CN107985293A - 一种集成限压功能的脚制动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及商用车制动系统技术领域，尤其是一种集成限压功能的脚制动阀，包括阀体，阀体上部设有由推动柱驱动下行的上活塞，阀体下部滑动连接有下活塞，上活塞包括上内活塞和上外活塞，上外活塞与阀体上部滑动连接；上内活塞滑动连接在上外活塞内；推动柱与上内活塞之间设有弹性件，上内活塞的下部伸出上外活塞，且上内活塞可在上腔体内的气体压力作用下向上移动；上内活塞可与下活塞接触。本方案能够实现限压功能，保证输出压力低于输入压力。

Description

一种集成限压功能的脚制动阀

技术领域

本发明涉及商用车制动系统技术领域，具体涉及一种集成限压功能的脚制动阀。

背景技术

刹车，也称为制动，是指使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。现有技术中公开了一种脚制动阀如图1所示，包括阀体，阀体内设有上腔体1、下腔体2和连通腔3，且上腔体1和下腔体2通过连通腔3连通。上腔体1内滑动连接有上活塞11，上活塞11顶部设有踩压板12，踩压板12上设有用于推动上活塞11沿着上腔体1的内壁向下运动的推动柱13，推动柱13伸入到上活塞11内；推动柱13上设有上活塞弹簧，且上活塞弹簧的底部与上活塞11的底面连接。上活塞11的底面上设有上阀门排气口14；且上阀门排气口14与上活塞11的内部连通。上腔体1的底面设有用于将上腔体1和连通腔3连通的连通口15；且连通口15的直径小于上腔体1和下腔体2的直径；上活塞11的底部伸入到连通口15内。

连通腔3内设有第一支撑板31和可上下浮动的第一开关阀32；第一支撑板31的边缘部分嵌入到连通腔3的腔壁中；第一开关阀32位于第一支撑板31上。第一开关阀32的上表面抵住连通口15的底面。

下腔体2内设有下活塞21，下活塞21的上部穿过第一开关阀32伸入到上阀门排气口14的下方；使得第一开关阀32将下活塞21的上部包裹；下活塞21内设有活塞通道。下活塞21的下部设有下阀门排气口22。

下腔体2的下方还设有阀体腔4，阀体腔4的顶面腔壁上设有用于将阀体腔4与下腔体2连通的通孔41，且通孔41的孔径小于阀体腔4的直径；阀体腔4内设有第二支撑板42和可上下浮动的第二开关阀43；第二支撑板42的边缘部分嵌入到阀体腔4的腔壁内；第二开关阀43位于第二支撑板42上，且第二开关阀43的上表面抵住通孔41的底面；下活塞21的底部可伸入到通孔41内。

阀体上还设有第一进气口、第二进气口、第一出气口和第二出气口。第一开关阀32和连通腔3的腔壁之间形成A气腔，下活塞21的上表面和下腔体2的腔壁之间形成B气腔；第一进气口与A气腔连通；B气腔与上腔体1之间设有连通管道5，第一出气口与连通管道5的侧壁连通。

阀体腔4的周向设有一圈环形的D气腔，且D气腔将阀体腔4包围。D气腔与下腔体2连通。第二开关阀43与阀体腔4的腔壁之间形成C气腔。第二进气口与C气腔连通，第二出气口与D气腔连通。

具体原理如下：当踩刹车时(施加力F在上活塞11上)，推动柱13推动上活塞11向下移动，关闭上阀门排气口14；此时，上活塞11将下活塞21向下推动，并使得第一开关阀32打开(即第一开关阀32不再堵住连通口15)；第一进气口的气压进入到A气腔内，再从连通口15进入到上腔体1内；从上腔体1内的气体一部分从第一出气口输出，另一部分气体通过连通管道5进入到B气腔内，作用在下活塞21上。

下活塞21向下移动，关闭下阀门排气口22；第二开关阀43向下移动，来自第二进气口的气压从C气腔进入下腔到达D气腔，由第二出气口输出。

现有技术存在以下技术问题：

当第一开关阀32达到最大开度后，输出气压(B气腔内输出的气压)与输入气压(进入上腔体内的气压)相等，即输出压力等于输入压力，且达到最大行程时也相等。上腔体失效后(即：上腔体内无气体进入)，当踩刹车(施加力F在上活塞上)，上活塞向下移动，直至顶住下活塞后下活塞向下移动，关闭下阀门排气口22，第二开关阀43打开，来自第二进气口的气压从C气腔到达D气腔，第二出气口输出；上述过程中，第二开关阀43完全靠脚踩的力来打开，D气腔的力上升后会给脚很大的反作用力；所以上腔失效后，D气腔输出气压可控范围较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成限压功能的脚制动阀，能够实现限压功能，保证输出压力低于输入压力。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种集成限压功能的脚制动阀，包括阀体，阀体上部设有由推动柱驱动下行的上活塞，阀体下部滑动连接有下活塞，上活塞包括上内活塞和上外活塞，上外活塞与阀体上部滑动连接；上内活塞滑动连接在上外活塞内；推动柱与上内活塞之间设有弹性件，上内活塞的下部伸出上外活塞，且上内活塞可在上腔体内的气体压力作用下向上移动；上内活塞可与下活塞接触。

本方案产生的有益效果是：

与现有技术中的脚制动阀的上活塞相比，本方案中上活塞总成达到最大行程时，其上外活塞被连通腔的腔壁限位，上腔体的气压上升到超过作用在上内活塞上的作用力之和后(即弹性件作用在上内活塞上的力之和)，上内活塞向上移动关闭上阀门排气口，此时不会再有气体进入到上腔体内，上活塞总成处于平衡状态，实现限压功能(即，上活塞内弹性件力之和决定输出气压的大小，通过调整弹性件实现不同的限压需求)，保证输出压力低于输入压力。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，下活塞的横截面为倒置的T字形；下活塞包括下内活塞和下外活塞，下内活塞滑动连接在下外活塞内；且下内活塞的上部伸出下外活塞且与上内活塞的底部接触；下外活塞的表面与下腔体的顶腔壁之间形成B气腔；阀体包括用于与下腔体连通的D气腔，下外活塞的底面设有一圈与下腔体的底面接触的阻挡凸缘；D气腔位于阻挡凸缘与下腔体的内壁之间。

现有技术中上腔体失效后，第二开关阀完全靠脚踩的力来打开，D气腔的力上升后会给脚很大的反作用力，限制了D气腔的气压输出范围。采用本方案中的双活塞结构后，D气腔内压力作用在整个下活塞上，当脚踩上活塞驱动下活塞时，仅克服下内活塞即可；减小了气压反作用力的作用面积，能提高上腔失效后第二出气口的输出气压。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，阀体包括从上至下依次连通的的上腔体、连通腔、下腔体和阀体腔；上外活塞与上腔体的内壁滑动连接；下外活塞与下腔体滑动连接。

非常简单的实现了推动柱在驱动上活塞总成的时候，上外活塞和上内活塞均能够沿着上腔体向下运动。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，连通腔内设有由上内活塞推动的第一开关阀，第一开关阀用于控制连通腔和上腔体连通；阀体腔内设有由下内活塞推动的第二开关阀，第二开关阀用于控制阀体腔与下腔体连通。

非常简单的实现了通过推动柱给上内活塞的作用力，进而使得上内活塞驱动第一开关阀打开；上内活塞继续向下运动的时候，会推动下内活塞向下运动，进而使得下内活塞将第二开关阀打开。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，阀体包括用于与上腔体连通的连通管道；B气腔与上腔体通过连通管道连通；阀体还包括向连通腔内通气的第一进气口和向阀体腔内通气的第二进气口；连通管道上设有第一出气口；D气腔上连通有第二出气口。

非常简单的实现了气体从第一进气口向连通腔内通气，在连通腔与上腔体连通的时候，气体再进入到上腔体内，一部分气体通过连通管道进入到B气腔内，另一部分气体从第一出气口排出。气体从第二进气口向阀体腔内通气，气体再进入到下腔体内，再进入到D气腔内，从第二出气口排出。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，弹性件为支撑弹簧。

非常简单的实现了驱动柱向下运动的时候，会压缩支撑弹簧，进而推动上内活塞和上外活塞向下运动。

优选方案六：作为对优选方案三的进一步优化，第一开关阀和第二开关阀均包括开关阀本体和用于支撑开关阀的支撑板，开关阀本体包括上阀本体、弹簧和下阀本体，上阀本体罩在下阀本体上，且上阀本体与下阀本体滑动连接；弹簧位于上阀本体和下阀本体之间。

上述结构非常简单的实现了上内活塞向下运动的时候，能够与第一开关阀的上阀本体接触，进而使得该上阀本体向下运动，使得连通腔和上腔体连通。同理，下内活塞向下运动抵住第二开关阀的上阀本体，进而使得该上阀本体向下运动，使得阀体腔与下腔体连通。

优选方案七：作为对基础方案的进一步优化，上外活塞包括上外活塞本体和外活塞弹簧，上外活塞位于外活塞弹簧内。进一步增加了对上外活塞的支撑以及复位等效果。

优选方案八：作为对优选方案七的进一步优化，上外活塞本体的活塞壁和上内活塞的活塞壁为相互配合的阶梯状。

非常简单的实现了当上腔体内的气压较大的时候，利用阶梯状的设置，气压能够对上内活塞的外壁着力，实现上内活塞向上运动。

附图说明

图1是现有技术中脚制动阀的结构示意图；

图2是本发明一种集成限压功能的脚制动阀的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：上腔体1、上活塞11、上外活塞111、上内活塞112、踩压板12、推动柱13、第一支撑板31、第一开关阀32、上阀本体321、下阀本体322、上阀门排气口14、连通口15、下腔体2、下活塞21、下内活塞211、下外活塞212、下阀门排气口22、连通腔3、阀体腔4、通孔41、第二支撑板42、第二开关阀43、连通管道5、支撑板6、阻挡凸缘7。

如图2所示，为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种集成限压功能的脚制动阀，包括阀体，阀体内从上至下依次连通的上腔体1、连通腔3、下腔体和阀体腔4，且上腔体1、连通腔3、下腔体和阀体腔4的竖向中心线重合。上腔体1内滑动连接有上活塞，上活塞的顶部设有采用板，踩压板12上设有用于推动上活塞沿着上腔体1的内壁向下运动的推动柱13。

上活塞包括上内活塞112和上外活塞111，上外活塞111与阀体上部滑动连接；上内活塞112滑动连接在上外活塞111内；推动柱13伸入上内活塞112内，且推动柱13与上内活塞112的内地面之间设有弹性件，且弹性件为支撑弹簧(即一般的弹簧)。上内活塞112的下部伸出上外活塞111。

上内活塞112的底面上设有上阀门排气口14；且上阀门排气口14与上活塞的内部连通。上腔体1的底面设有用于将上腔体1和连通腔3连通的连通口15；且连通口15的直径小于上腔体1和下腔体的直径；上活塞的底部伸入到连通口15内。上外活塞111包括上外活塞111本体和外活塞弹簧，上外活塞111位于外活塞弹簧内。另外，上外活塞111本体的活塞壁和上内活塞112的活塞壁为相互配合的阶梯状；尤其是上内活塞112伸出上外活塞111本体的部分的外壁也为阶梯状。

为了减少上外活塞111与上腔体1的腔壁之间的摩擦，在上外活塞111的活塞壁与上腔体1的腔壁之间设有塑料环。

连通腔3内设有由上内活塞112推动的第一开关阀32，第一开关阀32用于控制连通腔3和上腔体1连通；具体设置的时候，第一开关阀32包括开关阀本体和用于支撑开关阀的支撑板6，该支撑板6的边缘嵌入到连通腔3的腔壁内。开关阀本体包括上阀本体321、弹簧和下阀本体322，上阀本体321罩在下阀本体322上，且上阀本体321与下阀本体322滑动连接；弹簧位于上阀本体321和下阀本体322之间。第一开关阀32的上阀本体321可与连通口15的底面接触，进而将连通口15堵住。

下腔内滑动连接有下活塞，下活塞的横截面为倒置的T字形。下活塞的上部伸入到连通腔3内；下活塞的上部依次穿过支撑板6、第一开关阀32的下阀体、第一开关阀32的弹簧和第一开关阀32的上阀体，且下活塞的顶部可与上内活塞112接触并伸入到上阀门排气口14内。下活塞内设有活塞通道。下活塞的下部设有下阀门排气口22。

为了实现阀体腔4与下腔体连通，阀体腔4的顶面腔壁上设有用于将阀体腔4与下腔体连通的通孔41，且通孔41的孔径小于阀体腔4的直径；阀体腔4内设有由下内活塞211推动的第二开关阀43，第二开关阀43用于控制阀体腔4与下腔体连通。具体设置的时候，第二开关阀43的结构与第一开关阀32相同，也包括开关阀本体和用于支撑开关阀的支撑板6，该支撑板6的边缘嵌入到阀体腔4的腔壁内。开关阀本体包括上阀本体321、弹簧和下阀本体322，上阀本体321罩在下阀本体322上，且上阀本体321与下阀本体322滑动连接；弹簧位于上阀本体321和下阀本体322之间。下活塞的底面可与第二开关阀43的上阀本体321接触；上阀本体321与通孔41的底面接触，进而将通孔41堵住。

阀体上还设有第一进气口、第二进气口、第一出气口和第二出气口。第一开关阀32与连通腔3的腔壁之间形成A腔，本方案中第一开关阀32打开后，连通腔3与上腔体1连通，即指的是A腔与上腔体1连通。位于下腔体内的下活塞的上表面和下腔体的顶腔壁之间形成B气腔；第一进气口与A气腔连通；B气腔与上腔体1之间设有连通管道5，第一出气口与连通管道5的侧壁连通。

阀体腔4的周向设有一圈环形的D气腔，且D气腔将阀体腔4包围。D气腔与下腔体连通。第二开关阀43与阀体腔4的腔壁之间形成C气腔，本方案中第二开关阀43打开后，阀体腔4与上腔体1连通，即指的是C气腔与下腔体连通。第二进气口与C气腔连通，第二出气口与D气腔连通。

下活塞包括下内活塞211和下外活塞212，下内活塞211滑动连接在下外活塞212内；下内活塞211的上部伸出下外活塞212，且下内活塞211的上部可伸入上阀门排气口14内与上内活塞112接触；下外活塞212的表面与下腔体的顶腔壁之间形成B气腔。下外活塞212的底面设有一圈与下腔体的底面接触的阻挡凸缘7；D气腔位于阻挡凸缘7与下腔体的内壁之间。且下腔体的内壁与阻挡凸缘7之间的距离小于等于下腔体的中心与阻挡凸缘7之间的距离。

当踩刹车时(施加力F在上活塞上)，推动柱13推动上内活塞112向下运动，且上外活塞111也随着向下运动，此时上阀门排气口14关闭；上活塞将下活塞向下推动，并使得第一开关阀32打开(即第一开关阀32不再堵住连通口15)；第一进气口的气压进入到A气腔内，再从连通口15进入到上腔体1内；从上腔体1内的气体一部分从第一出气口输出，另一部分气体通过连通管道5进入到B气腔内，作用在下活塞上。下活塞向下移动，下阀门排气口22关闭；第二开关阀43向下移动，来自第二进气口的气压从C气腔进入下腔到达D气腔，由第二出气口输出。

当上活塞总成达到最大行程时，其上外活塞111被连通腔3的腔壁限位，由于A腔体不断向上腔体1内输送气体，上腔体1的气压上升到超过作用在上内活塞112上的作用力之和后(即支撑弹簧作用在上内活塞112上的力之和)，上内活塞112向上移动，上阀门排气口14、连通口15关闭，此时A腔体不会再输送气体进入到上腔体1内，上活塞总成处于平衡状态，实现限压功能(即，上活塞内支撑弹簧之和决定输出气压的大小，通过调整支撑弹簧实现不同的限压需求)。

同时，上腔体失效后，D气腔内的气压逐渐增大，D气腔内压力作用在整个下活塞上，当脚踩上活塞驱动下活塞时，仅克服下内活塞即可；减小了气压反作用力的作用面积，能提高上腔失效后第二出气口的输出气压。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种集成限压功能的脚制动阀，包括阀体，所述阀体上部设有由推动柱驱动下行的上活塞，所述阀体下部滑动连接有下活塞，其特征在于，所述上活塞包括上内活塞和上外活塞，所述上外活塞与所述阀体上部滑动连接；所述上内活塞滑动连接在上外活塞内；所述推动柱与所述上内活塞之间设有弹性件，上内活塞的下部伸出所述上外活塞，且上内活塞可在所述上腔体内的气体压力作用下向上移动；所述上内活塞可与所述下活塞接触。

2.根据权利要求1所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述下活塞的横截面为倒置的T字形；下活塞包括下内活塞和下外活塞，所述下内活塞滑动连接在下外活塞内；且下内活塞的上部伸出所述下外活塞且与上内活塞的底部接触；下外活塞的表面与所述下腔体的顶腔壁之间形成B气腔；所述阀体包括用于与下腔体连通的D气腔，所述下外活塞的底面设有一圈与下腔体的底面接触的阻挡凸缘；所述D气腔位于所述阻挡凸缘与下腔体的内壁之间。

3.根据权利要求2所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述阀体包括从上至下依次连通的的上腔体、连通腔、下腔体和阀体腔；所述上外活塞与所述上腔体的内壁滑动连接；所述下外活塞与所述下腔体滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述连通腔内设有由所述上内活塞推动的第一开关阀，所述第一开关阀用于控制连通腔和上腔体连通；所述阀体腔内设有由所述下内活塞推动的第二开关阀，所述第二开关阀用于控制阀体腔与下腔体连通。

5.根据权利要求4所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述阀体包括用于与上腔体连通的连通管道；所述B气腔与上腔体通过所述连通管道连通；所述阀体还包括向连通腔内通气的第一进气口和向阀体腔内通气的第二进气口；所述连通管道上设有第一出气口；所述D气腔上连通有第二出气口。

6.根据权利要求5所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述弹性件为支撑弹簧。

7.根据权利要求4所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述第一开关阀和第二开关阀均包括开关阀本体和用于支撑开关阀的支撑板，所述开关阀本体包括上阀本体、弹簧和下阀本体，所述上阀本体罩在所述下阀本体上，且上阀本体与下阀本体滑动连接；所述弹簧位于所述上阀本体和下阀本体之间。

8.根据权利要求1所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述上外活塞包括上外活塞本体和外活塞弹簧，所述上外活塞位于所述外活塞弹簧内。

9.根据权利要求8所述的一种集成限压功能的脚制动阀，其特征在于，所述上外活塞本体的活塞壁和所述上内活塞的活塞壁为相互配合的阶梯状。