CN109733372B - 多功能商用车阀门 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是多功能商用车阀门，包括阀装置，阀装置包括至少一个入口、出口、排气口、进气阀座和排气阀座，排气阀座由活塞打开和关闭，进气阀座通过由活塞带动的移动密封件打开和关闭，活塞的位置是由通过电动机和机械传动装置施加在所述活塞上的压力、接触力和弹簧力的平衡所限定，将电动机的旋转运动转换成弹簧的线性压缩，其特征在于，还包括至少一个附加阀元件，附加阀元件具有至少一个附加活塞、至少一个附加阀座和至少一个附加端口，附加活塞由机械传动装置上的附加装置推动，附加活塞在机械传动装置所限定的位置范围内移动。通过单个电动机械执行机构来实现主要电子控制制动功能，具有成本优势。
Description
技术领域
本发明涉及阀门领域，特别涉及多功能商用车阀门。
背景技术
当今的电动气动控制阀通常是电磁阀和高气流阀的组合。通过调节主控制活塞的小体积中的电磁阀来建立压力水平，然后主控制活塞控制高气流阀座的打开和关闭，从而为气动制动室提供充分的充气和放气。
有成本效益的电磁阀仅具有两个离散状态（打开或关闭），这使得分压设置成为复杂的控制问题。此外，任何附加的工作模式都需要集成额外的电磁阀，这增加了这种电动气动阀的成本。
US2893415 (A)：该发明公开了自研式继动阀，能够放大气动执行器的气流。
DE4227084 (A1)：该发明公开了阀装置，其通过高气流继动阀操作气动执行器，其中继动阀的控制压力由电动气动磁阀调节。
EP2239174 (A2)：该发明公开了双稳态阀，其中操作活塞遵从由电动机操作的线性传动装置的位置，仅提供两个稳定状态。
EP3118077 (A1)：该发明公开了一种集成在继动阀中的电动机操作的自锁机构，其通过控制压力操作，但活塞运动受到这种锁定的限制。
从US2893415 (A)所公开的文本中可知，继动阀能够为气动执行机构提供足够的空气流量，例如行车制动器或驻车制动器。
在上个世纪末，汽车气动系统通过电子控制得到了改进，其中提出了电磁阀来解决，通过调节高气流阀门的控制压力来调节执行机构的压力，如在DE4227084 (A1)中所述，在这种压力调节器中，需要集成多个电磁阀，使其与需要连接的多个电子功率级电子相结合，才能发挥适当的功能。这是因为这些电磁阀通常只有两个离散状态，并且只有一个离散状态可以在未通电状态下稳定。
虽然可以在所谓的比例电磁阀和双稳态电磁阀中使用技术来克服前面提到的限制，但是这种阀的成本高或稳健性是不够的。在现有技术EP2239174（A2）中，提供了一种解决方案，以确保实现多个未通电稳定状态，以便产生用于驻车制动继动阀的控制压力。该解决方案使用电动机和自锁机构在两个端部位置之间移动活塞，在两个端部位置下分配充气和放气状态。该解决方案的缺点在于其输出压力仅具有两个离散值。中间值的设置只能通过调节阀门来实现，由于传动装置的自锁特性，这不是应用的目的，而是使用额外的电磁阀来设置输入处的中间压力。此外，输出的气流不足以直接操作气动执行器；继动阀由输出控制。
在现有技术EP3118077 （A1）中，电动机用于影响继动阀的运行。电动机的自锁机构限制了继动阀活塞的运动。该方案的缺点在于电动机不能调节继动阀的输出压力，需要额外的电磁阀来产生用于控制继动阀活塞的调节压力。
发明内容
鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明所解决的技术问题旨在提供一种电动机驱动的多功能商用车阀门。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：多功能商用车阀门，包括阀装置，所述阀装置包括至少一个入口、出口、排气口、进气阀座和排气阀座，所述排气阀座由活塞打开和关闭，所述进气阀座通过由活塞带动的移动密封件打开和关闭，所述活塞的位置是由通过电动机和机械传动装置施加在所述活塞上的压力、接触力和弹簧力的平衡所限定，将电动机的旋转运动转换成弹簧的线性压缩，其特征在于，还包括至少一个附加阀元件，所述附加阀元件具有至少一个附加活塞、至少一个附加阀座和至少一个附加端口，所述附加活塞由机械传动装置上的附加装置推动，且所述附加活塞在机械传动装置所限定的位置范围内移动。
所述阀装置上还设有用于输入压缩气体对活塞上产生附加压力的气口。
所述附加阀元件是3/3阀或3/2阀。
与所述3/3阀或3/2阀的输入端口连接的是入口、出口、排气口、气口、附加进气口中的任意两个接口组合。
所述附加阀元件是常闭或常开2/2阀。
与所述常闭或常开2/2阀的输入端口连接的是入口、出口、排气口、气口、附加进气口中的任一接口。
所述附加端口连接到挂车控制阀的任何输入端口。
所述附加端口连接到行车制动室。
所述附加端口连接到行车制动器脚踏制动模块。
所述附加端口连接到至少一个附加阀装置。
所述附加端口连接到另一个轮或轴的空气弹簧或提升桥的空气弹簧操作器。
所述附加端口连接到附加变速器执行器室。
所述附加端口连接到附加离合器执行器室。
所述附加端口连接到减速器执行器室。
本发明的有益效果是：通过单个电动机械执行机构来实现主要电子控制制动功能，具有成本优势；在商用车驻车制动器的应用中，对最大驻车力的实现、不同驻车力的可调节性、行车释放和停车驻车过程中的制动稳定性进行了改进。
附图说明
图1为阀装置压力控制系统结构图；
图2为阀装置结构示意图；
图3为阀装置与附加阀元件结构示意图；
图4为附加阀元件设计成3/3阀的连接线路图一；
图5为附加阀元件设计成3/3阀的连接线路图二；
图6为附加阀元件设计成3/2阀的连接线路图一；
图7为附加阀元件设计成3/2阀的连接线路图二；
图8为附加阀元件设计成2/2阀的连接线路图；
图9为通过挂车测试功能实现驻车制动器控制示意图；
图10为通过伸缩制动功能实现驻车制动器控制示意图；
图11为通过挂车预制动功能实现行车制动控制示意图；
图12为通过解除车轴耦合功能实现行车制动控制示意图；
图13为通过气制动备份功能实现行车制动控制示意图；
图14为通过电路冗余功能实现行车制动控制示意图；
图15为通过提升桥功能实现车身水平控制示意图；
图16为变速器执行或离合器操作应用示意图；
图17为双离合器操作应用示意图；
图18为通过混合减速功能实现行车制动控制示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明的阀装置I通过储气罐III所提供的压力，来控制商用车辆的增压执行器II。
如图2所示，多功能商用车阀门，包括阀装置I，它具有入口1、出口2和排气口3，它们具有足够的截面来操作具有足够气流动力的商用车气动执行器II。该阀装置I还包括至少一个进气阀座11和至少一个排气阀座31，所述排气阀座31由活塞32打开和关闭，所述进气阀座11通过由活塞32带动的移动密封件30打开和关闭，气流的路径由壳体与移动密封件30所形成的进气阀座11以及由活塞32与移动密封件30所形成的排气阀座31控制。
所述活塞32的位置是由通过电动机60和机械传动装置80施加在所述活塞上的压力、接触力和弹簧33力的平衡所限定。
在本实施例中，进气阀座11通过第二弹簧34保持常闭。进气阀座11的打开通过移动密封件30挤压第二弹簧34使密封弹簧压缩移动来解决，该移动由活塞32的运动通过活塞32和移动密封件30之间的接触力产生。根据活塞32和移动密封件30之间所存在或不存在的接触，排气阀座31通过活塞32的运动而关闭和打开。
活塞32的位置由作用在活塞32上的力的平衡所限定。
以下力作用在活塞32上：
· 活塞32和移动密封件30之间的接触力；
· 与出口2压力相关的位于活塞32表面32'上的压力；
· 与出口2压力相关的位于活塞32与表面32'相对的表面32''上的压力；
· 控制弹簧33压缩的弹簧力；
· 摩擦力和阻尼力。
所述机械传动装置80将电动机60的旋转运动转换成弹簧33的线性压缩，电动机60旋转能够压缩和释放弹簧33。也就是说，活塞32的力平衡可以通过电动机60改变，从而通过改变除了上述弹簧33力之外的至少一个力可以实现即将到来的力平衡。弹簧33压缩增加，活塞32朝向打开入口阀座11的方向移动，弹簧33压力减小，活塞32朝向打开排气阀座31的方向移动。以这种方式，只要提供活塞32的力平衡，弹簧33压缩变化将改变排气口3压力。也就是说排气口3压力与弹簧33的压缩成比例，然后弹簧33的压缩与电动机60的位置成比例，包括由第二弹簧34的预压力和摩擦引起的滞后。
该阀门还包括至少一个附加阀元件50和至少一个附加进气口6，所述附加阀元件50和附加进气口6连接，所述附加阀元件50具有至少一个附加活塞51、至少一个附加阀座52和至少一个附加端口5，所述附加活塞51由机械传动装置80上的附加装置81推动，且所述附加活塞51在机械传动装置80所限定的位置范围内移动，机械传动机构80的附加装置81可以定位在机械传动机构80的端部位置之间的中间位置。
所述阀装置I上还设有用于输入压缩气体对活塞32上产生附加压力的气口7。
参照图4和图5，附加阀元件50可以设计成3/3阀50a、50b，与3/3阀的输入端口连接的是入口1、出口2、排气口3、附加进气口6中的任意两个接口组合，输出端口连接到阀装置I的附加端口5。
参照图6和图7，附加阀元件50可以设计成3/2阀50c、50d，与所述3/2阀的输入端口连接的是阀装置I的入口1、出口2、排气口3、附加进气口6中的任意两个接口组合，输出端口连接到阀装置I的附加端口5。
参照图8，附加阀元件50可以设计成2/2阀50e、50f，与所述2/2阀50e、50f的输入端口连接的是入口1、出口2、排气口3、气口7、附加进气口6中的任一接口，输出端口连接到附加的阀装置I的附加端口5。
参照图9和10，具有附加阀元件50的阀装置I可由驻车制动回路储气罐III / b提供压力，并通过阀装置I的出口2与弹簧制动气室II/b的入口连接，由阀装置I的出口2进行调压，通过附加端口5操作挂车控制阀IV，即通过挂车测试功能或伸缩制动功能实现驻车制动。
参照图11，具有附加阀元件50的阀装置I可由行车制动回路储气罐III / a提供压力，并通过阀装置I的出口2与行车制动室II/a连接，通过附加端口5操作挂车控制阀IV，挂车控制阀IV还可直接由驻车制动回路贮存器III / b进行操控，即通过挂车预制动功能实现行车制动。
参照图12，具有附加阀元件50的阀装置I可由行车制动回路储气罐III / a提供压力，并通过阀装置I的出口2与行车制动室II/a连接，由出口2进行调压，通过附加端口5操作另外的行车制动室II / aa，即通过解除车轴耦合功能实现行车制动。
参照图13，阀装置采用2/2阀50e，具有附加阀元件50的阀装置I可由行车制动回路储气罐III / a提供压力，并通过阀装置I的出口2与行车制动室II/a连接，由出口2进行调压，通过附加端口5操作行车制动器脚踏制动模块V，即通过气制动备份功能实现行车制动。
参照图14，具有附加阀元件50的阀装置I可由行车制动回路储气罐III / a提供压力，并通过阀装置I的出口2与行车制动室II/a连接，通过阀装置I的附加端口5操作附加阀装置I’的附加控制端口4，通过阀装置I的出口2连接到另外的行车制动室II / aa，即通过电路冗余功能实现行车制动。
参照图15，具有附加阀元件50的阀装置I可由空气悬架回路储气罐III / c提供压力，并通过阀装置I的出口2与空气弹簧II / c连接，通过阀装置I的附加端口5操作另一个轮或轴的空气弹簧II / cc或提升桥的空气弹簧操作器，即通过提升桥功能实现车身水平控制。
参照图16，具有附加阀元件50的阀装置I可由变速器回路储气罐III / d提供压力，并通过阀装置I的出口2与变速器执行器室II / d或者离合器执行器室II / e连接，通过阀装置I的附加端口5操作附加变速器执行器室II / dd，进行变速器执行或离合器操作。
参照图17，具有附加阀元件50的阀装置I可由变速器回路储气罐III / d提供压力，并通过阀装置I的出口2与变速器执行器室II / d连接，通过阀装置I的附加端口5操作附加离合器执行器室II / ee，进行双离合器操作。
参照图18，具有附加阀元件50的阀装置I的入口1与行车制动回路储气罐III / a连接，附加进气口6与变速器回路储气罐III / d连接，并通过阀装置I的出口2与行车制动室II / a连接，通过阀装置I的附加端口5操作减速器执行器室II / f，即通过混合减速功能实现行车制动。
Claims (1)
1.多功能商用车阀门，包括阀装置（I），所述阀装置（I）包括至少一个入口（1）、出口（2）、排气口（3）、进气阀座（11）和排气阀座（31），所述排气阀座（31）由活塞（32）打开和关闭，所述进气阀座（11）通过由活塞（32）带动的移动密封件（30）打开和关闭，所述活塞（32）的位置是由通过电动机（60）和机械传动装置（80）施加在所述活塞上的压力、接触力和弹簧（33）力的平衡所限定，将电动机（60）的旋转运动转换成弹簧（33）的线性压缩，其特征在于，还包括至少一个附加阀元件（50），所述附加阀元件（50）具有至少一个附加活塞（51）、至少一个附加阀座（52）和至少一个附加端口（5），所述附加活塞（51）由机械传动装置（80）上的附加装置（81）推动，且所述附加活塞（51）在机械传动装置（80）所限定的位置范围内移动，所述阀装置（I）上还设有用于输入压缩气体对活塞（32）上产生附加压力的气口（7）,所述附加阀元件（50）是常闭或常开2/2阀，与所述常闭或常开2/2阀的输入端口连接的是入口（1）、出口（2）、排气口（3）、气口（7）、附加进气口（6）中的任一接口，所述附加端口（5）连接到行车制动器脚踏制动模块。
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