CN115182993B - 一种双气控集成阀及采用双气控集成阀的保护气路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双气控集成阀及采用双气控集成阀的保护气路系统，包括一体化阀体，一体化阀体为T型结构，T型结构的纵向部分与横向部分分别开设有相互连通的气路；纵向部分的端部设置气路控制阀，横向部分的两端分别设置单H阀和取力器保护阀；纵向部分的两侧开设有预选阀进气口和气源输入口。本发明公开了一种双气控集成阀，集成了气路控制阀，适配多种变速器，具有较好的通用性；集成了气路控制阀、单H阀和取力器保护阀三种气阀，集成度高，降低了分别放置多重的成本，也降低了故障率，取力器保护法在集成阀中前置，实现变速器保护功能前置，由原有的气路中断截止转化为阀芯锁止，阀芯的锁止保护更可靠，响应速度更快，进而减少卡滞漏气的状况。

Description

一种双气控集成阀及采用双气控集成阀的保护气路系统

技术领域

本发明属于变速器技术领域，涉及一种双气控集成阀及采用双气控集成阀的保护气路系统。

背景技术

目前重型载货车均采用主、副箱结构的双中间轴变速器，其副变速器依靠气阀来实现气路通断控制、高/低档位的切换以及对副箱同步器的保护。保护气路具体由三种气阀组成：气路控制阀+单H阀+取力器保护阀。现有气路中，气阀的结构简单，功能单一，成本低廉，无气动保护设计，存在设计风险，导致产品寿命较低，在使用过程中经常出现卡滞、漏气现象，给驾驶人员带来很大不便。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种双气控集成阀及采用双气控集成阀的保护气路系统，本发明气路系统使用双气控集成阀、互锁集成阀，结构设计合理，节约成本，同时可有效提升产品寿命，设计防尘、防水结构，解决产品使用过程中的卡滞、漏气问题，提升变速器产品的整体品质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种双气控集成阀，包括：

一体化阀体，所述一体化阀体为T型结构，T型结构的纵向部分与横向部分分别开设有相互连通的气路；T型结构纵向部分的端部设置气路控制阀，横向部分的两端分别设置单H阀和取力器保护阀；纵向部分的两侧开设有预选阀进气口和气源输入口；预选阀进气口和气源输入口均与纵向部分内的气路相连通；横向部分远离纵向部分的侧面上开设有第一副气缸排气口和第二副气缸排气口；

气路控制阀，所述气路控制阀包括上盖和第一阀芯，上盖安装于一体化阀体纵向部分的端部；所述第一阀芯设置于纵向部分内的气路中；

取力器保护阀，所述取力器保护阀包括端盖，端盖安装于一体化阀芯横向部分的一端，端盖内设置有第一活塞和第二活塞；第一活塞靠近端部设置，第二活塞远离端部设置；端盖远离横向部分的端部开设有预选阀排气口，远离纵向部分的侧面开设停车取力保护气路进气口；停车取力保护气路进气口与第一活塞和第二活塞之间的空腔相连通；第二活塞远离第一活塞的一侧与横向部分内的气路相连；

单H阀，所述单H阀包括后盖和第二阀芯，后盖安装于一体化阀芯横向部分的另一端；所述第二阀芯设置于横向部分内的气路中，第二阀芯远离端部的一侧与第二活塞相接触。

所述气路控制阀包括顶杆，所述顶杆设置于上盖上开设的通孔内；上盖内的通孔为两部分，靠近一体化阀体一侧的通孔内径大于远离一体化阀体一侧的通孔内径；两部分通孔之间通过环状凸台分隔；顶杆的一端伸出上盖，另一端连接限位块，所述限位块远离顶杆的一侧与第一阀芯相接触，限位块靠近顶杆的一侧与环状凸台位于靠近一体化阀体一侧的通孔内的侧面相抵。

所述第一阀芯远离顶杆的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧，第一弹簧的一端与第一阀芯相抵，另一端与纵向部分的气路末端相抵。

所述顶杆与上盖之间的设置有自润滑衬套。

所述第一阀芯的外侧，沿靠近横向部分的方向，依次套设有第一支撑环、第一密封圈、第二密封圈和第二支撑环。

所述第一活塞与端盖之间设置有第三密封圈，所述第二活塞与端盖之间设置有第四密封圈。

所述第二阀芯的外侧套设第三支撑环和第四支撑环，第三支撑环靠近后盖设置；第二阀芯靠近后盖的端部开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧，第二弹簧的一端与第二阀芯相抵，另一端与横向部分内气路上设置的限位凸台相抵。

所述一体化阀体的侧面设置有第一排气口和第二排气口；所述第一排气口和第二排气口上均设置有防尘垫和防尘罩；所述第一排气口与第一副气缸排气口相连通，第二排气口与第二副气缸排气口相连通。

第二方面，本发明提供一种采用双气控集成阀的保护气路系统，包括储气罐和双气控集成阀；储气罐的出气端连接空气过滤器，空气过滤器的出口连接双气控集成阀的气源输入口；储气罐的进气端分别连接第一电磁阀和第二电磁阀；第一电磁阀的控制端与停车取力开关相连，第一电磁阀的进气侧与双气控集成阀的停车取力保护气路进气口和副箱气缸的出气端相连；第二电磁阀的控制端与行车取力开关相连，第二电磁阀的进气侧与取力器气缸的出气端相连；

双气控集成阀的预选阀进气口和预选阀排气口分别与预选阀对应的进出气口相连；双气控集成阀的第一副气缸排气口和第二副气缸排气口均与副箱气缸相连通。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明双气控集成阀，集成了气路控制阀，适配多种变速器，具有较好的通用性，具有气路截止功能、高低档切换功能、取力器保护功能，产品集成化程度更高；集成了气路控制阀、单H阀和取力器保护阀三种气阀，集成度高，降低了分别放置多重的成本，也降低了故障率。取力器保护阀在集成阀中前置，实现变速器保护功能前置，由原有的气路中断截止转化为阀芯锁止，阀芯的锁止保护更可靠，响应速度更快，进而减少卡滞漏气的状况，降低故障率。本发明相比原有三种气阀，成本下降30％，故障率降低30％。

进一步的，本发明顶杆外设有自润滑衬套，降低顶杆磨损率，提升产品使用寿命。第一阀芯与第二阀芯采用光杆轴，减少高低档切换时产品磨损，阀芯从压缩状态回位至自由状态，除回位弹簧力外，均带有气助力回位，提升气阀响应速度，阀芯两端增加支撑环，保证阀芯稳定运动，防止偏磨。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明双气控集成阀的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1的左视图。

图4为图3的剖视图。

图5为图1的后视图。

图6为本发明双气控集成阀工作状态1的气路连通示意图。

图7为本发明双气控集成阀工作状态2的气路连通示意图。

图8为本发明双气控集成阀工作状态3的气路连通示意图。

图9为本发明双气控集成阀工作状态4的气路连通示意图。

图10为本发明端盖部分的剖视图。

图11为本发明第一活塞及第二活塞的结构示意图。

图12为本发明保护气路系统的结构示意图。

其中：1-顶杆，2-自润滑衬套，3-上盖，4-第一阀芯，5-第一支撑环，6-第一密封圈，7-第二密封圈，8-第二支撑环，9-后盖，10-第三支撑环，11-第二阀芯，12-第四支撑环，13-端盖，14-第一活塞，15-第三密封圈，16-第二活塞，17-第四密封圈，18-一体化阀体，19-密封垫，20-防尘罩，21-第一副气缸排气口，22-第二副气缸排气口，23-第一弹簧，22-第二弹簧，31-第一排气口，32-第二排气口，41-预选阀排气口，42-停车取力保护气路进气口，50-储气罐，51-预选阀，52-空气过滤器，53-副箱气缸，55-取力器气缸，56-双气控集成阀，101-预选阀进气口，102-气源输入口，S1-第一电磁阀，S2-第二电磁阀，K1-停车取力开关，K2-行车取力开关。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明实施例公开了一种双气控集成阀，包括一体化阀体18、气路控制阀以及取力器保护阀。

一体化阀体18为T型结构，T型结构的纵向部分与横向部分分别开设有相互连通的气路；T型结构纵向部分的端部设置气路控制阀，横向部分的两端分别设置单H阀和取力器保护阀；纵向部分的两侧开设有预选阀进气口101和气源输入口102；预选阀进气口101和气源输入口102均与纵向部分内的气路相连通；横向部分远离纵向部分的侧面上开设有第一副气缸排气口21和第二副气缸排气口22；一体化阀体18的侧面设置有第一排气口31和第二排气口32；第一排气口31和第二排气口32上均设置有防尘垫19和防尘罩20；第一排气口31与第一副气缸排气口21相连通，第二排气口32与第二副气缸排气口22相连通。

气路控制阀包括顶杆1、上盖3和第一阀芯4，上盖3安装于一体化阀体18纵向部分的端部；第一阀芯4设置于纵向部分内的气路中；顶杆1设置于上盖3上开设的通孔内；上盖3内的通孔为两部分，靠近一体化阀体18一侧的通孔内径大于远离一体化阀体18一侧的通孔内径；两部分通孔之间通过环状凸台分隔；顶杆1的一端伸出上盖3，另一端连接限位块，限位块远离顶杆1的一侧与第一阀芯4相接触，限位块靠近顶杆1的一侧与环状凸台位于靠近一体化阀体18一侧的通孔内的侧面相抵。顶杆1与上盖3之间的设置有耐摩擦的自润滑衬套2，提升产品寿命20％。第一阀芯4远离顶杆的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧23，第一弹簧23的一端与第一阀芯4相抵，另一端与纵向部分的气路末端相抵。第一阀芯4的外侧，沿靠近横向部分的方向，依次套设有第一支撑环5、第一密封圈6、第二密封圈7和第二支撑环8。顶杆与阀芯分体式设计，避免顶杆受到的侧向力传递给阀芯，保证阀芯轴向运动不偏磨，提升寿命。

取力器保护阀包括端盖13，端盖13安装于一体化阀芯18横向部分的一端，端盖13内设置有第一活塞14和第二活塞16；第一活塞14靠近端部设置，第二活塞16远离端部设置；端盖13远离横向部分的端部开设有预选阀排气口41，远离纵向部分的侧面开设停车取力保护气路进气口42；停车取力保护气路进气口42与第一活塞14和第二活塞16之间的空腔相连通；第二活塞16远离第一活塞14的一侧与横向部分内的气路相连；第一活塞14与端盖13之间设置有第三密封圈15，第二活塞16与端盖13之间设置有第四密封圈17。第一活塞14和第二活塞16为换向活塞，使用密封圈设计，可实现双向气密封。两组换向活塞，分体式设计，均可控制高低档切换，且具有较好的互换性。如图10所示，为避开端盖13与阀体安装螺栓，停车取力保护气路进气口42与阀体中心有角度偏移。停车取力保护气路进气口42内部有通孔，保证压缩空气可正常驱动活塞和运动。如图11所示，第一活塞与第二活塞结构相同，可以互换通用；均有3个导向爪，保证两个活塞可以运动不交叉。同时导向爪装配后有间隙，保证正常通气。

单H阀，单H阀包括后盖9和第二阀芯11，后盖9安装于一体化阀芯18横向部分的另一端；第二阀芯11设置于横向部分内的气路中，第二阀芯11远离端部的一侧与第二活塞相接触。第二阀芯11的外侧套设第三支撑环10和第四支撑环12，第三支撑环10靠近后盖9设置；第二阀芯11靠近后盖9的端部开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧24，第二弹簧24的一端与第二阀芯11相抵，另一端与横向部分内气路上设置的限位凸台相抵。

本发明第一阀芯4和第二阀芯11全部采用光杆轴设计，减少高低档切换时，O型圈磨损。通过设置第一弹簧23和第二弹簧24，使第一阀芯4和第二阀芯11从压缩状态回位至自由状态，除回位弹簧力外，均带有气助力回位，提升气阀响应速度。第一阀芯4和第二阀芯11的两端增加支撑环，保证了阀芯稳定运动，防止偏磨。两个换向活塞分别设计支撑爪，保证活塞运动不偏转发卡。回位弹簧设计在阀芯内部，弹簧高径比提升，阀芯轴向运动更稳定，减少偏磨，同时可避免排气时气缸内部大颗粒杂志、油泥造成的弹簧发卡/腐蚀损坏问题。

如图12所示，本发明实施例公开了一种采用双气控集成阀的保护气路系统，包括储气罐50和双气控集成阀55；储气罐50的出气端连接空气过滤器52，空气过滤器52的出口连接双气控集成阀55的气源输入口102；储气罐50的进气端分别连接第一电磁阀S1和第二电磁阀S2；第一电磁阀S1的控制端与停车取力开关K1相连，第一电磁阀S1的进气侧与双气控集成阀55的停车取力保护气路进气口42和副箱气缸53的出气端相连；第二电磁阀S2的控制端与行车取力开关K2相连，第二电磁阀S2的进气侧与取力器气缸54的出气端相连。

双气控集成阀55的预选阀进气口101和预选阀排气口41分别与预选阀51对应的进出气口相连；双气控集成阀55的第一副气缸排气口21和第二副气缸排气口22均与副箱气缸53相连通。

工作原理：

工作状态1

顶杆自由状态，预选阀排气口41与停车取力保护气路进气口42无进气时：

如图6所示，变速器主箱处于空挡，气源输入口102压缩空气直达预选阀进气口101，向预选阀供气，此时预选阀处于高档预选阀排气口41无压缩空气。同时气源输入口102压缩空气经第一阀芯4和第二阀芯11至第二副气缸排气口22，推动副箱气缸切换。气缸内气体经第一副气缸排气口21至31口排出到大气。

工作状态2

顶杆自由状态，预选阀排气口41有进气，停车取力保护气路进气口42无进气时：

如图7所示，变速器主箱处于空挡，气源输入口102压缩空气直达预选阀进气口101，向预选阀供气，预选阀处于低档预选阀排气口41通气，第一活塞14和第二活塞16在压缩空气作用下推动第二阀芯11向右运动切换至低档。同时气源输入口102压缩空气经第一阀芯4和第二阀芯11至第二副气缸排气口22，推动副箱气缸切换。气缸内气体经第二副气缸排气口22至第二排气口32排出到大气。

工作状态3

顶杆自由状态，停车取力保护气路进气口42通气时：

如图8所示，变速器主箱处于空挡，气源输入口102压缩空气经第一阀芯4至预选阀进气口101，向预选阀供气。停车取力，停车取力保护气路进气口42通气，此时预选阀切换高/低档，第二活塞16和第二阀芯11始终处于右侧。副箱气缸保持在低档，达到保护副箱同步器的目的。

工作状态4

顶杆压缩状态时：

如图9所示，变速器主箱处于挂挡状态，气源输入口102压缩空气直达预选阀进气口101。顶杆1推动第一阀芯4向下运动，气路截止。气源输入口102压缩空气无法至第一副气缸排气口21和第二副气缸排气口22，此时预选阀切换高/低档，副箱不切换。保护副箱同步器。

以上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 (9)

1.一种双气控集成阀，其特征在于，包括：

一体化阀体（18），所述一体化阀体（18）为T型结构，T型结构的纵向部分与横向部分分别开设有相互连通的气路；T型结构纵向部分的端部设置气路控制阀，横向部分的两端分别设置单H阀和取力器保护阀；纵向部分的两侧开设有预选阀进气口（101）和气源输入口（102）；预选阀进气口（101）和气源输入口（102）均与纵向部分内的气路相连通；横向部分远离纵向部分的侧面上开设有第一副气缸排气口（21）和第二副气缸排气口（22）；

气路控制阀，所述气路控制阀包括上盖（3）和第一阀芯（4），上盖（3）安装于一体化阀体（18）纵向部分的端部；所述第一阀芯（4）设置于纵向部分内的气路中；

取力器保护阀，所述取力器保护阀包括端盖（13），端盖（13）安装于一体化阀体（18）横向部分的一端，端盖（13）内设置有第一活塞（14）和第二活塞（16）；第一活塞（14）靠近端部设置，第二活塞（16）远离端部设置；端盖（13）远离横向部分的端部开设有预选阀排气口（41），远离纵向部分的侧面开设停车取力保护气路进气口（42）；停车取力保护气路进气口（42）与第一活塞（14）和第二活塞（16）之间的空腔相连通；第二活塞（16）远离第一活塞（14）的一侧与横向部分内的气路相连；

单H阀，所述单H阀包括后盖（9）和第二阀芯（11），后盖（9）安装于一体化阀体（18）横向部分的另一端；所述第二阀芯（11）设置于横向部分内的气路中，第二阀芯（11）远离端部的一侧与第二活塞相接触。

2.根据权利要求1所述的双气控集成阀，其特征在于，所述气路控制阀包括顶杆（1），所述顶杆（1）设置于上盖（3）上开设的通孔内；上盖（3）内的通孔为两部分，靠近一体化阀体（18）一侧的通孔内径大于远离一体化阀体（18）一侧的通孔内径；两部分通孔之间通过环状凸台分隔；顶杆（1）的一端伸出上盖（3），另一端连接限位块，所述限位块远离顶杆（1）的一侧与第一阀芯（4）相接触，限位块靠近顶杆（1）的一侧与环状凸台位于靠近一体化阀体（18）一侧的通孔内的侧面相抵。

3.根据权利要求2所述的双气控集成阀，其特征在于，所述第一阀芯（4）远离顶杆的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧（23），第一弹簧（23）的一端与第一阀芯（4）相抵，另一端与纵向部分的气路末端相抵。

4.根据权利要求2或3所述的双气控集成阀，其特征在于，所述顶杆（1）与上盖（3）之间的设置有自润滑衬套（2）。

5.根据权利要求2或3所述的双气控集成阀，其特征在于，所述第一阀芯（4）的外侧，沿靠近横向部分的方向，依次套设有第一支撑环（5）、第一密封圈（6）、第二密封圈（7）和第二支撑环（8）。

6.根据权利要求1所述的双气控集成阀，其特征在于，所述第一活塞（14）与端盖（13）之间设置有第三密封圈（15），所述第二活塞（16）与端盖（13）之间设置有第四密封圈（17）。

7.根据权利要求1所述的双气控集成阀，其特征在于，所述第二阀芯（11）的外侧套设第三支撑环（10）和第四支撑环（12），第三支撑环（10）靠近后盖（9）设置；第二阀芯（11）靠近后盖（9）的端部开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧（24），第二弹簧（24）的一端与第二阀芯（11）相抵，另一端与横向部分内气路上设置的限位凸台相抵。

8.根据权利要求1所述的双气控集成阀，其特征在于，所述一体化阀体（18）的侧面设置有第一排气口（31）和第二排气口（32）；所述第一排气口（31）和第二排气口（32）上均设置有防尘垫（19）和防尘罩（20）；所述第一排气口（31）与第一副气缸排气口（21）相连通，第二排气口（32）与第二副气缸排气口（22）相连通。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述双气控集成阀的保护气路系统，其特征在于，包括储气罐（50）和双气控集成阀（55）；储气罐（50）的出气端连接空气过滤器（52），空气过滤器（52）的出口连接双气控集成阀（55）的气源输入口（102）；储气罐（50）的进气端分别连接第一电磁阀（S1）和第二电磁阀（S2）；第一电磁阀（S1）的控制端与停车取力开关（K1）相连，第一电磁阀（S1）的进气侧与双气控集成阀（55）的停车取力保护气路进气口（42）和副箱气缸（53）的出气端相连；第二电磁阀（S2）的控制端与行车取力开关（K2）相连，第二电磁阀（S2）的进气侧与取力器气缸（54）的出气端相连；

双气控集成阀（55）的预选阀进气口（101）和预选阀排气口（41）分别与预选阀（51）对应的进出气口相连；双气控集成阀（55）的第一副气缸排气口（21）和第二副气缸排气口（22）均与副箱气缸（53）相连通。