CN1880139A - 用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器 - Google Patents

Abstract

本发明有关一用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，可供配置在拖车头、半拖车及大客车等所使用的气动制动系统中，及一差动压力调节器，其附属于半拖车、大客车、大货车、及大货车/半拖车的气动制动系统，并以单一或复式的方式，结合车用空气制动装置；及特别是有关一种具有防锁死气动制动系统功能的压力调节装置，分别配置一膜片、活塞、及弹性构件，还包括一种调节气动信号的方法、一种振荡气动信号的方法和一种释放内部压力的方法，其可借此而感测气压震波信号，及衰减震波，并可自动调整一闭锁式系统中的制动作用力，及车轮转动角度而不会排放压力至大气中。

Description

用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器

技术领域

本发明关一种用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，尤指用于卡车、拖车或大客车等车辆的的气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器。

背景技术

本发明是针对一气动制动系统，其减压装置是内置式、闭锁回路式并可通过感测所有液压摩擦式制动系统中固有的的气动信号的方式来补偿其多阶段压力差。本发明的一项目的是在于揭示气动信号的连续感测方法及气动信号连续输出方法，借此其可自动和连续地调整车轮的转动角度，而且这些方法是大货车及半拖车所采用的制动系统控制组件，及其他电子式控制组件的一项改良措施。本发明的另一项目的在于展现一新颖的方法，可用以感测一闭锁回路式气动防锁死制动系统限制范围内的无限的气动信号，此是所有电子式防锁死制动系统的一项改良措施，而且很显然地它并非是制动设备制造厂商所熟知的专门技术。本发明的再一项目的为一项改良装置，可利用制动系统既有的液压损失系统来侦测故障状况，据此其并不需要配置会对发电系统的有限电力输出，造成重大负担的额外电气回路。

依据联邦法规规范49 CFR 571，121，美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)就″防锁死制动″的定义如下：防锁死制动系统为常规制动系统的一部分，于制动时，可借由下列方式自动控制旋转车轮的偏滑程度：(1)感测车轮的旋转角率，(2)传送相关的车轮旋转角率信号至一组或多组负责转译此信号并产生相对应控制输出信号的装置；及(3)传输这些信号至一组或多组可供回应这些信号并调整制动致动力的装置。

此外，如法规60 FR 13224所公布的内容，国家公路交通安全管理局表示：依据NPRM的讨论，其宽广的定义范围足以涵盖任何防锁死制动系统的装备，只要它是一种″闭锁回路式″系统，确保能针对轮胎与路面接触的实际状况及装置回应该状况以改变车轮偏滑现象而采取的必要动作等两者间的反馈控制。

再者，如法规60 FR 13227所公布的内容，美国货运协会及其他机构等所阐释ABS的定义为″预先排除″电子系统以外的系统，因此亦排除了机械式系统。国家公路交通安全管理局指出此项观点并不正确，由于该定义并未要求必须采用电子装置来感测车轮的转动情况，或传输车轮转动信号或控制信号。此功能可利用气压、液压、光学、或其他机械手段予以执行。此外国家公路交通安全管理局亦表示：“倘若有一ABS系统并不需要靠电力操作，于制定法规时发现其唯一需要使用电力的时机…为传达ABS系统故障时所需的故障指示灯。”

依据法规60 FR 13259所公布的内容，国家公路交通安全管理局进一步定义：“ABS是一封闭回路式反馈控制系统，可在超越一预设最低速度时，自动调节制动压力以回应其所测得的车轮转速，借以控制制动时的车轮偏滑角度，并改善轮胎与路面间的有效摩擦力。”

最后，于制定法规时，国家公路交通安全管理局否决了由Jenflo公司所提出针对修订ABS定义同意纳入开放回路式系统的诉愿。依据法规60 FR 63966的规定，国家公路交通安全管理局表示：“先前公告中，代理人针对″封闭回路式″防锁死系统的广泛讨论的理由….国家公路交通安全管理局的定义是接受任何类型的ABS系统，只要它为一可确保确保能反馈轮胎与路面接触的实际状况及装置回应该状况以改变车轮偏滑现象而采取的必要动作等两者间的反馈控制的″封闭回路式″系统。如多数制动系统及车辆制造厂就1993年9月NPRM法规所作的评论，符合上述标准规范的一项装置必须能在各种不同的实际道路状况下防止车轮锁死，据以得以显著改善安全状况。反之，若一项定义是接受开放回路式系统的，则将容许采用不必然可防止车轮锁死的系统。”所有电子式防锁死制动系统于制动致动循环过程中采取制动力释放动作时皆会排放空气，因此而形成所谓的″开放式回路″而且仅在车轮被锁死后才能发挥作用。因此它们将无法防止车轮被锁死。

上述的一电子系统即是Donald J.Erhlich等人专利内容，(Erhlich)美国专利号码：6,264,286，2001年7月24日核准，所揭示的控制组件，其中包括一第一控制管线(用以输送供应来源的空气)、一第二控制管线(用以输送空气至一拖车上的继动阀，让空气得以顺利流通)、及一气动控制组件(PCM)，其构造是可减低由一PCM输入孔传输至一PCM输出孔的压力。

该专利为一防锁死控制组件(ACM)，连接至一第一控制管线并具有一第二控制管线，可连接至一继动阀端。其致动顺序为：驾驶者对制动踏板的踏板控制阀施加压力，该阀会经由第一控制管线传送一气动压力信号至ACM，接着传送至一第二控制管线以促动继动阀，此继动阀则依次传送液压力至空气制动压力室端。

ACM配置一电磁线圈型装置，能在车轮被锁死后通过释放液压力至大气的方式周期性中断控制管线气动信号的传输。因此ACM实际上并无法防止车轮被锁死。

ACM包含一电磁线圈机构，能和现有的电子控制组件(ECU)相互配合间歇性促成一开放式回路以便能从控制管线端释放空气至大气。ECU亦被使用于大货车及大客车制动系统设计中。ACM可能会因此而遭受污染及故障。发生故障的ACM将阻止该控制管线传送气动信号给继动阀，因此据而阻止继动阀的致动。

ACM是具有电磁线圈装置的功能。电磁线圈会定时中断电流而形成一″开放式回路系统″。国家公路交通安全管理局的规范中规定一防锁死制动系统必须为完全″封闭回路式″。而中断电流将导致系统变成″开放″状态。

ACM电磁作用将导致，于制动被锁死后，用以促动制动系统的高压油液被释放出去。而国家公路交通安全管理局则规定制动系统必须为完全封闭回路式。释放液压是一项″事发后″的行为；因此该专利在实际上是与其防止制动被锁死的诉求互相冲突，而且事实上于车轮被锁死后是会释放空气至大气。

于制动循环周期，ACM会蓄意地释出压缩空气。此释出的空气压力是有意造成制动系统的气动部份间歇性地开放。释放空气的结果会降低其所施加的压力，中断制动致动循环，因此在制动期间会促成一制动力释放的循环效应。

ACM制动力释放循环将增大车辆的煞停距离。液压蓄积的回复时间则会让制动系统气动部份中产生突如其来的震波。此震波势必将增大其所施加的压力从而导致出现极度变动的压力。

Sugarawa的第5,518,308号专利则采用″…以一项方法来操控具有一调节器及两组车轮转速感知器车辆的防滑制动系统。″此方法亦采用一项制动力释放方法，因此该制动系统必须自封闭式制动系统释出空气，故于制动作用期间会形成″开放″状态。此方法企图借由一″压力减弱-保持模式-压力增强模式″而将压力从一车轮端导向另一车轮。此方法仍需要通过其所设计的压力减弱模式、经由一ECU(可通过整合在其间的调节器来输送释放的空气)来释放空气。

气动制动系统所使用的主流的防锁死制动法为自制动系统间歇性地排放高压液体。气动制动系统所使采的主流的防锁死制动法可说是和″排气阀″几无选择，且它将为制造厂商及维修人员招致众多问题。采用ACM及ECU方法并未考量到与运动中物体相关的物理定律。

若有一拖车头及其拖车，其中的拖车头是配置ECU、而拖车则是配置ECU、并结合调节阀、以及有一拖车是配置ECU或ACM的话。则亦必须以串联的方式在该拖车头和和拖车的共用轮轴上加装车轮转速感测器。

制动是一动态事件，起始于对空气压力室施加液压，并结束于车辆停止时或当驾驶人松开制动踏板时。每次的煞停动作均会受到路面状况及当制动来令片与制动鼓或制动碟盘接触状况等无数变数的影响。其中，电子式防锁死制动系统的问题即在于此。电子式防锁死系统是数字式的，且必须预先程序化，据以其是可处理有限的数据量。导致车轮锁死的原因多半是模拟式的因素。一数字装置将无法处理足以造成各种类型车轮锁死状况的无限量的数字数据。

若以一6时横式松紧调整器针对一30型空气压力室(内部膜片的表面积为30平方英时)施加一每平方英时40磅的液压作用力时将相当于对制动来令片与制动鼓产生7,200psi的静态作用力。根据发明人所进行的测试显示，以20mph速度滚动前进的车轮当压力接近40psi时将会被锁死。根据由国家公路交通安全管理局所主导的电子系统测试结果显示，空气压力室内的压力必须超过100psi时才会导致配置ECU及ACM系统产生排气现象。计算出其制动来令片与制动鼓间的静态作用力大约为18,000psi。达到该压力的时间加权值大约为0.6秒。而电子式防锁死制动系统的周期时间为每秒5至6次。压缩气体是以驱近于马赫的速度行进。因此电子式防锁死制动系统必须排放超过60％以上的容积量方可达到解除车轮锁死状态的目的。获得足够压降以解除车轮锁死状态的时间加权值为0.42秒。于制动周期时，车辆若从时速60英哩开始减速，则该车辆将会额外行进约36.8英呎。而热力学的作用亦将促使制动鼓接触面圆周出现失圆及制动碟盘表面出现翘曲，因而导致制动鼓与制动来令片或制动碟盘与制动来令片间出现不连续动态接触，进而对电子式防锁死通气循环的一致性造成干扰现象。电子式防锁死制动系统无法快速执行循环作用以达到所需的效应，因而导致车辆于制动期间出现不稳的状况。

所有采用ECU及ACM电子式防锁死制动装置都必须释出空气压力至大气的方式以便当车轮被锁死后得以顺利释放制动力，并且唯有在压力超出80psi以上时才能发挥作用，否则即必须采用如DOT HS 807 846最终报告中所示的″重踩制动″方式。排放空气的结果将可暂时性减低制动系统中的液压。此项动作是意图要释放被锁死的制动装置，并允许车轮得以暂时地自由滚动，因此将造成轮胎产生磨耗与偏滑现象。同时，于循环期间，也是暂时不会施加制动，因此将促使车辆增大其煞停距离。此动作会取代驾驶人对车辆的操控效果，因此会产生一连续式通气-煞紧-释放动作(或一开放式回路系统)直到车辆停止为止，而此制动距离很显然地是大于非通气式或闭锁式系统。依据法规60 FR 13259的规定，法规49 CFRFMVSS 571.121中并不容许采用″开放式回路式系统″。采用ECU与ACM的方法根本无法防止单一车轮锁死的状况，此即是导致车辆发生弯折及丧失稳定性的主因。

可用以改良所有电子式防锁死制动系统的本发明和新发明皆是模拟式的、全闭锁式回路，可感测旋转角率，并可通过制动系统组件介面(即车轮与轮胎)感测出轮胎与路面间的实际接触时所产生的信号，其是受到来自于一单一轮轴的对置空气压力室的模拟式气动信号的支配。本发明是可针对空气压力室所产生的变化及震波信号提供补偿作用，并特此构成本发明的特色。本发明于此是可借由衰减可变气动信号、减低液压等方式来矫正过度加压的现象，并可据以防止上述的信号因传送至对置空气压力室而造成的问题。本发明于此是可产生模拟式气动输出信号，减低气动压力，而且相同的信号即会被传送至相对应的对置的空气压力室端。此等输出信号将自动调节制动作用力，并可通过介面(轮胎与路面间的接触情况)，不需释放空气即可提供补偿作用。于制动作用期间，此循环是会全部完成。因此其减速度是固定的，且车轮会在车辆停止时即会停止滚动，故可借此防止车轮出现过早锁死的状况。

49 CFR 571.121联邦机动车辆安全标准规范(FMVSS)中揭示一项可供用以侦测防锁死制动系统故障状况的标准规范。该项标准规范要求应于拖车左后方角落位置安装一故障警示灯，其必须让驾驶人得以通过左侧后视镜观看它，且当发生电路故障时即应点亮。同时，大货车的驾驶舱内亦必须安装一电路故障指示灯(可让驾驶人方便查看的)。

业界曾反映驾驶人很难从驾驶舱望见外部警示灯。众多专业出版刊物亦曾报导有不少车辆外部警示灯是已经停用或被拆除。别的车辆则是拆除灯泡。尚有其他报导指出驾驶人并不清楚该警示灯是否为亮起或熄灭。发生故障时，驾驶人仍可继续电子式防锁死制动系统。

故障警示灯并无法进行侦测负责转译及传输感测车轮旋转角率信号的任何电脑元件的故障状况。大货车、拖车、及大客车的ECU/ACM装置相当脆弱。乔治亚州内配备电子式防锁死制动系统的校车巴士曾遭遇相当严重的问题：该州校车ECU元件是以不正确的运算法则来加以程序化，因而导致发生延迟传送液压至空气压力室的状况。根据文件记录，其制动致动的延迟现象竟然长达10秒。故障警示灯根本无法侦测电脑程序化方面的问题；美国及加拿大迄今已召回400,000辆以上配置ECU的车辆。

可改善所有其他防锁死制动系统缺失的本项新发明可借此故障备用系统来提升安全性。本发明并非借由电力启动，而是借由制动系统的液压启动。本发明可感测出低达5psi的气动压力信号。大货车及大客车贮液筒内通常皆维持大约120psi的液压。这样即可确保于压缩机故障时仍可进行多次制动操作。若压力降低至60psi，警示灯将会在驾驶人面前亮起，并发出蜂鸣器警告声。大货车或拖车的压力下降状况亦可通过观察安装于架驶舱仪表板上的压力储存表及施加压力表观察。此外，空气压力室的紧急制动装置亦将发挥作用，以限制车辆行驶。此故障备用系统将可确保在移动车辆的前即可顺利加以修复。此是所有电子式故障侦测系统的改良措施。

一般大客车、大货车、及大货车/拖车连结车所采用的气/液压空气制动系统中通常会在其个别轮轴的制动致动压力室间安装一快速释放阀。

此型快速释放阀其中之一是如Stephen Vorech的专利(美国专利号码：2,040,580，1936年5月12日核准)中所阐述的，其中包括一弹性膜片，其不仅能将施加的压缩空气有效地引导至制动致动器端，而且亦可确保当总控制阀移至制动释放位置时其可迅速释放上述压力室的空气压力。上述阀门装置的另一型式是如Earl T.Andrews的专利(美国专利号码：2,718,897，1955年9月27日核准)中所揭示的，其包括一可作用于膜片上的弹簧，其作用方式将可在该膜片上方产生压差进而导致液压力以较为缓慢的速度施加于制动致动器上。

上述拖车制动释放阀的其中之一是如Joseph L.Cannella的专利(美国专利号码：3,512,843，1970年5月19日核准)中所揭示的，其是采用相同的电动操作方式，而且它是经由一导管和继动阀连接，该继动阀则通过导管分别连接制动致动器。

上述可均化及吸收震动的装置的一是如Theodore P.Spero的专利(美国专利号码：4,166,655，1979年9月4日核准)中所揭示的，其包括一弹性、可挠曲的吸震构件，设置在一长形管壁罩壳内，一端是以上腔室壁为界，另一端则以活塞为界，该活塞底端是密封在一膜片构件上以防止该腔室遭水滴及尘粒污染。本发明中进一步揭示的可均化压力及吸震的此项装置是被安装在一快速释放阀的一侧，该释放阀则被设置在两对置式制动致动器之间以防止气动制动系统中发生单一车轮被锁死的状况。

Vorech专利中所阐述的装置采用一弹簧，可作用于一膜片上的方式，借以在该膜片上方产生一压差，而此设计在某些程度上可导致前轮制动产生比后轮制动略为缓慢的制动作用，进而使得该前轮制动会比后轮制动产生较少的能量。此装置可刻意产生一时间差及作用差，同时亦会让前、后制动系统出现不平衡现象并使得前、后制动组件的磨耗出现不均衡现象等负面效应，其会造成后轮制动系统较前轮制动系统出现过早磨耗的现象。同时，由于前轮制动的制动能力已减弱，故其制动距离亦因此而增加。

Cannella专利中所阐述的装置是借由在脚踏板控制阀上设置一开关，并以释放该脚踏板的方式而电动促动，该开关可引导电能通过一延时开关，之后该电能即会被传送至拖车的电动制动释放阀端，其是以导管与继动阀连接并可将继动阀导管中的液压释放出去，其目的是要消除复数制动压力室延迟排放空气压力的现象。该复数制动致动器的迟缓排气现象更加容易产生一种结果，即该致动器的液体量可经由一单一继动阀排气孔而排放出去。Cannella所揭示的装置亦缺乏一项足以因应液压波前的设计(针对即时通过继动阀而流出并从对置制动致动器而流入，进而造成单一车轮被锁死)。

Spero专利所阐述的装置，是包括一装置，可均化一气动制动系统的压力并吸收震动的装置，该装置具有一壁面、内藏式的双室结构体，其上压力室顶端具有一长形、具有弹性的可挠曲构件，该上压力室底端则具有一刚性活塞，两室是以一弹性护盖来加以分隔以防污染并被人发现其具有一第二基座压力室隔板，足以对制动系统造成负面效应。可发现当活塞受液压而致动时，该活塞将会导致长形构件发生变形，并进而激发该压力室，而当液压被释放时，活塞将变成一投射物而进入该第二基座压力室，因而导致隔板弹性构件发生物理损坏，此结果从而导致该上压力室受到污染及压力无法均化且又无法吸收震动。另一项结果为由于液压量的缘故将造成损坏的隔板构件会进入输出孔端，造成导管阻塞并阻止液压流向制动致动器。这些后果完全肇因于该活塞是缺乏一既定的停置点所致。

再者，该装置的另一项后果为，其是位于快速释放阀的一侧，故会减低其吸收液压密度波前震动的能力(因超音速压缩液流所造成的)。该密度波前首先会行进通过快速释放阀的供应来源输入孔，而密度波前于此开始分裂，因而产生震动，并会同时行进通过两横向对应的输出孔，其中一波会推进至制动致动器端，另一波前则会通过该装置并进一步推进至对置的制动致动器端。由于初始震动是发生在快速释放阀内而非该装置内部，因此该装置即无法吸收震动，故也会减低该制动系统的理想的有效性。

发明内容

本发明的一项目的，同时也是快速释放阀的改良措施，是在于本发明有能力利用压缩液流的破坏性干扰本质，形成具有建设性的干扰状况，进而消除由于并入一输送管道(其具有一特性，得以隔离该快速释放阀的液压机构与基座管道输送系统的均化机构)所导致的单一车轮被锁死的情况。

本发明的另一项目的，同时也是快速释放阀的改良措施，是在于提供一阀门装置，其型式具有可消除因前、后制动系统时间差所造成的衰退现象的功能，由于理想的制动状况必须能在复数制动致动器间取得平衡。

本发明的再一项目的是提供一阀门，其是现有装置的一项改良措施，可用以均化压力并吸收震动，而该吸震作用和均化作用可于动态制动系统中同步进行，并结合适当的设计以确保一致的性能。

然而，本发明的又一项目的是了提供一阀门装置，其机构将可提供一致的性能、维修便利性、以及在相对长久使用寿命中维持相当的可靠性。

仍然，本发明的再一项目的是在于提供一阀门装置，其排气/释放功能将不会造成复数制动致动器迟缓释放的现象，并能以机械性作用当作该制动系统设计上不可或缺的部份，以确保能快速释放该车辆所有轮轴中各轴相对致动器间的液压，并当作是拖车制动释放阀的一项改良措施。

再者，本发明另有一目的，是要提供一单一阀门装置，其性能是可超越前述各项发明的既有性能，并提供必要的改良措施以防止出现该前述各项发明的后果。

本发明为一种用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其液压式制动系统的差压调节器快速释放阀具有一完整设计以承受液压差、污染物及微粒，其内部具有一扣环、一刚性活塞和一长形、具有弹性、可挠曲的吸震构件，其被配置在一汽缸内该活塞的一第一面端，而具有扣环的压力室则是被配置在该活塞的一第二凸缘面上成为邻接的装置，其功能是相互调和，正如挤压该吸震构件的减震反应，于压缩结束时该构件回复至其原始位置，而该邻接装置则会限制该活塞的行程而在该汽缸内行进至其解压完成时的位置处，该汽缸有机油分布于其中；当该阀门装置接收到输送至一输送管道且具有该压差的液压时，据此而借由分别具有一凸出部、一输入孔的一壳体而构成集中化的装置，而该凸出部是具有一第一膜片装置配置在其间，可阻断其与具有排气孔的凸出部的盖板相互连通，而该输送管道可集中并隔离一基座压力室内的该液压及压差，该基座压力室具有侧向对准的输出孔，而充压作用力是被施加在一挠性盖上，其是设有一内面及一外面，可作用于该活塞的第二面，而该活塞受限于该邻接装置且具有一连续周缘部份的该弹性盖于此即可从第二膜片装置端延伸出去，该第二装置的一外侧面可迫使其中一第二表面与一第二端相互接触，以使压力得以传输至该活塞，造成变形的该构件会被挤压至一汽缸壳体内，并由基座壳体压力室端直接传送压力至该输出孔。

附图说明

图1是配置本发明新式差压调节器快速释放阀的大货车/半拖车的一典型液压式汽车制动系统的一概要示意图。

图2是差压调节器快速释放阀的一细部剖面图。

图3是差压调节器快速释放阀的一外观正视图。

图4是差压调节器快速释放阀的一外观侧视图。

图5是快速释放盖板的一俯视示意图。

图6是上汽缸壳体的一剖面示意图。

图7是上汽缸壳体的一俯视内部示意图。

图8是差压调节阀的一俯视外观示意图。

图9是位于典型制动轮轴上的差压调节阀于其作用位置的示意图。

图10是扣环的一俯视示意图。

具体实施方式

请特别参考图1，如图中所示本发明的新式差压调节器快速释放阀是与一气动液压式汽车制动系统有密切关系。该制动系统是包括：借由一传统式压缩机62供气的大货车用贮压筒20，可根据贮压筒20内空气压力来操控压缩机62的一传统式调节器63，拖车用的一贮压筒25，一踏板控制阀19，对置式制动致动器27及28(图9)、29及30、31及32、33及24、35及36，一传统式继动阀21，及一紧急继动阀26，可连接拖车/大货车空气制动系统的手栓22及24。

图1中同时亦显示有导管60、57、58、52及53，其目的在于将液压引导至本发明的新式装置37、38、39、40及41，并分别连通至各对置式制动致动器27-36之间，并和导管42-51连接以便能导引施加的液压并自该制动致动器27及28、29及30、31及32、33及34、35及36端排出，其作用方式将在后篇中进行更完整地阐述。

如图2中所示，本发明包括一基座压力室基座壳体4，具有一外凸直立输入孔65，分别连接导管60、57、58、52及53和两侧向相对的输出孔66及67(如图3及图9中所示)。该输出孔则分别通过导管42-51连接对置式制动致动器27-36。由铸铝制成的基座壳体4，其密度足以维持最低150psi以上的压力达60秒之久，并设有一输入孔65及精密膜片支撑件68，该支撑件是一安全金属网可维持挠性快速释放膜片10的位置，并具有一冲压制造的刚性快速释放盖9，可用以排放液压进入大气。凸缘上壁69包含一上表面71，其是经精密加工以吻合与基座壳体4具有相同特性的上汽缸壳体1的汽缸壳体凸缘壁面70上的相对应面，而该汽缸壳体1则设有一环状埋头孔72，于此其可用以接纳盖座膜片8的唇缘73，其连结方式将详述于后。

为了确保阀门装置64长效的使用寿命并保有均一的动作，快速释放膜片10是采用一适当的挠性材料所制成的(例如强化橡胶或橡胶化合物)而且并不含有任何初始挠曲或应力。膜片10的周缘74是以弹性方式啮合至内表面75端，并借此而控制一输入孔65与一输送管道76间的连通状况。有一凹处77其直径业经精密加工成足以容许快速释放膜片10形成无阻碍的挠曲，而其另一较大尺寸的直径则可套接一方形密封环11以防止液压沿快速释放盖9的接触面周缘渗漏出去，同时它亦拥有一凹部并能以4支固定螺丝16而固定于基座壳体4上，如图2及图3中所示，以确保快速释放盖9能被固定在基座壳体4上并嵌入于基座壳体的凸出端。因此，当各零件处于其正常位置时，快速释放盖9是会被固插至凹处77内而且保有固定位置的密封环11则是能将快速释放膜片10固定在其自身与内腔穴表面75之间，该内腔穴表面的隔筛支撑件68则是精密整合至位于输入孔65开口端的位置处，以便能在输入孔65与输送管道76及输出孔66及67与制动致动器27-36之间无障碍地传输液压。

上壁汽缸壳体1具有一精密加工内汽缸内壁2，及一凸钮孔79，可接纳平头圆锥形避震器7的顶端凸钮80，该避震器7底端并设有一凸钮81，能轴向对准中心方位的凸钮80并能牢牢地顶住内汽缸顶壁82。此设计是了要在避震器7周围保持均一的空间。避震器7是由适当的弹性材料所制成的，当对着表面84端施力时，其是可压缩轴向的移动并能以变形方式填补上压力室83，故当该作用力终止施力时即可加以激发并回复其原始形状。避震器7的配方是经事先精密计算，其硬度足以维持激发于施加液压时相对存在的压差。

8cc的10号非清洁剂液压油85会被喷洒在上汽缸壳体1内部，以便能有助于震动衰减，其组成和作用皆必须能超越该制动系统所能承受的环境温度范围。活塞6设有一内缩孔86，穿过垂直中心轴，并有螺纹加工在其底端的水平表面处87以接纳一″六角套筒螺丝18″，活塞一般为实心并具有一顶端水平表面88以便让避震器凸钮81得以插入位于活塞壁面89的内缩孔86中，活塞壁面89的弯曲部位处设有2个尺寸相同的埋头孔92及93，分别借由2个中间凸缘部份90及91来加以隔开，其直径略小于汽缸内表面2以确保该活塞6能紧密地配置在上压力室83内。

有一扣环17可套入汽缸内壁2的沟槽中，如图6中所示，能和活塞下缘端107的下侧唇缘99形成无压力的接触。图10中所示的扣环17可建构成活塞6的停置位置以确保能对不同液压做出一致的反应。每一埋头孔92及93内各配置一″O形环12″，以便让活塞6与汽缸内壁2能借以形成气密性密封，并在出现液压时即可在埋头孔92及93内从事轴向滚动。适量的机油97会被喷洒在活塞6表面处87末端部位，当施加液压时即可润滑基座膜片8的内侧表面104。

基座膜片8是以防冻酒精不可渗透的弹性材料制成，当压力高达1000psi时仍可维持其正常功能，其形状刚好能包覆着活塞6并可在个别输出孔66及67间保有一最小间隙而不与活塞6相互接触。基座膜片8拥有一喇叭形侧壁94，及端壁95，其一环状凸缘96，其具有一环状唇缘73能和埋头孔72充分啮合，以便让活塞6、避震器7形成气密式密封，并使上压力室83内的非清洁剂液压油85免于遭受异物或被由基座压力室78传输过来的液压内所含的微粒污染。

图3是显示完成组装的本发明装置，其上汽缸壳体1则具有如图7中所示的4个开孔105穿过其凸缘100(如图4中所示)，其是轴向对准如图3中所示的4个开孔106并穿过基座壳体凸缘101，图4中所示的一90度弯角形托架5具有2个开孔，穿过其水平面102，而分别对准基座壳体凸缘101及上部壳体凸缘100的开孔，如图8及图4中所示的4支自动锁紧式螺栓13及14则是延伸穿过该轴向对准的开孔并以尼龙锁紧螺帽15将托架5牢牢锁固在基座壳体凸缘101及上汽缸壳体凸缘100上。

本发明阀门装置的操作情形通过前述说明内容便可立即知晓。可以明白如图1中所示的制动系统零件是维持于一非激发的位置处。当启动踏板控制阀19后，具有一压差波前的液压即会同步经由导管60、57、58、53、及52而传达至本发明装置37-41的输入孔65端。如图2中所示，当波前通过膜片支撑件68金属网时，它即会平均分散于整个快速释放膜片10的表面上(此即是液压震动点)，使得每一个别的制动轮轴产生一增大压差而致动于挠性快速释放膜片10上，并使快速释放膜片10覆盖在快速释放盖9的凸面上，以便密封住释放盖的排气孔103，如图5中所示，据此其是会阻断与大气的连通状态。液压波前震动会通过基座凸出部凹处77，于此其将经由输送管道76传输并将波前震动集中于基座压力室78的腔室内，于此其是会推压基座膜片8而抵住活塞表面处87并轴向推压活塞6进而激发避震器7。因此，因液压波前所造成的震动于此即会被吸收，而液压则因此而传输至侧向对准的输出孔66及67端(如图3、图4、及图9中所示)，于经由导管42-51传输至制动致动器27-36(参阅图9)之前其是会先同时加以均化。本专利阀门装置所设计的输送管道76，如图2中所示，是一唯一的方法，可将快速释放阀中所产生的压差与输送至制动致动器的液压相互隔离。

借着液压测试装置来量测制动致动器时，即可呈现出于动态制动过程中所产生的暂时性液压差。这些压差即是气动震波信号。正如现有的制动总成技术(无附图)，其制动致动器具有一推杆，其一端固定于具有一弹性膜片构件的刚性金属板上，当施加液压时即可加以开启以构成一压力室。推杆的相对端则固定于松紧调整器上，松紧调整器则附加在一凸轮轴上，该凸轮轴的另一端具有″S″形凸轮设计，可形成支点以获取机械利益，促使制动蹄片与转动中的制动鼓相互接触。所有制动鼓均拥有高点及低点。制动时，制动蹄片会追循制动鼓而接触到其高点并略过低点，促使″S″形凸轮产生一摇摆效应从而造成推杆式地前、后摆动，并因此让制动致动器中液压得以反复加压。此反复加压的作用将直接回射至如图2中所示的本专利的发明装置基座压力室78端。如Spero的专利中所阐述，从附加于标准快速释放阀上的致动器所反射的致动器压力差必须通过标准快速释放阀而与遭遇来自于该释放阀中的膜片的压差。如流体力学研究中的发现，相反差的液压团相互遭遇时可能会造成″气阻″效应或破坏性干扰现象，并可能会暂时性阻止Spero专利中的装置发挥作用。差压调节器快速释放阀的设计可消除该项遭遇状况，由于致动器所反复加压的油液并不会与存在于如图2中所示的膜片10上的压差相互遭遇，反而会反射进入基座压力室78并被吸收、均化，并和液压波前采取相同方式同步重新分配。

当释放踏板控制阀19时，可轻易了解作用于膜片10上的液压差将会降低至相当于大气压力的程度，其效应是将可解除快速释放盖排气孔103上快速释放膜片10的密封状态。若存在于本发明装置、导管42-51、及致动器27-36内的液压愈高，将促使膜片10抵住膜片支撑件68及表面75，因而开启经由盖板排气孔103与大气相通的连通管道，而将液压释放至大气，并因此而解除激发及重新恢复避震器7至原始的平头锥形状态，并同时让活塞6回推至如图10中所示的位于扣环17的停靠位置处，以确保于下次制动作用循环时能产生相同效能。当该压力下降至大气压力时，膜片10将回复至其未挠曲时(原始)的位置。

Spero的装置(美国专利号码：4,166,655)结合Horowitz(美国专利号码：3,093,153)、Vorech(美国专利号码：2,040,580)、或Andrews(美国专利号码：2,718,897)等的任何快速释放阀一起使用，且由于各种快速释放阀的″等熵及绝热流动″效应及其固有的压差所致，传输至各空气致动器的液压将永远存在一可预见的不平衡状态。

尽管本发明的揭示内容是已经借由较佳实施例的内容来加以说明，因此，针对本发明所作的特殊变异必然不应被视为是脱离本发明所提及的各项观点的范围。但以上所揭示的仅为本发明其中数项较佳可行的实施例而已，不能以此限定本发明的实施范围或以任何形式来限制该上述内容所阐述的本申请权利要求范围的精神与范畴。

Claims (25)

1.一种用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其液压式制动系统的差压调节器快速释放阀具有一完整设计以承受液压差、污染物及微粒，其内部具有一扣环、一刚性活塞和一长形、具有弹性、可挠曲的吸震构件，其被配置在一汽缸内该活塞的一第一面端，而具有扣环的压力室则是被配置在该活塞的一第二凸缘面上成为邻接的装置，其功能是相互调和的，正如挤压该吸震构件的减震反应，于压缩结束时该构件回复至其原始位置，而该邻接装置则限制该活塞的行程而在该汽缸内行进至其解压完成时的位置处，该汽缸有机油分布于其中；当阀门装置接收到输送至一输送管道且具有该压差的液压时，据此而借由分别具有一凸出部、一输入孔的一壳体而构成集中化的装置，而该凸出部具有一第一膜片装置配置在其间，可阻断其与具有排气孔的凸出部的盖板相互连通，而该输送管道可集中并隔离一基座压力室内的该液压及压差，该基座压力室具有侧向对准的输出孔，而充压作用力被施加在一挠性盖上，其设有一内面及一外面，可作用于该活塞的第二面，而该活塞受限于该邻接装置且具有一连续周缘部份的该弹性盖，于此即可从第二膜片装置端延伸出去，该第二装置的一外侧面可迫使其中一第二表面与一第二端相互接触，以使压力得以传输至该活塞而使变形的该构件被挤压至一汽缸壳体内，并由基座壳体压力室端直接传送压力至该输出孔。

2.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该基座壳体具有该凸出输入孔及该轴向对准的输出孔，当该第一装置和该第一凸出部在该凸出输入孔及该轴向对准的输出孔之间相互连通时，配置在其间的第一装置即传送液压，并容许通行无阻的压差震动作用于该第一装置，而该震动则通过该隔离及集中化装置自由地直接传入该基座压力室，而该震动则会作用于该第二膜片装置并传送该震动至该刚性活塞端，其具有减震装置，停靠在该邻接装置端，以使设置在该压力室中的长形吸震构件发生变形和激发，该液压则通过该侧向对准输出孔并借由该导管而传送至制动致动器，据此该制动致动器会产生压差并经由导管及该输出孔而传输至该基座压力室端并作用于该第二装置，当该第二装置接触到该膜片装置并由该变形的长形构件均化，并在该第一装置端毫无障碍自由地同步重新分配该压差时，则该致动器压差震动即会衰减。

3.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该邻接装置所设置的位于该刚性活塞的停靠点位置为该活塞行成完成时或解压过程终结时位置，该活塞具有液压减震装置，而该邻接装置可防止该第二膜片装置发生毁坏状况。

4.如权利要求3所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该压力室壳体和具有凸出部位的该基座壳体有相互对准的该输入孔及该输出孔配置在其间，并由第一装置加以隔离，而且拥有隔离及集中化装置，一基座压力室，和侧向延伸的输出孔，该基座压力室借由一第二装置而与该上汽缸压力室隔开，其间分别设置该汽缸压力室、该邻接装置、该减震装置、该O型环、该激发长形构件、该机油，而该第一装置啮合于该凸出输入孔的膜片支撑件并和该输入孔连通，该隔离及集中化装置、该基座压力室和该输出孔的配置方式是使液压施加于该阀门装置、导管和制动致动器，而该液压则降低至大气压力的程度并经由该排放孔同步解压该长形构件，重新回复该减震装置成为能和该邻接装置相互接触。

5.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该输送管道具有集中化装置以处理该液压，而压差则是以相同的方式传输至基座壳体的一外表面，而当其接触及传输压力至该膜片装置时压力则被该第二膜片装置加以减震。

6.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于设置在该凸出壳体一凹孔端的装置可操控介于该输入孔和该隔离及集中化装置之间的流通状况，而且能控制介于该输出孔和该隔离及集中化装置之间的流通状况，并且该盖板排放孔为无齿孔，且其直径的所在位置可干涉介于该输入孔及该输出孔间的流通状况，该输出孔则连结相对的制动致动器。

7.如权利要求6所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该装置可干涉介于该输入孔、该隔离及集中化装置及该输出孔间的流通状况，并可自由地传送液压通过该隔离及集中化装置而达到该基座压力室端，其中有一压力波前震在该基座压力室中形成集中化，并据此而通过导管传输液压至该制动致动器，于此该制动致动器所产生的压差即通过导管及该输出孔而回传至该基座压力室端，该致动器的压差可借由该第二膜片装置力加压减震装置的方式自由地衰减。

8.如权利要求6所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该第二装置具有一外表面，其周缘端位于该基座壳体的一端面处，同时有一汽缸壳体面其组成可耐受高达1000psi的压力，而外部及内部表面则不含任何刚性黏结故可消除腐蚀断片增长该第二装置的使用寿命。

9.如权利要求6所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该装置可调解或干涉介于该凸出部位及该输入孔和该输出孔间的流通状况。

10.如权利要求6所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于有一基座壳体凸出部位的快速释放盖板轴向对准该输入孔且固定在该基座壳体的一凹孔处，并在其间形成一密封。

11.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该隔离及集中化装置可直接传输液压至该基座壳体的该基座压力室端，其中该液压和压差所传输至该第二膜片装置该外表面端的该压力迫使它的该内表面接触该减震装置，其黏附在一第二端缘上，据此而使得该邻接装置被固定在该减震装置上一停靠位置处并以相同的方式迫使该变形的长形构件进入汽缸壳体中。

12.如权利要求6所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于一上汽缸壳体的配置包括该长形吸震构件、该机油及减震装置具有2个O型环，分别设置在上汽缸压力室内含有机油的相对的半圆形埋头孔中，而该减震装置有一非激发位置则是借由该邻接装置建立，由此一致的反应液压并防止该第二减震装置发生毁坏。

13.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该阀门和复数个制动致动器减系具有一完全预设的关系，该制动致动器的该输入孔可通过一导管凸出连结一继动阀输出孔，而该第一膜片装置可干涉介于该侧向输出孔，该隔离及集中化装置，该排放孔及该第一装置间通过该集中化装置并通过导管而传送到该输出孔端的该液压，进而传输至该二组制动致动器端，其是相对的，而当液压衰减至大气压力的程度时，第一装置干涉介于该输入孔和该侧向配置的输出孔间的流通状况并容许液压进入该相对的致动器内，该导管、该基座压力室亦会同步通过该阀门的该排放孔而减低其液体量至相当于大气压力的程度。

14.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该阀门具有隔离及集中化装置以便能引导液压震至基座压力室。

15.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该上汽缸包括该邻接装置，设置在该减震装置一停靠的位置处。

16.如权利要求1所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于O型环设置在该汽缸壳体一上汽缸壳体内，而且机油具有最小的压缩能力，而且该汽缸压力室因此含有周围的空气量，处于一激发状态的该长形构件则会变形而进入该汽缸压力室，且机油则变成具有压缩能力的掺气机油并可吸收作用于该第二装置及该减震装置的液压的震动。

17.如权利要求1至6、8、10、11至14、16中任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于是气动制动系统的一气动闭锁回路式防锁死压力调节装置，其具有完整的设计和装配以便能接收来自于一继动阀并通过一输入孔传输的液压，而且有一传输管道通过其传送该液压至位于一单一轮轴上相对的气室并到达一基座压力室端，该液压可通过与相对气室相互连接的导管流经相对输出孔，该气室可接收该液压并进行填补该气室，据此其系通过一推杆来产生机械杠杆作用及效益，该推杆相对的一端固定于一松紧调整器上，该松紧调整器具有一界面可连结位于一相对端的蜗轮，该相对端的齿轮啮合一凸轮轴的齿条端，而该凸轮轴的另一端则构成一″S″形凸轮，借此该″S″形凸轮便可接触到二组鼓式制动蹄片的滚轮，该蹄片为一半椭圆形，其中一端为插销结构而另一端则是滚轮结构，该″S″形凸轮配置在该制动蹄片滚轮之间，于是该″S″形凸轮轴便具有扭力并能滚动至该滚轮相对端的接点处，借此而具有邻接的接点，并可直接啮合该制动蹄片，而该制动蹄片的摩擦材料则是被铆接外界以便能接触一旋转的环形制动鼓并产生一界面摩擦系数，该来令片及该鼓式界面具有不同的几何结构，于此有一车轮及轮胎则各自连结至制动鼓，该轮胎可接合一路面，该路面的具有多重变数的界面可经由轮胎、车轮、摩擦材料、制动蹄片、滚轮、″S″形凸轮、松紧调整器、推杆、气室及液压等集合式界面而传送出去，该变数或输入将可产生模拟式气动震波信号，可通过相对气室的压缩液体界面及导管并以不同的速度进行传输，该信号超过马赫速度，该信号在极限值内具有无数的变数，而且该信号是从该基座膜片端感测，该基座膜片的界面包括一活塞，该活塞具有一长形弹性构件的界面，该弹性构件则具有一界面，位于相对的一端并拥有刚性汽缸内壁，当周围空气拥有相当于海平面的压力，同时加入2盎司液压油，即可借由压缩基座膜片、活塞、长形弹性构件、周围空气和液压油等方式来调节该可变模拟液压，其动作全视该无数的可变信号要求输出调节制动作用力的大小而定，故可借由控制车轮旋转角度的方式而进行释放在摩擦材料-制动鼓界面的压力，并不需要排放压力至大气。

18.如权利要求17所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该制动总成具有一气动式制动卡钳，该卡钳则具有一气室，可进行扣夹，而蹄片或垫片则设有摩擦材料于其中，或是被铆接至2相对表面的内表面端，且其配置方式将可直接邻接于一旋转的转子弹簧，该摩擦材料能接触到一转子的外表面，该转子设置在一心轴上，该心轴则是被附加在车轴相对轮毂的一端，而该转子则是被安装在一车轮及一轮胎上，而该卡钳借由液压促动，导致该卡钳得以扣夹住该转子的表面，而位于该卡钳一气室中的该界面则产生模拟气动信号，而该气室可传输该可变的轮胎及路面界面的信号，借由该轮胎、转子、卡钳、摩擦材料等集合式界面而传送出去，该输入的模拟变数将可通过导管而传送来自于卡钳气室的气动液压信号至基座膜片端，借此该膜片可啮合该活塞、长形构件、及液压油，其中可进行解译该模拟气动信号，而输出装置则可直接从汽缸膜片端回传该信号给该卡钳气室，据此即可调节该卡钳-摩擦材料界面的作用力并可自动控制该车轮的角旋转率。

19.如权利要求1至6、8、10、11至14、17、18之任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该基座膜片可感测模拟气动信号，其为一变数，由角旋转及路面界面所产生，该气动信号可通过该制动组件界面及该加压流液进行传送，该流液具有一界面连结该相对的气室及该汽缸膜片，该膜片可接收由该车轮角旋转率所产生的该气动信号，借此该汽缸膜片连同该活塞，该长形构件和该液压油可解译并调节该模拟气动信号，并可传送衰减的输出信号，调节位于该气室中加压液压的作用力并据此而控制该车轮的角旋转率。

20.如权利要求1至6、8、10、11至14、16至19之任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该车轮的角旋转率通过导管自动传输至一基座膜片，该导管完全整合至相对的输入孔端，该信号从气室传输至基座压力室中的液压处，而介于该液压及该汽缸膜片之间的液压界面于此即变成能处理气动信号的一传导器，并进而直接调节位于该气室内的该致动力，该传输的信号可在介于该气室及该汽缸膜片之间的一闭锁式系统中进行调节，而不需要排放空气至大气。

21.如权利要求1至8、10至14、16至18、20所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于借由介于该制动摩擦材料与该制动鼓之间的界面产生的气动信号是从气室中传输出去，该气动信号具有一大于马赫速度的传送速率，而该基座膜片于一闭锁式系统中传送气动信号的速率小于马赫速度，因此能自动控制位于一典仪车轴相对端的车轮的角旋转率。

22.如权利要求1、17至20之任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该气室具有一伺服制动分泵及一邻接的紧急制动分泵，该紧急制动分泵系通过弹簧促动，当气动压力从120psi下降至30psi，该30psi压力会松开位于紧急制动分泵内的该弹簧，并因此而促动介于该摩擦材料及该制动鼓之间的制动界面，并因此当该闭锁式系统发生故障或损坏时而停止车辆行进。

23.如权利要求1、17至19、21、22之任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于当该液压从120psi下降至60psi时，该空气制动分泵即自动促动拖车头、大客车或大卡车驾驶舱中一故障警示灯信号、一蜂鸣器和压力计，该信号即时显示并传送音讯给驾驶人，以便借此警告驾驶人该闭锁式系统有可能是发生故障，该警示信号可让驾驶人得以在该紧急制动分泵机构促成车辆静止之前即可自行停止车辆行进，以即可从事该闭锁式系统的维修作业。

24.如权利要求1至8、10至14、16至20之任一项所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于该制动鼓及该该转子的表面皆存有缺陷与偏离状况，于动态制动循环时，该摩擦材料会接触到制动鼓或转子，经由一连串地切换动作，该表面有细小裂痕和可变的摩擦表面，而该摩擦界面会产生热量及材料膨涨现象，偏离状况，及于动态制动循环中所产生的可变的模拟气动信号至变数，而该信号则是借由一闭锁回路式系统中进行传送至该基座膜片、活塞、长形构件和分布于其中的机油，并可据此而进行调节及振荡该信号，该调制的信号于此即会被传送至该气室或该卡钳气室，并进而控制该车轮的角旋转率。

25.如权利要求1至8，10至14、16至18、24所述的用于气制动系统的气动闭路防抱死压力调节器，其特征在于介于该制动鼓或转子，及摩擦材料间的该界面系要碰触到动态接点，其是介于该制动鼓或旋转的转子之间，该摩擦材料被固定在界面的接点处，该界面具有动量且是处于动态、偏心及变换的相位中，该相位切换会被传达至气室，而该气室则会传输可变模拟气动输出波信号至该基座膜片端，而该膜片则能感测该模拟信号，于此该膜片、该活塞、该长形构件及该机油将会通过导管产生输出信号以便调节位于该气室内液压的致动力，而该传输作业则是在完全闭锁的回路系统中进行。

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