CN108317013A - 一种发动机排气制动阀 - Google Patents

Abstract

一种发动机排气制动阀，包括操纵缸、支撑板、阀体、盖罩，操纵缸的活塞推杆通过操纵机构与阀体内的一号阀片、二号阀片相连接，操纵机构包括一号连杆、二号连杆、一号转轴、二号转轴，一号转轴与二号转轴相对于活塞推杆对称设置，一号转轴上安装有一号摇臂，一号摇臂通过一号活动销与一号连杆相连接，一号连杆与活塞推杆相连接，一号转轴与一号阀片相连接，二号转轴上安装有二号摇臂，二号摇臂通过二号活动销与二号连杆相连接，二号连杆与活塞推杆相连接，二号转轴与二号阀片相连接，一号连杆的侧边设置有片弹簧。本设计不仅能有效解决操纵机构失效、活塞推杆偏磨与发卡的问题，而且操作简便、可靠性高、密封性好。

Description

一种发动机排气制动阀

技术领域

本发明涉及排气制动技术领域，尤其涉及一种发动机排气制动阀，主要适用于解决操纵机构失效以及活塞推杆偏磨与发卡的问题。

背景技术

当前的排气制动阀主要是通过操纵缸内的压缩空气推动活塞推杆运动，进而推动一根与阀片转轴固连的摇臂转动，进而实现制动阀片的关闭，当操纵缸内压缩空气压力卸去，制动阀片在发动机排气压力作用下实现复位，反过来带动阀片转轴转动，进而推动摇臂转动，并实现活塞推杆的复位；操纵缸尾部通过活动销固定在操纵缸支承板上，整个过程，操纵缸会随着工作状态的改变受到沿着摇臂轴线方向的分力，而不断发生偏转。

当前排气制动阀最主要故障为操纵缸发卡、活塞偏磨、操纵缸漏气、活塞O型圈磨损、连接副松旷等原因，这些故障很大程度上和当前大多数排气制动阀操纵机构的受力状态有关。当前诸多排气制动阀操纵缸尾部与支架铰接，活塞推杆与摇臂铰接，交界点相对运动过多，可靠性大大降低；所有运动副完全暴露在外环境中，灰尘、水汽等外环境因素都加剧运动副的失效；工作过程中悬臂梁结构的推杆受到较大振动情况下，连接副松动、各部件磨损等故障进一步恶化；此外，由于摇臂的存在使得操纵缸推杆在执行阀片的开启或关闭时，所受到的力与活塞推杆轴线不重合，存在横向分力，容易造成活塞或活塞O型圈偏磨，进而导致操纵缸漏气和操纵缸发卡等故障。

中国专利，授权公告号为CN203962167U，授权公告日为2014年11月26日的实用新型公开了一种新型排气制动阀，在阀体内通过转轴设有阀片，转轴伸出阀体并和摆臂一端固定连接，摆臂下设有固定在阀体上的支撑板，支撑板的另一端通过螺栓轴连接有气缸的尾端，气缸的活塞轴端通过螺栓轴和摆臂另一端连接，螺栓轴上套有关节轴承，关节轴承的外面设有防尘毛毡。虽然该实用新型能延长排气阀的工作寿命，但是其仍然存在以下缺陷：该实用新型通过摆臂与螺栓轴控制阀片，这样的设计不仅较易导致操纵机构失效，而且活塞轴较易偏磨与发卡。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的操纵机构易失效、活塞推杆易偏磨与发卡的缺陷与问题，提供一种能有效解决操纵机构失效、活塞推杆偏磨与发卡问题的发动机排气制动阀。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种发动机排气制动阀，包括操纵缸、支撑板、阀体，所述操纵缸安装在支撑板的上端面上，所述阀体安装在支撑板的下端面上，所述操纵缸的活塞推杆通过操纵机构与阀体内的阀片相连接，所述阀片包括一号阀片与二号阀片，所述操纵机构包括一号连杆、二号连杆、一号转轴、二号转轴，所述一号转轴与二号转轴相对于活塞推杆对称设置，所述一号转轴的一端安装有一号摇臂，一号摇臂通过一号活动销与一号连杆的一端相连接，一号连杆的另一端与活塞推杆相连接，所述一号转轴的另一端依次穿经支撑板、阀体后与一号阀片相连接，所述二号转轴的一端安装有二号摇臂，二号摇臂通过二号活动销与二号连杆的一端相连接，二号连杆的另一端与活塞推杆相连接，所述二号转轴的另一端依次穿经支撑板、阀体后与二号阀片相连接。

所述一号连杆的长度等于二号连杆的长度，所述一号摇臂的长度等于二号摇臂的长度，所述一号转轴与二号转轴的间距等于一号连杆与二号连杆长度之和的倍。

所述操纵机构还包括限位支架，所述限位支架包括底板及与其垂直连接的竖板，所述底板与支撑板的上端面相连接，所述竖板位于一号连杆的侧边，竖板上垂直连接有限位螺栓，限位螺栓上位于竖板与一号连杆之间的部位安装有片弹簧，所述一号转轴依次穿经底板、支撑板、阀体后与一号阀片相连接。

所述活塞推杆的端部连接有安装支架，所述安装支架上开设有安装孔，安装孔内安装有三号活动销，所述三号活动销依次穿经一号连杆、二号连杆、安装孔后通过开口销固定。

所述操纵缸的尾部通过螺栓固定在支撑板上，操纵缸的头部安装在操纵缸支架上，所述操纵缸支架固定在支撑板上。

所述发动机排气制动阀还包括盖罩，所述盖罩安装在支撑板上，所述操纵机构、活塞推杆均位于盖罩内。

所述盖罩与操纵缸的连接处设置有橡胶套，所述橡胶套套设在操纵缸的头部。

所述盖罩与支撑板之间设置有橡胶垫片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种发动机排气制动阀中阀片包括一号阀片与二号阀片，操纵机构包括一号连杆、二号连杆、一号转轴、二号转轴，一号转轴与二号转轴相对于活塞推杆对称设置，一号转轴上安装有一号摇臂，一号摇臂通过一号活动销与一号连杆的一端相连接，一号连杆的另一端与活塞推杆相连接，一号转轴与一号阀片相连接，二号转轴上安装有二号摇臂，二号摇臂通过二号活动销与二号连杆的一端相连接，二号连杆的另一端与活塞推杆相连接，二号转轴与二号阀片相连接；采用上述操纵机构以保证活塞推杆受力方向始终与其轴线重合，活塞推杆不存在弯矩的作用，不仅减少了操纵机构失效的现象，而且改善了活塞推杆的受力状态，有利于改善活塞推杆的偏磨与发卡状况。因此，本发明不仅能有效解决操纵机构失效的问题，而且能有效解决活塞推杆偏磨与发卡的问题。

2、本发明一种发动机排气制动阀中一号连杆的长度等于二号连杆的长度，一号摇臂的长度等于二号摇臂的长度，一号转轴与二号转轴的间距等于一号连杆与二号连杆长度之和的倍，操纵机构满足上述几何关系，能更好的完成阀片的开启和关闭；限位支架包括底板及与其垂直连接的竖板，竖板位于一号连杆的侧边，竖板上垂直连接有限位螺栓，限位螺栓上位于竖板与一号连杆之间的部位安装有片弹簧，增设片弹簧，以防止活塞推杆无法推动两个连杆运动现象的发生。因此，本发明操作简便、可靠性高。

3、本发明一种发动机排气制动阀中活塞推杆的端部连接有安装支架，安装支架上开设有安装孔，安装孔内安装有三号活动销，三号活动销依次穿经一号连杆、二号连杆、安装孔后通过开口销固定，这样的设计不仅结构简单、安装简便，而且可靠性高；操纵缸的尾部通过螺栓固定在支撑板上，操纵缸的头部安装在操纵缸支架上，操纵缸支架固定在支撑板上，操纵缸通过螺栓和操纵缸支架与支撑板完全固定，防止了传统单阀片的铰链结构因磨损而造成松旷的结果。因此，本发明不仅结构简单、安装简便、可靠性高，而且操纵缸不易松旷。

4、本发明一种发动机排气制动阀中操纵机构、活塞推杆均位于盖罩内，盖罩与操纵缸的连接处设置有橡胶套，盖罩与支撑板之间设置有橡胶垫片，采用上述设计，有利于防止灰尘等杂质的进入，防止运动副磨损失效，保证系统的可靠性。因此，本发明密封性好、可靠性高。

附图说明

图1是本发明的分装图。

图2是本发明的装配图。

图3是本发明中操纵机构的结构示意图。

图4是本发明中两个阀片开启的结构示意图。

图5是本发明中两个阀片关闭的结构示意图。

图6是本发明中操纵机构的几何关系示意图。

图中：操纵缸1、活塞推杆11、安装支架12、三号活动销13、螺栓14、操纵缸支架15、支撑板2、阀体3、一号阀片31、二号阀片32、一号连杆4、二号连杆5、一号转轴6、一号摇臂61、一号活动销62、二号转轴7、二号摇臂71、二号活动销72、限位支架8、底板81、竖板82、限位螺栓83、片弹簧84、盖罩9、橡胶套10。

图中，L1表示一号连杆4的长度，L2表示一号摇臂61的长度，L3表示二号连杆5的长度，L4表示二号摇臂71的长度，L5表示一号转轴6与二号转轴7的间距，其中，L1=L3，L2=L4，L5=（L1+L3）。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种发动机排气制动阀，包括操纵缸1、支撑板2、阀体3，所述操纵缸1安装在支撑板2的上端面上，所述阀体3安装在支撑板2的下端面上，所述操纵缸1的活塞推杆11通过操纵机构与阀体3内的阀片相连接，所述阀片包括一号阀片31与二号阀片32，所述操纵机构包括一号连杆4、二号连杆5、一号转轴6、二号转轴7，所述一号转轴6与二号转轴7相对于活塞推杆11对称设置，所述一号转轴6的一端安装有一号摇臂61，一号摇臂61通过一号活动销62与一号连杆4的一端相连接，一号连杆4的另一端与活塞推杆11相连接，所述一号转轴6的另一端依次穿经支撑板2、阀体3后与一号阀片31相连接，所述二号转轴7的一端安装有二号摇臂71，二号摇臂71通过二号活动销72与二号连杆5的一端相连接，二号连杆5的另一端与活塞推杆11相连接，所述二号转轴7的另一端依次穿经支撑板2、阀体3后与二号阀片32相连接。

所述一号连杆4的长度等于二号连杆5的长度，所述一号摇臂61的长度等于二号摇臂71的长度，所述一号转轴6与二号转轴7的间距等于一号连杆4与二号连杆5长度之和的倍。

所述操纵机构还包括限位支架8，所述限位支架8包括底板81及与其垂直连接的竖板82，所述底板81与支撑板2的上端面相连接，所述竖板82位于一号连杆4的侧边，竖板82上垂直连接有限位螺栓83，限位螺栓83上位于竖板82与一号连杆4之间的部位安装有片弹簧84，所述一号转轴6依次穿经底板81、支撑板2、阀体3后与一号阀片31相连接。

所述活塞推杆11的端部连接有安装支架12，所述安装支架12上开设有安装孔，安装孔内安装有三号活动销13，所述三号活动销13依次穿经一号连杆4、二号连杆5、安装孔后通过开口销固定。

所述操纵缸1的尾部通过螺栓14固定在支撑板2上，操纵缸1的头部安装在操纵缸支架15上，所述操纵缸支架15固定在支撑板2上。

所述发动机排气制动阀还包括盖罩9，所述盖罩9安装在支撑板2上，所述操纵机构、活塞推杆11均位于盖罩9内。

所述盖罩9与操纵缸1的连接处设置有橡胶套10，所述橡胶套10套设在操纵缸1的头部。

所述盖罩9与支撑板2之间设置有橡胶垫片。

本发明的原理说明如下：

本设计一种含变胞操纵机构的双阀片封闭式排气制动阀，即活塞推杆末端分别与一号连杆和二号连杆的一端通过转动副连接，一号连杆的另一端与一号摇臂的一端通过转动副连接，二号连杆的另一端和二号摇臂的一端通过转动副连接，两个摇臂的另一端分别与两根阀片转轴固连，以上设计组合构成一套变胞机构。其实现原理是：当活塞推杆一直向前运动时，直到一号连杆与一号摇臂、二号连杆与二号摇臂均在同一条直线上时，两根连杆和两个摇臂之间连接的转动自由度消失，实现变胞，即此时活塞推杆不再向前运动，此时两个阀片关闭；当活塞推杆做回程运动时，同样当一号连杆和一号摇臂、二号连杆和二号摇臂共线时，活塞推杆无法继续回程，两根连杆和两个摇臂之间连接的转动自由度消失，实现回程的变胞，实现了“自限位”的功能，此时两个阀门完全开启。

此外，该变胞机构存在以下几何关系：一号连杆与二号连杆等长，一号摇臂与二号摇臂等长，两根阀片转轴间距必须为一号连杆与二号连杆长度之和的倍；两根阀片转轴位置关于活塞推杆中轴线呈对称关系；满足该几何关系的变胞操纵机构在前后两个变胞位置对应阀片转过90度，分别为阀片全闭和全开两种状态。

为了防止在活塞推杆回程的极限位置，由于“死点”的存在，活塞推杆在下一次阀门关闭工作中无法推动两个连杆运动的情况出现，在回程位置的一号连杆一侧设置了“防死点片弹簧”，使得所有力都卸去时，两根连杆和与之相连的两根摇臂之间有一个非常小的角度。

本设计中变胞操纵机构配合双阀片排气制动阀保证活塞推杆受力方向始终与其轴线重合，活塞推杆不存在弯矩的作用，有利于改善活塞的偏磨与发卡状况；尾部固定的操纵缸防止了传统铰链结构因磨损而造成松旷的结果；整个操纵机构被盖罩封装在操纵缸支撑板上，盖罩与支撑板之间有橡胶垫片，操纵缸与罩盖连接处安装有橡胶套进行密封，使之与外环境隔离，有利于防止灰尘等杂质的进入，防止运动副磨损失效，保证系统的可靠性；此外，该结构简单、易于实现。

操纵机构改善了活塞推杆的受力状况，使得活塞推杆受力与其轴线重合，减少了传统机构在工作过程中弯矩的存在而导致活塞的磨损情况加剧，进而导致发卡或漏气情况的发生；变胞机构的引入省去了传统排气制动阀的限位装置；整个操纵机构被橡胶垫和盖罩密封，与外环境隔绝，改善执行机构的工作环境，将大大提高系统的可靠性；整个操纵缸通过螺栓与操纵缸支架完全固定，没有相对运动，避免了传统气缸与支撑板之间因存在相对运动导致气缸受力状况不佳以及尾部转动销磨损而造成失效。

实施例：

参见图1至图6，一种发动机排气制动阀，包括操纵缸1、支撑板2、阀体3、盖罩9，所述操纵缸1安装在支撑板2的上端面上，所述阀体3安装在支撑板2的下端面上，所述操纵缸1的活塞推杆11通过操纵机构与阀体3内的阀片相连接，所述阀片包括一号阀片31与二号阀片32，所述操纵机构包括一号连杆4、二号连杆5、一号转轴6、二号转轴7，所述一号转轴6与二号转轴7相对于活塞推杆11对称设置，所述一号转轴6的一端安装有一号摇臂61，一号摇臂61通过一号活动销62与一号连杆4的一端相连接，一号连杆4的另一端与活塞推杆11相连接，所述一号转轴6的另一端依次穿经支撑板2、阀体3后与一号阀片31相连接，所述二号转轴7的一端安装有二号摇臂71，二号摇臂71通过二号活动销72与二号连杆5的一端相连接，二号连杆5的另一端与活塞推杆11相连接，所述二号转轴7的另一端依次穿经支撑板2、阀体3后与二号阀片32相连接；所述一号连杆4的长度等于二号连杆5的长度，所述一号摇臂61的长度等于二号摇臂71的长度，所述一号转轴6与二号转轴7的间距等于一号连杆4与二号连杆5长度之和的倍；所述操纵机构还包括限位支架8，所述限位支架8包括底板81及与其垂直连接的竖板82，所述底板81与支撑板2的上端面相连接，所述竖板82位于一号连杆4的侧边，竖板82上垂直连接有限位螺栓83，限位螺栓83上位于竖板82与一号连杆4之间的部位安装有片弹簧84，所述一号转轴6依次穿经底板81、支撑板2、阀体3后与一号阀片31相连接；所述活塞推杆11的端部连接有安装支架12，所述安装支架12上开设有安装孔，安装孔内安装有三号活动销13，所述三号活动销13依次穿经一号连杆4、二号连杆5、安装孔后通过开口销固定；所述操纵缸1的尾部通过螺栓14固定在支撑板2上，操纵缸1的头部安装在操纵缸支架15上，所述操纵缸支架15固定在支撑板2上；所述盖罩9安装在支撑板2上，所述操纵机构、活塞推杆11均位于盖罩9内；所述盖罩9与操纵缸1的连接处设置有橡胶套10，所述橡胶套10套设在操纵缸1的头部；所述盖罩9与支撑板2之间设置有橡胶垫片。

Claims (8)

1.一种发动机排气制动阀，包括操纵缸（1）、支撑板（2）、阀体（3），所述操纵缸（1）安装在支撑板（2）的上端面上，所述阀体（3）安装在支撑板（2）的下端面上，所述操纵缸（1）的活塞推杆（11）通过操纵机构与阀体（3）内的阀片相连接，其特征在于：所述阀片包括一号阀片（31）与二号阀片（32），所述操纵机构包括一号连杆（4）、二号连杆（5）、一号转轴（6）、二号转轴（7），所述一号转轴（6）与二号转轴（7）相对于活塞推杆（11）对称设置，所述一号转轴（6）的一端安装有一号摇臂（61），一号摇臂（61）通过一号活动销（62）与一号连杆（4）的一端相连接，一号连杆（4）的另一端与活塞推杆（11）相连接，所述一号转轴（6）的另一端依次穿经支撑板（2）、阀体（3）后与一号阀片（31）相连接，所述二号转轴（7）的一端安装有二号摇臂（71），二号摇臂（71）通过二号活动销（72）与二号连杆（5）的一端相连接，二号连杆（5）的另一端与活塞推杆（11）相连接，所述二号转轴（7）的另一端依次穿经支撑板（2）、阀体（3）后与二号阀片（32）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述一号连杆（4）的长度等于二号连杆（5）的长度，所述一号摇臂（61）的长度等于二号摇臂（71）的长度，所述一号转轴（6）与二号转轴（7）的间距等于一号连杆（4）与二号连杆（5）长度之和的倍。

3.根据权利要求2所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述操纵机构还包括限位支架（8），所述限位支架（8）包括底板（81）及与其垂直连接的竖板（82），所述底板（81）与支撑板（2）的上端面相连接，所述竖板（82）位于一号连杆（4）的侧边，竖板（82）上垂直连接有限位螺栓（83），限位螺栓（83）上位于竖板（82）与一号连杆（4）之间的部位安装有片弹簧（84），所述一号转轴（6）依次穿经底板（81）、支撑板（2）、阀体（3）后与一号阀片（31）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述活塞推杆（11）的端部连接有安装支架（12），所述安装支架（12）上开设有安装孔，安装孔内安装有三号活动销（13），所述三号活动销（13）依次穿经一号连杆（4）、二号连杆（5）、安装孔后通过开口销固定。

5.根据权利要求1–4中任意一项所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述操纵缸（1）的尾部通过螺栓（14）固定在支撑板（2）上，操纵缸（1）的头部安装在操纵缸支架（15）上，所述操纵缸支架（15）固定在支撑板（2）上。

6.根据权利要求1–4中任意一项所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述发动机排气制动阀还包括盖罩（9），所述盖罩（9）安装在支撑板（2）上，所述操纵机构、活塞推杆（11）均位于盖罩（9）内。

7.根据权利要求6所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述盖罩（9）与操纵缸（1）的连接处设置有橡胶套（10），所述橡胶套（10）套设在操纵缸（1）的头部。

8.根据权利要求6所述的一种发动机排气制动阀，其特征在于：所述盖罩（9）与支撑板（2）之间设置有橡胶垫片。