阀的第一控制口(k1)和输入口(10)连通。

7.根据权利要求1所述的气压制动系统，其特征在于，

当车辆具有N根车桥并且N为偶数时，则包括N/2个设置于相互间隔前车桥上的所述前桥气压制动装置(1)和N/2个设置于相互间隔的后车桥上的所述后桥气压制动装置(2)；

当车辆具有N根车桥并且N为奇数时，则包括(N-1)/2个设置于相互间隔或相邻的前车桥上的所述前桥气压制动装置(1)和((N-1)/2)+1个设置于相互间隔或相邻的后车桥上的所述后桥气压制动装置(2)。

8.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的气压制动系统。

9.一种气压制动方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的气压制动系统，其特征在于，包括下列步骤：

制动踏板阀发出气压制动信号；

后桥制动开启电控单元将所述气压制动信号转换成电控信号并发送给电/气双控继动阀的电控开启阀；

电/气双控继动阀的第一气路在第一时间通过所述电控开启阀接入第一路压缩气体使所述电/气双控继动阀开启而使后桥气压制动装置开始制动；

电/气双控继动阀的第二气路在第二时间接入第二路压缩气体使电控开启阀关闭并由第二路压缩气体控制电/气双控继动阀的开度而使后桥气压制动装置的制动力随所述制动踏板阀的开度变化而变化。

10.根据权利要求9所述的气压制动方法，其特征在于，在电/气双控继动阀的第二气路在第二时间接入第二路压缩气体使电控开启阀关闭并由第二路压缩气体控制电/气双控继动阀的开度而使后桥气压制动装置的制动力随所述制动踏板阀的开度变化而变化之前，后桥制动开启电控单元停止对所述电控开启阀的控制。

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