CN103615326B - 汽车辅助制动用排气蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车辅助制动用排气蝶阀，包括阀体、阀杆、阀片和动力机构，阀片通过阀杆固定在阀体的内腔中，阀片与动力机构相连，动力机构带动阀片以阀杆为转轴在内腔中翻转，阀片关闭时将内腔分隔成进气腔和排气腔，阀片左右、上下对称，阀杆的轴线偏离阀片的左右对称轴，使得通过轴线的纵向平面将阀片朝向进气腔的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ及受压面Ⅱ；本发明通过阀片与阀杆偏心安装，使得阀片朝向进气腔的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ及受压面Ⅱ，两受压面之间的压差增大了排气蝶阀解除排气制动时的复位力，以减小阀片张开时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片张开的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行。

Description

汽车辅助制动用排气蝶阀

技术领域

本发明涉及一种汽车辅助制动用部件，特别涉及一种汽车辅助制动用排气蝶阀。

背景技术

随着商用车对制动系统的要求增高，仅依靠对传统的制动系统升级已经不能完全满足客户的使用需求，所以应运而生了辅助制动，虽然辅助制动达不到主制动系统输出那么大的制动力，但是整车在行驶过程中需要减速时利用辅助制动既减少摩擦片的磨损，还能起到制动减速的效果。排气制动是一种辅助行车制动作用的减速制动，其结构简单、价格便宜，广泛应用在装有柴油发动机的载重卡车或客车上。排气制动系统通常是在发动机排气管处安装一排气制动蝶阀，当排气制动不起作用时，阀片张开、排气管导通，并不影响发动机的正常工作；当排气制动起作用时，排气蝶阀的气缸接受来自发动机的能量，气缸内的活塞推动阀杆转动，从而使阀片关闭、排气管堵塞，同时断油机构强制性切断发动机的供油，行驶的汽车带动发动机曲轴旋转，发动机活塞在排气行程中，排出的气体因制动阀片关闭而被压缩，产生压力，使发动机如同压气机一样工作，被压缩的气体使排气时活塞上行产生阻力，加大了发动机的压气损失，从而起到了制动效果。

现有的排气制动蝶阀，包括阀体、阀杆、阀片和动力机构，阀片通过阀杆固定在阀体的内腔中，阀片与动力机构相连，动力机构带动阀片以阀杆为转轴在所述内腔中翻转，阀片呈左右、上下对称状，并且阀片关闭时将内腔分隔成进气腔和排气腔，阀杆的轴线与阀片的左右对称轴在同一纵向平面上，使得通过轴线的纵向平面将阀片朝向进气腔的一面分隔成面积相等的两受压面。当解除排气制动时，阀片能否灵活、顺畅地复位是保证行车安全性很重要的因素。一般，阀片会在动力机构的回位弹簧作用下复位，但是回位弹簧因其自身性质及使用环境会在使用时间过长后出现发卡现象，导致复位不顺畅，甚至复位失败；而且受制于回位弹簧的弹力限度，很难通过单方面地增大弹簧弹力来增大复位力。

因此，有必要对现有的排气蝶阀进行改进，增大其解除排气制动时的复位力，以减小阀片张开时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片张开的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车辅助制动用排气蝶阀，增大其解除排气制动时的复位力，以减小阀片张开时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片张开的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行。

本发明的汽车辅助制动用排气蝶阀，包括阀体、阀杆、阀片和动力机构，所述阀片通过所述阀杆固定在所述阀体的内腔中，所述阀片与所述动力机构相连，所述动力机构带动所述阀片以所述阀杆为转轴在所述内腔中翻转，所述阀片关闭时将所述内腔分隔成进气腔和排气腔，所述阀片左右、上下对称，所述阀杆的轴线偏离所述阀片的左右对称轴，使得通过所述轴线的纵向平面将所述阀片朝向所述进气腔的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ及受压面Ⅱ。

进一步，所述阀杆与阀片通过连接件固定和传动，所述连接件偏离所述阀杆的轴线设置，并且偏向所述受压面Ⅰ一侧的连接件数量多于偏向所述受压面Ⅱ一侧的连接件数量。

进一步，所述阀片上固定有用于与所述内腔的腔壁形成密封连接的密封圈，所述密封圈与所述内腔腔壁之间的密封面被所述密封圈上的镂空部错开。

进一步，所述密封圈的外圈表面以部分内凹的方式形成所述镂空部。

进一步，所述密封圈的外圈表面中心内凹，使得所述外圈的纵截面呈“U”形，所述镂空部的两侧为密封部，并且所述镂空部与所述密封部的横向宽度相等。

进一步，所述阀片朝向所述进气腔的一侧呈环形阶梯状，所述密封圈套设在上级阶梯并被套设在下级阶梯的压圈紧压。

进一步，所述阀体的底部设有限压道，所述限压道中设有用于降低发动机排气管道偏向所述进气腔一侧的压力的限压装置。

进一步，所述限压装置为活塞式限压阀，所述阀体的底部还设有与所述限压道连通的气孔，所述气孔包括开口位于所述进气腔一侧的进气气孔及开口位于所述排气腔一侧排气气孔。

进一步，所述进气气孔和排气气孔的开口均设在所述内腔的腔壁，并且所述进气气孔和排气气孔均为偏向所述阀杆轴线的倾斜气孔。

进一步，所述进气气孔和排气气孔偏向所述阀杆轴线的角度相同。

本发明的有益效果：本发明的汽车辅助制动用排气蝶阀，阀片与阀杆偏心安装，使得阀片朝向进气腔的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ及受压面Ⅱ，两受压面之间的压差增大了排气蝶阀解除排气制动时的复位力，以减小阀片张开时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片张开的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行；本发明结构简单、使用方便，具有很高的推广应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的H向视图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为图1中B处的放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1中的H向视图，图3为图1中A处的放大图，图4为图1中B处的放大图，如图所示：本实施例的汽车辅助制动用排气蝶阀，包括阀体1、阀杆2、阀片3和动力机构4，所述阀片3关闭时将所述内腔分隔成进气腔51和排气腔52，所述阀片3与所述动力机构4相连，所述动力机构4带动所述阀片3以所述阀杆2为转轴在所述内腔中翻转，所述阀片3关闭时将所述内腔分隔成进气腔51和排气腔52，所述阀片3左右、上下对称，所述阀杆2的轴线2a偏离所述阀片3的左右对称轴3a，使得通过所述轴线2a的纵向平面将所述阀片3朝向所述进气腔51的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ31及受压面Ⅱ32；本排气蝶阀装设在发动机排气管出口；阀体1和阀片3均采用耐高温的球墨铸铁材料制造而成，其可靠性高；动力机构4为气缸或真空助力缸，其内设有活塞及带动阀杆2运动的活塞杆；在车辆正常行驶状态下，发动机的废气流经排气蝶阀后排出；在需要制动时，车辆的控制系统控制动力机构4运动，动力机构4带动阀片3翻转一定的角度并使阀片3阀体1内腔腔壁形成密封连接，将内腔分割为封闭的进气腔51和排气腔52，发动机排出的废气被堵截在进气腔51中，形成发动机排气制动；阀片3复位时主要依靠复位弹簧41的弹力；阀片3具有左右对称轴3a及上下对称轴3b，当然，在空间上阀片3实际是呈面对称关系的，此处只是用对称轴简单表示；阀杆2的轴线2a偏离阀片3的左右对称轴3a，是指轴线2a不在左右对称轴3a的纵向平面上，即轴线2a不在阀片3中部；本实施的阀片3在关闭时朝向进气腔51的一面为圆面，圆面的纵向中线即左右对称轴3a，一个假想的通过轴线2a的纵向平面将该圆面分隔成受压面Ⅰ31及受压面Ⅱ32，且受压面Ⅰ31的面积大于受压面Ⅱ32；在本排气蝶阀解除排气制动时，配合复位弹簧41的作用，受压面Ⅰ31顺着翻转方向向排气腔52运动，而受压面Ⅱ32则顺着翻转方向向进气腔51运动，两受压面之间的压差增大了本排气蝶阀解除排气制动时的复位力，减小了阀片3张开时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片3张开的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行。

本实施例中，所述阀杆2与阀片3通过连接件23固定和传动，所述连接件23偏离所述阀杆2的轴线2a设置，并且偏向所述受压面Ⅰ31一侧的连接件23数量多于偏向所述受压面Ⅱ32一侧的连接件23数量；阀片3内设有供阀杆2穿过的杆孔，杆孔及阀杆2的相应位置设有供连接件23进行连接的连接孔；连接件23可使用螺栓，也可使用定位销等起固定、传动作用的零件；连接孔偏离阀杆2的轴线2a设置，即连接孔不在阀杆2的中部；连接件23的数量分布适应受压面的受力状况，减少阀杆2与阀片3连接处的疲劳磨损，增强连接强度；如图2所示，设在偏向受压面Ⅰ31一侧的连接件23与设在偏向受压面Ⅱ32一侧的连接件23形成三角连接结构，使连接更为牢固。

本实施例中，所述阀片3上固定有用于与所述内腔的腔壁形成密封连接的密封圈6，所述密封圈6与所述内腔腔壁之间的密封面被所述密封圈6上的镂空部61错开；密封圈6环套在阀片3外并与内腔腔壁相形适配以形成密封对接；通过在密封圈6上设置不与内腔的腔壁接触的镂空部61，使密封面错开设置，在保证密封圈6具有足够宽度的前提下减少其与内腔的接触面积，使密封圈6易于挤压变形，以减小阀片3启闭时的操作扭矩，减少发动机的能量损耗，保证阀片3张闭的灵活度，保证发动机排气制动功能的正常运行；当然，密封圈6也可以不与内腔的腔壁直接接触，腔壁上可设有专门用于与密封圈6形成密封连接的密封套。

本实施例中，所述密封圈6的外圈表面以部分内凹的方式形成所述镂空部61；直接从密封圈6的外圈表面内凹形成镂空部61，有利于简化加工工艺并保持密封圈6强度；密封圈6呈“O”型且为金属密封圈；镂空部61可以设置一个，也可以设置多个，其形状也不限定，只要能实现密封面间隔的功能即可；部分内凹，其与未内凹的部分即为与内腔腔壁密封接触的密封部62；至于内凹部分的比例及分布，则需兼顾良好的密封效果；镂空部61不与内腔腔壁接触，但是就容许侧边的密封部62受挤压时向其变形，使得密封圈6易于挤压变形。

本实施例中，所述密封圈6的外圈表面中心内凹，使得所述外圈的纵截面呈“U”形，所述镂空部61的两侧为密封部62，并且所述镂空部61与所述密封部62的横向宽度相等；密封圈6外圈表面为空间上的一个圆锥外表面的一部分，即具有一定倾斜度，使得密封部62的密封面在同一倾斜的平面上，有利于形成密封连接；镂空部61位于外圈中心，其深度为外圈宽度的一半；镂空部61与密封部62的横向宽度相等，均为外圈宽度的三分之一，便于加工同时最大限度地维持密封圈6的均匀性。

本实施例中，所述阀片3朝向所述进气腔51的一侧呈环形阶梯状，所述密封圈6套设在上级阶梯31并被套设在下级阶梯32的压圈7紧压；密封圈6套装在上级阶梯31，压圈7套装在下级阶梯32并与密封圈6形成面接触，压紧螺栓通过压圈7及阀片3上的固定孔将压圈7和密封圈6固定在阀片3的外边沿；为进一步防止泄漏，在密封圈6套装在上级阶梯31之前还须套装一层垫片；密封圈6的整体宽度略大于上级阶梯31的底部宽度，在逐渐拧紧压紧螺栓的过程中压圈7能对密封圈6产生横向挤压使其发生弹性变形，产生预紧力。

本实施例中，所述阀体1的底部设有限压道8，所述限压道8中设有用于降低发动机排气管道偏向所述进气腔51一侧的压力的限压装置；排气制动是依靠在进气腔51中产生的背压来实现的，由于发动机的转速在一定范围内变化，所以背压也是出于不断变化中，随着发动机转速的提高，背压也越来越大，超出发动机许可的压力值就会对发动机本身造成危害；限压道8可以是阀体1底部一连通排气管的孔道，其内具有限压装置，能在背压达到限定值时使排气管52连通，使得废气得到排放以调节压力，保证排气制动的安全性；限压道8的大小随阀体1的外壳形状大小适应构造。

本实施例中，所述限压装置为活塞式限压阀9，所述阀体1的底部还设有与所述限压道8连通的气孔，所述气孔包括开口位于所述进气腔51一侧的进气气孔81及开口位于所述排气腔52一侧排气气孔82；限压道8只有一端开口，并且开口朝向排气腔52，此开口被弹簧座密封；活塞式限压阀9包括依次连接的活塞、弹簧、弹簧座，其结构与现有技术相同，在此不再赘述；限压道8两端分别与进气气孔81、排气气孔82密封连接，使得进气腔51、排气腔52通过限压阀9连通；其结构简单，能达到很好的泄压效果。

本实施例中，所述进气气孔81和排气气孔82的开口均设在所述内腔的腔壁，并且所述进气气孔81和排气气孔82均为偏向所述阀杆2轴线的倾斜气孔；将气孔设计为倾斜气孔，使限压道8的轴径尺寸更小，即使机加工差不易控制，阀体1在此部分的强度也能得到保证，而且节省了制造阀体1所需的原材料，减轻阀体1的重量以降低汽车能耗，使其运动更为流畅；同时，对于同一前后端点、同一直径的直孔和斜孔，后者的输气路径更长，可保证限压装置的顺畅工作。

本实施例中，所述进气气孔81和排气气孔72偏向所述阀杆2轴线的角度相同；同一倾斜角度的的气孔既方便批量加工，也能够最大限度地维持阀体1两边的平衡度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种汽车辅助制动用排气蝶阀，包括阀体、阀杆、阀片和动力机构，所述阀片通过所述阀杆固定在所述阀体的内腔中，所述阀片与所述动力机构相连，所述动力机构带动所述阀片以所述阀杆为转轴在所述内腔中翻转，所述阀片关闭时将所述内腔分隔成进气腔和排气腔，所述阀片左右、上下对称，其特征在于：所述阀杆的轴线偏离所述阀片的左右对称轴，使得通过所述轴线的纵向平面将所述阀片朝向所述进气腔的一面分隔成面积不等的受压面Ⅰ及受压面Ⅱ；所述阀片上固定有用于与所述内腔的腔壁形成密封连接的密封圈，所述密封圈与所述内腔腔壁之间的密封面被所述密封圈上的镂空部错开；密封圈呈“O”型且为金属密封圈。

2.根据权利要求1所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述阀杆与阀片通过连接件固定和传动，所述连接件偏离所述阀杆的轴线设置，并且偏向所述受压面Ⅰ一侧的连接件数量多于偏向所述受压面Ⅱ一侧的连接件数量。

3.根据权利要求1所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述密封圈的外圈表面以部分内凹的方式形成所述镂空部。

4.根据权利要求3所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述密封圈的外圈表面中心内凹，使得所述外圈的纵截面呈“U”形，所述镂空部的两侧为密封部，并且所述镂空部与所述密封部的横向宽度相等。

5.根据权利要求4所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述阀片朝向所述进气腔的一侧呈环形阶梯状，所述密封圈套设在上级阶梯并被套设在下级阶梯的压圈紧压。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述阀体的底部设有限压道，所述限压道中设有用于降低发动机排气管道偏向所述进气腔一侧的压力的限压装置。

7.根据权利要求6所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述限压装置为活塞式限压阀，所述阀体的底部还设有与所述限压道连通的气孔，所述气孔包括开口位于所述进气腔一侧的进气气孔及开口位于所述排气腔一侧排气气孔。

8.根据权利要求7所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述进气气孔和排气气孔的开口均设在所述内腔的腔壁，并且所述进气气孔和排气气孔均为偏向所述阀杆轴线的倾斜气孔。

9.根据权利要求8所述的汽车辅助制动用排气蝶阀，其特征在于：所述进气气孔和排气气孔偏向所述阀杆轴线的角度相同。