CN110789509A - 一种机械式双腔平衡制动阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式双腔平衡制动阀，包括阀体，所述阀体上具有相互独立的腔体一和腔体二，所述腔体一和腔体二中分别设有一组活塞组件，当腔体一和腔体二中的活塞组件均移动时，制动活塞所形成的助力油液能推动弹性逆止活塞一、弹性逆止活塞二分别退回至旁通油道一、旁通油道二中，使旁通油道一与旁通油道二连通，进而使与腔体一和腔体二分别连通的两个制动油缸产生相同的制动油压。本发明的机械式双腔平衡制动阀采用双腔并联设计，可实现左右刹车在踏下去力不同，两边的制动压力相同，不会出现跑偏的现象，同时，单边刹车时，平衡阀会关闭对侧不需要刹车的腔，从而实现单边刹车，减小转弯半径。

Description

一种机械式双腔平衡制动阀

技术领域

本发明涉及液压控制阀领域，具体涉及一种用于大型机械设备上面的机械式双腔平衡制动阀。

背景技术

近年来，随着我国惠农政策和农业相关补贴政策的出台，大马力拖拉机在我国农业生产中具有广泛市场空间，大马力拖拉机也取得巨大的进步和发展。同时，在我国现代农场和农村经济合作社的基础上，大型农业机械由单一作业、小规模生产转变为统一调配、集中作业的生产管理模式，使得大马力拖拉机保持每年大约30％的增速快速增长，推动我国农业经济的快速发展。

其中，大马力拖拉机在农业生产中的作用：大马力拖拉机因其动力强劲，适用范围广，性能稳定等特点，广泛应用于现代农业生产。同时，对面积相同的大范围耕地作业时，大马力拖拉机功率大但油耗远远低于中小马力拖拉机，随着面积的逐渐扩大或进行深耕作业时，大马力拖拉机还具有明显的节能降耗的作用。

但是，随着马力的不断加大，制动问题也随之而来，制动距离长，制动不平稳或偏刹问题不断，同时，拖拉机等收获机械还需要单边偏刹，所以刹车需要采用双踏板式。

虽然现有技术中存在多种双腔制动阀，能够实现单边偏刹和双边制动，但是这种双腔制动阀中的两个腔体完全独立，当左右刹车在踏下去力不同，两边的制动压力不相同，会出现跑偏的现象，影响操作。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种机械式双腔平衡制动阀，以实现左右刹车踏板受力不同时两边的制动压力相同。

为此，本发明提出了一种机械式双腔平衡制动阀，包括阀体，所述阀体上具有相互独立的腔体一和腔体二，所述腔体一和腔体二中分别设有一组活塞组件，其中，所述活塞组件包括助力活塞、助力活塞内设置的压杆活塞、以及与助力活塞一端连接的制动活塞。

所述阀体的腔壁上开设有连通的旁通油道一和旁通油道二，所述旁通油道一与腔体一之间设有弹性逆止活塞一，所述旁通油道二与腔体二之间设有弹性逆止活塞二，其中，弹性逆止活塞一的阀芯的头部伸出至腔体一中，弹性逆止活塞二的阀芯的头部伸出至腔体二中。

当腔体一和腔体二中的活塞组件均移动时，制动活塞能推动弹性逆止活塞一、弹性逆止活塞二分别退回至旁通油道一、旁通油道二中，使旁通油道一与旁通油道二连通，进而使与腔体一和腔体二分别连通的两个制动油缸产生相同的制动油压。

当腔体一或腔体二中的活塞组件移动时，制动活塞推动弹性逆止活塞一和弹性逆止活塞二中一个回退打开油道，另一个在油压推动下封堵油路，使腔体一与腔体二不连通，进而实现单边制动。

进一步地，所述旁通油道一和旁通油道二二者通过工艺腔连通，该工艺腔开设在阀体上并且由螺塞密封。

进一步地，所述弹性逆止活塞一和弹性逆止活塞二均包括阀芯轴和固定连接至所述阀芯轴上的弹性密封块，所述旁通油道一和旁通油道二均包括阀口和阀腔，其中，所述阀芯轴伸入所述阀口中，所述弹性密封块位于阀腔中，用于密封所述阀口。

进一步地，所述助力活塞具有环形槽和阶梯轴部，环形槽与腔体一构成的空间形成腔道三，阶梯轴部与腔体一构成的空间形成腔道二，其中，助力活塞上还设有通孔组一和通孔组二，所述压杆活塞上设有轴向延伸的圆柱盲孔和径向延伸的过油孔，且压杆活塞上设有环形凹槽，环形凹槽与助力活塞配合形成一条环形油道，所述制动活塞与腔体一或腔体二配合形成腔道一，且所述制动活塞上设有单向阀。

当所述压杆活塞在所述助力活塞内移动时，通孔组一和通孔组二打开，油液能从腔道三经过通孔组一、环形油道和过油孔流入到圆柱盲孔，再从圆柱盲孔经过通孔组二流入腔道二，再经过单向阀流入与制动油缸连接的腔道一。

进一步地，所述压杆活塞的外圆周上还安装有格莱圈一和格莱圈二，且所述格莱圈一与通孔组一位置相对，所述格莱圈二与通孔组二位置相对。

进一步地，所述助力活塞圆柱阶梯孔内侧一端设有迫使压杆活塞复位的复位弹簧二，所述助力活塞上套设有迫使其复位的复位弹簧一。

进一步地，所述助力活塞中部设有安装压杆活塞的圆柱阶梯孔，所述助力活塞的圆柱阶梯孔上具有锥形限位台阶，压杆活塞上设有与锥形限位台阶相匹配的锥形限位轴肩。

进一步地，所述通孔组一和通孔组二中的每个通孔均沿所述助力活塞径向延伸，并沿所述助力活塞周向环形分布。

进一步地，所述制动活塞上设有限位凸起，助力活塞上设有与限位凸起配合的限位凹槽。

进一步地，所述阀体外端设置有阀座和密封件，使所述腔体一和腔体二外端保持密封。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的机械式双腔平衡制动阀采用双腔并联设计，可实现左右单边刹车，并通过设置弹性逆止活塞控制两个腔体是否连通，保证左右刹车在踏下去力不同，但是两边的制动压力相同，不会出现跑偏的现象，同时，当踩下单边刹车时，平衡阀会关闭对侧不需要刹车的腔，从而实现单边刹车，减小转弯半径。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的平衡阀的主视结构示意图；

图2为本发明的平衡阀的俯视结构示意图；

图3为图1的A-A向的剖视图；

图4为图2的B-B向的剖视图；

图5为本发明的平衡阀中助力活塞的结构示意图；

图6为本发明的平衡阀中压杆活塞的结构示意图；

图7为本发明的平衡阀中助力活塞与压杆活塞工作状态示意图一；以及

图8为本发明的平衡阀中助力活塞与压杆活塞工作状态示意图二。

附图标记说明

1、阀体；2、单向阀；3、制动活塞；4、助力活塞；5、压杆活塞；6、密封件；7、阀座；8、压杆；9、复位弹簧一；10、复位弹簧二；11、腔道一；12、腔道二；13、腔道三；14、腔道四；15、旁通油道一；16、旁通油道二；17、弹性逆止活塞一；18、弹性逆止活塞二；19、环形油道；

2’、单向阀；3’、制动活塞；4’、助力活塞；5’、压杆活塞；6’、密封件；7’、阀座；8’、压杆；9’、复位弹簧一；10’、复位弹簧二；11’、腔道一；12’、腔道二；13’、腔道三；14’、腔道四；

41、通孔组一；42、通孔组二；43、限位凹槽；44、锥形限位台阶；45、格莱圈三；46、格莱圈四；51、锥形限位轴肩；52、过油孔；53、圆柱盲孔；54、格莱圈一；55、格莱圈二。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1-图8示出了根据本发明的一些实施例。

如图1-图3所示，一种机械式双腔平衡制动阀，包括：阀体1和阀座7，阀体1上加工有两个独立的异形腔体，分别为腔体一和腔体二，每组腔体内均安装有活塞组件，每个活塞组件由多个活塞组成，通过活塞组件的移动可以控制腔道的通断，进而对刹车油缸提供助力油液，通过踏板对活塞组件的操作实现单边刹车或者双边刹车，其中，阀座7位于阀体1上腔体一和腔体二的开口一端，并通过密封件6与阀体1连接，使腔体一和腔体二保持密封。

具体地，阀体1上的腔体一从内向外依次安装有制动活塞3、助力活塞4，且制动活塞3上具有限位凸起，助力活塞4上设有限位凹槽43，通过限位凸起和限位凹槽43实现轴向连接，使制动活塞3能跟随助力活塞4移动。

如图5所示，助力活塞4中部具有圆柱阶梯孔，圆柱阶梯孔内安装有压杆活塞5，压杆活塞5的外侧一端连接有压杆8，压杆8再通过拨叉与农机的踏板连接。其中，压杆活塞5的外侧一端部分结构能在阀座7内滑动，且压杆活塞5与阀座7保持密封连接。

如图5所示，所述助力活塞4上加工有环形槽，环形槽与阀体一构成的空间形成腔道三13，助力活塞4内侧一端具有阶梯轴部，阶梯轴部与阀体一构成的空间形成腔道二12。其中，助力活塞4外圈上还安装有格莱圈三45、格莱圈四46，两个格莱圈分别位于环形槽的轴向两侧，使腔道二12和腔道三13保持密封状态。

其中，助力活塞4的阶梯轴部外侧套设有复位弹簧一9，在助力活塞4不受外部作用力时，使助力活塞4恢复原始位置。圆柱阶梯孔的内侧一端还安装有复位弹簧二10，用于迫使压杆活塞5向外移动。

如图5所示，助力活塞4上还设有两组通孔，分别为通孔组一41和通孔组二42，助力活塞4安装在腔体一内时，通孔组一41使腔道三13与助力活塞4内部的圆柱阶梯孔连通，通孔组二42使圆柱阶梯孔与腔道二12连通。其中，通孔组一41或通孔组二42中的每个通孔沿助力活塞4径向延伸，并沿助力活塞4周向环形分布。

如图5-图8所示，压杆活塞5上设有轴向延伸的圆柱盲孔53和径向延伸的过油孔52，且过油孔52使圆柱盲孔53与压杆活塞5外圆周连通。其中，压杆活塞5的外圆周上还安装有格莱圈一54和格莱圈二55，格莱圈一54和格莱圈二55的位置分别与通孔组一41、通孔组二42的位置相匹配。

其中，压杆活塞5上设有环形凹槽，压杆活塞5与助力活塞4安装配合时，环形凹槽使压杆活塞5与助力活塞4之间存在间隙，形成一条环形油道19，且环形油道19位于通孔组一41与过油孔52之间。

当压杆活塞5未受到压杆8带来的轴向压力时，此时助力活塞4上的通孔组一41正好被格莱圈一54挡住，使腔道三13中的油液不能向腔道四14流动。

当压杆活塞5受到压杆推力后，压杆活塞5在助力活塞4内移动，并使通孔组一41与格莱圈一54错开，腔道三13中的油液会经过通孔组一41、环形油道和过油孔52流入到腔道四14(圆柱盲孔53)中。同时，通孔组二42与格莱圈二55也错开，腔道四14中的油液能有通过通孔组二42流入腔道二12中。

如图3所示，制动活塞3中心部分具有通孔，且通孔内安装有单向阀2，使腔道二12中的油液能够流向腔道一11。其中，腔道一11与刹车油缸连接，当腔道一11中油压不断增大后，刹车油腔工作，实现刹车功能。

如图3所示，阀体1的腔体二的内部具有与腔体一内部相同的机械结构，包括单向阀2’、制动活塞3’、助力活塞4’、压杆活塞5’、压杆8’、复位弹簧一9’、复位弹簧二10’，还包括腔道一11’、腔道二12’、腔道三13’、以及腔道四14’，当踩下另一个踏板时，压杆带动腔体二中的制动活塞3’、助力活塞4’、压杆活塞5’移动，并使油液流动到腔道一11’中。

如图4所示，在阀体1的侧壁上设有旁通油道一15，旁通油道一15与腔体一上的腔道一11之间安装有弹性逆止活塞一17，并通过弹性逆止活塞一17控制油液流向，旁通油道一15与腔体二上的腔道一11’之间也安装有弹性逆止活塞二18，并通过弹性逆止活塞二18控制油液流向。

其中，弹性逆止活塞一17的阀芯的头部伸出至腔体一中，弹性逆止活塞二18的阀芯的头部伸出至腔体二中，分别位于制动活塞3/3’前端一侧。制动活塞3可以顶开弹性逆止活塞一17、弹性逆止活塞二18，使腔道一11中的油液可以流向旁通油道一15，同样，当制动活塞3’受力向前移动时，制动活塞3’可以顶开弹性逆止活塞二18，使腔道一11’中的油液可以流向旁通油道二16。

当制动活塞3和制动活塞3’均受力向前移动时，弹性逆止活塞一17和弹性逆止活塞二18均打开，使得腔道一11和腔道一11’通过旁通油道一15/旁通油道二16连通，从而使腔道一11和腔道一11’内的油压保持一致，防止由于两个踏板力的不同，两边的制动压力不同，导致偏刹问题的产生。

在一实施例中，如图4所示，所述弹性逆止活塞一17和弹性逆止活塞二18均包括阀芯轴和固定连接至所述阀芯轴上的弹性密封块，所述旁通油道一和旁通油道二均包括阀口和阀腔，其中，所述阀芯轴伸入所述阀口中，所述弹性密封块位于阀腔中，用于密封所述阀口。所述旁通油道一15和旁通油道二16二者通过工艺腔连通，该工艺腔开设在阀体1上并且由螺塞密封。

在一实施例中，如图5-图8所示，助力活塞4的圆柱阶梯孔上具有锥形限位台阶44，压杆活塞5上设有锥形限位轴肩51，锥形限位轴肩51与锥形限位台阶44配合，当压杆活塞5在助力活塞4内移动到一定位移后，压力油作用在助力活塞4上面形成助力，推动助力活塞移动，在踏板的作用下带动压杆活塞5和助力活塞4在腔体内一起移动。

本发明的机械式双腔平衡制动阀的工作过程如下：

当驾驶员踩下两边踏板时，踏板通过拨叉带动压杆8/8’和压杆活塞5/5’移动，压杆8/8’再带动压杆活塞5/5’在助力活塞4/4’内移动，当复位弹簧二10/10’压缩到一定程度后，压杆活塞5/5’再推动助力活塞4/4’移动，助力活塞4/4’在带动制动活塞3/3’移动，从而顶开弹性逆止活塞一17/弹性逆止活塞二18，使腔道一11与腔道一11’连通，使腔道一11和腔道一11’的油压一致。

此时通孔组一41和通孔组二42与压杆活塞5/5’上的两个格莱圈分别错开，使腔道三13/13’内的油液通过通孔组一41/41’可以流到腔道四14/14’内，腔道四14/14’内的油液再通过通孔组二42/42’流入到腔道二12/12’中，腔道二12/12’油液增大，通过单向阀2/2’流入到腔道一11/11’中，油液中通过弹性逆止活塞一17、弹性逆止活塞二18流到旁通油道一15、旁通油道二16，使腔道一11与腔道一11’相互连通，并且使腔道一11和腔道一11’的油压保持一致。

同时，由于制动活塞3/3’移动，使得封闭腔道一11/11’内压力增大，单向阀2/2’开始关闭，在制动活塞3/3’继续移动过程中，腔道一11/11’内的油液的压力继续增大，从而使腔道一11/11’外部连接的制动油缸工作，完成拖拉机的双边制动。由于，腔道一11和腔道一11’的油压一致，保证左右刹车在踏下去力不同，但是两边的制动压力相同，刹车不会出现跑偏的现象。

当驾驶员踩下单边踏板时，踏板带动腔体一内的压杆8和压杆活塞5移动，压杆8再带动压杆活塞5在助力活塞4内移动，当复位弹簧二10压缩到一定程度后，压杆活塞5再推动助力活塞4移动，助力活塞4在带动制动活塞3移动。

此时通孔组一41和通孔组二42与压杆活塞5上的两个格莱圈分别错开，使腔道三13内的油液通过通孔组一41可以流到腔道四14内，腔道四14内的油液再通过通孔组二42流入到腔道二12中，腔道二油压增大，通过单向阀2流入到腔道一11中。

在制动活塞3移动过程中，使得腔道一11内压力增大，单向阀2开始关闭，在制动活塞3继续移动过程中，腔道一11内的油液的压力继续增大，此时，由于没有踩踏另一半踏板，腔体二中的制动活塞3’没有移动，腔体二中的弹性逆止活塞二18未打开，腔道一11中的油液不能通过旁通油道二16流到腔道一11’中，从而腔道一11的内的压力会不断增加，驱动外部连接的制动油缸工作，完成拖拉机的单边制动。此工作过程同样适用于另一踏板对应的各部件在腔体二中移动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，包括阀体(1)，所述阀体(1)上具有相互独立的腔体一和腔体二，所述腔体一和腔体二中分别设有一组活塞组件，其中，所述活塞组件包括助力活塞(4)、助力活塞(4)内设置的压杆活塞(5)、以及与助力活塞(4)一端连接的制动活塞(3)，

所述阀体(1)的腔壁上开设有连通的旁通油道一(15)和旁通油道二(16)，所述旁通油道一(15)与腔体一之间设有弹性逆止活塞一(17)，所述旁通油道二(16)与腔体二之间设有弹性逆止活塞二(18)，其中，弹性逆止活塞一(17)的阀芯的头部伸出至腔体一中，弹性逆止活塞二(18)的阀芯的头部伸出至腔体二中，

当腔体一和腔体二中的活塞组件均移动时，制动活塞(3)能推动弹性逆止活塞一(17)、弹性逆止活塞二(18)分别退回至旁通油道一(15)、旁通油道二(16)中，使旁通油道一(15)与旁通油道二(16)连通，进而使与腔体一和腔体二分别连通的两个制动油缸产生相同的制动油压，

当腔体一或腔体二中的活塞组件移动时，制动活塞(3)推动弹性逆止活塞一(17)和弹性逆止活塞二(18)中一个回退打开旁通油道，另一个在油压推动下封堵旁通油道，使腔体一与腔体二不连通，进而实现单边制动。

2.根据权利要求1所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述旁通油道一(15)和旁通油道二(16)二者通过工艺腔连通，该工艺腔开设在阀体(1)上并且由螺塞密封。

3.根据权利要求1所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述弹性逆止活塞一(17)和弹性逆止活塞二(18)均包括阀芯轴和固定连接至所述阀芯轴上的弹性密封块，所述旁通油道一和旁通油道二均包括阀口和阀腔，其中，所述阀芯轴伸入所述阀口中，所述弹性密封块位于阀腔中，用于密封所述阀口。

4.根据权利要求1所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述助力活塞(4)具有环形槽和阶梯轴部，环形槽与腔体一构成的空间形成腔道三(13)，阶梯轴部与腔体一构成的空间形成腔道二(12)，

其中，助力活塞(4)上还设有通孔组一(41)和通孔组二(42)，所述压杆活塞(5)上设有轴向延伸的圆柱盲孔(53)和径向延伸的过油孔(52)，且压杆活塞(5)上设有环形凹槽，环形凹槽与助力活塞(4)配合形成一条环形油道(19)，所述制动活塞(3)与腔体一或腔体二配合形成腔道一(11)，且所述制动活塞(3)上设有单向阀(2)，

当所述压杆活塞(5)在所述助力活塞(4)内移动时，通孔组一(41)和通孔组二(42)打开，油液能从腔道三(13)经过通孔组一(41)、环形油道和过油孔(52)流入到圆柱盲孔(53)，再从圆柱盲孔(53)经过通孔组二(42)流入腔道二(12)，再经过单向阀(2)流入与制动油缸连接的腔道一(11)。

5.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述压杆活塞(5)的外圆周上还安装有格莱圈一(54)和格莱圈二(55)，且所述格莱圈一(54)与通孔组一(41)位置相对，所述格莱圈二(55)与通孔组二(42)位置相对。

6.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述助力活塞(4)圆柱阶梯孔内侧一端设有迫使压杆活塞(5)复位的复位弹簧二(10)，所述助力活塞(4)上套设有迫使其复位的复位弹簧一(9)。

7.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述助力活塞(4)中部设有安装压杆活塞(5)的圆柱阶梯孔，所述助力活塞(4)的圆柱阶梯孔上具有锥形限位台阶(44)，压杆活塞(5)上设有与锥形限位台阶(44)相匹配的锥形限位轴肩(51)。

8.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述通孔组一(41)和通孔组二(42)中的每个通孔均沿所述助力活塞(4)径向延伸，并沿所述助力活塞(4)周向环形均匀分布。

9.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述制动活塞(3)上设有限位凸起，助力活塞(4)上设有与限位凸起配合的限位凹槽(43)。

10.根据权利要求4所述的机械式双腔平衡制动阀，其特征在于，所述阀体(1)外端设置有阀座(7)和密封件(6)，使所述腔体一和腔体二外端保持密封。

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