CN107215327A - 气压式电子驻车制动集成阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种气压式电子驻车制动集成阀，用于与储气罐和驻车制动气室相连，包括由继动阀(5)构成的继动阀总成(M5)，由第一电磁阀(2)、第二电磁阀(3)、第三电磁阀(4)构成的电磁阀总成(M234)，由驻车制动控制器(10)构成驻车制动控制器总成(M5)，还包括可拆式固定连接的上壳体(55)和下壳体(101)，所述电磁阀总成(M234)与继动阀总成(M5)相邻且安装面互相垂直，两者均设置在上壳体(55)内，驻车制动控制器总成(M10)设置在集成阀底部，安装在下壳体(101)内。本发明将驻车制动控制器、三个电磁阀和继动阀有效地集成在一起，简化了管路连接，也简化了各部件的制造和装配，结构紧凑、成本低、性能可靠。

Description

气压式电子驻车制动集成阀
技术领域
本发明属于汽车制动部件技术领域，特别是一种结构紧凑、成本低、性能可靠的气压式电子驻车制动集成阀。
背景技术
气压式电子驻车制动系统(EPB，Electronic Parking Brake)是指将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现停车制动的技术，是汽车线控制动系统的一类。电子驻车制动系统的出现和应用进一步地推动了汽车电子控制系统的集成性，降低了车身结构的复杂性，并提高了系统的可靠性。
现有常用的气压式EPB系统中多是将各控制阀分别安装在支架上，然后通过外置管路将各控制阀的工作口及进气、排气口对应连通以形成气压控制系统，例如中国发明专利申请(申请号：201710118935.3，申请日：2017年3月2日，申请人：南京理工大学)提供了一种气压状态自锁式电子驻车制动系统，如图1所示，包括储气罐、驻车制动控制器、气压传感器和驻车制动气室，还包括继动阀，所述继动阀的进气口与储气罐相连，其出气口与驻车制动气室相连，所述气压传感器的输入端串接在继动阀与驻车制动气室之间的气路上，其信号输出端与驻车制动控制器相连；在继动阀的控制口与储气罐之间还设有第一电磁阀，在继动阀的控制口与出气口之间还设有第三电磁阀，还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀的输入端与继动阀的控制口相连；所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与驻车制动控制器电连接。
但这种分别安装各控制阀及通过外置管路实现各控制阀的连通的安装方式，不仅安装过程较为麻烦，难以检修维护，同时使得管路长度变长而增加制动反应时间，从而导致制动距离增加；而且整个气压控制系统占用安装空间较大，造成布置空间紧张。这些因素都必然影响整车的安全性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气压式电子驻车制动集成阀，结构紧凑、成本低、性能可靠。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种气压式电子驻车制动集成阀，用于与储气罐、气压传感器和驻车制动气室相连，还包括驻车制动控制器、电磁阀，还包括继动阀，所述继动阀的进气口与储气罐相连，其出气口与驻车制动气室相连，所述气压传感器的输入端串接在继动阀与驻车制动气室之间的气路上，其信号输出端与驻车制动控制器相连；在继动阀的控制口与储气罐之间还设有第一电磁阀，在继动阀的控制口与出气口之间还设有第三电磁阀，还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀的输入端与继动阀的控制口相连；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与驻车制动控制器电连接；手动模式开关、自动模式开关及驻车指示灯还与驻车制动控制器电连接，所述继动阀构成继动阀总成，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀构成电磁阀总成，驻车制动控制器构成驻车制动控制器总成；
还包括可拆式固定连接的上壳体和下壳体，所述电磁阀总成与继动阀总成相邻且安装面互相垂直，两者均设置在上壳体内，驻车制动控制器总成设置在集成阀底部，安装在下壳体内。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、结构紧凑：本发明气压式电子驻车制动集成阀将驻车制动控制器、三个电磁阀和继动阀集成为一体，可减少外置管路及接头的数量，保证其无管路集中供应，重量轻、体积小，节约整车安装空间，便于系统布置。
2、降低成本：本发明集成阀减少了大量的连接、转序工艺，原材料重量轻、用量少，可降低工艺控制难度，提高装配效率，从而降低产品制造成本。
3、提高性能：本发明集成阀集成度高，有效规避了因零件繁多、连接不好而造成的产品漏气、电磁阀断路、短路失效等失效模式，提高制动可靠性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术气压状态自锁式电子驻车制动系统的原理图。
图2为本发明气压式电子驻车制动集成阀的等轴测视图。
图3为图2的主视图。
图4、5分别为图3中的A-A、B-B剖视图。
图6为本发明气压式电子驻车制动集成阀的气路连接关系示意图。
图中，
1储气罐，2第一电磁阀，3第二电磁阀，4第三电磁阀，5继动阀，5A控制口，5B出气口，5C进气口，5D排气口，6气压传感器，7驻车制动气室，8手动模式开关，9自动模式开关，10驻车制动控制器，11驻车指示灯，
M0集成阀，M2第一电磁阀，M3第二电磁阀，M4第三电磁阀，M234电磁阀总成，M5继动阀总成，M10控制器总成，
21电磁阀弹簧，22密封圈，23阀芯，24阀芯套，25密封圈，26螺钉，27通孔，28电磁阀盖，29电磁线圈，30密封圈，
51进气口，52出气口，53排气口，54控制口，55上壳体，56排气膜片，57螺钉，58螺钉，59通道，510通孔，511通道，512通道，513通道，514继动阀盖，515通孔，516密封圈，517活塞，518密封圈，519活塞回位弹簧，520密封圈，521卡环，522密封圈，523阀门座，524阀门，525阀门回位弹簧，526通孔，527密封圈，528弹簧座，A控制腔，B出气腔，C进气腔，D排气腔，
101下壳体，102螺栓，103电接头。
具体实施方式
本发明气压式电子驻车制动集成阀，用于如图1所示的气压状态自锁式电子驻车制动系统，并与储气罐1、气压传感器6和驻车制动气室7相连。还包括驻车制动控制器10、电磁阀2、3、4，还包括继动阀5，所述继动阀5的进气口5C与储气罐1相连，其出气口5B与驻车制动气室7相连，所述气压传感器6的输入端串接在继动阀5A与驻车制动气室7之间的气路上，其信号输出端与驻车制动控制器10相连；在继动阀5的控制口5A与储气罐1之间还设有第一电磁阀2，在继动阀5的控制口5A与出气口5B之间还设有第三电磁阀4，还包括第二电磁阀3，所述第二电磁阀3的输入端与继动阀5的控制口5A相连；第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4分别与驻车制动控制器10电连接；手动模式开关8、自动模式开关9及驻车指示灯11还与驻车制动控制器10电连接。
如图2、3所示，所述继动阀5构成继动阀总成M5，第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4构成电磁阀总成M234，驻车制动控制器10构成驻车制动控制器总成M5；
还包括可拆式固定连接的上壳体55和下壳体101，所述电磁阀总成M234与继动阀总成M5相邻且安装面互相垂直，两者均设置在上壳体55内，驻车制动控制器总成M10设置在集成阀底部，安装在下壳体101内。
如图4、5所示，所述电磁阀总成M234包括依次插装的线圈29、阀芯23、阀芯套24及电磁阀盖28，在阀芯23顶端固联有回位弹簧21，紧抵阀芯套24；上壳体55内设有从E凹腔处钻入的同轴同径的通道513、511、59，将三个电磁阀M2、M3、M4内腔连通；同时从54口处向内钻有同轴小径通道512，连接到电磁阀M2；电磁阀盖28内开有斜入的通孔27，下端与电磁阀M4内腔相通，上端与上壳体中另一通孔526连接，通孔526直通到继动阀出气腔B内；阀芯套24上下两端分别由密封圈22、25密封，电磁阀盖28与上壳体55通过螺钉26、密封圈30密封联接。
所述继动阀总成M5具有设置在上壳体55同侧的进气口51、控制口54和上部的排气口53、出气口52，所述进气口51与C腔相连，出气口52与B腔相连，D腔经排气口53通大气，同时与电磁阀M2经通孔510相连，控制口54与电磁阀M3输入端相连。
所述继动阀总成M5还包括继动阀盖514，以及自左向右依次安装的排气阀门总成、进气阀门总成、活塞回位弹簧519、控制活塞517，所述活塞517外侧紧套密封圈520并与阀盖514内壁形成密封，将继动阀内部分隔为控制腔A和出气腔B，受两腔压差作用活塞517会左右移动；
进气阀门总成包括依次设置的弹簧座528、阀门回位弹簧525、阀门524、阀门座523、卡环521，弹簧座528左端外侧套有密封圈527，与上壳体内壁通过过盈配合固定位置；阀门524右侧紧抵阀门座523，同时与弹簧座528之间设有阀门回位弹簧525，其处于压缩状态；卡环521通过上壳体内的凹槽固定，用于限制进气阀门的位移；
卡环521与活塞517之间装有回位弹簧519，当活塞517处于最右端时，活塞回位弹簧519设有一定预紧量，此时出气腔B与排气腔D相通，当活塞517受压左行时，活塞回位弹簧519受压收缩，出气腔B与进气腔C相通；排气膜片56由螺钉57与上壳体55固联，继动阀盖514通过螺钉58与上壳体55固定。
如图6所示，所述进气口51、控制口54均用于与储气罐1的输出端相连，出气口52用于与驻车制动气室7输入端相连，排气口53通大气，电气设备通过电接头103与控制器连接。
其工作原理如下：
电磁阀通电时，线圈29产生电流，阀芯23在电磁力的作用下克服弹簧21的预紧力截断阀芯套24气路；电磁阀断电时，线圈29中电流消失，阀芯23在回位弹簧21的作用下复位到最顶端。图4中电磁阀均为断电状态。
一、解除驻车制动：驻车制动控制器控制电磁阀M2通电(开启)、电磁阀M4通电(关闭)，此时高压气体从储气罐1经控制口54、通道512、电磁阀M2、通道513到达E腔，再经过继动阀盖514内的通孔515进入A腔，活塞517逐渐左移。在A腔只有较低压力时，活塞517不足以克服回位弹簧的作用至打开进气通道，此过程中继动阀不能正常工作。本发明所述继动阀部分提高了开启压力，使其更容易保证出气腔B与排气腔D之间的连通。
当A腔压力逐渐增大，活塞517左移至与阀门524接触，继续向左移动，活塞517和阀门524共同克服回位弹簧525和519的预紧力，先关闭排气通道，再打开进气通道，即隔断B腔与D腔，连通B腔与C腔，储气罐1中的压缩空气便直接通过进气口51、C腔进入B腔内，再从出气口52充入制动气室7内，即继动阀处于进气状态。
当驻车制动气室7充满高压气体时，储能弹簧被压缩，驻车制动随之解除，同时驻车制动控制器通过检测气压传感器的信号，监控驻车制动气室7的气压值，当驻车制动气室7的压力值达到其设定上限后，驻车制动控制器控制电磁阀M2、电磁阀M4断电，维持驻车制动气室7内的高压，驻车制动解除状态保持。
二、高压自锁：电磁阀M4将出气腔B与控制腔A连通，当管路接头等发生漏气时，由于继动阀本身的结构决定了B腔气压高于A腔气压，所以B腔的气体会经通孔526、27、电磁阀M4、通道59、511、513到达E腔，再由通孔515向A腔流动，此时继动阀部分M4处于进气状态，对其进行气体补充，保持驻车系统处于高压状态，实现高压状态记忆功能。
三、施加驻车制动：驻车制动控制器控制电磁阀M3通电(开启)、电磁阀4通电(关闭)，控制腔A内的气体经通孔515、E腔、通道513、通道511、通孔510进入排气腔D，从而排入大气，活塞517及阀门总成在回位弹簧525、519的作用下右移至极限位置，阀门524与活塞517分离，进气通道被关闭，排气通道开启，即隔断B腔与C腔，连通B腔与D腔，制动气室7中的压缩空气经52口、B腔到达D腔，最终排入大气。在此过程中，制动气室7要排出的气体的压力逐渐降低，本发明加装的活塞回位弹簧519可在继动阀内部低压时，克服由于震动等因素导致的活塞517左移至关闭排气通道，保证排气顺利、彻底。
当制动气室7中高压气体放完，储能弹簧复位，产生驻车制动力，达到驻车制动效果，同时驻车制动控制器通过检测气压传感器的信号，监控驻车制动气室7的气压值，当驻车制动气室7的压力值达到其设定下限值后，驻车制动控制器控制电磁阀M3、电磁阀M4断电，驻车制动状态保持。
四、低压自锁过程：如果高压气体通过电磁阀M2漏入到继动阀的控制腔A内，漏入的高压气体会经由通道511、59、电磁阀M4、通孔27、526流入到出气腔B内，再经由D腔、排气口53排入大气中，不会引起漏入的高压气体在控制腔A内的累积，更不会开启继动阀，由此驻车系统处于保持低压状态，实现低压自锁功能。
本发明将驻车制动控制器、三个电磁阀和继动阀有效地集成在一起，简化了管路连接，也简化了各部件的制造和装配，重量轻、体积小、成本低，结构合理、性能可靠。

Claims (5)

1.一种气压式电子驻车制动集成阀，用于与储气罐(1)、气压传感器(6)和驻车制动气室(7)相连，包括驻车制动控制器(10)、电磁阀(2、3、4)，还包括继动阀(5)，所述继动阀(5)的进气口(5C)与储气罐(1)相连，其出气口(5B)与驻车制动气室(7)相连，所述气压传感器(6)的输入端串接在继动阀(5A)与驻车制动气室(7)之间的气路上，其信号输出端与驻车制动控制器(10)相连；在继动阀(5)的控制口(5A)与储气罐(1)之间还设有第一电磁阀(2)，在继动阀(5)的控制口(5A)与出气口(5B)之间还设有第三电磁阀(4)，还包括第二电磁阀(3)，所述第二电磁阀(3)的输入端与继动阀(5)的控制口(5A)相连；第一电磁阀(2)、第二电磁阀(3)、第三电磁阀(4)分别与驻车制动控制器(10)电连接；手动模式开关(8)、自动模式开关(9)及驻车指示灯(11)还与驻车制动控制器(10)电连接，其特征在于：
所述继动阀(5)构成继动阀总成(M5)，第一电磁阀(2)、第二电磁阀(3)、第三电磁阀(4)构成电磁阀总成(M234)，驻车制动控制器(10)构成驻车制动控制器总成(M5)；
还包括可拆式固定连接的上壳体(55)和下壳体(101)，所述电磁阀总成(M234)与继动阀总成(M5)相邻且安装面互相垂直，两者均设置在上壳体(55)内，驻车制动控制器总成(M10)设置在集成阀底部，安装在下壳体(101)内。
2.根据权利要求1所述的集成阀，其特征在于：
所述电磁阀总成(M234)包括依次插装的线圈(29)、阀芯(23)、阀芯套(24)及电磁阀盖(28)，在阀芯(23)顶端固联有回位弹簧(21)，紧抵阀芯套(24)；上壳体(55)内设有从(E)凹腔处钻入的同轴同径的通道(513)、(511)、(59)，将三个电磁阀(M2)、(M3)、(M4)内腔连通；同时从(54)口处向内钻有同轴小径通道(512)，连接到电磁阀(M2)；电磁阀盖(28)内开有斜入的通孔(27)，下端与电磁阀(M4)内腔相通，上端与上壳体中另一通孔(526)连接，通孔(526)直通到继动阀出气腔(B)内；阀芯套(24)上下两端分别由密封圈(22)、(25)密封，电磁阀盖(28)与上壳体(55)通过螺钉(26)、密封圈(30)密封联接。
3.根据权利要求1所述的集成阀，其特征在于：所述继动阀总成(M5)具有设置在上壳体(55)同侧的进气口(51)、控制口(54)和上部的排气口(53)、出气口(52)，所述进气口(51)与(C)腔相连，出气口(52)与(B)腔相连，(D)腔经排气口(53)通大气，同时与电磁阀(M2)经通孔(510)相连，控制口(54)与电磁阀(M3)输入端相连。
4.根据权利要求3所述的集成阀，其特征在于：
所述继动阀总成(M5)还包括继动阀盖(514)，以及自左向右依次安装的排气阀门总成、进气阀门总成、活塞回位弹簧(519)、控制活塞(517)，所述活塞(517)外侧紧套密封圈(520)并与阀盖(514)内壁形成密封，将继动阀内部分隔为控制腔(A)和出气腔(B)，受两腔压差作用活塞(517)会左右移动；
进气阀门总成包括依次设置的弹簧座(528)、阀门回位弹簧(525)、阀门(524)、阀门座(523)、卡环(521)，弹簧座(528)左端外侧套有密封圈(527)，与上壳体内壁通过过盈配合固定位置；阀门(524)右侧紧抵阀门座(523)，同时与弹簧座(528)之间设有阀门回位弹簧(525)，其处于压缩状态；卡环(521)通过上壳体内的凹槽固定，用于限制进气阀门的位移；
卡环(521)与活塞(517)之间装有回位弹簧(519)，当活塞(517)处于最右端时，活塞回位弹簧(519)设有一定预紧量，此时出气腔(B)与排气腔(D)相通，当活塞(517)受压左行时，活塞回位弹簧(519)受压收缩，出气腔(B)与进气腔(C)相通；排气膜片(56)由螺钉(57)与上壳体(55)固联，继动阀盖(514)通过螺钉(58)与上壳体(55)固定。
5.根据权利要求4所述的集成阀，其特征在于：所述进气口(51)、控制口(54)均用于与储气罐(1)的输出端相连，出气口(52)用于与驻车制动气室(7)输入端相连，排气口(53)通大气，电气设备通过电接头(103)与控制器连接。
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