CN1043478A - 车辆空气制动系统及其阀门 - Google Patents

Abstract

一种具有一多功能控制阀的空气制动系统；一个用于空气制动系统的多功能阀，在多功能控制阀内的各种子阀门一包括一压力保护阀，一个减压阀，一个紧急控制阀，以及一个同步阀。在一个实施例中，所有四种子阀门都在多功能阀的一个单一的，整体的壳体内。

Description

本发明通常涉及一种车辆制动系统，一种多功能阀门及其他阀门，以及，在一个实施例中，涉及到对一种系统的改进，这种类型的系统在美国专利第4，685，744号中揭示并提出专利申请。

应用在卡车，拖车，牵引车，公共汽车，及其他装备空气制动器的停车，紧急情况及运行的空气制动系统通常包括用于所有轴，包括不可操纵的和可操纵的轴的膜片箱。应用在这种空气制动系统中的压力供给系统通常包括压缩机和储气室，以及应用于各种制动系统操作模式的多重阀门。通常应用的有两个分开的空气系统，即一个运行的或初级的系统，以及一个紧急的或次级的系统。不仅是阀门数量很多，而且在结构复杂性上不同。这样的阀门包括服务中继阀门，弹簧制动控制阀门，快速放松阀门以及其他阀门。在操作上，踏板阀门通常被用在运行制动应用上，而操纵的推拉阀门被用在停车以及紧急状态应用上。而且，动力或压力供应装备利用单路或双路检查阀或其他保护阀门以保护一个空气系统不受另一个影响。

具有两个空气系统以及比此操作的相当复杂的阀门配置的目的有许多。一个目的是在一个系统内或在机动卡车的牵引车和拖车之间的连接处完全失去压力的情况下提供安全。这种系统的另一个目的是允许司机在系统的一侧失去压力的情况下放松和重新使用制动器。因此，很明显，安全性和后备操作在空气制动系统中是非常重要的。事实上，联邦和州安全法要求空气系统满足某些要求，包括不仅要有一配置在通道16内。一个单路止回阀42被配置在通道3内。现参考图1，一个单路止回阀36被配置在通道7内。一个单路止回阀32被配置在通道12内。一个旁路阀38被配置在通道13内。一个单路止回阀33被配置在通道15内。

阀门10及其部件阀门以及按照本发明的系统，在这里作为与前述的美国专利第4，685，744号中揭示的制动机构一起使用来进行描述。其所揭示的内容可与其他类型的制动系统一起使用，这当然在本发明的范围内，而且所要求的实施例並不限于按照上述的技术专利中包括一些装置的实施例。

如图2所示，在拖车模式中，单路止回阀42允许从初级储气罐28出来的空气，通过管道103和通道3，而不允许空气流过通道3到储气罐28。如果一个紧急储气罐27没有压力，止回阀36允许初级储气罐28保持压力。如果初级储气罐没有压力，止回阀42与压力保护阀结合允许紧急储气罐27保持压力。单路止回阀36允许空气从储气罐27流出而不允许空气流回储气罐27。单路止回阀32允许空气填充储气罐27，並防止空气流回供气源61。流过阀门32的空气最终也经过压力保护阀8流入並填充储气罐28。单路止回阀37允许空气从减压阀11在由减压阀作用下产生的所需的压力下流至紧急控制阀;但阀门37防止空气在一峰压下流至减压阀11。单路止回阀33允许空气在峰压下从供气源61流至紧急控制阀4;但阀门33防止空气在一减压的情况下流至並通过管道15、14和101，或口41。同步阀2包括旁路阀34。同步阀2可通过调整一弹簧139（如图7所示）进行调整以在制动进行和锁紧活塞啮合之间得到任何延迟。如果同步阀和它的所连接的系统失灵，旁个初级/次级压力操作，而且要在失去压力之前，要能为紧急情况和停靠车辆提供制动。

美国专利第4，685，744号的系统对上述的这种类型的装置在几个方面做了改进。它在各个容纳一个单一的膜片箱的制动执行杆处都包含一个制动装置。当一个足够的压力提供到箱体一侧空气接收入口处时，膜片驱动制动执行杆朝前以产生制动。反之，一个复位弹簧使执行杆退回以放松制动器。通至膜片箱的输入孔与一个双路的，中心开口的往复式阀门连接，通到阀门的一个输入孔与运行的或初级的空气供应系统连接，而另一个至阀门的输入孔则与紧急状态的或次级的空气供应系统连接。在运行状态，运行供压增加，因此使紧急状态输入孔关闭。如在任一侧有故障或失压，但不是两侧，阀门将会使低压一侧关闭而以剩下的有压力的一侧正常操作。制动器包括一个齿条和具有一个棘爪端的紧急活塞，该棘爪端与执行杆连接並在失压和制动已被执行的情况下，将执行杆保持在位置上。在这样的执行之前，一个足够的紧急状态空气供压使棘爪端保持在脱开状态。在棘爪端连接之后，一个作用到往复阀门的紧急状态一侧和活塞上的再供给的压力将消除齿条和棘爪之间的结合压力从而使棘爪从齿条处提起。在紧急制动程序中，机构锁住，活塞的降落被延迟，直至储气罐放气或储气罐压力达到一预定的水平之后才落下。

在一些上述的系统中，在初级储气罐上的一个压力保护阀防止空气在紧急状态储气罐被部分充满之前流动。

在美国专利第4，685，744的系统中，运行管道既与初级系统也与紧急系统相沟通。因此，在运行操作时，驱动的空气压力是由两个储气罐供给的。

市场上的另一个系统是Bendix    DD3。这是一个双膜片，空气驱动的，机械作用的制动器。该机械锁紧制动装置包括一个锥形的执行杆。DD3在活塞杆位置上使用滚珠。这些滚珠被空气吹离执行杆直至紧急制动起作用为止。当紧急制动作用时，执行杆被一较小的膜片驱动向前以使制动器开始起作用，而在同时，保持滚珠位置的空气被排出，一个弹簧迫使其落回执行杆上。这些滚珠被设计成只能朝一个方向运动。这就允许执行杆向前运动而使制动器起作用，但能防止执行杆向后运动而松开制动。

为松开紧急制动，空气除作用在滚珠上以外，还作用到较小的膜片上。由于Bendix    DD3系统在与使制动起作用所使用的压力相同的情况下松开紧急制动，因此要求有一个独立的脚踏系统松开停车制动。Bendix    DD3並不调节机械锁紧制动的时间。它在进行制动的同时使滚珠啮合。这可导致执行杆和滚珠之间的过早接触並引起机械磨损。

在一个实施例中，本发明显示了一个用于控制和调节车辆空气制动系统的多功能系统，该系统包括一个用于程序化和控制受压空气在紧急制动系统和一个机械锁紧制动系统之间流动的多功能顺序阀;一个初级的或运行的压缩空气储气罐;一个紧急的，或次级的储气罐;一个将压缩空气供到多功能顺序阀的供气管道;以及一些使空气流经顺序阀，从储气罐到储气罐，和流过车辆制动装置的管道和通道。

在一个实施例中，按照本发明的一个多功能顺序阀具有：

-    一个压力保护阀（在拖车模式中），该阀用于保证紧急储气罐首先被充满并允许在运行（次级）储气罐被充满之前，或制动器松开;

-    一个减压阀，该阀用于保证空气在一个预想的压力上作用到制动器上;

-    一个紧急控制阀，该阀用于保证在制动松开之前，系统充压到某一个安全水平上;在低压模式中，它保证制动器在一个预想的压力上仍能起作用;在一个较高压力下阀门打开，然后，在此阀门关闭，所以并不要求系统每次升高气压，制动器在一个边界压力下起作用。

-    一个同步阀，一旦制动器起作用，该阀控制制动器的锁紧活塞，所以他们松开並在一预想的压力下起作用而无不必要的磨损或与推杆齿条的摩擦接触;

-    单路止回阀构件，用于控制和引导气流至各种其他阀门和储气罐;

-    一个旁路阀，该阀允许受压空气流经同步阀以锁住制动器;

-    一个旁路阀，其允许达到一个峰压以松开制动器;以及

-    用于接受来自压缩空气供气源的进气口和一些管道或通道，通过它们，空气可被有控制地通到空气制动系统内的一个或一些储气罐，通到系统内的制动装置，其他阀门和装置中。

多功能顺序阀可被制成或用来向系统内的任何其他阀门发出信号。

上述顺序阀可被应用在各种制动器上，包括下列但并不限于下列制动器：单膜片和双膜片制动器，锁紧活塞制动器，以及具有一个压力隔离阀以控制到一个或一些膜片的气流的制动器（见美国专利第4，685，744号）。本发明还针对着使用空气制动器的车辆的系统，包括但不限于下列车辆：牵引车，公共汽车，卡车，和拖车。

图1是按照本发明的多功能控制和程序阀的通道和阀门的略图。

图2是按照本发明的系统与图1的多功能控制和顺序阀的略图。

图3是图1的系统的略图。

图4是按照本发明的适用于卡车拖车的系统的略图。

图5是按照本发明的一个系统的略图。

图6是按照本发明的一个系统的略图，在该系统中，如两个储气罐未达到全部所须压力时，拖车不能移动。

图7是按照本发明的适于与卷簧一起作用的同步阀的一个侧剖视图。

图8是按照本发明的一个紧急控制阀的侧剖视图。

图9是按照本发明的一个减压阀的侧剖视图。

图10是按照本发明的压力保护阀的侧剖视图。

在多功能控制和顺序阀10内，配置着各种各样互相连接的阀门，如图1和图2所示，包括一个同步阀2，一个紧急控制阀4，一个压力保护阀8，一个减压阀11，一个旁路阀38，一个是同步阀2一部分的旁路阀34，一个双路阀31和各种单路止回阀32、33、36、37和42。同步阀2具有一个供气口2a，一个送气口34b和一个控制口2c。紧急控制阀4具有一个供气口4a，一个送气口4b，和一个控制口4c，并与一个排气口49相连通。压力保护阀8具有一个供气口8a，和一个送气口8b。减压阀11具有一个供气口11a，一个送气口11b，以及传感器或控制口11c。在与阀门10上的通道3和63相通的阀的阀身56上开有一信号口39。

压力保护阀8被配置在通道1内。减压阀11被配置在通道5内。紧急控制阀4被配置在通道9内。同步阀2以及其旁路阀34被路阀34将允许空气经口34b从活塞35流出，在几秒钟内使活塞啮合。同步阀2的操作，紧急控制阀4，减压阀11和压力保护阀8连系图7-10详细地进行讨论。提供一多功能阀以及一个具有这样阀门的系统是在本发明的范围内，其中，与多功能阀10的连接被转换，因而运行储气罐28被首先充填，放松制动器，然后允许对紧急储气罐进行充填，这样，当制动器被放松时，运行空气将可使用。

如图3所示，在一个按照本发明的用于拖车的系统50内，应用一个按照本发明的多功能控制和顺序阀10，系统50包括四个制动器21、22、23、24，拖车的两个轴（未表示）中的每一个上有两个制动器。这些制动器最好如美国专利第4，685，744号中所揭示的那样，每一个制动器如所揭示的带有一双路往复止回阀17、18、19、20，但传统的弹簧制动器和传统的阀门可被使用。本发明并不限于一定数量的制动器或一定数量的轴。

回到图3中揭示的系统50，多功能阀10被连接在各种储气罐，气流管道，以及往复阀之间，这将在下面详细地描述。供气管101提供了一个通道使空气在压力下流至多功能阀10，並从阀门10流至系统的其他设备。一推拉停车制动装置如图所示连接到供气管101。供气管101连通至多功能阀。

来自供气源61的空气流过管道101，流过阀门31和阀门32（见图1和2），然后通过一管道102流出多功能阀到达紧急（次级）储气罐27。管道104、105、106、107被分别连接在多功能阀10和双路往复止回阀17、18、19、20之间。空气在所须压力下从多功能阀流过管道103到一运行（初级，供气）储气罐28。管道108连通在多功能阀10和管道113之间（当然，当然也可连接到任何共同的管道110-112，114），管道113延伸在一中继阀40（运行阀）和双路往复阀20之间。管道109连接在多功能阀10和连接在制动器21、22之间的管道116之间。

一运行管道114被连接在一运行管道上的典型的脚踏装置25和中继阀40之间。管道110、111、112、113被分别连接在中继阀40和双路往复阀17、18、19、20之间。管道115被连接在中继阀40和运行储气罐28之间。

中继阀40可以是由Bendix公司重型车系统集团生产的R-12型的或相同类型的产品。典型的情况是，空气从运行管道114作用到阀门的运行口，迫使一中继活塞下降压紧一偏后弹簧以打开连接到储气罐28，管道115的供气口，让气流通过四个送气口到管道110-113。改变管道114上的压力引起供气口和送气口开启，以引起相应的变化来控制制动作用的量。以四个前面描述过的制动装置21-24为例，供应储气罐28的出口，各经过管道110-113连通到双路往复止回阀17-20。这些实质上完全相同的制动装置中的两个，通常被连接到一根不可操纵的轴上，但本发明並不限于使用在不可操纵的轴上。

图3的系统50具有一个多功能阀10，该阀的部件阀门在图1和图2中揭示。制动装置21-24在美国专利第4，658，744号中已被详细地揭示。当制动器21-24的系统中没有空气时，要松开制动器，空气可通过供气管101到达一个双路止回阀31被充到系统中去。空气流过双路止回阀31到一个单路止回阀32，並从这儿流入紧急储气罐27。在此同时，空气通过一个单路止回阀33流至紧急控制阀4，並通过紧急控制阀4流至制动器21、22、23、24，然后通过管道104-107流至双路往复阀17-20，该往复阀如美国专利第4，658，744号中所揭示的和描述的，控制活塞-执行杆装置。空气还流过同步阀2的旁路阀34到管109，然后到制动装置21-24的锁紧活塞。空气还流过一个单路止回阀36和一管道55到达一减压阀11，然后通过一个单路止回阀31到达紧急控制阀4。在此同时，空气流至并通过一个旁路阀38到达紧急控制阀4。有空气聚集作用在制动器21-24的膜片上，该空气试图装制动执行杆推出并放松固定执行杆的活塞（如美国专利第4，658，744号所示，该专利在此充分体现了全部目标）。

现在紧急储器罐27被充满了压缩空气，同时制动器21-24的膜片箱也被充满，活塞下的压力增加将制动器执行杆固定住。

一旦紧急储气罐27被充到一个预定的压力时（即气压大于60P.S.i），固定住制动器执行杆的活塞上升並使执行杆脱开。然后，空气进到紧急控制阀4的控制口4c，达到所需的压力（即80P.S.i），而且紧急控制阀4的一个送气口4b开启以从制动器21-24的膜片箱中排出空气，这就允许执行杆缩回。这些推动制动片压紧制动鼓（或闸瓦压紧闸鼓或闸盘）的执行杆缩回因而放松了制动器。

制动器可在初级储气罐无气压的情况下被放松。从供气源61来的空气在一个需要的工作压力下通过管道10作用到多功能阀10上。紧急储气罐必须进行工作，还需要具有工作压力，否则供气将不能通过管道15a向紧急控制阀4维持工作压力，因为管道将趋向通过止回阀32向紧急储气罐27供气。所以，如果紧急储气罐没有气压或压力太低，从供气源来的空气不能达到工作压力，而且制动器不能被松开。然而，如果初级储气罐不能维持工作压力，那么，压力保护阀8和止回阀42一起将储气罐28与阀门10的其余部分隔离。所以制动器可在初级储气罐没有压力的情况下被松开。

在制动器被松开以后，预先被防止从压力保护阀8流至运行（初级，供气）储气罐28的空气达到一个预先设定的所需压力，它使压力保护阀8开启并允许空气流至运行储气罐28，开始向其充气。当两个储气罐被压缩空气充满后制动器已被松开，拖车就可移动（或正在移动）。

当拖车在运动中时，牵引拖车的牵引车的操作者打算进行制动时，他或她踩下脚踏板25，这可允许压缩空气在一个预定的压力下从一个气源，例如一个牵引车上的气罐，流到一个运行阀，例如传统的中继阀40之内。阀门40的开启允许空气以一个调节好的速率，从运行储气罐28，流过管道110-113，到达双路往复阀17-20並由此进入制动器的膜片箱因而使制动器作用。

要停靠一辆具有系统50的拖车，一个停车制动装置被起用，即拉一个如图3所示的装置26上的按纽，它打开管道101以允许管道内的空气排出。它使空气从紧急控制阀4中经过口4c排出，这样就推动一个活塞在紧急控制阀中向上移动，因而开启了空气从口4a到口4b的流动並由此经管道104-107流至制动器的膜片箱，这就使制动器可用于车辆停靠了。空气依靠一个单路止回阀32被限止在两个储气罐27和28内，但空气仍然流过一个单路止回阀42或36流到减压阀11的一个供气口11a，並由此，在一个所需的减低了的压力下从排气口11b排出，到达並通过一单路止回阀37进入紧急控制阀4的供气口4a以传送到制动器。当制动器膜片箱内的空气积累到一个所需的预定水平时，同步阀通过管道16，104-107感受到并对这一压力作出反应，一个活塞在同步阀2中降下，打开旁路阀34，使空气从锁紧活塞中逸出，以及从管道58，14，101和阀门31或口41排出，以允许活塞降下，啮合并锁住制动器执行杆，因而使制动器制动。如果由于任何原因，同步阀2没有按此方式工作，或如果无足够的压力使其工作，制动器活塞箱来的空气将从旁路阀34的排气口34b漏出而锁紧活塞最终将降下与执行杆啮合。

在系统50被充满压缩空气以后，要松开停车制动器，要将装置26的按钮按下。这使空气在压力下经过管道101再一次进入系统。用来使停车制动器工作的空气流过减压阀11，因此处在一个比现在流入管道101的空气压力低的情况下。突然，在单路止回阀33处有较高压力的空气，因此，供气管101处的空气压力经过紧急控制阀4作用到制动器的膜片上。与此同时，一股缓慢的受限制的空气经旁路阀38流入紧急控制阀，这样，当装置26上的按钮被启动时，就可产生瞬时的峰压，它使制动器被快速地和高效地松开。在这样的制动器应用中，制动器在减压情况下起作用（相对于从气源61和储气罐27、28的空气压力水平而言的减压）。因此，在活塞脱开啮合之前，使峰压瞬时地作用在制动器上，减少了摩擦或由操纵机构引起的背压的有害影响。

按照本发明，如图2所示，多功能阀10上的一个平衡口，使停车制动器可能在与运行制动同样的压力下自动地重新起作用，即，如果装置25的脚踏板被压下，导致锁紧活塞上升，並放松停车制动器。一旦脚踏板被松开（并且升起），停车制动器可自动地重新起作用。

如果制动器不是设来用于停车，而操作者踩下装置25的脚踏板，停车制动器在脚踏板被松开之前（在排出平衡口的空气减少之前）是不能作为停车模式起作用的，因为多功能阀将不会允许管道14上的压力减少，因这一压力减少会开始停车程序直到空气从两个储气罐和供气源排出为止。双路止回阀31将使空气保持在管道14内直至口41和管道101内的空气被排空或它们中不再有空气（见图3），因而保证了车辆在由减压阀所提供的，同一所需的压力下始终保持停车状态。这保证了车辆或拖车只能在所需的停车压力下被停放，而不能在运行管道114较高的压力下停放，因而减少了有关松开制动器的问题，並使在制动器鼓上加上一个危险的高压的情况成为不可能。

一个按照本发明的与卡车牵引车一起使用的系统150在图4中表示。在该系统中，多功能阀10不具有压力保护阀8。因为压缩空气是由一卡车牵引车的压缩机152（或一些压缩机）供给的，它将空气在一所需的压力下送至与系统50的储气罐28相应的初级储气罐154和送至的图3所示的系统50的储气罐27相应的次级储气罐156中。再有，不再需要系统50中的单路止回阀32，因为空气被直接供到紧急（次级）储气罐，而不是经过多功能阀10。一旦系统150的储气罐被充满，将停车制动装置26上的钮拉出，就能让空气从储气罐154、156流至多功能阀10的减压阀，在此，空气压力被减至一个所需要的水平。压下按钮会对膜片施加一个峰压，从锁紧活塞上去掉残余压力，並允许它们如前已描述过的系统50的情况那样自由地升起。由于系统150利用从卡车压缩机152来的空气，并同为单路止回阀160和162，空气只能由储气罐154、156朝多功能阀的方向流动，而不能相反。卡车压缩机152将压缩空气充到一个共同储气罐158，空气从该储气罐再流到储气罐154和156。但是，因为上述的不同，系统150类似于系统50，并以同样的方式有两个功能。图4中所述的系统150中的类似的部件，标以与系统50中的部件完全一样的号码。

图1和图2中所示的多功能阀门10上的一个信号口39可被用来作为通过一个管道（未表示）向其他阀门提供空气的一个连接点。空气也可以或者经过口39从储气室进行供给而不必使用额外的单向阀，或者经过管道进行供给，但是是简单地连接到口39。例如，空气可以经过口39供到用于另一轴的停车制动的另一中继阀。通过图3所示的管道104-107或116，一个信号可由阀门10提供，向其他阀门，例如弹簧制动控制阀发出信号。

以上所述，可以理解本系统从供气源到充填储气罐使用一根管道而Bendix    DD3和美国专利第4，685，744要求两根管道。单一管道消除了额外的压力保护阀的需要。本发明还提供了用一个供气源得到两个压力水平，提供一个峰压以克服任何摩擦而无单独的制动作用等好处。此外，本发明允许使用者通过设计，选择并制造同步阀2的弹簧139以控制制动执行和活塞啮合之间的延迟，因此允许使用者调整制动器，这样在活塞啮合之前制动器可充分动作，并因而防止了执行杆在活塞啮合时撞碎活塞杆。

本系统可仅仅使用一个膜片来同时操作运行和紧急制动器（虽然它也可用在多膜制动器上）。紧急制动器可被加工成能按照需要那样有力地进行制动。工作压力可能是很高的，而由多功能阀产生的峰压仍能克服任何摩擦。美国专利第4，685，744仅使用一个膜片并在制动器放松过程中仅使用附加压力以脱开活塞。

按照本发明的系统保证在制动器松开之前在紧急储气罐内有空气。在紧急储气罐中需要空气，这是因为使用空气作用，机械制动的制动器，必需要有气源来使制动器重新动作。

如图7所示，同步阀2具有一个同步活塞130以及一个以可动方式放置在通道16中的旁路阀34。同步活塞130具有一个活塞面131;一个顶部O型密封环槽133，在该槽中，置放有一顶部O型密封环132;一个底部O型密封环槽135，在该槽中，置放有一底部O型密封环134;一个阀针136;以及还有一个绕在活塞130周围的复位弹簧139。通道16具有一个第一台肩137，一个第二台肩138，一个第三台肩140和一个第四台肩143。一个呼吸管141以连通的方式连接到通道16并开口与大气相通。

旁路阀34具有一个以可移动的方式置放在通道16内的阀门构件145，並被一个弹簧147压向上面，该弹簧被连接到阀门构件145和底板30上（在图7中未显示）。

从制动器21-24的膜片箱来的空气通过同步阀2的口2c流入同步阀2，並向下推在活塞130的表面131上。阀针136移动並向下推在阀门构件145上打开旁路阀34，该阀允许向上托住制动器锁紧活塞的空气流到通道58，14，阀门31，供气源61和口41（如图1和2所示），这样，锁紧活塞掉下，与制动器执行杆啮合使制动器起作用。活塞130上的挡块148的限位部分和第一台肩137保证活塞130尽可能移动一段所需要的距离。弹簧136压在挡块148和第二台肩138上。弹簧139将活塞130向上推，这样，当向下推在表面131上的压力不够时，弹簧139将活塞保持在上面，这样阀门构件145抵在台肩143上，因而限止了空气流至管道58以延迟锁紧活塞的降落，直至所需的压力通过通道9和图7中未显示的管道104-107作用到制动器的膜片上为止。这是由同步阀所完成的同步化。活塞由两个O型密封环密封在通道16内，而被封在它们之间的空气通过呼吸管141与大气相通。

当制动器被松开时，利用以前描述的峰压，从供气源61来的空气，流过通道58，同步阀2，出口34b进入通道16，然后到达锁紧活塞以松开它们。

要停放车辆，当空气通过通道12-14和58被排出时，空气被送到制动器膜片，通过通道9和管道104-107（见图2），以及，当输送一个预先确定的量值的空气时，活塞130向下移动，再一次相应于活塞面131上的空气压力，打开旁路阀34，因而允许锁紧活塞落下，使制动器起作用。无论活塞130是否向下运动，由于在阀门构件145内的一个旁路小孔142，来自管道116的通道16内的空气将流出到通道58和出口2a，锁紧活塞将会落下。由于同步阀2的旁路特性，如由它的旁路阀34和它的小孔142所提供的，空气并不停止流过阀门2，这样，就建立了保护，而不致于通过阀门产生不需要的背压。

如图8所示，紧急控制阀4具有一个以可动的方式置放在通道9内的紧急控制阀活塞150，被活塞被一个置放在活塞150的槽152内的弹簧151推向上面。活塞150具有一个阀针153，该阀针可移动，以接触和向上推动一个阀门165上的阀门构件154，阀门165以可动的方式置放在通道9内。一个弹簧156将阀门构件154推向下面。

阀门构件154被一个弹簧156压紧在一台肩157上，以密封防止从通道15a来的空气进入通道9。活塞150具有一台肩158，它压紧在通道9的台肩159上以防止压坏台肩165上的O型密封圈161。

为保证活塞150以密封的方式安装在通道9内，一个O型密封圈161被置放在活塞150的台肩162上，而一个O型密封圈163被放置在槽164内。台肩162和O型密封圈161被放置，以允许一个向上的运动。通道9的一个台肩165被O型密封圈161以密封的方式紧靠着，活塞150的进一步的运动被禁止。活塞150的向上运动，与阀门构件154接触並使其跟着运动，脱开与台肩157的密封接触，空气被允许从通道15a，从阀门4的出口4b流到管道104-107（图8中未显示），並然后流在制动器膜片箱以使制动器起作用。在制动器松开模式，通过通道13和孔166流入的空气推在O型密封圈161和活塞上引起活塞向下运动，並因而使空气从管道104-107流到排气口49因此而松开制动器。阀门构件154对表面157和阀针153密封以制止空气从15a流出，因而防止了空气流到管道104-107。当制动器起作用时，活塞向上运动，被弹簧151推向上面，控制空气通过孔166推出。活塞150使阀门构件154离开密封表面157，並使阀针153与阀门构件154密封，这样空气能从通道15a流到通道9，以及随后流到制动器。

阀门构件154与台肩157密封接触，然后当活塞向下运动时，从管道104-107排出的空气流过一个活塞150内的孔155，並由此流到排气口49。因而造成了，通过孔166向下推动活塞150的空气作用面积，弹簧151大于活塞150下降至一内径167之前提供的面积。

由于通道9的孔和活塞150的设计，阀门4有一机内滞后现象。通道9的内径167大于通道9的内径168。因此，要求打开阀门和将空气从制动器膜片排出的压力要比阀门重新复位和使制动器起作用所需的压力高。由于内径168小于内径167，因此其在活塞150向下运动时承受的压力要比使活塞向上运动重新复位时要高。一旦活塞开始向下运动，它到达较大直径的区域，因此，活塞150上的力就增加（力＝压力×面积），在这一点上，活塞开始运动得更快。关于活塞的向上运动，伴随着力的减少，在这一点上，活塞开始运动得更慢。

这个机内滞后现象是个优点，因为保证有足够的空气压力作用在制动器膜片上，以保证系统从零气压升高时，锁紧活塞被松开，另外，它还保证储气罐27被充以充足的空气以使制动器重新工作。这一滞后现象还允许制动器放松更快，並且是在比其制动时的压力更高的压力下进行。如果有一些空气由于运行制动器作用而泄漏的话，这一滞后现象还提供了更多的安全性。这样的空气泄漏将不会引起不希望出现的振荡作用和制动器的松开，这种松开在如果O型密封圈161允许阀针153使阀门构件154脱位和复位的场合下发生。这会引起制动器制动放松。

如图10所示，压力保护阀8具有一个以可动的方式安装在通道1内的压力保护阀活塞170，通道1与通道57相通。活塞170部分地在阀套48中运动。一个弹簧171围绕着阀套48并通过推压活塞170上的一个台肩172而将活塞170向下推。一个O型密封圈173被置放在活塞170上的一个槽174内，一旦阀门构件176允许空气从口8a到口8b最后到初级储气罐28（图10中未显示）时，O型密封圈173提供密封以升起活塞。由于弹簧171在一个所需要的压力达到之前一直将阀门构件176压在阀座225上，压力保护阀就保证了紧急储气罐27被首先充满。

如图9所示，通道5内的减压阀11具有一个以可动的方式装在通道5内的减压活塞180，该减压活塞在其一个中空槽182内置放一个弹簧181。这个将活塞180向上推的弹簧，可在槽182的一个内表面183上加一偏压，并在多功能阀的底板30（图9中未显示）加压。一个O型密封圈184被置放在活塞180上的一个槽185内以保证活塞180被密封地安装在通道5内。活塞180上的一个阀针189可以运动和一个阀门190接触和使其与阀座脱开，阀门190也以可动的方式安装在通道5内。一个弹簧192将门190向下推並对多功能阀10的顶板（图9中未显示）施压一个偏压。

从两个储气罐27、28供应的空气（未减压）通过口11a进入减压阀並从口11b出去进入制动器（通过阀37和紧急控制阀）。当管道104-107内的压力达到一个所需的水平时，这一压力下的空气使减压活塞180向下运动并关闭流入口11a的气流。由于这空气进入一个比较大的容积（在制动器膜片箱内），它的压力被降低。这个空气压力通过口11c被感测到，口11c经一管道6a与管道104-107相通。与其他不使用另外管道（例如11c）来感测气压的阀门相比，这产生了相对较快地关闭流入制动器的空气的效果。

通过调整，选择，或设计弹簧181，可使减压阀被调到预先设定的压力，这样，一个予想的压力被加到制动器上使其作用。从每一个储气罐来的空气都可流到减压阀使其作用。

即使从储气罐来的供气管道断裂，或者储气罐中有一个破裂，或压力保护阀8泄露，在按照本发明的系统中，单路止回阀42起保护构件的作用，使多功能阀与断裂的管道隔离，或与破裂的或泄露的储气罐隔离，这样仍能用来自完好的储气罐或通过完好的管道使制动器作用。

Claims (24)

1、在一个用于车辆的空气制动系统中，其有

一些与车辆的轴相连接的空气驱动的制动器，

一个容纳受压空气的第一储气罐，它被用来驱动空气驱动制动器，以及

一个容纳受压空气的第二储气罐，它被用来驱动空气驱动制动器，其特征是

一个通过气流管道与空气驱动制动器相连通的多功能阀，第一储气罐，第二储气罐和多功能阀包括

压力保护阀门构件，其允许从一个供气源来的空气在压力下流到第一储气罐，同时防止这一空气流到第二储气罐，

减压阀门构件，用于减低从供气源来的空气在流到空气驱动制动器之前的压力，

紧急控制阀门构件，用于在从供气源来的空气停止流动时，在一个所需要的压力下输送空气，这一所需要的压力低于空气源所供空气的压力，以及

同步阀门构件，用于在以一个预想的压力流到同步阀门构件之前，延迟空气驱动制动器的制动执行。

2、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，第一储气罐和第二储气罐被供以空气，该空气用一根管道从供气源流到多功能阀。

3、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，空气在压力下，或从第一储气罐，或从第二储气罐，沿空气管道被供到空气驱动制动器中。

4、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，同步阀门构件旁路阀门构件，该旁路阀门构件允许空气在同步阀失灵的情况下，允许空气在压力下从同步阀流过以使空气驱动制动器锁住。

5、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，紧急控制阀门构件具有峰压构件，该峰压构件用来在一个峰压下将空气瞬时地输送至空气驱动制动器以使它们从锁住状态中松开。

6、权利要求1的空气制动系统，其特征是，其包括止回阀门构件，该止回阀防止空气在压力下由储气罐流至供气源。

7、权利要求6的空气制动系统，其特征是，它包括压力保护阀门构件，该压力保护阀用来防止空气流到一破裂的或泄露的第一或第二储气罐或从这样的储气罐流出，这样，上述的破裂的或泄露的储气管就被与多功能阀隔离。

8、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，第一储气罐是一紧急储气罐，并还包括制动松开构件，以在空气驱动制动器被由紧急储气罐来的空气所驱动进行制动之后，松开空气驱动制动器，以及一些传感部件，用来使制动松开构件只有在紧急储器罐中有受压空气时才能进行动作。

9、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，空气驱动制动器是单膜片型的。

10、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，空气驱动制动器是双膜片型的。

11、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，空气驱动制动器是锁紧活塞型的。

12、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，车辆是一个拖车。

13、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，车辆是牵引车和拖车的结合。

14、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，车辆是公共汽车。

15、在权利要求1的空气制动系统，其特征是，车辆是卡车。

16、权利要求1的空气制动系统，其特征是，它包括保护阀门构件，用来防止空气流到一个破裂的或泄漏的第一或第二储气罐，或从这样的储气罐流出，这样，上述的破裂的或泄漏的储气罐就被与多功能阀门隔离。

17、在权利要求1和权利要求16的空气制动系统，其特征是，紧急控制阀门构件具有峰压构件，用来在一峰压下，瞬时地将空气输送到空气驱动制动器，以使它们从锁住情况下松开。

18、在权利要求1、16和17的空气制动系统，其特征是，同步阀门构件包括旁路阀门构件，该旁路阀门允许空气在同步阀失灵的情况下流过同步阀，以允许锁住空气驱动制动器。

19、在权利要求16、17或18的空气制动系统，其特征是，第一储气罐和第二储气罐被供以空气，该空气沿一根空气管道从供气源流至多功能阀。

20、一种用来操纵一根制动执行杆的车辆制动装置，其特征是，上述制动装置包括：

一个压力箱，在其一侧有一第一开口，通过此口，上述执行杆沿制动方向和与此相反的回程方向轴向地进行操作，

一个被置放来用于沿制动方向驱动上述执行杆的膜片，

上述的压力箱在上述膜片的一侧，与上述的执行杆相对的方向有一第二开口，用来接收驱动上述膜片的压力，

一个连接到上述的第二开口的双路的中央开口的往复阀，在其中央央的一侧，有一个第一输入口，用来接收来自运行压力供应源的压力，以及在其中央另一侧，有一个第二输入口，用来接收来自紧急压力供应源的压力，运行和紧急的压力的平衡使上述的中央开口的往复阀的往复保持在中心，这样，上述的运行的和紧急的压力的共同压力提供了作用在上述膜片上的驱动压力，上述运行的和紧急的压力的、不平衡使上述双路阀的进口对上述的不平衡的运行的和紧急的压力中的低压关闭，而维持从上述的不平衡的运行的和紧急的压力来的高压，

一个固定到上述执行杆上的齿条提供了保持啮合的齿形，以防止上述执行杆在回程方向的运动，

一个具有一活塞杆端部的活塞，该端部进入与上述齿条机构保持啮合的保持器，上述活塞构件还包括偏压构件将上述活塞杆推入啮合保持器，以及一个施加紧急压力的开口性的连接，用来将上述活塞杆推出上述啮合保持器，当施加的紧急压力降到一个预定的降压值以下时，上述的活塞杆进入啮合保持器，以及

一个多功能阀，其包括一些用来在沿制动方向驱动上述执行杆和允许上述活塞杆在紧急制动作用期间进入啮合保持器之间产生延迟的构件。

21、一种用来操纵一个制动执行杆的车辆制动装置，其特征是，上述制动装置包括：

一个压力箱，在其一侧有一第一开口，通过此口，上述执行杆沿制动方向和与此相反的回程方向轴向地进行操作，

一个被置放用于沿制动方向驱动上述制动杆的膜片，

上述的压力箱在上述的膜片的一侧，与上述的执行杆相对的方向，有一个第二开口，用来接收驱动上述膜片的压力，

一个连接到上述的第二开口的双路的，中央开口的往复阀，在其中央的一侧，有一个第一输入口，用来接收来自运行压力源的压力，以及在其中央的另一侧，有一第二输入口，用来接收来自紧急供压源的压力，运行的和紧急的压力的平衡，使上述的中央开口的往复阀的往复保持在中心，这样，上述的运行的和紧急的压力的共同压力提供了作用在上述膜片上的驱动压力，上述的运行的和紧急的压力的不平衡，使上述的双路阀的输入口对上述的不平衡的运行的和紧急的压力中的低压关闭，而维持来自上述的不平衡的运行的和紧急的压力的高压，

一个固定到上述执行杆上的齿条提供了保持啮合的齿形，以防止上述的执行杆沿回拉方向运动，

一个具有一活塞杆端部的活塞，该端部进入与上述齿条啮合的保持器，上述活塞构件还包括偏压构件将上述活塞杆推入上述的啮合保持器，以及一个施加紧急压力的开口性的连接，用来将上述活塞杆推出活塞保持器，当施加的紧急压力降到一个预定的降压值以下时，上述活塞杆进入啮合保持器，以及

一个多功能阀，其增加沿制动方向驱动上述执行杆的压力水平，以在紧急制动松开期间克服上述执行杆和上述活塞杆之间的摩擦。

22、在权利要求21的制动系统，其特征是，多功能阀还增加了沿制动方向驱动上述执行杆的压力水平，以在紧急制动松开过程中克服上述执行杆和上述活塞杆之间的摩擦。

23、一种用来操纵一个制动器执行杆的车辆制动装置，其特征是，上述制动装置包括：

一个压力箱，在其一侧有一第一开口，通过此口，上述执行杆沿制动方向和与此相反的回程方向轴向地进行操作，

一个被置放来用于沿制动方向驱动上述执行杆的膜片，

上述的压力箱在上述的膜片的一侧，与上述的执行杆相对的方向，有一第二开口，用来接收驱动上述膜片的压力，

一个连接到上述第二开口的双路的，中央开口的往复阀，在其中央的一侧，有一第一输入口，用来接收来自运行压力源的压力，以及在其中失灵一侧，有一个第二输入口，用来接收来自紧急压力供应源的压力，运行的和紧急的压力的平衡，使上述的中央开口的往复阀的往复保持在中心，这样，上述的运行的和紧急的压力的共同压力，提供了作用在上述膜片上的驱动压力，上述的运行的和紧急的压力的不平衡，使上述双路阀的输入口对上述的不平衡的运行的和紧急的压力中的低压关闭，而维持从上述不平衡的运行的和紧急的压力来的高压，以及

一些构件，使紧急制动只有在紧急压力供应源保持足够的空气压力时才能松开。

24、一种用在车辆空气制动系统中的多功能阀，其特征是，空气制动系统包括供气构件，一些与车辆的轴相连接的空气驱动制动器，一个在紧急模式中和运行模式中用来容纳受压空气以便被供应来驱动空气制动器的储气罐，多功能阀经过互相连接的气流管道与空气驱动制动器和储气罐连通，多功能阀包括一个单一的整体的壳体，

在整体壳体内的减压阀构件用来减少来自供气源的空气在流到空气驱动制动器之前的压力。

在整体壳体内的紧急控制阀门构件用来当来自供气源的空气停止流动时，在一个所需的压力下将空气输送到制动器，压力小于由供气源所供空气的压力，以及

在整体壳体内的同步阀构件，用来在空气以所需要的压力流到同步阀门构件之前，延迟对空气驱动制动器的驱动。

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