CN107848358B - 具有可选构造的离地高度调节：系统和方法 - Google Patents

具有可选构造的离地高度调节：系统和方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种可配置动态阀门。在各个实施方案中，阀门操作以控制车辆的气动调平系统并且为操作者提供了选择升高或下降的离地高度、阻止空气流入流出调平气囊或者从控制离地高度的气囊泄放空气的能力。在各个实施方案中，阀门使用包含致动孔口的旋转盘，其中盘形成了连接各个入口腔室和出口腔室的端口之间的密封而使得在不同的负载和道路状况中以选定的离地高度气动选定的操作盘孔口和端口动态地提供进出调平气囊的气流。在各个实施方案中，阀门部件的模块化设计允许花费最少的努力和制造成本得到可针对特定应用定制的能易于配置的阀门。

Description

具有可选构造的离地高度调节：系统和方法
发明人：J·甘迪和安杰尔·钦
技术领域
本发明一般地涉及车辆调平系统和可控阀领域。
背景技术
诸如卡车、拖拉机、挂车、拖拉机-挂车、吊车和其它专用车辆、公交车和旅游居住拖车的大型车辆使用各种系统来保持车辆底盘与车辆车桥之间的给定距离。这些系统经常指定为悬架系统。一种这样的系统是空气悬架系统，其中加压空气与可膨胀空气弹簧(也称为气囊)一起使用，作为借助它们中的或多或少的空气来调节车辆底盘与车辆车桥之间的距离的元件。该调节是由称为悬架阀门的装置来控制的。在这些系统的一些变化形式中，随着车辆底盘中的负载增加而使其较低，空气公共到空气弹簧中而补偿或维持相同的底盘高度。类似地，如果底盘被卸载而使其高度增加，则空气从空气弹簧中抽出以保持或降低底盘到其设定高度。
附图说明
图1是包含可配置的控制阀门的车辆调平系统的概括图。
图2是可配置的控制阀门的实施方案的等距视图。
图3A是示出了入口、出口和气囊端口的可配置阀门实施方案的俯视图。
图3B是示出了选择器和泄放引导端口的可配置阀门实施方案的前视图。
图3C是示出了第一离地高度腔室和第一离地高度空气通道的可配置控制阀实施方案的图3B的剖面图D-D。
图4是可配置控制阀实施方案的图3A的剖面侧视图A-A。
图5A是可配置控制阀实施方案的侧视图。
图5B是可配置控制阀实施方案的图5A的通过B-B的剖面侧视图。
图6是可配置控制阀实施方案的分解等距视图。
图7A-7C是示出了指定为构造A的构造的可配置控制阀实施方案的操作模式，具有作为缺省离地高度模式的第一离地高度和第二离地高度模式和来自泄放模式的第三离地高度，在第二离地高度模式中底盘位于缺省离地高度之上。
图8A-8C是示出了指定为构造B的构造的可配置控制阀实施方案的操作模式，具有作为缺省离地高度模式的第一离地高度以及其中底盘位于缺省离地高度之下的第二离地高度模式以及来自泄放模式的第三离地高度。
图9A-9C是示出了指定为构造C的构造的可配置控制阀实施方案的操作模式，具有作为缺省离地高度的第一离地高度以及阻挡气囊端口的第二离地模式以及来自泄放模式的第三离地高度。
图10A是示出在缺省离地高度构造中的气流的前视图。
图10B是示出在缺省离地高度构造中的气流的图10A的通过C-C的俯视剖视图。
图10C示出了图10B的细节J。
图10D是图3A的侧剖视图A-A，示出了在缺省离地高度构造中的气流。
图10E示出了来自图10D的细节K，示出了在第一离地高度构造中的气流，包括离地高度梭阀41位于非致动或缺省偏置位置。
图11是示出在第一离地高度构造中的气流的流程图。
图12A是可配置阀门的俯视图。图12B是图12A的侧剖视图G-G，部分地示出了动态调平期间的气流以保持操作的选定第二离地高度模式。
图12C示出了引导信号端口的可配置阀门的前视图。图12D是来自图12C的侧剖视图H-H，部分地示出了在第二离地高度构造中的气流。
图12E是图3B的俯视剖视图，示出了在第二离地高度构造中的气流的进一步的细节。
图12F示出了如图12D所看到的组件的切口细节L，示出了在第二离地高度构造中的气流以及离地高度梭阀41前向位置。
图13是示出在第二离地高度构造中的气流的流程图。
图14是可构造控制阀门和对应的功能的表格。
图15A-15B描绘了下轴87和上轴86如何可以彼此锁接且与上转子阀门和下转子阀门锁接的一个实施方案。如下文所述，轴部件可以被修改以通过改变下轴键槽部85相对于上轴键槽部83的角(X度)来实现转子阀门之间的期望的角偏差。
图15C示出了组合视图，包括上转子阀门的俯视图、轴组件和压力密封件的侧视图以及下转子阀门的俯视图。显示出转子阀门以通过实现两个轴之间的角偏差来突出强调对应于正常高度转子孔口和第二高度转子孔口的相位角。图15D示出了可配置阀门轴的等距视图。
图16A-16B示出了如何通过改变下转子槽部95来将下转子阀门角位置相对于上转子阀门位置修改为期望的角偏差。图16C示出了组合视图，包括上转子阀门的俯视图，轴组件和压力密封件的侧视图以及下转子阀门的俯视图。显示出转子阀门以通过两个转子阀门之间的角偏差的实现来强调对应于正常高度转子阀门孔口和第二高度转子阀门孔口的相位角。
图17A-17B是示出了通过修改下轴键槽部85来显示强调相位角75选择的下轴87的俯视图。如图所示，使用+ve角和-ve角来根据阀门安装到卡车上的方向来提升或下降。图17C和图17D示出了演示两个转子阀门之间的相位差操作的转子阀门以及(可见或隐藏)压力密封件的俯视图。
图18A是示出在泄放模式期间阀门的实施方案的操作期间的气流的俯视剖视图。
图18B是示出在泄放模式期间阀门的实施方案的操作期间的气流的侧剖视图。
图19是示出在阀门的实施方案正在正常或第一离地高度操作的同时在泄放操作期间的气流的流程图。
图20是示出在阀门的实施方案正在第二离地高度操作的同时在泄放操作期间的气流的流程图。
图21A是示出了允许气流在第二离地高度模式下操作的部分的实施方案的阀座。
图21B是示出了在阀门被控制为在第一/缺省离地高度模式操作的同时阻挡气流而使阀门在阻挡模式中操作的受阻挡部分的实施方案的阀座。
发明详述
以下美国专利的内容通过该引用方式合并于本文中：5,651,555；8,191,904；7,117,890；7,028,705；6,945,275；6,202,992；5,934,320；和8,770,274。本发明涉及能够借助加压流体操作的系统和装置，在该意义上，增压流体是指选定的液体和气体，包括空气。在下面的说明中，将在加压空气系统的上下文中描述实施方案。尽管如此，希望所使用且称为空气的材料也可以是某其它气体或液体，换言之流体。
在本申请中，公开了用于可配置调平空气悬架的系统和方法。在各个实施方案中，空气悬架系统操作以控制用于车辆的气动调平系统，为操作员提供了选择离地高度的变化、阻挡气流进出空气弹簧或气囊以及快速地排出控制离地高度的气动气囊的能力。在各个实施方案中，阀门部件的模块化设计允许易于可配置的阀门，其可以最小的努力和制造成本针对特定应用定制。
在各个实施方案中，阀门使用包含孔的多个旋转盘，其中盘形成了连接各个入口腔室和出口腔室的端口之间的阀门，使得气动选定的操作盘孔口和端口提供进出调平气囊的气流以保持选定的离地高度、离地高度变化或者阻挡气动调平。
在各个实施方案中，旋转盘或转子阀门中的孔口之间的旋转偏差或角偏差可以被配置且校准以控制与盘孔口之间的角偏差成比例的规定的离地高度。在各个实施方案中，旋转盘孔口之间的偏差角可通过各种用于将旋转阀门锁接或角固定到轴的方法来实现，轴被机械地链接以根据车辆底盘与车桥距离而旋转。
在系统的各个实施方案中，阀门可以被制造而具有多种构造中的一个的可用选择，包括除了缺省调平离地高度之外的第二欠充气(下降的离地高度)模式、过充气(提升的离地高度)模式、气囊流阻挡模式和气囊泄放模式。各种构造和操作模式由用于气动功能的纯机械装置来实现且被气动控制，而无需复杂的电部件和软件部件。
在各个实施例中，阀门可针对特定的用户需要来制造，其中不同构造可用，其包括构造A、构造B和构造C，其中每个构造能在三种操作员可控模式下操作，如下文所述。
在各种构造中，选定构造由根据底盘与车桥距离而旋转的杠杆或手柄以及在单一组件中连接双转子阀门的模块化轴来实现。模块化轴的部件能够被锁接或归位从而提供选定的角偏差，借以能够选择性地实现两种高度设置。
一些定义是有帮助的：
缺省离地高度：该术语也称为“正常”并且限定了将车辆置于为车辆的一般操作考虑而没有任何特殊考虑的指定离地高度的离地高度。
提升的离地高度：该术语定义了其中被支撑结构被提升至缺省离地高度以上的指定高度的离地高度。
下降的离地高度：该术语定义了其中被支撑结构被下降到缺省离地高度以下的指定高度的离地高度。
阻挡模式：该术语定义了其中空气流入或流出气囊受阻挡的状态。
转子阀门：该术语定义了两种盘形阀门，包括上转子阀门和下转子阀门，其起到将增压空气传递到气囊以及从气囊传递以在变化的负载和道路条件下保持设定的离地高度的作用。典型地，转子阀门在缺省位置具有用于正常乘坐的“死带”，其中车辆车桥相对于底盘的上下移动不会引起加压系统的任何反应；这防止了阀门的相对小的移动引起压缩空气系统过度运转。
气流：该术语指定了加压空气在特定路径中流动以通过使气囊膨胀或泄气来保持离地高度、改变设定的离地高度或者从气囊中快速地泄放空气的条件。
可配置阀门：该术语在下面的说明书中显示为3(参见图1)，是整体结构，在一些情况下仅简称为“阀门”。
动态：该术语是指在车辆操作期间杠杆通过底盘旋转而引起阀门的运作的任意构造中的系统的动作。实施例是，当底盘正在被装载或卸载时，或者当底盘正在不平道路上被驱动时。值得注意的是，在所有构造中，转子阀门响应于杠杆的移动而提供旋转死带，这样不允许任何气流。仅当超过死带的旋转发生时才发生动态操作。
本文在各个实施方案中所描述的可配置控制调平阀和阀门系统被用作用于商业车辆(诸如卡车、拖拉机、挂车或公交车)的动态悬架系统，其控制气流进出空气弹簧(也称为气囊)以维持空气弹簧高度处于指定或预设水平。被支撑结构(称为车辆底盘或车辆框架)被保持在最优高度，克服相对于支撑结构(称为车桥)的位置变化。该系统进一步开发以提供可选辅助高度，该可选辅助高度可以是相比于能够通过引导信号(或者通过气动信号或电信号来致动)的启动来设定和维持的第一高度的提升高度或下降高度并且将被支撑结构调平在辅助高度克服相对于支撑结构的位置变化。在各个实施方案中，可配置控制调平阀和阀门系统能够用于根据应用来选择两种高度中的任意高度。该阀门系统还能够通过引导信号的启动而被修改以阻挡气流进出空气弹簧而保持空气弹簧内的流体压力从而将阀门系统的调平功能旁通。
如通过下面将理解到的，阀门能够被制造而在这些被表示为构造A、构造B和构造C的三种不同构造中的任一种构造下操作。基于作为每种构造中的缺省模式的共用第一模式这些构造被给予以下功能描述或标题。
构造A：第二模式被提升或过充气；
构造B：第二模式被下降或欠充气；
构造C：第二模式是阻挡模式。
通过能够通过气动装置来完全地操作的该机械控制阀所提供的解决方案比替代系统更简单并且更具有成本效益。该技术方案采用了能够通过非常简单的一个或多个零件的替代而构造成三种构造中的选定的一种构造的阀门组件。因此，客户对选定的可变值的要求是随着选定的构造来提供，并且可配置调平阀门能够容易地由基本共同零件构造，具有几个专门制造的零件来根据客户的要求来操作。
图1中示出了示范性的实施方案的概括图。示出了车辆调平系统1。在所示的实施方案中，可配置控制阀3安装到商用运输车辆的车辆底盘5(也称为支撑框架结构)上。可配置控制阀3由阀体4构造而成，阀体4经由支架(未示出)附接到车辆底盘或框架结构5上，而可配置控制阀3的手柄或杠杆7连接到联动件9，该联动件附接到车辆车桥11和车辆后轮胎14上。在一种操作模式下，由于车辆底盘5被装载，气囊13压缩，使得底盘下降。随着底盘下降，在该实施方案中阀杆逆时针旋转，使得阀门端口打开，从而使得空气被送到气囊13从而抵制底盘下降并且将其恢复到选定高度。选定高度是通过操作员发送的气动引导信号选定的第一离地高度腔室或第二离地高度腔室来实现，这将在下文进行详细说明。
在图2中示出了示范性的实施方案的等距视图。从该视图中，可配置控制阀3能够被视为具有阀体4，该阀体能够视为具有两个主要模块，即双工转子阀门模块6和引导选择模块8。如所将看到的，双工转子阀门模块6控制来自源(通常是压缩空气系统)的加压空气通过上转子阀门35或下转子阀门37中的一个或另一个，用于根据引导选择模块8所选定的气动连接来进行动态调平或气流阻挡。引导选择模块8还控制气囊泄放模式。引导选择模块8被设定成构造执行，通过引导输入导向而允许来自双工转子阀门模块6的进入的空气执行期望的指令。引导选择模块还起作用用于独立于双工转子阀门模块6来导向气囊泄放动作。可配置控制阀3的多个基本部件以及双工转子阀门6和引导选择模块8中的每一个是可见的，包括阀杆或手柄7、气囊端口17、空气输入端口(入口)19、用于离地高度(或阻挡模式)控制的选择引导端口21、气动控制泄放阀端口(也称为泄放引导端口)23以及泄放端口25。
图3A，图3B，图3C以及图4示出了可配置控制阀3的示范性的实施方案的外部端口和离地高度腔室。在图3A中，示出了俯视图。在阀门的动态调平膨胀(将车辆底盘提升以动态地保持设定的离地高度)操作期间，从压缩空气源Ca，气流通过入口端口19流入且通过气囊端口17进入车辆气囊13。在标准泄气(下降底盘)期间，空气从气囊13通过端口17流入且通过排气端口27流出。在标准泄放模式中，空气直接从气囊13通过端口17流入，通过泄放端口25流出。泄放端口25受保护以通过弹性材料的挡板92来抵制进入阀门的碎屑，随着空气的细分发生挡板提升。该过程将在下文详述。
图3B示出了可配置控制阀3的示范性的实施方案的前视图。示出了用于选择替选的操作模式的引导信号端口。称为泄放引导端口23的顶部端口用于选择泄放模式且使得直接来自气囊13的气流通出到泄放端口25，提升弹性挡板92。底部端口是选择引导端口21，该选择引导端口被操作以在各种阀门构造中选择离地高度或者选择阻挡模式。
图3C是图3B的剖面D-D，示出了示范性的可配置控制阀3的剖视图。在该实施方案中，在缺省操作期间气流通过第一离地高度腔室31流入。在下文所述的辅助操作模式中，在第二离地高度操作中气流通过第二离地高度腔室29流入，或者在进入第二腔室后在阻挡模式操作期间被阻挡而不能流动。
图4示出了各部件被标识出的示范性的可配置控制阀3的更详细的剖面图A-A。显示双工转子密封组件39位于左侧，显示高度变化选择组件47位于右侧。示出了阀杆或手柄7。阀轴组件33包括阀轴34(参见图15A-15D)以及上转子阀门35和下转子阀门37。在该实施方案中，阀轴34包括上轴部86和下轴部87，其中上转子阀门35固定到上轴部86上，而下转子阀门37固定到下轴部87上。杠杆7随着车辆底盘相对于附接了连杆9的车桥升降而旋转，从而旋转阀轴组件33，这又旋转通常包含孔口的转子阀门35和37，其中在各操作模式中孔口将空气传递到离地高度腔室29或31中，如下文详述。离地高度梭阀41具有两个位置。第一位置，缺省偏置位置(图4中右侧)，弹簧40将离地高度梭阀41偏置到该缺省偏置位置。第二位置，引导信号致动位置(图4中左侧)，在该位置引导信号使得弹簧偏置得以克服。当气动压力(也称为引导信号)应用于选择引导端口21时，离地高度梭阀41用于使得来自选定高度腔室的空气转向，和/或可以被选择以阻挡阀门构造中的流动，该阀门构造使用阀座43，阀座具有孔84，或者可替代地使用没有端口的阀座89。可替代地，阀座84可以被制成使得孔84被阻挡(参见图21A和图21B)。存在具有泄放引导端口23的泄放组件45，该泄放引导端口与泄放梭阀49气动相通。当气动压力施加到泄放引导端口23上时，泄放梭阀48移动以克服来自弹簧46的弹簧偏置从而打开通往气囊13的通道，使得气囊13直接通往泄放端口25，从而随着从气囊13泄放空气而执行泄放模式。实验测试的实施方案已经证实，当使用泄放特征时，排气流动率增加了近似3倍。阀门的其它特征显示在图4中，包括第一离地高度气道72、共用传输气道74、轴组件33和本文详述的其它部件。在本文描述了附图中体积的附加零件。
图5A和图5B示出了分别示例说明了其它阀门部件的阀门实施方案的侧视图和剖视图B-B。显示来自压缩空气源的输入气流路径10流入了入口端口19，进入了准备使用通过上压力密封孔56进入上压力密封件54以及通过下压力密封孔58进入下压力密封件53的空气装载条件的状态。上压力密封件54和下压力密封件53通过密封弹簧90被偏置到克服相应的上转子阀门35和下转子阀门37的密封压力，这要求转子阀门表面和压力密封表面两者的精确表面精整以确保密封。包括上转子阀门35和下转子阀门37的转子阀门固定且精确地可旋转地与阀轴34锁接。当压力密封孔口和转子阀门孔口不对准或重叠时，上压力密封件54保持与上转子阀门37气密接触，而下压力密封件53保持与下转子阀门37气密接触。
在图6中示出了示范性的可配置阀门的实施方案的分解视图以进一步详述阀门的部件。随着在装载或道路条件下车辆底盘与车桥距离变化，阀杆7旋转，转动阀轴组件33，并且依次转动上转子阀门35和下转子阀门37。下压力密封件53和上压力密封件54分别挤压上转子阀门35和下转子阀门37，这使得当阀轴组件33经由杠杆7的旋转引起压力密封件和转子阀门孔口对准时，空气通到相应的下转子阀门孔口55和上转子阀门孔口77(参见图15C)。阀体4被设计成并入包括双工转子阀门模块6和引导选择模块8的各种端口和阀门腔室。
选择引导端口组件47和泄放引导组件45包括各种部件，这些部件密封端口壁的侧部且滑动以打开或闭合气路，该气路包括用于离地高度选择和阻挡模式选择的离地高度梭阀441和阀座42。泄放梭阀49在泄放引导组件45内滑动。
可构造阀门可以在至少三种构造中根据客户规格来制造，使用最少的阀部件修改或预先构造的阀部件的简单替代，从而在每种规定构造的三种模式中的一种模式下操作。如将理解的是，阀3的共同的部分仅要求下转子阀门的相对安装的调节。在构造A的图7A-7C中示出了各种构造的操作模式，构造B的图8A-8C中示出了各构造的操作模式，构造C的图9A-9C中示出了各构造的操作模式。这些将在图14中进一步描述。
在图7A-7C中，示出了构造A的操作模式。位于这种阀门构造，阀门动态地操作以保持水平离地高度。通过使用选择引导端口21，阀门将操作以将底盘至车桥高度H1保持为缺省(也称为正常)模式A1(图7A)、或者将底盘至车桥高度H2保持在过充气或提升离地高度模式A2(图7B)或者通过使用泄放引导端口23用于泄放模式A3(图7C)，这使得从气囊快速排放空气以及因此如图7C所示的车辆底盘的下降。构造模式A2操作允许从缺省位置变成提升离地位置并且具有包括如下应用的应用益处：
对于拖拉机-提升拖拉机的悬架底盘以增加车辆下间隙；
对于挂车-提升悬架用于对接挂车或者解除挂车对接；
对于公交车和客车-提升悬架用于额外的车辆下间隙。
在图8A-8C中，示出了用于构造B的操作模式。通过使用选择引导端口21，可构造控制阀3可被操作以将底盘至车桥高度H1保持在正常或缺省模式B1(图8A)、或者将底盘至车桥高度H2保持在欠充气或下降离地高度模式B2(图8B)或者通过在模式B3中使用泄放引导端口23(图8C)，这使得从气囊快速泄放空气以及因此如图8C所示车辆底盘下降。阀门构造B操作允许操作员将离地高度从缺省位置变成下降离地高度并且具有包括如下的应用益处：
a)拖拉机-改善空气动力学；
b)挂车-降低用于清除架空障碍物以及用于调节挂车底座到对接高度的悬架高度；
c)公交车和客车-降低悬架以辅助乘客的装载和卸载以及用于改善空气动力学。
在图9A-9C中，示出了构造C的操作模式。对于该阀门构造，阀门动态地操作或者阻挡空气进出气囊。通过使用气动选择端口，阀门可被操作以将底盘至车桥高度H1保持为正常或缺省模式C1(图9A)、在图9B的模式C2中气流进出气囊受阻的受阻模式(显示具有校准负载高度H1)，或者使得空气从气囊快速排出以及因此如图9C所示车辆底盘下降的泄放模式C3。该辅助阻挡阀门构造提供了辅助操作模式，这允许气囊端口受阻。其具有包括如下的应用益处：
a)旅游居住拖车(例如，吊车)通常具有高重心。为了稳定，可以部署外伸架来从地面提升车辆车轮14。在该条件下，底盘高度使得阀手柄7旋转到排放模式。已知车辆快速下降到其车轮和泄气后的气囊上导致气囊破损。包括阻挡模式C2的阀门构造C抑制气囊13的泄气。
b)阻挡动态调平减少了空气消耗和相关联的空气压缩机系统的操作，这又改善了车辆燃料效率。
在图10A-10E中示出了用于缺省离地高度的动态调平期间发生的详细的气流。注意，当车辆底盘至车桥高度保持在称为死带(对于给定离地高度在大约+/-1度至大约+/-2度的范围内变化)的裕度内时，阀门构造为不具有气流，或者将气囊与压缩空气源或排气气动连接。图10A-10E描绘了各个阀门视图和剖视图，其图示出在各阀门构造即A1，B1和C1中的(缺省)操作模式中通过阀门的动态调平气流。
图10A是阀门的前视图，示出了引导端口、空气入口流63、空气排出流65和气囊气流61进出气囊。
图10B是图10A的剖面图C-C，进一步示出了气囊气流61以及压缩空气输入或空气入口流63和空气排出流65。
图10C是图10B的详细视图J，示出了泄放梭阀48、泄放腔室69和共用传输气道74。虚线描绘了气流通路。
图10D是图3A的剖视图A-，示出了在阀门缺省模式中动态调平期间的气流的一部分。当转子阀门和压力密封件适当地通过阀杆旋转对准时，空气流经毗邻的缺省或第一离地高度腔室31且在57处开始顺着空气通路通过第一离地高度通道72，通过离地高度引导梭阀41和选择腔室71，沿着通路59持续通过共同的传输通道74进入泄放腔室69。为了图示说明，还示出了泄放梭阀48以及泄放引导偏置弹簧46。
图10E是图10D的细节K的视图。如缺省模式A1，B1和C1所示，是离地高度梭阀41和阀座43的位置。显示在动态调平期间的气流沿着路径59通过选择腔室71和共同的传输通道74。
图11示意了缺省模式A1，B1和C1的气流。在这些模式中，阀门操作以动态地将离地高度保持在缺省水平。如图所示，空气从入口19流入离地高度腔室29和31选择腔室71与第一离地高度腔室31连接。因此，空气流经入口19进入第一离地高度腔室31到达选择腔室71，到达泄放腔室69，到达气囊端口17，从气囊13流出。在动态排气期间，空气反向流经相同的路径，但是从排气端口27排出。
类似于图10A-10E，在图12A-12F中示出了在第二离地高度期间的具体的气流。图12A-12F描绘了在操作模式A2和B2中选定的第二离地高度的动态调平期间的气流。图12A是可配置控制阀3的俯视图。图12B是从图12A截取的剖视图G-G。图12C是可配置控制阀3的前视图。图12D是从图12C截取的剖视图H-H。图12F是从图12D截取的具体视图L。图12E是从图3B截取的剖视图E-E。
如图12B所示，当引导信号应用于选择引导端口21时，第二离地高度模式被致动。在第二离地高度下动态调平期间，空气入口流63(图12E)进入入口端口19且流道第二离地腔室29(图12B)。当下转子阀门37的孔口和下压力密封件53的孔58对准或重叠时，空气则流经第二离地高度通道73到达阀座43的背面，然后通过阀座孔84(参见图21A)到达选择腔室71，通过共同的传输通道74、进入与气囊12气动连接的泄放腔室69。在第二离地高度下动态排气期间，当阀杆7位置表明离地高度过高时，转子阀门37中的旋转的孔口与压力密封件53(参见图5B)对准以允许气囊13与排气端口27之间的气动连接，使得空气沿反向流出气囊13并且通过排气端口27流出。图12F示出了在第二离地高度或阻挡操作期间的高度变化选择组件47的详细视图L。示出了气流44通过阀座43以及经过离地高度梭阀41。
类似于图11，图13示意了模式A2和B2的动态调平期间的气流。在这些模式中，阀门操作以将离地高度动态地保持在第二(对于模式A2是提升，而对于模式B2是下降)水平。如图所示，在动态气囊充气期间，空气从入口19流入离地高度腔室29和31。第二腔室71与第二离地高度腔室29连接。为了激活该功能(参见图12)，进入选择引导端口21的选择引导信号已经使得离地高度梭阀41克服弹簧40的偏置而向前(图12D中向左)移动。这打开了通过选择腔室71的不同的通路。在选择腔室71中，梭阀的向前位置选择从第二离地高度腔室29到选择腔室71的流路并且将其导向到泄放腔室69，然后导出到气囊13。在动态排气期间，空气沿方向流经相同的通路，但是由转子阀门孔口从排气端口27导出。
图14的图表列出了在各种构造和各种操作模式中阀门的示范性的实施方案的构造和模式以及功能。这些中的每一个将在下文进行详述。此处的构造和模式的说明参考图14。
模式A1：第一离地高度(称为缺省或正常离地高度)：在该模式下，当车辆处于运动中以及当车辆静止时，阀门通过基于负载和道路条件而使空气进出阀门来执行其维持车辆的离地高度H1(车辆车桥与底盘(也称为车辆框架)之间的距离)的主要功能并且主动地保持校准后的车辆原始设备制造商(OEM)设定的离地高度。
模式A2：第二离地高度(也称为过充气或提升模式)-在通过操作员激活该模式时，阀门将气流导向到气囊，气囊将车辆底盘提升至相对于车桥的高度H2。该高度是由原始设备制造商(OEM)提供的且由阀门制造商在工厂设定的固定高度。在该模式中，操作员通过按下车辆仪表板上的开关而将空气引导信号发送到阀门的第二离地高度选择端口。阀门响应于信号且通过将气流从第一离地高度腔室分离且将啮合来自第二离地高度腔室的气流而从第一离地高度切换到辅助离地高度。在第二离地高度腔室中，下轴键槽相对于上轴键槽具有偏差角，该偏差角与第一离地高度与第二离地高度之间的差成正比例。这能够通过保持相同的轴且改变下转子阀门狭槽上的偏差角来实现。
模式A3：泄放模式-在通过操作员激活该模式时，阀门将全部空气从车辆气囊泄放并且使得底盘相对于车桥降至高度H3。该模式仅当车辆静止时可用并且可以仅当车辆静止时才被致动。在该模式中，操作员将空气引导信号发送到阀门的泄放引导端口。该阀门响应于信号且将来自第一和第二离地高度腔室的气流分离。因此，空气的流动是从车辆气囊通过阀门的囊端口到阀门的泄放端口。该阀门能够根据第一和第二离地高度模式来实现此。
模式B1：第一离地高度(缺省或正常)：该模式等同于模式A1。在该模式中，当车辆处于运动中时以及当车辆静止时，阀门通过基于负载或道路条件而动态地使空气进出阀门来执行其保持车辆的离地高度H1(车辆车桥与底盘(框架)之间的距离)的主功能并且主动地保持车辆OEM设定离地高度。
模式B2：第二离地高度(欠充气或下降)-在通过操作员激活该模式时，阀门将车辆的底盘下降到相对于车桥的高度H4。该高度是通过OEM提供且通过阀门制造商工厂设定的固定高度。在该模式中，操作员将空气引导信号发送到阀门的第二离地高度选择端口。阀门响应于信号且通过将气流与第一离地高度腔室分离且将气流与第二离地高度腔室啮合而从第一离地高度切换到辅助离地高度。在第二离地高度腔室中，定相轴具有相对于第一轴的偏差角(与模式A2相反)，该偏差角与第一离地高度与第二离地高度之间的角偏差成正比。这还能够通过保持相同的轴且改变在转子阀门上的偏差角来实现。该模式类似于模式A2，除了在模式A2中阀门提升底盘，而在模式B2中阀门将底盘相对于车桥下降。
模式B3：泄放模式，该模式等同于模式A3。在驾驶员激活该模式时，阀门将全部的空气从车辆气囊快速地泄放并且使得底盘相对于车桥降至高度H3。该模式仅当车辆静止时可用且仅当车辆静止时被致动。在该模式下，操作员将空气引导信号发送到阀门的泄放引导端口。该阀门响应于信号且将气流与第一和第二离地高度腔室分离。空气流动从车辆气囊到阀门的泄放端口。该阀门能够根据第一和第二离地高度模式来实现此。
模式C1：第一离地高度(缺省)：该模式等同于模式A1和B1。在该模式下，当车辆处于运动中以及当车辆静止时，阀门通过基于负载和道路条件而使空气通过阀门进出气囊来执行其保持离地高度H1(车辆车桥与底盘(框架)之间的距离)的主要功能并且主动地保持OEM设定的离地高度。
模式C2：阻挡模式：在操作员激活该模式时，阀门通过阻挡空气进出气囊来保持气囊中的空气压力。在该模式中，驾驶员将空气引导信号发送到阀门的第二离地高度选择端口。阀门响应于信号，将气流从第一离地高度腔室分离且与第二腔室连接，缺省地第二腔室由工厂设置阻挡。因此，没有气流进出阀门。阻挡模式能够以至少五种不同的方式来实现：a)在下转子阀门中没有孔口；b)在压力密封件中没有抵接转子阀门的孔隙；c)没有通过阀体而传递第二离地气流的气道；d)用钢球阻挡第二离地高度端口中的流，或者e)没有空气通过梭阀座43。
模式C3：泄放模式：该模式等同于模式A3和B3。在操作员激活该模式时，阀门将来自车辆气囊的全部空气直接泄放到泄放端口，并且使得底盘相对于车桥降至高度H3。该模式仅当车辆静止时可用并且仅当车辆静止时才会被致动。在该模式中，操作员将空气引导信号发送到阀门的泄放引导端口。阀门响应于信号并且将气流与第一和第二离地高度腔室分离。空气流从车辆气囊到阀门的泄放端口。该阀门能够根据第一和第二离地高度模式来实现此。
在图15A-15D以及图16A-16C中，示出了用于执行双离地高度功能的方法的各个实施方案。每个实施方案实现了转子阀门中的角位移(角偏差)或相移孔口，或者通过修改转子阀轴组件，或者通过修改转子阀门本身。
在各个实施方案中，辅助离地高度能够通过产生上转子阀门孔口角位置与下转子阀门孔口角位置之间的角偏差来实现。实现该功能的全部的实施方案使用了用于将两组相移转子阀门孔口的角位置相对于轴和阀杆进行锁接或者精确地角固定的各种手段，也称为与轴组件锁接。在其它实施方案实现中，这可以通过修改转子槽与轴键槽之间的角连接来实现。图15A-15D以及图16A-16C示出了用于实现具有不同的转子阀门孔口角偏差的可配置双工转子阀门的示范性的实施方案。
在图15A-15D中，示出了使用带键槽的上轴部86与带键槽的下轴部87之间的角偏差的实施方案实现方法。在该实施方案中，下轴部87是通过修改轴凹槽89与下轴键槽85之间的角偏差75来修改的，这得到下轴键槽85与上轴键槽83之间的角偏差。在其它实施方案中，使用单一轴部件，上轴键槽83与下轴键槽85之间的角偏差可以直接加工出。
然而，在图15A和15B所示的实施方案中，轴的模块化设计和下轴部87的简单加工提供了用于根据客户要求来修改第一和第二离地高度的简单且低成本的方式。事实上，在保持库存成本低的同时，可以对接各种预先构造的加工的下轴部件。可配置轴的模块化实现对于制造商具有各种益处，包括降低部件成本和专用阀门的交付时间，减低制造商满足任何阀门更换需求的库存要求。
图15C示出了上转子阀门35与下转子阀门3以及它们之间的俯视图，轴组件33的侧视图。为了更清楚地示出双工转子阀门系统的可操作本质，该图15C是示范性的屏幕截图，示出了相关阀门部件的方位。在图15C的顶部，示出了上转子阀门35的俯视图，包括转子阀门孔口77相对于上压力密封件54的角位置。在所示的旋转位置上，上转子阀门相对于上压力密封件密封。
相反，图15C的底部示出了下转子阀门37的俯视图，包括下转子阀门孔口55和下压力密封剂53。在所示的旋转位置上，转子阀门孔口和压力密封孔口对准，这将允许可操作腔室之间的空气流动。
在图15C的中央部中，示出了轴组件的侧视图，包括转子阀门以及压力密封件。因此，当下转子阀门37利用配合的槽和键槽段固定到下轴部87上时，在主离地高度和辅助离地高度之间产生了对应于下孔口55与上孔口77的角偏差成比例的偏差角。该角偏差与第一离地高度与第二离地高度之间的差成比例。
在图16A-16C中，示出了实施例，使用转子阀门中心槽角之间的角偏差。在该实施方案中，上轴键槽部83与下轴键槽部85(图15A-B)保持不变。换言之，上轴键槽部83与下轴键槽部85彼此平行或者处于相似的角偏差。因此，两个转子孔口之间的角偏差是通过产生上转子阀门槽93与下转子阀门槽95之间的角偏差来实现的。这是通过以(X度的)角75产生下转子槽来实现的。因此，当转子安装或固定到轴上时，产生了用于确定主离地高度范围和辅助离地高度范围的偏差角。该角偏差实现了当阀杆位置通过转子孔口55和77产生气动连接时的角差。角偏差与第一和第二离地高度之间的偏差成比例。图16C示出了用于与图15C的实施方案进行比较的该实施方案的对应的方面。
在图17A和图17B中，示出了用于阀门实施方案的提升(或充气)离地水平(图17A)和下降(欠充气)(图17B)构造的角偏差差别，示出了修改的轴键槽角为+ve X或–ve X。图17C和图17D示出了处于其角关系的对应的上转子阀门和下转子阀门。图17C对应于图17A中的轴构造，图17D对应于图17B的轴构造。
在图18A和图18B中，示出了图示说明泄放模式期间的气流的剖面。图18A是阀门实施方案的俯视图。当通过将气动引导压力施加到泄放引导端口23而致动泄放模式时，产生了从气囊端口17到泄放端口25的直接流路(气动连接)。气囊端口17与泄放端口25之间的流被显示为泄放流路79和81。因此，能够理解，泄放引导信号已经使得泄放梭阀48移到弹簧偏置位置(图中向左)从而呈现了从气囊13直接到泄放端口25的流路。通过泄放端口25的流足够强而提升挡板92。
在图19中，示出了在第一离地高度操作模式下操作的可配置阀门的实施方案的用于泄放模式的流程图。在该模式中，气流仅直接发生在气囊13与泄放端口25(显示为泄放)之间。
在图20中，示出了在第二离地高度操作模式下操作的可配置阀门的实施方案的泄放模式的流程图。在该模式中，气流仅直接发生在气囊13与泄放端口25(显示为泄放)之间。本发明的这些实施方案的优点在于使用共同的引导和腔室系统用于从离地高度模式或者从阻挡模式操作泄放模式。
在图21A和图21B中，示出了用于阀座的两种构造。在图21A中，示出了底座43包括孔84，该孔允许气流执行第二离地高度功能87。在图21B中，示出了阀座89构造为阻挡气流，因为其不包含用于允许第二离地高度的孔。因此，当构造有阀座89时，第二离地高度模式的选择执行阻挡功能。
在各个实施方案中，用于第二离地高度模式、阻挡模式和泄放模式的引导切换功能可以通过液压系统来执行。在各个实施方案中，引导切换功能可以通过控制梭阀或快速排气阀的电磁阀的电激活来执行。
从上面的详细说明能够理解的是，公开了一种可配置阀门，其中使用在那些各种选项中共有的几乎全部的阀门构造来实现用于设定和操作的各种选项。实际上，在一种操作水平下，仅辅助转子阀门与主转子阀门的角偏差需要特殊制作的零件。在该实现水平下，结构的唯一变化是提供主转子阀门与辅助转子阀门之间的偏差角。选择偏差量以提供克服将规定第二离地高度的结果。该结果是允许如构造模式A1，B1和C1下的缺省设置(第一离地高度)且是上转子阀门产生从加压空气源到气囊的气路的唯一功能。第一水平则允许有称为第二离地高度的第二设置。该第二设置是角偏差量和方向的结果，其根据角偏差是处于正方向还是负方向而处于欠充气或过充气。为了实现称为A2和B2的该第二离地高度(构造C不提供第二离地高度)，引导信号由操作员给出，使得主梭从其缺省位置重新定位到其辅助位置。该重新定位用于缺省设置(这保持其可用)的来自主转子阀门(上转子阀门)的空气通路并且打开了从辅助转子阀门经过主梭的空气通路。所有这些是通过仅将辅助转子阀门安装成与上转子阀门成选定偏差而实现在共同结构中。如上文可见，这可以通过使得下轴部的键槽85成必要的角度而将辅助转子阀安装成关于上转子阀成期望偏差来简单地完成。
第二操作水平是通过在共同结构内的第二简单调节且不需要除了对于第一水平所做的之外的额外变化来使得其可用。该第二水平是使得泄放模式A3，B3和C3可用。这是通过泄放组件45由引导信号操作来将泄放梭移动到其偏置位置(图中向左)来完成的。这具有两种结果。一个结果是阻挡共同的传输通道，这因此将任何操作与双工转子密封组件分离，而无论它是缺省高度选择还是辅助高度选择。另一结果是打开从气囊13直接到泄放端口25的通道79，从而致动泄放功能。
还存在一种为某些旅游居住拖车规定的操作水平，其中底盘被提升，但是不发生气囊的调节，这是模式C2。这是通过操作员将引导信号发送到梭41而完成的，梭41正常地允许第二离地高度，但是从辅助转子阀门到共同通道74的通道现在由于缺失孔84而被阻挡。如上文所论述，存在用于阻挡该气道而实现相同效果的多种其它的手段。气囊在阻挡模式下不充气或泄气。
将理解的是，本文详述的特定的实施方案是本发明的示例说明，许多其它实施方案是能应用的。在本文所强调的主要特征可以用于权利要求的范围内的多个实施方案。

Claims (19)

1.用于调平控制系统的阀门，所述阀门包括：
入口端口(19)；
排气端口(27)；
第一离地高度腔室(31)，其流体耦合以接收来自所述入口端口(19)的流体输入并且提供流体输出给所述排气端口(27)；
第二离地高度腔室(29)，其流体耦合以接收来自所述入口端口(19)的流体输入以及提供流体输出给所述排气端口(27)；
泄放腔室(69)；
选择腔室(71)，其中所述选择腔室(71)将所述第一离地高度腔室(31)或所述第二离地高度腔室(29)与所述泄放腔室(69)选择性地流体耦合；
选择组件(47)，其与所述选择腔室(71)耦合，其中所述选择组件控制所述选择腔室(71)以将所述第一离地高度腔室(31)或所述第二离地高度腔室(29)与所述泄放腔室(69)选择性地耦合；
一个或多个双向端口(17)，其与所述泄放腔室(69)流体耦合；
杠杆(7)，其与阀轴(34)耦合；
第一转子阀门(35)，其与所述阀轴(34)机械地耦合，其中所述第一转子阀门(35)包括一个或多个第一转子阀门孔口(77)，其中所述一个或多个第一转子阀门孔口(77)基于所述杠杆(7)的位置来控制通过所述第一离地高度腔室(31)的流体流；以及
第二转子阀门(37)，其与所述阀轴(34)机械地耦合，其中所述第二转子阀门(37)包括具有可选部件构造的可更换部件，并且第一可选构造包括对于杠杆(7)和连接的阀座(43)的所有角度位置阻挡气流通过所述第二离地高度腔室(29)的构造。
2.如权利要求1所述的阀门，其中所述第二转子阀门(37)包括一个或多个第二转子阀门孔口(55)，并且第二可选构造包括被构造为将通过第二离地高度腔室(29)的流体流控制在不同于缺省离地高度的第二离地高度的一个或多个第二转子阀门孔口(55)。
3.如权利要求2所述的阀门，其中第三可选构造包括被构造为将通过所述第二离地高度腔室(29)的流体流控制在不同于缺省离地高度的第三离地高度的一个或多个第二转子阀门孔口(55)，并且其中所述第二离地高度包括比所述缺省离地高度高的高度，并且所述第三离地高度包括比缺省离地高度低的高度。
4.如权利要求1所述的阀门，还包括：
泄放端口(25)；以及
泄放腔室控件(23)，其与所述泄放腔室(69)耦合，其中所述泄放腔室控件(23)将所述一个或多个双向端口(17)通过所述泄放腔室(69)与所述泄放端口(25)选择性地流体耦合。
5.如权利要求1所述的阀门，其中所述入口端口(19)与压缩空气源耦合，流体耦合包括气动耦合。
6.如权利要求5所述的阀门，其中所述一个或多个双向端口(17)与一个或多个气囊耦合。
7.如权利要求6所述的阀门，其中所述选择组件(47)包括气动控制端口。
8.如权利要求7所述的阀门，其中还包括：
泄放端口(25)；以及
泄放引导端口(23)，其与所述泄放腔室(69)气动耦合，其中所述泄放引导端口(23)选择性地将所述一个或多个气囊与所述泄放端口(25)气动耦合，由此在所述泄放引导端口(23)的选择性控制时将气囊排空空气。
9.如权利要求8所述的阀门，其中所述泄放端口包括弹性材料的挡板92。
10.调平系统，包括：
杠杆(7)，其与第一结构(11)耦合，其中所述杠杆(7)具有基于所述第一结构(11)与第二结构(5)之间的高度差的角位置；
一个或多个气囊(13)，其布置在所述第一结构(11)与所述第二结构(5)之间；
泄放腔室(69)，其与所述一个或多个气囊(13)气动耦合；
第一离地高度腔室(31)，其构造为在输入端口(19)处接收来自压缩空气源的空气并且在排气端口(27)排放空气；
第二离地高度腔室(29)，其构造为在所述输入端口(19)处接收来自所述压缩空气源的空气以及在所述排气端口(27)处排放空气；
选择腔室(71)，其中所述选择腔室(71)在所述泄放腔室(69)与所述第一离地高度腔室(31)或者所述泄放腔室(69)与所述第二离地高度腔室(29)之间选择性地引导空气；
选择组件(47)，其与所述选择腔室(71)耦合，其中所述选择组件控制所述选择腔室(71)选择所述泄放腔室(69)与所述第一离地高度腔室(31)或者所述泄放腔室(69)与所述第二离地高度腔室(29)之间的空气方向；
其中当所述选择组件(47)选择所述泄放腔室(69)与所述第一离地高度腔室(31)之间的空气方向时，基于所述杠杆(7)的角位置来控制所述第一离地高度腔室(31)中的空气流；以及
其中所述第二离地高度腔室(29)包括可配置空气控制组件，用于控制当所述选择组件(47)选择所述泄放腔室(69)与所述第二离地高度腔室(29)之间的空气方向时能操作的所述第二离地高度腔室(29)中的气流，所述配置空气控制组件具有对于杠杆(7)和连接的阀座(43)的所有角度位置阻挡所述第二离地高度腔室(29)中的全部气流的第一构造以及基于所述杠杆(7)的角位置来控制所述第二离地高度腔室(29)中的空气流的第二构造。
11.如权利要求10所述的系统，其中当所述选择组件(47)选择所述泄放腔室(69)与所述第一离地高度腔室(31)之间的空气方向时实现缺省高度差，而当所述可配置空气控制组件具有所述第二构造且选择组件(47)选择所述泄放腔室(69)与所述第二离地高度腔室(29)之间的空气方向时，实现不同于所述缺省高度差的第二高度差。
12.如权利要求10所述的系统，还包括泄放腔室控件(23)，其中所述泄放腔室控件(23)选择性地控制所述泄放腔室(69)以将空气从所述一个或多个气囊(13)排空到泄放端口(25)。
13.如权利要求10所述的系统，其中所述选择组件(47)包括第一气动控制组件。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述泄放腔室控件(23)包括第二气动控制组件。
15.如权利要求10所述的系统，其中所述第一结构包括车辆车桥，所述第二结构包括车辆底盘。
16.如权利要求10所述的系统，其中所述泄放腔室(69)、所述第一离地高度腔室(31)、所述第二离地高度腔室(29)、所述选择腔室(71)和所述选择组件(47)包含在阀体(4)内。
17.如权利要求11所述的系统，其中所述可配置空气控制组件具有第三构造，当所述选择组件(47)选择所述泄放腔室(69)与所述第二离地高度腔室(29)之间的空气方向时，所述第三构造提供第三高度差，其中所述第二高度差大于所述缺省高度差，所述第三高度差小于所述缺省高度差。
18.如权利要求10所述的系统，其中所述第一离地高度腔室(31)包括与杠杆(7)机械耦合的第一转子阀门，并且所述第一转子阀门包括构造为控制气流的一个或多个孔口。
19.如权利要求13所述的系统，其中所述第一气动控制组件构造为通过位于车厢内的操作员来操作。
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