CN111216703A - 储气罐、气制动系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种储气罐、气制动系统和车辆，所述储气罐包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有膜片(2)和与所述膜片(2)相连接的平衡组件(3)，所述膜片(2)将所述储气罐的内腔分为第一腔体(11)和第二腔体(12)，所述膜片(2)能够在所述第一腔体(11)内气体压力F1和所述平衡组件(3)的推力F2的作用下沿轴向往复运动，以保持所述第一腔体(11)内的气压恒定。这样，本公开提供的储气罐通过自身容积的调整可保持压力恒定，并且该恒定压力值能够满足制动强度的要求，保证制动性能，有效避免制动强度不足、制动分配不均等带来的一系列使用、性能以及安全方面的问题，更加安全可靠。

Description

储气罐、气制动系统和车辆
技术领域
本公开涉及车辆制动系统领域，具体地，涉及一种储气罐、气制动系统和车辆。
背景技术
气制动系统包括制动踏板、制动总阀、与制动总阀相连接的储气罐、以及与储气罐相连接的空压机，当进行制动时，储气罐中的压力随制动而降低，当压力小于一定值时，空压机给储气罐充气至额定压力，并不断重复该过程。储气罐作为制动系统的压力来源，在制动过程中，储气罐内的压力不恒定，导致制动系统的压力不恒定，可能会出现制动强度不足、制动力分配不均以及由此引发的一系列使用、性能及安全问题。
发明内容
本公开的第一个目的是提供一种储气罐，该储气罐能够解决现有储气罐压力不恒定的技术问题。
本公开的第二个目的是提供一种气制动系统，该气制动系统包括本公开提供的储气罐。
本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆包括本公开提供的储气罐或气制动系统。
为了实现上述目的，本公开提供一种包括壳体，所述壳体内设置有膜片和与所述膜片相连接的平衡组件，所述膜片将所述储气罐的内腔分为第一腔体和第二腔体，所述膜片能够在所述第一腔体内气体压力F1和所述平衡组件的推力F2的作用下沿轴向往复运动，以保持所述第一腔体内的气压恒定。
可选地，所述第一腔体上连接有进气管和出气管，所述储气罐具有：第一工作过程，所述第一腔体通过所述出气管排气，所述第一腔体内气体压力F1小于所述平衡组件的推力F2，所述膜片在所述平衡组件的推力F2作用下沿轴向运动，所述第一腔体的容积减小，直至运动至极限位置；以及第二工作过程，所述第一腔体通过所述进气管进气，所述第一腔体内气体压力F1大于所述平衡组件的推力F2，所述膜片在所述第一腔体内气体压力F1的作用下沿轴向运动，所述第一腔体的容积增大。
可选地，在所述极限位置处所述第一腔体和所述第二腔体的容积比为1:3-1:5。
可选地，所述平衡组件作用下所述膜片上的推力F2为25000-97000N。
可选地，所述平衡组件包括固定在所述第二腔体中的支架，以及一端与所述膜片相连接，另一端可转动地缠绕在所述支架上的恒力弹簧。
可选地，所述储气罐还包括固定在所述支架上用于获取所述膜片运动位置的检测元件，以及与所述检测元件相连接的控制元件。
可选地，所述检测元件为位移传感器，所述控制元件为固定在所述壳体外壁上的ECU。
根据本公开的第二个方面，还提供一种气制动系统，包括制动踏板、制动总阀、以及与所述制动总阀相连接的储气罐，所述储气罐为上述的储气罐。
可选地，所述第一腔体上连接有进气管，所述气制动系统还包括与所述进气管相连接的空压机。
根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，该车辆包括上述的储气罐或上述的气制动系统。
通过上述技术方案，本公开提供的储气罐通过自身容积的调整可保持压力恒定，并且该恒定压力值能够满足制动强度的要求，保证制动性能，有效避免制动强度不足、制动分配不均等带来的一系列使用、性能以及安全方面的问题，更加安全可靠。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一示例性实施方式提供的储气罐的结构示意图；
图2是本公开一示例性实施方式提供的储气罐中膜片在初始位置时的剖视图；
图3是本公开一示例性实施方式提供的储气罐中膜片在极限位置时的剖视图；
图4是本公开一示例性实施方式提供的储气罐中膜片和平衡组件连接的结构示意图。
附图标记说明
1 壳体 11 第一腔体
12 第二腔体 2 膜片
3 平衡组件 31 支架
311 转轴 312 限位片
32 恒力弹簧 41 进气管
42 出气管 5 检测元件
6 控制元件
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“轴向”、“径向”是指相对于壳体的轴线方向而言的，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
如图1和图2所示，本公开提供一种储气罐，该储气罐包括壳体1，壳体1内设置有膜片2和与膜片2相连接的平衡组件3，其中，膜片2将储气罐的内腔分为第一腔体11和第二腔体12，膜片2能够在第一腔体11内气体压力F1和平衡组件3的推力F2的作用下沿轴向往复运动，以保持第一腔体11内的气压P0恒定。这里，需要说明的是，本公开提供的储气罐可用于手刹或脚刹制动过程中，壳体1可以为任意形状，例如可以为矩形或图中所示的圆柱形等，此处不做任何限制。平衡组件3施加在膜片2上的推力F2可保持恒定，进行制动时，第一腔体11内的气体压力F1随制动而降低，在推力F2的作用下，膜片2沿轴向运动以改变第一腔体11的容积，以弥补压力的降低，使第一腔体11内的气压始终保持恒定。
通过上述技术方案，本公开提供的储气罐通过自身容积的调整可保持压力恒定，并且该恒定压力值能够满足制动强度的要求，保证制动性能，有效避免制动强度不足、制动分配不均等带来的一系列使用、性能以及安全方面的问题，更加安全可靠。
具体地，在本实施方式中，如图2和图3所示，第一腔体11上连接有进气管41和出气管42，本公开提供的储气罐具有：第一工作过程，第一腔体11通过出气管42排气，第一腔体11内气体压力F1小于平衡组件3的推力F2，膜片2在平衡组件3的推力F2作用下沿轴向运动，第一腔体11的容积减小，直至运动至极限位置，即为图3中所示的位置；以及第二工作过程，第一腔体11通过进气管41进气，第一腔体11内气体压力F1大于平衡组件3的推力F2，膜片2在第一腔体11内气体压力F1的作用下沿轴向运动，第一腔体11的容积增大，直至运动至图2中所示的初始位置。如图2所示，当开始制动时，第一腔体11内的气体通过出气管42排出，作用在膜片2上的气体压力F1不足以平衡推力F2，膜片2向左运动，第一腔体11内的气压升高至P0并维持动态平衡；如图3所示，当膜片2运动至极限位置后，外界开始通过进气管41充气，第一腔体11内的气压大于P0，即F1不断增大，推力F2不足以平衡F1，膜片2向右运动，第一腔体11内的气压下降至P0并维持动态平衡，当膜片2运动至图2所示的初始位置时，停止向第一腔体11内充气。平衡组件3施加在膜片2的作用力保持恒定，通过第一腔体11容积的变化维持自身压力的恒定，保证制动强度。
更具体地，如图3所示，在上述极限位置处第一腔体11和第二腔体12的容积比可以为1:3-1:5。相应地，在图2中所示的初始位置处第一腔体11和第二腔体12的容积比可以为3:1-5:1，在膜片2由初始位置运动至极限位置，并由极限位置运动至初始位置的过程中，第一腔体11内的气压可始终维持动态平衡，保证压力恒定不变。
平衡组件3能够施加恒定大小的推力F2至膜片2上，使第一腔体11的气压维持在P0且恒定不变，则F2＝P0*S，其中，S为膜片2所在的储气罐处的横截面积。具体地，在本实施方式中，第一腔体11内的气压P0可以保持0.8-1.2MPa不变，例如轻卡在制动时需保证第一腔体11内的气压为1.0MPa，根据不同规格储气罐横截面积的不同，平衡组件3作用在膜片2上的推力F2可以为25000-97000N，具体详见下表，能够满足制动强度的要求，提高了设计准确度，保证了制动性能。
Figure BDA0001878231620000061
平衡组件3可以为任意适当的结构，能够施加恒定的推力F2至膜片2。在本公开中，如图4所示，平衡组件3包括固定在第二腔体12中的支架31，以及一端与膜片2相连接，另一端可转动地缠绕在支架31上的恒力弹簧32。支架31可以为固定在壳体1的内壁上的任意形状，不会影响膜片2的安装和膜片2的轴向运动即可，支架31上连接有转轴311，恒力弹簧32可转动地套设在转轴311上，并且转轴311上形成有用于固定恒力弹簧32的限位片312，恒力弹簧32的端部可以穿过膜片2进行固定，通过恒力弹簧32的卷曲驱动膜片2沿轴向的往复运动，恒力弹簧32能够施加恒定的推力F2至膜片2上，且为本领域比较常用的零部件，此处不做过多介绍。
为了对膜片2的运动位置进行实时监控，本公开提供的储气罐还包括固定在支架31上用于获取膜片2运动位置的检测元件5，以及与检测元件5相连接的控制元件6。检测元件5能够实时获取膜片2的位置，并将位置信息传递至控制元件6，控制元件6可根据该位置信息判断在何时开始给第一腔体11充气、何时停止给第一腔体11充气，具体地，在本实施方式中，如图3和图4所示，检测元件5可以为位移传感器，控制元件6可以为固定在壳体1外壁上的ECU，位移传感器和ECU可以采用信号连接，也可以采用电连接，此处不做限制。
根据本公开的第二个方面，还提供一种气制动系统，该气制动系统包括制动踏板、制动总阀、以及与制动总阀相连接的储气罐，所述储气罐为上文中介绍的储气罐。即，该气制动系统为脚刹制动系统，具有稳定的制动强度，更加安全可靠。
进一步地，如图2和图3所示，第一腔体11上连接有进气管41，该气制动系统还包括与进气管41相连接的空压机(图中未示出)。在制动时，空压机不工作，第一腔体11内的气体随制动不断排出，当膜片2运动至极限位置后，控制元件6发送相应指令至空压机，空压机工作给第一腔体11充气，并在膜片2运动至初始位置时停止充气。
根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，该车辆包括上文中介绍的储气罐或上文中介绍的气制动系统。该车辆具有上述储气罐和气制动系统的所有有益效果，此处不做过多赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种储气罐，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内设置有膜片(2)和与所述膜片(2)相连接的平衡组件(3)，所述膜片(2)将所述储气罐的内腔分为第一腔体(11)和第二腔体(12)，所述膜片(2)能够在所述第一腔体(11)内气体压力F1和所述平衡组件(3)的推力F2的作用下沿轴向往复运动，以保持所述第一腔体(11)内的气压恒定。
2.根据权利要求1所述的储气罐，其特征在于，所述第一腔体(11)上连接有进气管(41)和出气管(42)，所述储气罐具有：
第一工作过程，所述第一腔体(11)通过所述出气管(42)排气，所述第一腔体(11)内气体压力F1小于所述平衡组件(3)的推力F2，所述膜片(2)在所述平衡组件(3)的推力F2作用下沿轴向运动，所述第一腔体(11)的容积减小，直至运动至极限位置；以及
第二工作过程，所述第一腔体(11)通过所述进气管(41)进气，所述第一腔体(11)内气体压力F1大于所述平衡组件(3)的推力F2，所述膜片(2)在所述第一腔体(11)内气体压力F1的作用下沿轴向运动，所述第一腔体(11)的容积增大。
3.根据权利要求2所述的储气罐，其特征在于，在所述极限位置处所述第一腔体(11)和所述第二腔体(12)的容积比为1:3-1:5。
4.根据权利要求1所述的储气罐，其特征在于，所述平衡组件(3)作用在所述膜片(2)上的推力F2为25000-97000N。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的储气罐，其特征在于，所述平衡组件(3)包括固定在所述第二腔体(12)中的支架(31)，以及一端与所述膜片(2)相连接，另一端可转动地缠绕在所述支架(31)上的恒力弹簧(32)。
6.根据权利要求5所述的储气罐，其特征在于，所述储气罐还包括固定在所述支架(31)上用于获取所述膜片(2)运动位置的检测元件(5)，以及与所述检测元件(5)相连接的控制元件(6)。
7.根据权利要求6所述的储气罐，其特征在于，所述检测元件(5)为位移传感器，所述控制元件(6)为固定在所述壳体(1)外壁上的ECU。
8.一种气制动系统，包括制动踏板、制动总阀、以及与所述制动总阀相连接的储气罐，其特征在于，所述储气罐为根据权利要求1-7中任一项所述的储气罐。
9.根据权利要求8所述的气制动系统，其特征在于，所述第一腔体(11)上连接有进气管(41)，所述气制动系统还包括与所述进气管(41)相连接的空压机。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的储气罐或根据权利要求8或9所述的气制动系统。
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