CN105946828B - 一种变压装置、自动变压调控装置及abs组合继动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压装置，包括壳体、主阀杆、套装在主阀杆上下部的上下膜片总成；上膜片总成、主阀杆、下膜片总成将壳体空腔自上而下隔成彼此不相连通的第一工作腔室、第二工作腔室、第三工作腔室、第四工作腔室、第五工作腔室；在第一工作腔室和第四工作腔室之间设置有连通通道。本发明还涉及包括一级防抱死响应装置的自动变压调控装置以及应用该种自动变压调控装置的ABS组合继动阀。本ABS组合继动阀能降低总体制动作用量，以解除“抱死”状态。

Description

一种变压装置、自动变压调控装置及ABS组合继动阀

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，具体技术为一种变压装置，属于继动阀的辅助装置。

本发明还涉及应用上述变压装置的自动变压调控装置，属于电子继动阀的辅助装置。

本发明还涉及使用上述自动变压调控装置的ABS组合继动阀。

背景技术

随着国民经济和现代工业的快速发展，道路运营日益繁忙。目前我国营运的半挂牵引车占长途运输总量的70%以上。为使车辆安全高效运输和减少事故率，对运输车辆的制动系统提出更高要求。尤其是大吨位载货汽车及长轴距半挂车、挂车的刹车制动系统，必须具备灵敏度高，各组成部分运行可靠等性能。继动阀是挂车刹车制动系统的核心部件，继动阀的性能决定着整个制动系统的性能，因此，优化改善继动阀的意义十分重大。

授权公告号为CN201128412Y的实用新型专利提供了一种可根据主驱动桥、挂车桥在载重不同的条件下，供给刹车制动室合理的不同压力压缩空气的无级变压装置，解决了各桥不同步制动的问题。

授权公告号为CN 201736978 U的实用新型专利提供了一种汽车刹车自动调压控制器，该专利与CN201128412Y的实用新型专利组合搭配使用，可实现继动阀的无级变压，驾驶员的操作更简便，无需控制开关。

上述技术发明，虽然优化改善了传统机械继动阀的性能，但由于没有与防抱死制动系统（Anti-lock Brake System，简称ABS）结合，已经不适应市场需求。

申请号为200510044419.8的发明专利公开了一种ABS紧急继动阀，这种ABS紧急继动阀是由在最简易继动阀的基础上，增加一个电磁调节阀。其弊端是，当电磁阀失效或出现故障时，继动阀不能保持车辆的可控性。

传统配备有ABS电磁控制的阀体部分结构简易，并且存在诸多不合理现状，具体表现在其一为分布给制动室的气流通道流量偏小，造成制动响应速度变慢，导致刹车时间延长；其二是整体结构为了达到防“抱死”的目的，ECU控制泄损掉大量的制动气压，使得在“抱死”后非“抱死”的时间段气压补充不充足，从而造成整体车辆减速不良，给交通安全带来重大隐患。

挂车车辆的结构特殊，挂车车桥与制动总泵相对距离较远，使车辆在制动时从驾驶员踩下刹车柄到制动室动作有0.4秒左右的滞后时间，这一时间差严重制约着挂车车辆的制动效果，是挂车车辆制动距离相对延长的主要成因。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种变压装置。该装置是在CN201128412Y号专利基础之上发展而来，使挂车或半挂车在制动线路不变的情况下，减少制动时间、缩短制动距离，提高车辆制动的灵敏度。

本发明的技术方案如下：一种变压装置，包括壳体、置于壳体空腔内的主阀杆、套装在主阀杆上部的上膜片总成、套装在主阀杆下部的下膜片总成；上膜片总成、主阀杆、下膜版总成将壳体空腔自上而下隔成彼此不相连通的第一工作腔室、第二工作腔室、第三工作腔室、第四工作腔室、第五工作腔室； 在第一工作腔室和第四工作腔室之间设置有连通通道。

本发明在CN201128412Y专利基础之上，通过在第一工作腔室和第四工作腔室之间设置连通通道，使进入制动室的气压由有限量级（原为六级，即减压两级、增压三级，平衡一级）成为无级变压，完全根据需要进行压力变动，从而间接地提高了车辆制动灵敏度。

本发明还提供一种应用上述变压装置的自动变压调控装置，还包括串联在第一工作腔室和第三工作腔室之间的一级防抱死响应装置。本自动变压调控装置能实现机械继动阀与ABS的组合，同时能使继动阀的操作由人工转向自动。同时，通过一级防抱死响应装置，可降低总体制动作用量，以解除“抱死”状态。

作为优选方案，本发明的一级防抱死装置采用如下技术方案：其包括与无级变压装置的第一工作腔室相连通的阀前通道，与第三工作腔室相连通的阀后通道，串联在阀前通道和阀后通道之间的常闭电磁阀，电磁阀受控于ABS中的ECU，控制着阀前通道和阀后通道的连通或隔断。

本发明还提供一种ABS组合继动阀，包括开关总成，开关总成包括阀门；还包括上述自动变压调控装置；其中自动变压调控装置的主阀杆下端面与开关总成的阀门接触。

为进一步增强本发明的制动控制功能，在上述ABS组合继动阀的一侧，设置有稳压调压装置，该稳压调压装置串联在第二工作腔室和第五工作腔室之间。

为更进一步增强本发明的制动控制功能，在上述ABS组合继动阀增设有输入气压配置调压响应装置。本装置可对输入气压调控的同时，进一步降低总体制动作用量，以进一步解除“抱死”状态。

为更进一步增强本发明的制动控制功能，在上述ABS组合继动阀开关总成左右两侧增设了EBD开关总成。通过增加EBD开关总成，可平衡车辆左右轮组的制动力矩，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，保证车辆的平稳和安全。

本发明提供的ABS组合继动阀与传统ABS组合阀相比较，增加了稳压调压装置和变压装置，使刹车动作相对提前了0.2至0.5秒的时间，能使起始制动压力迅速达到所需压力大小进行制动，显著缩短了刹车距离。本发明与传统ABS组合继动阀相比，更为显著不同的是，在ABS中的ECU因特殊原因退出控制时，本发明仍然能以机械结构防拖胎方式的制动效果来保持车辆的可控性。

附图说明

图1 变压装置的主视剖视图；

图2 自动变压调控装置的主视剖视图；

图3 包含有自动变压调控装置的ABS组合继动主视剖视图一；

图4 包含有输入气压配置调压响应装置和稳压调压装置的ABS组合继动阀侧视剖视图；

图5 包含有EBD开关总成的ABS组合继动主视剖视图图二；

图6 图5沿A-A向仰视剖视图。

本发明附图标记如下：

一、变压装置50：

下壳体1、上壳体4、上盖6；主阀杆5、上膜片总成5-3、下膜片总成5-1、第一工作腔室5-6、第二工作腔室5-7、第三工作腔室5-8、第四工作腔室5-9、第五工作腔室5-10；

二、自动变压调控装置：

1、变压装置50；

2、一级防抱死响应装置60-1：

阀前通道6-1、阀后通道6-4、电磁阀6-3、泄压孔6-2；

三、ABS组合继动阀：

1、开关总成：

阀门1-5、常通进气孔1-9、进气孔1-7；

2、稳压调压装置70：

稳压阀上腔室7-3，稳压活塞7-4，稳压模片7-5，稳压上通道7-6，稳压阀门7-7，连接块7-8，稳压下通道7-9；

3、输入气压配置调压响应装置60-2：

控制气压通道6-9，控制气压进气孔6-10，配置阀门6-11，阀杆6-12，阀前通道6-13，配置阀模片6-14，上阀后通道6-15，电磁阀6-16，泄压孔6-17，下阀后通道7-2；

4、EBD开关总成30：

下壳体侧盖3，压缩弹簧3-3，膜片总成3-4，小阀杆3-5，EBD阀门3-6，输出气孔3-7，阀前通道3-10，阀后通道3-9，中继电磁阀3-8，中继电磁阀3-11。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述说明仅是示例性的。

说明：本发明与外部结构的连通关系：

1、第一工作腔室5-6外通刹车总泵（经由挂车控制阀处理）；

2、常通进气孔1-9外通高压气源或主车储气筒（经由挂车控制阀处理）；

3、进气孔1-7外接挂车储气筒；

4、输出气孔3-7外通制动室。

一、变压装置实施方式：

本发明为继动阀辅助装置。

见图1，本实施例中：下壳体1、上壳体4、上盖6组成壳体。

主阀杆5的上部套装了上膜片总成5-3，下部套装了下膜片总成 5-1,在主阀杆5中部有一凸肩，该凸肩与上壳体4围成第三工作腔室5-8。

本实施例将上膜片总成5-3压制在上盖6和上壳体4的螺接面上，将下膜片总成5-1压制在上壳体4和下壳体1的螺接面上，在上膜片总成5-3的上下两侧分别形成两个不相连通的第一工作腔室5-6，第二工作腔室5-7；下膜片总成5-1的上下两侧分别形成第四工作腔室5-9，第五工作腔室5-10。第一工作腔室5-6外通制动总泵。

利用壳体压制膜片形成彼此不相连通的工作腔室的结构，能更好地保障各腔室的气压不泄漏。

为了实现无级变压功能，在第一工作腔室5-6和第四工作腔室5-9之间设置连通通道。本发明直接在两个腔室对应的主阀杆5的轴芯位置处设置了通孔，本连通通道也可以设置在壳体上，或在壳体相应位置钻孔后通过外接管路实现。但后两种方式容易导致腔室气压的泄漏，同时，加工工艺变得复杂。

为了达到各工作腔室的彼此密封，在主阀杆5和壳体接触的位置，可设置密封环，使主阀杆5在相对壳体上下移动时，保证各腔室的密封性。

为了更简便地叙述工作原理，在本发明中，定义所有膜片上部腔室均为正压腔室，膜片下部腔室均为负压腔室。这样，第二工作腔室5-7和第五工作腔室5-10为负压腔室，其余腔室为正压腔室。

二、自动变压调控装置的实施方式：

本发明属于ABS组合继动阀的配套使用辅助装置。ABS组合继动阀包括两大部分，一部分为机械阀体部分，一部分为ABS中的控制单元ECU。ECU控制着阀体部分的电磁阀。本发明提供的自动变压调控装置与机械阀体部分相连接，其中的电磁阀与ECU为数据连接，在ECU中设置有控制本装置电磁阀的一级防抱死系统。

见图2，本发明包括变压装置50和一级防抱死响应装置60-1。其中，变压装置50如前所述。为了实现变压装置50与ABS的结合，本发明中，在变压装置50的上盖6上，设置了一级防抱死响应装置60-1。本实施例的一级防抱死响应装置60-1包括与第一工作腔室5-6相连通的阀前通道6-1，与第三工作腔室5-8相连通的阀后通道6-4，直通大气的泄压孔6-2；在泄压孔6-2与阀前通道6-1、阀后通道6-4之间串联一常闭电磁阀6-3，电磁阀6-3受控于ABS中的ECU，控制着阀前通道6-1、阀后通道6-4与泄压孔6-2的连通或隔断。ABS的ECU控制单元中，增设有一级防抱死系统。本系统控制着电磁阀6-3。

常态时，电磁阀6-3是关闭的，第一工作腔室5-6和第三工作腔室5-8中的气压不能通过阀前通道6-1、阀后通道6-4排出；当电磁阀6-3接收到来自ECU的信号打开时，阀前通道6-1、阀后通道6-4同时与泄压孔6-2相连通，第一工作腔室5-6和第三工作腔室5-8中的气压便可排出。

由于第一工作腔室5-6与第四工作腔室5-9之间设置有连通通道，因此第四工作腔室5-9压力和第一工作腔室5-6的压力能同时排出。

三、ABS组合继动阀实施方式：

传统的ABS组合继动阀，其工作过程为：ABS中的ECU系统在车辆启动后至制动启用前，首先根据组成电器系统的电学状态来对易损元件进行自检，被检测元件包括轮速传感器开路故障、轮速传感器短路故障、电磁阀开路故障、电磁阀短路故障、电磁阀匝间短路故障以及电源电压异常故障。另外，在车辆正常运行中未制动前，ECU会分别得到所有轮速传感器的访问值，若ECU访问到的轮速值差大于一定值（一般为4%），系统会输出报错信号，这样就保证了系统EBD控制的准确率。以上所有元器件故障一旦被检测出来 ，ECU会控制ABS全系统退出制动装置。

下面结合图1至图6介绍ABS组合继动阀。

本发明提供的ABS组合继动阀，包括两大部分，一部分为机械阀体部分，一部分为ABS中的控制单元ECU。ECU控制着阀体部分的电磁阀。

机械阀体部分包括开关总成、稳压调压装置、自动变压调控装置、输入气压配置调压响应装置、EBD开关总成等几大部分；ECU控制单元包括一级防抱死系统，二级防抱死系统，左右分配控制EBD系统以及自检系统等组成。

本发明ABS中的ECU控制单元设置在阀体的顶端，用塑料外壳封装，配置有电器输入和输出端子，输入端子连接轮速传感器、刹车信号开关和电源；输出端子连接电磁阀和信息指示灯等。

实施例1：

见图3，本发明提供的ABS组合继动阀包括开关总成10，自动变压调控装置,其中，自动变压调控装置如前所述包括变压装置50，一级防抱死响应装置60-1。本实施例中，三者的壳体为一体结构，这样使得继动阀的结构更紧凑。

开关总成10是储气筒和制动室的控制开关，其工作原理是：当刹车总泵通过变压装置50的主阀杆5打开阀门1-5时，储气筒的气压便可进入制动室。

变压装置50中的主阀杆5直接接触开关总成10的阀门1-5；开关总成10受控于主阀杆5；当主阀杆5下移，使阀门1-5打开时，来自储气筒的气压便可进入制动室进行制动。

配置有一级防抱死响应装置60-1的ABS组合继动阀的工作原理如下：在制动过程中，ABS配置的轮速传感器将轮速的下降值传送给ECU，ECU将单位时间内轮速下降比的曲线值与一内部设定的Q值进行比较，若这一曲线值大于Q值，表明轮速下降异常，即视为车辆制动中产生“抱死”现象，此时ECU输出信号使常闭电磁阀6-3打开，第一工作腔室5-6和第四工作腔室5-9中的气压经阀前通道6-1，第三工作腔室5-8中的气压经阀后通道6-4分别通过泄压孔6-2被泄放，总开关总成中的阀门1-5随即关闭或进气量减小，进而降低总体制动作用量，以解除“抱死”状态。

实施例2：

见图4，在上述实施例基础之上，在壳体一侧设置有稳压调压装置70，稳压调压装置70串联在第二工作腔室5-7和第五工作腔室5-10之间，对变压装置50内的气压进行调控。

稳压调压装置70包括：稳压阀上腔室7-3、稳压活塞7-4、稳压模片7-5、稳压上通道7-6、稳压阀门7-7、连接块7-8、稳压下通道7-9。其中，稳压上通道7-6与第二工作腔室5-7相连通，稳压下通道7-9与第五工作腔室5-10相连通，稳压阀上腔室7-3根据需要可接通外部气源。

本ABS组合继动阀，由于从机械构造上设置有变压装置50和稳压调压装置70，在不与ABS组合时，仍然能以机械结构防拖胎方式的制动效果来保持车辆的可控性。

实施例3：

见图4，在实施例2的基础上，在上盖6上，增设输入气压配置调压响应装置60-2。

输入气压配置调压响应装置60-2包括控制气压进气孔6-10、控制气压通道6-9、配置阀门6-11、阀杆6-12、配置阀膜片6-14、阀前通道6-13、电磁阀6-16、上阀后通道6-15、下阀后通道7-2；其中，控制气压通道6-9和阀前通道6-13与第一工作腔室5-6相连通；下阀后通道7-2与稳压调压装置70中的稳压阀上腔室7-3相连通；电磁阀6-16受控于ABS中的ECU。ABS的ECU控制单元中，增设有二级防抱死系统。本系统控制着电磁阀6-16。控制气压进气孔6-10外接刹车总泵。

在电磁阀6-16上，还开设有泄压孔6-17，泄压孔6-17外接大气。

常态下，电磁阀6-16处于关闭状态。来自制动总泵的气压经控制气压进气孔6-10流入，流经阀门6-11和阀杆6-12之间的空腔进入控制气压通道 6-9，进入第一工作腔室5-6工作。阀前通道6-13与上阀后通道6-15、下阀后通道7-2不相连通；上阀后通道6-15、下阀后通道7-2和泄压孔6-17相连通。当电磁阀6-16接收到ECU的信号打开时，泄压孔6-17同时关闭，此时第一工作腔室5-6的气压便可注入上阀后通道6-15对配置阀膜片6-14作用，进入下阀后通道7-2对稳压调压装置70作用。

输入气压配置调压响应装置60-2的工作原理如下：ECU在一级防抱死动作后会监测“抱死”的解除情况，解除“抱死”时ABS自动退出，若在大于一个时间t后，轮速降速状态仍然为“抱死”，ECU会输出二级防抱死控制信号，这一信号驱动常闭电磁阀6-16打开并同时关闭泄压孔6-17，第一工作腔室5-6、第四工作腔室5-9中的气压一路经阀前通道6-13、阀后通道6-15作用于配置阀膜片6-14，作用力使阀杆6-12右移，关闭或减小进气口阀门6-11的进气量，从而减小了第一工作腔室5-6、第四工作腔室5-9中的压力；与此同时，第一工作腔室5-6、第四工作腔室5-9中的气压经阀前通道6-13、阀后通道7-2作用于稳压阀上腔室7-3，作用力改变稳压值使稳压活塞7-4下移，负压腔室5-10中的气压经稳压下通道7-9、稳压阀门7-7、稳压上通道7-6同时作用于负压腔室5-7。以上正压腔室压力的减小和负压腔室压力的增大，使开关总成中的阀门1-5随即关闭或进气量减小，降低了总体制动作用量，以进一步解除“抱死”状态。

实施例4：

见图5和图6，在开关总成10左右两侧分别设置EBD开关总成30。

EBD开关总成30包括下壳体侧盖3、压缩弹簧3-3、膜片总成3-4、小阀杆3-5、EBD阀门3-6、输出气孔3-7、阀前通道3-10、中继电磁阀3-8、阀后通道3-9；中继电磁阀3-8受控于ABS中的ECU。ABS的ECU控制单元中，增设有左右分配控制EBD系统。本系统控制着中继电磁阀3-8和3-11。

本实施例中，下壳体侧盖3与下壳体1为一体设置；在小阀杆3-5上开设有中心通孔用于泄压。

常态下，左右两侧的中继电磁阀3-8和3-11处于关闭状态，来自开关总成10后的制动气压流经EBD阀门3-6的侧壁进入输出气孔3-7，流向其所连通的制动室。

EBD开关总成30的工作原理如下：在正常情况下，左右一对EBD开关总成在压缩弹簧3-3的作用下处于常开状态，制动时来自开关总成10后的制动气压经输出气孔3-7直接分配到所属所有制动钳。当车辆在高速运行的情况下突然受制动时，ECU在监测“抱死”的同时对左右分配轮组的轮速进行混合比较，若因为某些因素使左右轮组轮速差大于ECU内部设定标准值时，系统会输出控制信号，驱动对应相对低速侧常闭中继电磁阀（以右侧中继电磁阀3-8为例）打开，制动气压经阀前通道3-10、阀后通道3-9作用于膜片总成3-4，小阀杆3-5右移，使EBD阀门3-6随即关闭或进气量减小，并由小阀杆3-5中心孔泄放掉部分气压，从而使这一“低速”侧轮组制动力减小，以平衡左右轮组的制动力矩，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，保证车辆的平衡和安全。

本发明最佳的实施方式为，在ABS组合继动阀上，同时配置一级防抱死装置60-1，输入气压配置调压响应装置60-2，以及EBD开关总成30；在ABS的ECD控制单元中同时增设一级防抱死系统，二级防抱死系统，左右分配控制EBD系统等。此种ABS组合继动阀，能实现多种功能，达到最佳的制动效果，非常适应市场需求。

Claims (8)

1.一种自动变压调控装置，其特征在于，包括变压装置（50）和一级防抱死响应装置（60-1）；所述变压装置（50）包括壳体、置于壳体空腔内的主阀杆（5）、套装在主阀杆（5）上部的上膜片总成（5-3）、套装在主阀杆（5）下部的下膜片总成（5-1）；上膜片总成（5-3）、主阀杆（5）、下膜版总成（5-1）将壳体空腔自上而下隔成彼此不相连通的第一工作腔室（5-6）、第二工作腔室（5-7）、第三工作腔室（5-8）、第四工作腔室（5-9）、第五工作腔室（5-10）；在第一工作腔室（5-6）和第四工作腔室（5-9）之间设置有连通通道；所述一级防抱死响应装置（60-1）包括与第一工作腔室（5-6）相连通的阀前通道（6-1），与第三工作腔室（5-8）相连通的阀后通道（6-4），直通大气的泄压孔（6-2）；在泄压孔（6-2）与阀前通道（6-1）、阀后通道（6-4）之间串联一常闭电磁阀（6-3），电磁阀（6-3）受控于ABS中的ECU，控制着阀前通道（6-1）、阀后通道（6-4）与泄压孔（6-2）的连通或隔断。

2.一种ABS组合继动阀，包括开关总成（10），开关总成（10）包括阀门（1-5）；其特征在于，还包括权利要求1所述的自动变压调控装置；其中自动变压调控装置的主阀杆（5）下端面与开关总成（10）的阀门（1-5）接触。

3.根据权利要求2所述的ABS组合继动阀，其特征在于，还包括设置在自动变压调控装置一侧的稳压调压装置（70），该稳压调压装置（70）串联在第二工作腔室(5-7)和第五工作腔室(5-10)之间。

4.根据权利要求3所述的ABS组合继动阀，其特征在于，还包括输入气压配置调压响应装置（60-2）。

5.根据权利要求4所述的ABS组合继动阀，其特征在于：所述输入气压配置调压响应装置（60-2）包括控制气压进气孔（6-10）、控制气压通道（6-9）、配置阀门（6-11）、阀杆（6-12）、配置阀膜片（6-14）、阀前通道（6-13）、电磁阀（6-16）、上阀后通道（6-15）、下阀后通道（7-2）；其中，控制气压通道（6-9）和阀前通道（6-13）与第一工作腔室（5-6）相连通；下阀后通道（7-2）与稳压调压装置（70）相连通，电磁阀（6-16）受控于ABS中的ECU。

6.根据权利要求2或3所述的任一ABS组合继动阀，其特征在于，还包括设置在开关总成（10）左右两侧的EBD开关总成（30）。

7.根据权利要求6所述的ABS组合继动阀，其特征在于：所述EBD开关总成包括下壳体侧盖（3）、压缩弹簧（3-3）、膜片总成（3-4）、小阀杆（3-5）、EBD阀门（3-6）、输出气孔（3-7）、阀前通道（3-10）、中继电磁阀（3-8）、阀后通道（3-9）；中继电磁阀（3-8）受控于ABS中的ECU。

8.根据权利要求4所述的ABS组合继动阀，其特征在于，还包括设置在开关总成（10）左右两侧的EBD开关总成（30）。