CN113665554B - 一种断气刹继动阀及其解冻控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种断气刹继动阀及其解冻控制方法，通过在继动阀阀芯上设置电磁吸合的铁质环形卡板和环形电磁铁，增强阀芯的运动能力。当阀芯有冻结时，通过增大环形电磁铁通电电流而增加阀芯运动能力，从而解除阀芯与限位体之间的冻结问题。通过智能控制，能够使驾驶员对汽车解除驻车制动有意识、有准备，有效保证了在驾驶员扳动制动手柄后肯定能够解除制动状态，防止制动解除后汽车滑行。

Description

一种断气刹继动阀及其解冻控制方法

技术领域

本发明涉及继动阀，具体涉及一种用于断气刹系统的继动阀以及关于继动阀的解冻技术。

背景技术

随着运输业的快速发展，重型汽车数量也在日益增加。断气刹系统是重型汽车常用的手刹制动系统，这种断气刹系统平时是用大力弹簧处于常刹车状态，车辆要行驶的时候，驾驶员松手刹就是一个放气的动作，气体进入制动气室，达到一定的气压顶开弹簧，也就是把手刹松掉，才能行驶。继动阀是断气刹系统中的一部分，如图1所示，继动阀1进气口接通储气筒2，出气口接制动气室3，控制气口通过控制阀4接储气筒2，控制阀4由制动手柄5操控，储气筒2由空压机6供气。

由于重汽断气刹系统中的继动阀管路气体中常带有水蒸气，长时间通放气操作后会造成水分滞留于继动阀中，在冬季时就会使得继动阀结冰，造成断气刹不能按照驾驶员意图有效释放刹车。为解决这一问题，传统方式一般是驾驶员利用开水浇灌、火烤或者直接向储气筒内加注酒精等，但这些仅仅适合于救急，并不适合长期使用；另外通过这些方式来解冻不仅会使驾驶员身心产生疲劳，而且也存在着大量的安全隐患。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供一种断气刹继动阀及其解冻控制方法，本发明着力于利用电磁吸合原理卸载阀内弹簧弹力来完成防冻与解冻，通过智能控制来实现早检测，早预防。

本发明提供一种断气刹继动阀，包括壳体，在所述壳体上设置有控制气口、制动进气口、制动出气口、排气口，在所述壳体内部设置有限位体和阀芯，其特征在于：

所述阀芯上设置有能够电磁吸合的铁质环形卡板和环形电磁铁，其中，所述铁质环形卡板与阀芯的缸体固连，所述环形电磁铁与阀芯的缸体分离。

进一步地，所述阀芯包括有活塞二、平衡卡板、拉杆、弹簧一；所述平衡卡板上表面与活塞二固连，下底面与所述缸体和拉杆固连，所述拉杆位于所述缸体内部，拉杆另一端连接所述铁质环形卡板；所述环形电磁铁位于所述缸体下方；所述弹簧一套设在缸体上，且压设在所述平衡卡板的下方与限位体之间。

进一步地，所述限位体具有中空结构，所述活塞二、平衡卡板、弹簧一位于所述限位体内，所述缸体穿出所述限位体。

进一步地，所述壳体内设置有活塞一和密封圈一，所述活塞一和密封圈一将控制气腔与制动气腔分隔开，所述活塞一连接所述活塞二。

进一步地，所述铁质环形卡板和环形电磁铁都具有环形中空结构，所述缸体能够通过铁质环形卡板和环形电磁铁上的环形中空结构通气。

进一步地，所述壳体采用三层材料复合而成，内外两层是铝材，中间夹层是磁屏蔽材料。

本发明提供一种对上述断气刹继动阀的解冻控制方法，其特征在于：

设置温度传感器、气流传感器和控制器，所述温度传感器检测继动阀内部温度，气流传感器检测继动阀制动出气口处气流，所述温度传感器、气流传感器和环形电磁铁均与控制器电连接；

1)当继动阀内部温度高于0℃时，所述环形电磁铁断电，不参与工作；

2)当继动阀内部温度低于0℃时，首先由控制器控制环形电磁铁通电，使环形电磁铁对铁质环形卡板产生吸合作用，继而在驾驶员扳动制动手柄接通控制气的前提下，检测继动阀制动出气口处是否有气流通过，

如果有气流通过，则无需继续加大环形电磁铁通电电流，

如果无气流通过，则继续加大环形电磁铁通电电流，直至有气流通过。

进一步地，在驾驶室仪表盘上设置温度显示，驾驶室内设置扬声器，通过所述控制器传递温度信息。

由于本发明的继动阀改进了阀芯结构，加入了电磁吸合结构和弹簧辅助结构，增大了阀芯运动能力，结冰制动解除方案符合驾驶员操作常规，进而保障了驾驶员操作的适应性，保障了车辆安全。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为继动阀工作原理图；

图2为本发明继动阀结构示意图；

图3为本发明继动阀中电磁平衡卡板、拉杆、铁质环形卡板、环形电磁铁结构示意图；

图4为本发明壳体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

本发明提供一种断气刹继动阀，其结构如图2所示，按常规，在继动阀的壳体101上共开设有控制气口102、制动进气口103、制动出气口104、排气口105几个功能气口；控制气口102与图1所示的控制阀4连接，用于通入控制气体以启动继动阀；制动进气口103直接与储气筒2连接，用于通入气体供给制动气室3；制动出气口104与制动气室3连接，向制动气室3供气用以推动大力弹簧；排气口105用于当不向制动气室供气时，卸载阀体内压力。

在壳体101内，划分为控制气腔和制动气腔两个腔室，通过设置的活塞一106和密封圈一107将控制气腔与制动气腔分隔开，密封圈一107夹在壳体101内壁与活塞一106之间起到密封作用。

在制动气腔内设置有限位体108和阀芯，限位体具有中空结构，用于限制阀芯的移动行程。本发明设计的阀芯结构包括有：活塞二109、平衡卡板110、缸体111、拉杆112、铁质环形卡板113、环形电磁铁114、弹簧一115、弹簧二116。

活塞二109上表面通过连接件与活塞一106下底面固定连接，活塞二109下底面固定连接平衡卡板110；平衡卡板110下底面与缸体111、拉杆112同时固定连接；拉杆112下端又与铁质环形卡板113固定连接为一体；平衡卡板110位于缸体顶部，铁质环形卡板113位于缸体内部或底部，拉杆112贯穿在缸体内且连接在平衡卡板110与铁质环形卡板113之间。铁质环形卡板113是一环形中空板，不妨碍缸体内气体的流通，进一步地，通过在拉杆112下端焊接一横杆，横杆搭接在铁质环形卡板113上表面且与铁质环形卡板113焊接，而将拉杆112与铁质环形卡板113连接起来。环形电磁铁114与缸体111分离，位于缸体下方，与铁质环形卡板113可形成电磁效应，环形电磁铁114也为环形中空体。

弹簧一115套设在缸体111上，并压设在平衡卡板110至限位体108内底面之间，为缸体运动提供回弹力；弹簧二116设置在缸体外沿与壳体101内底面之间(缸体111外壁上设置外伸沿)辅助提供动力。

进一步地，环形电磁铁114固定设置在排气口105处。

进一步地，为避免缸体111造成制动气腔泄漏，在缸体111与壳体101之间设置有密封圈二117，使得为制动气室提供压力气时，气体不会泄漏。

以上结构介绍见图3所示。

缸体111壁上至少开设有三处通气孔，一个进气孔，一个出气孔，一个排气孔，在某一工作位时分别与制动进气口103、制动出气口104、排气口105相通。缸体内部铁质环形卡板113和环形电磁铁114都为环形中空结构，能够通气；缸体111移动到一定位置时进气孔能够与壳体上的制动进气口103连通，同时出气孔能与壳体上的制动出气口104连通，使得进、出气相通，气体进入制动气室；缸体111再移动到另一位置后出气孔能够与制动出气口104连通，同时排气孔能够与排气口105连通，使得制动气体能够被释放。

活塞二109、平衡卡板110、弹簧一115三者位于限位体108内，弹簧一115的行程由平衡卡板110和限位体108限定。弹簧二116的行程由缸体111和壳体101限定。启动继动阀时，由控制气口102通入控制气，通过气体压力迫使活塞一106下行，推动阀芯下行。如果由于继动阀长期不动作，活塞二109与限位体108接触处容易发生结冰冻结。为此，本发明改进阀芯结构，尤其在活塞下方设置电磁铁结构，通过电磁吸合原理辅助缸体111运动，并且通过弹簧辅助回复。

可通过如下几个动作过程体现其结构的优越性：

a.行车过程(解除驻车制动过程)

将制动手柄5放下，让控制阀4打开，压缩空气由储气筒2进入控制气腔，推动活塞一106向下运动，并带动活塞二109一起向下运动，环形电磁铁114上电，通电吸引铁质环形卡板113，辅助提供向下拉力，缸体下行，制动进气口103与缸体上的进气孔重合，制动出气口104与缸体上的出气孔重合，压缩气体经过继动阀进入制动气室，解除制动。

b.紧急制动过程(或驻车制动过程)

当紧急制动或驻车制动时，制动手柄5拉起，控制阀4关闭，控制气腔的压力减小或消失，因此制动气室的气体反冲，气体往上顶活塞二109和活塞一106，缸体上行，制动进气口关闭，此时环形电磁铁114断电，加之弹簧一115的恢复作用，促使缸体上行，制动气室的气体经过排气口排出，制动气室卸载压力，当继动阀中控制气腔与制动气腔压力相当时，达到制动平衡，全制动时，制动出气口104处无压力。

通过本发明的继动阀结构，能够有利于解决继动阀冻结问题，进一步在壳体内设置温度传感器118，用于检测继动阀内部温度；在继动阀出气口处设置气流传感器用于检测出气口是否有气流通过；在壳体外设置控制器119，温度传感器118和环形电磁铁114均与控制器119电连接，由控制器119有序控制解冻过程。此外，进一步地，在仪表盘上设置温度显示和驾驶室内设置扬声器，能够在关键时刻有效提醒驾驶员启动控制器。

解冻控制方法具体如下：

1)由温度传感器118实时检测继动阀内部气体温度，并将检测数据传递至控制器119，由控制器衡量检测数据相对于冰点温度0℃的高低，当继动阀温度高于0℃时，继动阀执行常规动作，所述环形电磁铁114断电，不参与工作。

比如当汽车在驻车状态下解除制动时，制动气室接通大气，制动气室压强等于大气压强，驾驶员推动制动手柄，使制动阀处于接通状态，使储气筒中压缩空气经制动阀流入继动阀的控制气口，进而推动活塞一106下压，进而推动活塞二109克服弹簧一弹力做功下压，使继动阀进气口与出气口接通，进而使制动气室充气，汽车解除制动状态，可以行驶。

2)当继动阀温度低于0℃时，控制器向驾驶室仪表盘和驾驶室扬声器传递信号，通过仪表盘显示继动阀低温警示符，通过扬声器来提醒驾驶员继动阀低温，并播报实际温度。

此时，驾驶员需开启驻车制动辅助解除模式，电磁系统将参与工作，由控制器控制环形电磁铁114通入电流，使环形电磁铁产生磁场，进而对铁质环形卡板113产生吸引力，进而对通过拉杆112连接的平衡卡板110产生向下的拉力F，通过拉力F平衡掉弹簧一115的弹力F_弹。经驾驶员扳动制动手柄，接通控制气，通过控制气的作用冲破活塞二109与限位体108之间的结冰，来解除制动；此时继动阀出气口处的气流传感器检测进气口与出气口是否接通(是否有压缩气体流经)，若无气体流经，证明控制气并未冲破结冰，此时，控制器再继续增大环形电磁铁电流强度，使其产生更大的吸引力，拉动平衡卡板克服弹簧弹力，连通进气口与出气口，解除制动状态。

以上第一步先通过电磁吸力平衡弹簧弹力，使控制气容易击破结冰，同时检验破冰效果；第二步，如果不能击破结冰，则继续增大电流增大电磁吸力，解除活塞二与限位体之间的冻结状态，是否解除由出气口处的气流传感器感应得知。

通过上述控制，能够使驾驶员对汽车解除驻车制动有意识、有准备，有效保证在驾驶员扳动制动手柄后肯定能够解除制动状态，防止制动解除后汽车滑行。

进一步地，针对所述环形电磁铁114，为降低外界与环形电磁铁之间的相互干扰，提高继动阀作业精度，保障车辆安全，本发明的壳体101采用特殊结构制作，常规下，壳体只是单一的铝板材料制成，而本发明壳体101由三层材料复合而成，如图4所示，内外两层C1、C3是铝材，而中间夹层C2磁屏蔽材料。通过铝板与磁屏蔽材料复合，在降低外界与环形电磁铁之间的相互干扰的同时，保证了材料的强度并减轻了重量。

以上所述为本发明较佳的一种实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种断气刹继动阀，包括壳体，在所述壳体上设置有控制气口、制动进气口、制动出气口、排气口，在所述壳体内部设置有限位体和阀芯，其特征在于：

所述阀芯上设置有能够电磁吸合的铁质环形卡板和环形电磁铁，其中，所述铁质环形卡板与阀芯的缸体固连，所述环形电磁铁与阀芯的缸体分离；

所述阀芯还包括有活塞二、平衡卡板、拉杆、弹簧一；

所述平衡卡板上表面与活塞二固连，下底面与所述缸体和拉杆固连，所述拉杆位于所述缸体内部，拉杆另一端连接所述铁质环形卡板；所述环形电磁铁位于所述缸体下方，固定在排气口处；所述弹簧一套设在缸体上，且压设在所述平衡卡板的下方与限位体之间；

所述限位体具有中空结构，所述活塞二、平衡卡板、弹簧一位于所述限位体内，所述缸体穿出所述限位体；

所述壳体内设置有活塞一和密封圈一，所述活塞一和密封圈一将控制气腔与制动气腔分隔开，所述活塞一连接所述活塞二；

所述铁质环形卡板和环形电磁铁都具有环形中空结构，所述缸体能够通过铁质环形卡板和环形电磁铁上的环形中空结构通气；

在所述制动气腔内设置有温度传感器，所述制动出气口处设置有气流传感器，所述壳体外部设置有控制器，所述温度传感器检测继动阀内部温度，所述气流传感器检测继动阀制动出气口处气流，所述温度传感器、气流传感器和环形电磁铁均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的断气刹继动阀，其特征在于：所述壳体采用三层材料复合而成，内外两层是铝材，中间夹层是磁屏蔽材料。

3.一种对如权利要求1-2任一项所述断气刹继动阀的解冻控制方法，其特征在于：

1）当继动阀内部温度高于0℃时，所述环形电磁铁断电，不参与工作；

2）当继动阀内部温度低于0℃时，首先由控制器控制环形电磁铁通电，使环形电磁铁对铁质环形卡板产生吸合作用，继而在驾驶员扳动制动手柄接通控制气的前提下，检测继动阀制动出气口处是否有气流通过，

如果有气流通过，则无需继续加大环形电磁铁通电电流，

如果无气流通过，则继续加大环形电磁铁通电电流，直至有气流通过。

4.根据权利要求3所述的解冻控制方法，其特征在于：在驾驶室仪表盘上设置温度显示，驾驶室内设置扬声器，通过所述控制器传递温度信息。

Images