CN104192134A - 四档输出气压挂车刹车阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四档输出气压挂车刹车阀，包括上盖、上体、下体、下盖、档位选择组件、继动活塞、操纵腔转换阀、出气腔转换阀、控制活塞组件、操纵接口、进气接口以及出气接口。档位选择组件包括档位旋钮、转轴以及选择件。转轴设置于上盖，且与档位旋钮相连接；选择件设置于转轴。继动活塞设置于上体和下体间，与上体形成主操纵腔和副操纵腔，与下体形成主出气腔和副出气腔。操纵腔转换阀连接转轴以及选择件，操纵腔转换阀联通或断开主操纵腔和副操纵腔。出气腔转换阀连接转轴。控制活塞组件连接出气腔转换阀，控制活塞组件设置在主出气腔和副出气腔之间，出气腔转换阀带动控制活塞组件运动，联通或断开主出气腔和副出气腔。

Description

四档输出气压挂车刹车阀

技术领域

本发明涉及车辆刹车控制领域，且特别涉及一种四档输出气压挂车刹车阀。

背景技术

挂车、半挂车的挂车刹车阀是汽车列车刹车系统中的二级阀，用于控制挂车和半挂车后桥刹车阀。因为它离车头较远，刹车管路较长，不能由主车上的刹车阀直接刹车，而是将主车的刹车气压作为挂车刹车阀的操纵气压，控制挂车和半挂车后桥的刹车。目前挂车和半挂车使用的紧急继动阀、同步紧急继动阀、其它三桥继动阀等等，存在重载时刹车不灵，空载时拖带磨胎等问题。

尽管现有的车辆中多采用气制动ABS系统，然而，由于挂车和半挂车刹车阀均为气压式刹车阀，其制动系统的介质是压缩空气。与液压制动系统相比，由于压缩空气是一种可压缩的介质，而液体是不可压缩的。因此，在挂车、半挂车刹车阀中，气制动ABS系统控制不灵敏，防抱死效果并不理想。尤其是雨天路滑和下雪冰冻路面，发生后轮抱死、车辆侧滑等危险问题。

且进一步的，现有的挂车或半挂车中，采用同步紧急制动阀来实现快速刹车，但其解除刹车的速度较慢，其解除刹车的速度明显慢于车辆前部车轮的解除速度，导致后轮滞车，恢复行驶慢，刹车蹄磨损严重等问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可根据车辆重载、轻载、空载，下雨、下雪路况条件和司机对自已车辆的操控性，选择合适的刹车输出气压档位的四档输出气压挂车刹车阀。

为了实现上述目的，本发明提供一种四档输出气压挂车刹车阀包括上盖、上体、下体、下盖、档位选择组件、继动活塞、操纵腔转换阀、出气腔转换阀、控制活塞组件、操纵接口、进气接口以及出气接口。档位选择组件包括档位旋钮、转轴以及选择件，档位旋钮设置于上盖，档位旋钮具有四个不同位置的选择档位。转轴设置于上盖，且与档位旋钮相连接；选择件设置于转轴。继动活塞设置于上体和下体间，继动活塞呈三层结构，与上体形成主操纵腔和副操纵腔，与下体形成主出气腔和副出气腔。操纵腔转换阀连接转轴，联通或断开主操纵腔和副操纵腔，断开时副操纵腔通大气。

出气腔转换阀连接转轴。控制活塞组件设置在主出气腔和副出气腔之间，出气腔转换阀带动控制活塞组件运动，联通或断开主出气腔和副出气腔，断开时副出气腔通大气。操纵接口设置于上体，且与主操纵腔相连通。出气接口设置于下体，且与主出气腔相连通。进气接口设置于下体，提供刹车所需压缩空气。

于本发明一实施例中，控制活塞组件包括控制活塞、控制阀挺杆、控制芯轴、控制阀门以及控制滑管。控制阀挺杆设置于控制活塞的下方，通过控制阀挺杆弹簧与控制活塞相连接。控制芯轴穿射控制活塞和控制阀挺杆。控制阀门设置于控制阀挺杆的下方。控制滑管设置于控制阀挺杆外侧，通过控制阀弹簧与控制阀门相连接，且控制滑管的两侧分别设置有与主出气腔相连接的主出气腔连接口以及与副出气腔相连接的副出气腔连接口。

于本发明一实施例中，四档输出气压挂车刹车阀还包括紧急活塞，紧急活塞设置于下体内，与下体间形成紧急制动腔以及供气腔，紧急制动腔与进气接口相联通，供气腔与设置在下体的供气接口相联通，所述供气接口与外部贮气筒相连通，紧急活塞内设置有主阀门，且供气腔与进气接口间设置有单向阀。

于本发明一实施例中，选择件包括控制操纵腔转换阀的椭圆凸轮、控制出气腔转换阀的扇形凸轮以及定位轮。

于本发明一实施例中，控制活塞上面与上体间形成控制操纵腔，控制操纵腔在出气腔转换阀打开时与主操纵腔相联通，断开时控制操纵腔和大气相通。控制活塞下面与上体间形成控制腔，且上体与上盖间还形成与控制腔相连接的贮气腔。

于本发明一实施例中，操纵腔转换阀和出气腔转换阀结构相同，均包括转换阀挺杆、转换阀阀座、连接转换阀挺杆以及转换阀阀座的转换阀弹簧、与转换阀挺杆相连接的转换阀阀门以及连接转换阀阀门的转换阀阀门弹簧。

于本发明一实施例中，四档输出气压挂车刹车阀内有密封要求相互连接的两个零件间采用橡胶密封圈进行密封。

综上所述，本发明提供的四档输出气压挂车刹车阀与现有技术相比具有以下优点：

操纵腔转换阀断开或联通主操纵腔和副操纵腔，且当两者断开时，副操纵腔与大气联通，实现两种不同的操纵腔有效面积。同理，出气腔转换阀带动控制活塞组件运动，断开或联通主出气腔和副出气腔，且当两者断开时，副出气腔与大气联通，实现两种不同的出气腔有效面积。不同操纵腔有效面积和出气腔有效面积相互组合实现了四种不同的输出气压对操纵气压的放大比例。司机在使用时，可以根据挂车或半挂车的负载情况以及路况条件选择不同的输出气压和操纵气压的比例，不仅大大的提高了车辆重载情况下的刹车灵敏度，同时在路面较滑时选择较小的输出气压和操纵气压的比例，避免出现车辆后轮抱死和侧滑等问题。

此外，为进一步提高安全性能，本四档输出气压挂车刹车阀还包括紧急活塞、紧急制动腔、供气腔以及与供气腔相连接的供气接口。当发生紧急情况（譬如，车辆遇到意外断开，主车与挂车分离），此时，与进气接口相连接的进气管以及与操纵接口相连接的操纵管均被扯断，紧急制动腔失压或通大气，紧急活塞上移主阀门打开，供气腔和主出气腔联通，且供气接口将外部贮气筒内的压缩空气输送到供气腔实现紧急制动。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的四档输出气压挂车刹车阀的剖视图。

图2所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀中控制活塞组件的放大剖视图。

图3所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀中上盖的旋转90度后的剖视图。

图4所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀的外形图。

具体实施方式

图1所示为本发明一实施例提供的四档输出气压挂车刹车阀的剖视图。图2所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀中控制活塞组件的放大剖视图。图3所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀中上盖的旋转90度后的剖视图。图4所示为图1所示的四档输出气压挂车刹车阀的外形图。

本发明提供一种四档输出气压挂车刹车阀包上盖1、上体2、下体3、下盖4、档位选择组件5、继动活塞6、操纵腔转换阀7、出气腔转换阀8、控制活塞组件9、进气接口10、出气接口11、操纵接口15以及供气接口16。档位选择组件5包括档位旋钮51、转轴52以及选择件53。档位旋钮51设置于上盖1，档位旋钮51具有四个不同位置的选择档位。转轴52设置于上盖1内，且与档位旋钮51相连接。选择件53设置于转轴52。继动活塞6设置于上体2和下体3间，继动活塞6呈三层结构，与上体2形成主操纵腔21和副操纵腔22，与下体3形成主出气腔31和副出气腔32。操纵腔转换阀7连接转轴52，联通或断开主操纵腔21和副操纵腔22，断开时副操纵腔22通大气。

出气腔转换阀8连接转轴52。控制活塞组件9设置在主出气腔31和副出气腔32之间，出气腔转换阀8带动控制活塞组件9运动，联通或断开主出气腔31和副出气腔32，断开时副出气腔32通大气。操纵接口15设置于上体2，且与主操纵腔21相联通，将主车刹车气压经操纵接口15传输至主操纵腔21。出气接口11设置于下体3，且与主出气腔31相连通。进气接口10设置于下体3，为刹车提供所需压缩空气。

于本实施例中，控制活塞组件9包括控制活塞91、控制阀挺杆92、控制芯轴93、控制阀门94以及控制滑管95。控制阀挺杆92设置于控制活塞91的下方，通过控制阀挺杆弹簧96与控制活塞91相连接。控制芯轴93穿射控制活塞93和控制阀挺杆92。控制阀门94设置于控制阀挺杆92的下方。控制滑管95设置于控制阀挺杆92外侧，通过控制阀弹簧97与控制阀门94相连接，且控制滑管95的两侧分别设置有与主出气腔31相连接的主出气腔连接口952以及与副出气腔32相连接的副出气腔连接口951。

且于本实施例中，选择件53包括了控制操纵腔转换阀7的椭圆凸轮531、控制出气腔转换阀8的扇形凸轮532以及定位轮533。操纵腔转换阀7和出气腔转换阀8结构相同，均包括转换阀挺杆71、转换阀阀座72、连接转换阀挺杆71以及转换阀阀座72的转换阀挺杆弹簧73、与转换阀挺杆71相连接的转换阀阀门74以及连接转换阀阀门74的转换阀阀门弹簧75。

具体的实现方式：档位旋钮51带动转轴52转动，受椭圆凸轮531的控制操纵腔转换阀7向下运动，呈打开状态，主操纵腔21和副操纵腔22相联通，操纵腔有效面积增大。而当操纵腔转换阀7上移关闭，主操纵腔21和副操纵腔22之间断开，且副操纵腔22通过转换阀挺杆71内的小孔与位于上体2上的转换室出气孔18联通，实现与大气联通，此时操纵腔的有效面积为主操纵腔21的面积。

同样的，通过控制出气腔转换阀8来实现出气腔有效面积的变化。然而，主出气腔31和副出气腔32之间的联通或断开并非是通过出气腔控制阀8来直接联通的。而是通过控制活塞控制组件9来实现。出气腔转换阀8下移打开，控制操纵腔17与主操纵腔21相联通。当操纵气压克服控制活塞弹簧与控制阀挺杆弹簧96两个微力弹簧使控制活塞91和芯轴93下移时，主出气腔连接口952与副出气腔连接口951断开，且副出气腔32通过芯轴93细径处绕过滑管内O型橡密圈，实现与大气联通。即主出气腔31和副出气腔32断开，出气腔有效面为主出气腔31面积，输出气压变大。而在解除刹车时，操纵气压下降，控制活塞91与控制芯轴93在控制腔23和贮气腔24内的气压作用下上移，主出气腔连接口952与副出气腔连接口951联通，主出气腔31和副出气腔32联通，出气腔有效面积为增大，排气加快。

于本实施例中，当操纵腔转换阀7和出气腔转换阀8上移关闭时，操纵腔转换阀7和出气腔转换阀8所在转换室通过转换室出气孔18与大气相连接。

设操纵气压P1，出气气压为P2，主操纵腔21活塞面积为S11，副操纵腔22活塞面积为S12，主出气腔31活塞面积为S21，副出气腔32活塞面积为S22。当副操纵腔22通大气视为S12=0；当副出气腔32通大气视为S22=0。继动活塞6的力平衡方程为（活塞重力和摩擦阻力可忽略不计）

P1（S11+S12）=P2（S21+S22）

可得  P2：P1=（S11+S12）:（S21+S22）

当副出气腔32通大气时：P2：P1=（S11+S12）：S21

当副操纵腔22和副出气腔32通大气时：P2：P1=S11：S21

当主操纵腔21和副操纵腔22相通，主出气腔31和副出气腔32相通时：

P2：P1=（S11+S12）:（S21+S22）=1

当副操纵腔22通大气时：P2：P1=S11:（S21+S22）

主操纵腔21与副操纵腔22之间的联通或断开实现了两种不同状态的操纵腔有效面积。而主出气腔31与副出气腔32之间的联通或断开实现了两种不同状态的出气腔有效面积。两者之间相互组合可形成四种不同的输出气压与操纵气压的比值，从而实现四档输出。司机在行驶过程中可以根据车辆的负载情况以及路面的情况选择合适的输出气压与操纵气压之比。于本实施例中，设置输出气压与操纵气压之比为2.5倍、1.5倍、1倍以及0.6倍。当然可根据需要设置另一组气压比值。

譬如，在重载情况下，由于车辆惯性较大，需具有较大的制动力，即需要较大的输出气压与操纵气压之比，选择一档2.5倍。此时，主操纵腔21与副操纵腔22相联通，而主出气腔31与副出气腔32断开。操纵腔的有效面积大于出气腔的有效面积，输出压力对操纵压力放大2.5倍。此时，车辆后部输出气压上升大于车辆前部的操纵气压，实现快速制动，提高重载情况下的制动灵敏度。在此输出气对操纵气的放大，不是无限的，它的最高气压只能是车辆贮气筒的气压值。

而车辆在下雨、下雪以及冰冻路面行驶时，车辆轮胎与路面之间的摩擦系较小，主操纵腔21与副操纵腔22相断开，而主出气腔31与副出气腔32联通。操纵腔的有效面积小于出气腔的有效面积，输出压力只有操纵压力的0.6倍，实现缓慢制动，有效的防止后轮抱死，车辆侧滑。然而，本实施例对此不作任何限定。于其它实施例中，司机可以根据实际情况合理的选择其它档位。

在解除刹车时，主操纵腔21气压降低，控制操纵腔17的气压也降低，控制活塞91与控制芯轴93受与控制腔23相连接的贮气腔24的气压作用迅速上移，主出气腔31与副出气腔32相联通，此时出气腔面积达到最大。刹车气压快速排出解除刹车，恢复行驶速度快，车辆后轮磨损小。

于本实施例中，为进一步增加车辆的安全性能，四档输出气压挂车刹车阀还包括紧急活塞12，紧急活塞12设置于下体3内。并与下体3之间形成紧急制动腔33以及供气腔34。紧急制动腔33与进气接口10相联通。供气腔34与设置在下体3的供气接口16相联通，供气接口16与车辆贮气筒相连通。且紧急活塞12内设置有主阀门121。供气腔34与进气接口10间设置有单向阀14，在单向阀14的作用下，通过进气接口10的压缩空气进入供气腔34，而供气腔34内压缩空气只进不能回。

在正常状态下，由于紧急制动腔33与进气接口10相连接，紧急制动腔33内具有较大的压力，该压力将紧急活塞12下压，主阀门121处于关闭状态。若在车辆行驶过程中，因故挂车和主车脱钩，与进气接口10相连接的进气管路以及与操纵接口15相连接的操纵管路被扯断，进气管路内的压缩空气被排入大气中，此时紧急制动腔33内的气压迅速下降。由于供气腔34内设置有单向阀14，供气腔34内的气压不会降低。紧急活塞12在供气腔34内的压力作用下迅速上升到顶端，打开主阀门121，所控挂车车轮在车辆贮气筒供气下紧急刹车，防止事故扩大。

为加强各连接零件间的密封性能，于本实施例中，设置四档输出气压挂车刹车阀内有密封要求相互连接的两个零件间采用橡胶密封圈13进行密封。

综上所述，操纵腔转换阀7断开或联通主操纵腔21和副操纵腔22，且当两者断开时，副操纵腔22与大气联通，实现两种不同的操纵腔有效面积。同理，出气腔转换阀8带动控制活塞组件9运动，断开或联通主出气腔31和副出气腔32，且当两者断开时，副出气腔32与大气联通，实现两种不同的出气腔有效面积。不同操纵腔有效面积和出气腔有效面积相互组合实现了四种不同的输出气压对操纵气压的放大比例。司机在使用时，可以根据挂车或半挂车的负载情况以及路况条件选择不同的输出气压和操纵气压的比例，不仅大大的提高了车辆重载情况下的刹车灵敏度，同时在路面较滑时选择较小的输出气压和操纵气压的比例避免了所控挂车、半挂车后轮抱死和侧滑等问题。

此外，为进一步提高安全性能，本四档输出气压挂车刹车阀还包括紧急活塞6、紧急制动腔33、供气腔34以及与供气腔34相连接的供气接口16。当发生紧急情况（譬如，车辆遇到意外断开，主车与挂车分离），此时，与进气接口10相连接的进气管以及与操纵接口15相连接的操纵管均被扯断，车辆需进行快速紧急制动，紧急活塞6上移主阀门121打开，供气腔34和主出气腔31联通，且供气接口16将外部贮气筒内的压缩空气输送到供气腔34实现紧急制动。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (7)

1.一种四档输出气压挂车刹车阀，包括上盖、上体、下体以及下盖，其特征在于，还包括：

档位选择组件，包括档位旋钮、转轴以及选择件，所述档位旋钮设置于所述上盖，所述档位旋钮具有四个不同位置的选择档位；所述转轴设置于所述上盖，且与所述档位旋钮相连接；选择件设置于所述转轴；

继动活塞，设置于所述上体和下体间，所述继动活塞呈三层结构，与所述上体形成主操纵腔和副操纵腔，与所述下体形成主出气腔和副出气腔；

操纵腔转换阀，连接所述转轴，所述操纵腔转换阀联通或断开所述主操纵腔和副操纵腔，断开时副操纵腔与大气相通；

出气腔转换阀，连接所述转轴；

控制活塞组件，所述控制活塞组件设置在所述主出气腔和副出气腔之间，所述出气腔转换阀带动控制活塞组件运动，联通或断开所述主出气腔和副出气腔，断开时副出气腔与大气相通；

操纵接口，设置于所述上体，且与所述主操纵腔相连通；

出气接口，设置于所述下体，且与所述主出气腔相连通；以及

进气接口，设置于所述下体，提供刹车所需压缩空气。

2.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述控制活塞组件包括：

控制活塞；

控制阀挺杆，设置于所述控制活塞的下方，通过控制阀挺杆弹簧与所述控制活塞相连接；

控制芯轴，穿射所述控制活塞和控制阀挺杆；

控制阀门，设置于所述控制阀挺杆的下方；以及

控制滑管，设置于所述控制阀挺杆外侧，通过控制阀弹簧与所述控制阀门相连接，且所述控制滑管的两侧分别设置有与所述主出气腔相连接的主出气腔连接口以及与所述副出气腔相连接的副出气腔连接口。

3.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述四档输出气压挂车刹车阀还包括紧急活塞，所述紧急活塞设置于所述下体内，与所述下体间形成紧急制动腔以及供气腔，所述紧急制动腔与所述进气接口相联通，所述供气腔与设置在所述下体的供气接口相联通，所述供气接口与外部贮气筒相连通，所述紧急活塞内设置有主阀门，且所述供气腔与所述进气接口间设置有单向阀。

4.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述选择件包括控制所述操纵腔转换阀的椭圆凸轮、控制所述出气腔转换阀的扇形凸轮以及定位轮。

5.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述控制活塞上面与所述上体间形成控制操纵腔，所述控制操纵腔在出气腔转换阀打开时与所述主操纵腔相联通，出气腔转换阀断开时，所述控制操纵腔和大气相通；所述控制活塞下面与所述上体间形成控制腔，且所述上体与上盖间还形成与所述控制腔相连接的贮气腔。

6.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述操纵腔转换阀和所述出气腔转换阀结构相同，均包括转换阀挺杆、转换阀阀座、连接所述转换阀挺杆以及转换阀阀座的转换阀弹簧、与所述转换阀挺杆相连接的转换阀阀门以及连接所述转换阀阀门弹簧。

7.根据权利要求1所述的四档输出气压挂车刹车阀，其特征在于，所述四档输出气压挂车刹车阀内有密封要求相互连接的两个零件间采用橡胶密封圈进行密封。