CN111361539A - 一种用于气压线控制动系统的电磁阀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于气压线控制动系统的电磁阀，其包括阀体、比例电磁阀、ABS电磁阀、控制口、进气口、出气口和排气口；比例电磁阀与ABS电磁阀的中心轴线平行设置，通过阀座固定于阀体内部轴线两侧，阀体内部设置有第一滑腔、第二滑腔、第一阀室、第二阀室、弹性组件、控制气道、进气气道、排气气道、储气室、活塞室和出气气道。同时，本发明还提供用于气压线控制动系统的电磁阀的使用方法。本发明实现了ABS电磁阀和比例电磁阀的一体集成，解决制动时间长，反应滞后，管路复杂问题，汽车更轻量化，节省安装空间。

Description

一种用于气压线控制动系统的电磁阀及其使用方法

技术领域

本发明涉及汽车制动配件技术领域，具体涉及一种用于气压线控制动系统的电磁阀及其使用方法。

背景技术

随着汽车技术的发展和车速的不断提高，人们对车辆制动系统的安全性、舒适性和可靠性要求也越来越高。由于气压制动系统制动管路长、阀类元件多，控制系统复杂以及气体的可压缩性，使得制动响应缓慢容易产生制动滞后现象，从而出现制动距离长，安全性降低，并且影响制动舒适性。

电控制动系统EBS是在制动防抱死系统ABS的基础上发展起来的新一代电子制动系统，凭借其较短的制动响应时间、更好地制动稳定性和易维护性等优点，我国多数汽车开始引用装配EBS替代传统的气制动系统。

EBS系统中，核心的部件是比例继动阀，比例继动阀将比例电磁阀、继动阀和压力传感器集成在一起，从而实现对制动压力的调节。但由于布置空间有限或不足，现有的继动阀占用空间较大，安装布置较困难，同时控制系统较长，从而会影响制动时间和反应灵敏，拆卸也不方便，部件工作越多，对气密性要求越高；同时压力传感器容易出故障，并且维修费用较贵，必须清理齿圈和探头才能保证传感器正常接收信号。这很容易造成制动协调时间延长或不准确，同时当用于轴荷大、整机长、轴距大的车辆，往往不能满足需求。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明对ABS电磁阀和比例电磁阀进行了一体集成，解决了现有制动系统制动时间长、反应滞后、管路复杂问题，汽车更轻量化、节省安装空间。

本发明所采用的技术方案是提供一种用于气压线控制动系统的电磁阀，其包括阀体、比例电磁阀、ABS电磁阀、控制口、进气口、出气口和排气口；所述阀体内部轴线两侧固定设置有比例电磁阀与ABS电磁阀，所述比例电磁阀与ABS电磁阀中心轴线平行设置，分别通过阀座与阀体顶部固定连接；阀体上部设置有第一滑腔和第二滑腔；阀体中上部设置有控制气道、第一阀室和第二阀室；阀体中下部设置有进气气道和排气气道；阀体下部设置有储气室、活塞室和出气气道；所述比例电磁阀包括比例电磁阀阀座、第一滑腔、比例电磁阀电磁铁芯、比例电磁阀球阀、比例电磁阀阀芯、第一弹性组件和第二弹性组件；所述第一滑腔供比例电磁阀电磁铁芯上下滑移；比例电磁阀电磁铁芯与比例电磁阀球阀的柱状顶端固定连接；比例电磁阀球阀的底端为Т形且其端面为球形，所述比例电磁阀球阀的底端贯穿出滑腔设于第一阀室顶部；比例电磁阀阀芯的第一端为Y形，其顶端弧度与比例电磁阀球阀底端弧度相匹配，设于第一阀室内部；所述比例电磁阀阀芯的第二端为⊥形，贯穿出进气气道设于储气室顶部；比例电磁阀阀芯设有通气孔，比例电磁阀阀芯不运动时，控制气道的气体能够经过比例电磁阀阀芯到达储气室；所述第一弹性组件设于第一阀室内部，用于比例电磁阀断电时比例电磁阀球阀的复位；所述第二弹性组件设于储气室内部，用于比例电磁阀断电时比例电磁阀阀芯的复位；所述ABS电磁阀包括ABS电磁阀阀座、所述第二滑腔、ABS电磁阀电磁铁芯、ABS电磁阀球阀、ABS电磁阀阀芯和第三弹性组件；所述第二滑腔供ABS电磁阀电磁铁芯上下滑移，ABS电磁阀球阀的柱状顶端与ABS电磁阀电磁铁芯固定连接、端面为球形的Т形底端贯穿出滑腔设于第二阀室顶部，ABS电磁阀阀芯的第一端为Y形，其弧度与ABS电磁阀球阀底端相匹配，设于第二阀室内部，所述ABS电磁阀阀芯的第二端为⊥形，贯穿出进气气道设于储气室顶部；所述第三弹性组件设于第二阀室内部，用于ABS电磁阀断电时ABS电磁阀球阀的复位；所述控制口通过控制气道与第一阀室相连；所述进气口通过进气气道与比例电磁阀阀芯相连；所述出气口通过出气气道与活塞室相连；所述排气口通过排气气道与ABS电磁阀阀芯相连。

优选地，所述比例电磁阀阀芯的⊥形底端和储气室之间设有第一密封垫。

优选地，所述ABS电磁阀阀芯的⊥形底端和排气气道之间设有第二密封垫。

优选地，所述比例电磁阀阀芯下部的⊥形端与阀体相交处设有第一通孔，所述进气气道通过第一通孔与储气室贯通。

优选地，所述活塞室设有T形活塞和第四弹性组件；所述活塞室与储气室之间设有第二通孔，所述活塞两侧设有排气孔。

优选地，所述活塞会受到储气室和出气气道的气压差作用而在第二通孔中左右移动；活塞会通过第四弹性组件的弹力复位。

优选地，所述ABS电磁阀阀芯下部的⊥形端与阀体相交处设有第三通孔，所述排气气道通过第三通孔与出气气道贯通。

一种根据权利要求1至7之一所述用于气压线控制动系统的电磁阀的使用方法，其包括如下步骤：

步骤一、进气口常进气，比例电磁阀线圈通电时，比例电磁阀电磁铁芯克服第一弹性组件阻力向下运动，当比例电磁阀球阀与比例电磁阀阀芯接触，控制气道与储气室隔离；

步骤二、电流继续增大，比例电磁阀电磁铁芯推动比例电磁阀阀芯克服第二弹性组件的阻力继续下移，使进气气道与储气室连通，也就是比例电磁阀阀芯向下运动连通进气气道和储气室；储气室中的压力和作用在比例电磁阀阀芯上的力相关，当作用在比例电磁阀阀芯上的力保持平衡时，由于压力的作用面积一定，压力随电磁力的增大而增大，则可以实现利用电磁力调节气压力；

步骤三、储气室中气压逐渐增大，会推动活塞克服第四弹性组件阻力向右移动，使得进气气道、储气室、活塞室、出气气道连通，空气从进气口经过储气室、活塞室、出气气道进入出气口中，充入制动气室，实现电控制动；

步骤四、在电控制动的同时，因空气的可压缩性和滞后性，从脚制动阀出气口输出的控制空气进入控制口，此过程略慢于电控；当电控方式异常失效时，比例电磁阀采用传统的气制动控制方式工作，比例电磁阀阀芯不运动，控制口气体经过比例电磁阀阀芯到达储气室，会推动活塞克服第四弹性组件阻力，使得出气口开始输出气压，实施气控制动；

步骤五、保压时，比例电磁阀断电，ABS电磁阀依旧断电，此时，比例电磁阀阀芯上移，关闭进气口和储气室之间的通道，控制气压只由控制口提供，当活塞受力保持平衡时，即储气室中的压力等于出气口的压力和弹簧力时，进气口供给的气体不能进入，同时出气口的气体也不能通过排气气道排出，从而形成保压状态；

步骤六、比例电磁阀断电，ABS电磁阀通电后，电磁阀电磁铁芯会通过球阀推动电磁阀阀芯向下移动，此时，储气室、出气气道与排气气道相通，气体经排气气道排出，同时，由于压力减少，活塞经第四弹性组件复位，实行行车制动解除。

采用以上技术方案，能够达到如下有益效果：

1、本发明实现比例电磁阀和ABS电磁阀的一体集成，结构紧凑、拆装方便、制作容易、安全可靠。

2、本发明直接去除了继动阀的影响，采用比例电磁阀和ABS电磁阀的一体集成，使得反应更加快速灵敏，更有利于缩短制动反应时间和接触时间。

3、本发明通过电控的反应灵敏性可解决气压反应滞后的问题，大大地减少了阀、管路的数量，更利于布置以及车辆轻量化的设计，系统简单可靠，不易出错。

4、本发明实施电控制动时，同时触发气控回路动作，两者同时进行更利于制动的效果；当电控制动失效时，气控制动则不受影响，依然有效可靠。

5、本发明也不需要额外的压力传感器等监测装置，对控制器的要求低，控制逻辑简单，更利于大多数车辆的应用，使用范围更广。

附图说明

图1为本发明的一种用于气压线控制动系统的电磁阀的正视结构剖示图。

图中：

1-ABS电磁阀；2-比例电磁阀；3-比例电磁阀电磁铁芯；4-第一滑腔；5-比例电磁阀球阀；6-第一弹性组件；7-比例电磁阀阀芯；8-第一密封垫；9-第二弹性组件；10-活塞；11-第四弹性组件；12-ABS电磁阀阀芯；13-第三弹性组件；14-ABS电磁阀球阀；15-第二滑腔；16-ABS电磁阀电磁铁芯；17-阀体；18-第二密封垫；100-控制口；200-进气口；400-出气口；500-排气口；101-控制气道；201-进气气道；301-储气室；401-出气气道；501-排气气道；21-第一通孔；22-第二通孔；23-第三通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种用于气压线控制动系统的电磁阀，包括ABS电磁阀1、比例电磁阀2、活塞10、控制口100、进气口200、出气口400、排气口500以及控制气道101、进气气道201、储气室301、活塞室、出气气道401和排气气道501。ABS电磁阀1和比例电磁阀2中心轴线相平行设置，活塞10的中心轴线与比例电磁阀阀芯7相垂直设置，控制口100通过控制气道101与比例电磁阀2相连，进气口200通过进气气道201与比例电磁阀2相连，出气口400通过出气气道401与活塞室、储气室301相连，排气口500通过排气气道501与ABS电磁阀1相连，比例电磁阀2控制进气气道201的气体进行分流。

比例电磁阀2包括比例电磁阀阀座，比例电磁阀电磁铁芯3，比例电磁阀阀芯7和第一滑腔4，比例电磁阀阀芯7中心设有上下贯通的通气孔，比例电磁阀阀芯不运动时，控制气道101的气体能够经过比例电磁阀阀芯7的通气孔到达储气室301。第一滑腔4供比例电磁阀电磁铁芯3上下滑移；比例电磁阀电磁铁芯3通过比例电磁阀球阀5与比例电磁阀阀芯7接触；比例电磁阀阀芯7的顶端与比例电磁阀球阀5接触后，受比例电磁阀电磁铁芯3的驱动，克服第一弹性组件6的作用力向下移动，比例电磁阀阀芯7的底端贯穿进气气道201后伸入储气室301。

ABS电磁阀1包括ABS电磁阀阀座17，ABS电磁阀电磁铁芯16，ABS电磁阀阀芯12和第二滑腔15，第二滑腔15供ABS电磁阀电磁铁芯16上下滑移；ABS电磁阀电磁铁芯16通过ABS电磁阀球阀14与ABS电磁阀阀芯12接触；ABS电磁阀阀芯12的顶端与ABS电磁阀球阀14接触后，受ABS电磁阀电磁铁芯16的驱动，克服第三弹性组件13的作用力向下移动，ABS电磁阀阀芯12的底端贯穿排气气道501后伸入出气气道401。

比例电磁阀阀芯7的⊥形底端和储气室301之间设有第一密封垫8，ABS电磁阀阀芯12的⊥形底端和出气气道401之间设有第二密封垫18。

活塞室中设有活塞10和第四弹性组件11，活塞10两侧设有排气孔；活塞10通过第二通孔22和排气孔分别连接储气室301和出气气道401。活塞10会受到储气室301和出气气道401的气压差作用而左右移动；活塞10会通过第四弹性组件复位。

控制气道101的中心轴线与进气气道201的中心轴线竖直方向相平行设置；储气室301与出气气道401水平方向同轴设置；进气气道201与排气气道501水平方向同轴设置；控制口100与进气口200同侧分布，出气口400与排气口500同侧分布。

ABS电磁阀球阀14通过第三弹性组件13进行复位；比例电磁阀阀芯7通过第二弹性组件9进行复位；比例电磁阀球阀5通过第一弹性组件6进行复位。

比例电磁阀阀芯7与阀体17交界处设有第一通孔21，进气口200通过第一通孔21与储气室301贯通；ABS电磁阀阀芯12与阀体17交界处设有第三通孔23，出气口400通过第三通孔23与排气口500贯通。

一种用于气压线控制动系统的电磁阀的使用方法，包括如下步骤，

步骤一、进气口200常进气，比例电磁阀2线圈通电时，比例电磁阀电磁铁芯3克服第一弹性组件6阻力向下运动，当比例电磁阀球阀5与比例电磁阀阀芯7接触，比例电磁阀阀芯7中心的通气孔被封闭，控制气道101与储气室301隔离。

步骤二、电流继续增大，比例电磁阀电磁铁芯3推动比例电磁阀阀芯7克服第二弹性组件9的阻力继续下移，使进气气道201与储气室301连通，也就是比例电磁阀阀芯7向下运动连通进气气道201和储气室301；储气室301中的压力与作用在比例电磁阀阀芯7上的力相关，当作用在比例阀阀芯7上的力保持平衡时，由于压力的作用面积一定，压力随电磁力的增大而增大，则可以实现利用电磁力调节气压力。

步骤三、储气室301中气压逐渐增大，会推动活塞10克服第四弹性组件11阻力向右移动，使得进气气道201、储气室301、活塞室、出气气道401连通，空气从进气口200经过储气室301进入出气口400中，充入制动气室，实现电控制动。

步骤四、在电控制动的同时，因空气的可压缩性和滞后性，从脚制动阀出气口输出的控制空气进入控制口100，此过程略慢于电控。当电控方式异常失效时，比例电磁阀2采用传统的气制动控制方式工作，比例电磁阀阀芯7不运动，控制口100气体经过比例电磁阀阀芯7到达储气室301，会推动活塞10克服第四弹性组件11阻力，使得出气口400开始输出气压，实施气控制动。

步骤五、保压时，比例电磁阀2断电，ABS电磁阀1依旧断电，此时，比例电磁阀阀芯7上移，关闭进气口200和储气室301之间的通道，控制气压只由控制口100提供，当活塞10受力保持平衡时，即储气室301中的压力等于出气口400的压力和第四弹性组件11的作用力时，进气口200供给的气体不能进入，同时出气口400的气体也不能通过排气气道501排出，从而形成保压状态。

步骤六、比例电磁阀2断电，ABS电磁阀1通电后，ABS电磁阀电磁铁芯16会通过ABS电磁阀球阀14推动ABS电磁阀阀芯12向下移动，此时，储气室301、活塞室、出气气道401与排气气道501相通，气体经排气气道501排出，同时，由于压力减少，活塞10经第四弹性组件11复位，实行行车制动解除。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合，做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，其包括阀体、比例电磁阀、ABS电磁阀、控制口、进气口、出气口和排气口；

所述阀体内部轴线两侧固定设置有比例电磁阀与ABS电磁阀，所述比例电磁阀与ABS电磁阀中心轴线平行设置，分别通过阀座与阀体顶部固定连接；阀体上部设置有第一滑腔和第二滑腔；阀体中上部设置有控制气道、第一阀室和第二阀室；阀体中下部设置有进气气道和排气气道；阀体下部设置有储气室、活塞室和出气气道；

所述比例电磁阀包括比例电磁阀阀座、第一滑腔、比例电磁阀电磁铁芯、比例电磁阀球阀、比例电磁阀阀芯、第一弹性组件和第二弹性组件；所述第一滑腔供比例电磁阀电磁铁芯上下滑移；比例电磁阀电磁铁芯与比例电磁阀球阀的柱状顶端固定连接；比例电磁阀球阀的底端为Т形且其端面为球形，所述比例电磁阀球阀的底端贯穿出滑腔设于第一阀室顶部；比例电磁阀阀芯的第一端为Y形，其顶端弧度与比例电磁阀球阀底端弧度相匹配，设于第一阀室内部；所述比例电磁阀阀芯的第二端为⊥形，贯穿出进气气道设于储气室顶部；比例电磁阀阀芯设有通气孔，比例电磁阀阀芯不运动时，控制气道的气体能够经过比例电磁阀阀芯到达储气室；所述第一弹性组件设于第一阀室内部，用于比例电磁阀断电时比例电磁阀球阀的复位；所述第二弹性组件设于储气室内部，用于比例电磁阀断电时比例电磁阀阀芯的复位；

所述ABS电磁阀包括ABS电磁阀阀座、所述第二滑腔、ABS电磁阀电磁铁芯、ABS电磁阀球阀、ABS电磁阀阀芯和第三弹性组件；所述第二滑腔供ABS电磁阀电磁铁芯上下滑移，ABS电磁阀球阀的柱状顶端与ABS电磁阀电磁铁芯固定连接、端面为球形的Т形底端贯穿出滑腔设于第二阀室顶部，ABS电磁阀阀芯的第一端为Y形，其弧度与ABS电磁阀球阀底端相匹配，设于第二阀室内部，所述ABS电磁阀阀芯的第二端为⊥形，贯穿出进气气道设于储气室顶部；所述第三弹性组件设于第二阀室内部，用于ABS电磁阀断电时ABS电磁阀球阀的复位；

所述控制口通过控制气道与第一阀室相连；

所述进气口通过进气气道与比例电磁阀阀芯相连；

所述出气口通过出气气道与活塞室相连；

所述排气口通过排气气道与ABS电磁阀阀芯相连。

2.根据权利要求1所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述比例电磁阀阀芯的⊥形底端和储气室之间设有第一密封垫。

3.根据权利要求1所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述ABS电磁阀阀芯的⊥形底端和排气气道之间设有第二密封垫。

4.根据权利要求1所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述比例电磁阀阀芯下部的⊥形端与阀体相交处设有第一通孔，所述进气气道通过第一通孔与储气室贯通。

5.根据权利要求1或4所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述活塞室设有T形活塞和第四弹性组件；所述活塞室与储气室之间设有第二通孔，所述活塞两侧设有排气孔。

6.根据权利要求5所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述活塞会受到储气室和出气气道的气压差作用而在第二通孔中左右移动；活塞会通过第四弹性组件的弹力复位。

7.根据权利要求1所述的用于气压线控制动系统的电磁阀，其特征在于，所述ABS电磁阀阀芯下部的⊥形端与阀体相交处设有第三通孔，所述排气气道通过第三通孔与出气气道贯通。

8.一种根据权利要求1至7之一所述用于气压线控制动系统的电磁阀的使用方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤一、进气口常进气，比例电磁阀线圈通电时，比例电磁阀电磁铁芯克服第一弹性组件阻力向下运动，当比例电磁阀球阀与比例电磁阀阀芯接触，控制气道与储气室隔离；

步骤二、电流继续增大，比例电磁阀电磁铁芯推动比例电磁阀阀芯克服第二弹性组件的阻力继续下移，使进气气道与储气室连通，也就是比例电磁阀阀芯向下运动连通进气气道和储气室；储气室中的压力和作用在比例电磁阀阀芯上的力相关，当作用在比例电磁阀阀芯上的力保持平衡时，由于压力的作用面积一定，压力随电磁力的增大而增大，则可以实现利用电磁力调节气压力；

步骤三、储气室中气压逐渐增大，会推动活塞克服第四弹性组件阻力向右移动，使得进气气道、储气室、活塞室、出气气道连通，空气从进气口经过储气室、活塞室、出气气道进入出气口中，充入制动气室，实现电控制动；

步骤四、在电控制动的同时，因空气的可压缩性和滞后性，从脚制动阀出气口输出的控制空气进入控制口，此过程略慢于电控；当电控方式异常失效时，比例电磁阀采用传统的气制动控制方式工作，比例电磁阀阀芯不运动，控制口气体经过比例电磁阀阀芯到达储气室，会推动活塞克服第四弹性组件阻力，使得出气口开始输出气压，实施气控制动；

步骤五、保压时，比例电磁阀断电，ABS电磁阀依旧断电，此时，比例电磁阀阀芯上移，关闭进气口和储气室之间的通道，控制气压只由控制口提供，当活塞受力保持平衡时，即储气室中的压力等于出气口的压力和弹簧力时，进气口供给的气体不能进入，同时出气口的气体也不能通过排气气道排出，从而形成保压状态；

步骤六、比例电磁阀断电，ABS电磁阀通电后，电磁阀电磁铁芯会通过球阀推动电磁阀阀芯向下移动，此时，储气室、出气气道与排气气道相通，气体经排气气道排出，同时，由于压力减少，活塞经第四弹性组件复位，实行行车制动解除。

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