CN202790681U - 皮碗式气路控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种皮碗式气路控制阀，其中回位弹性部件和滑杆位于壳体的内腔中，推杆可上下滑动穿设在壳体中并支承在滑杆上，回位弹性部件位于内腔的底部和滑杆之间并分别抵靠两者，滑杆具有依次连接的上细部、中粗部和下细部，上下皮碗、上下支撑环和中间环套设在滑杆上，上皮碗位于上支撑环和中间环之间并分别抵靠两者，下皮碗位于中间环和下支撑环之间并分别抵靠两者，在第一位置，中粗部与上皮碗接触密封，而与下皮碗脱离，进气口与气压输出口相通，在第二位置，中粗部与下皮碗接触密封，而与上皮碗脱离，气压输出口与排气口相通。本实用新型设计巧妙，结构简洁，可靠性好，使用寿命长，耐久性好，响应速度快，适于大规模推广应用。

Description

皮碗式气路控制阀

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别涉及汽车动力总成系统技术领域，具体是指一种皮碗式气路控制阀，用于商用汽车重型变速箱控制后副箱气缸换向阀进气气源。

背景技术

目前，商用汽车重型变速箱控制后副箱气缸换向阀进气气源的气路控制阀一般采用O形圈密封结构（如图1所示），包括壳体1、推杆2、滑杆3、回位弹簧4、第一O形圈5、第二O形圈6、第三O形圈7、第四O形圈8、上支撑部9、中支撑部10和下支撑部11，壳体1中具有内腔，壳体1上设置有进气口12、气压输出口13和排气口14，第一O形圈5、第二O形圈6、第三O形圈7、第四O形圈8、回位弹簧4、滑杆3、上支撑部9、中支撑部10和下支撑部11位于内腔中、推杆2可上下滑动穿设在壳体1中并支承在滑杆3上，回位弹簧4位于内腔的底部和滑杆3之间并分别抵靠内腔的底部和滑杆3，第一O形圈5、第二O形圈6、第三O形圈7、第四O形圈8、上支撑部9、中支撑部10和下支撑部11套设在滑杆3上，上支撑部9的下端为收缩端，中支撑部10的上端为膨大端，因此需要设置错位的第一O形圈5和第二O形圈6来密封上支撑部9和中支撑部10之间，同样，下支撑部11的上端为收缩端，中支撑部10的下端为膨大端，因此需要设置错位的第三O形圈7和第四O形圈8来密封中支撑部10和下支撑部11之间，滑杆3由于进排气的功能要求，不能做成整体直径不变的光杆，它具有间隔的上细部15和下细部17，之间通过中粗部16连接，粗细之间形成台阶凸缘。

该阀的工作原理是通过控制作用于推杆2的外力，使推杆2可处于压下和释放两种不同状态，从而控制气压输出口13的气压输出到气缸换向阀和排出大气。当推杆2无外力作用时，推杆2和其下的滑杆3在回位弹簧4力作用下处于最上端，即如图1位置，滑杆3的中粗部16与第二O形圈6接触密封，而与第三O形圈7脱离，从而进气口12通过下支撑部11、下细部17以及中支撑部10与气压输出口13相通，气压输出口13的气通过管路向气缸换向阀供气；当推杆2受外力作用时，推杆2向下压使滑杆3克服回位弹簧4力下行，在如图2位置时，滑杆3的中粗部16与第三O形圈7接触密封，而与第二O形圈6脱离，从而气压输出口13通过中支撑部10、上细部15以及上支撑部9与排气口14相通，气压输出口13的气从排气口14排出。推杆2的上下滑动会使滑杆3随之上下滑动，当阀工作一段时间后，第二O形圈6和第三O形圈7与滑杆3间的润滑作用可能发生失效，当发生润滑失效后，滑杆3在上下滑动过程中其台阶凸缘可能使第二O形圈6和第三O形圈7脱离密封圈槽，造成滑杆3卡滞及阀总成漏气，进而造成变速箱无法换挡不能正常行驶。

因此，需要提供一种气路控制阀，其可靠性好，使用寿命长，耐久性好，响应速度快。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种皮碗式气路控制阀，该皮碗式气路控制阀设计巧妙，结构简洁，可靠性好，使用寿命长，耐久性好，响应速度快，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的皮碗式气路控制阀，包括壳体、推杆、滑杆和回位弹性部件，所述壳体中具有内腔，所述壳体上设置有进气口、气压输出口和排气口，所述回位弹性部件和所述滑杆位于所述内腔中，所述推杆可上下滑动穿设在所述壳体中并支承在所述滑杆上，所述回位弹性部件位于所述内腔的底部和所述滑杆之间并分别抵靠所述内腔的底部和所述滑杆，所述滑杆具有中粗部、上细部和下细部，所述上细部通过所述中粗部连接所述下细部，其特点是，所述皮碗式气路控制阀还包括位于所述内腔中并套设在所述滑杆上的上皮碗、下皮碗、上支撑环、中间环和下支撑环，所述上皮碗位于所述上支撑环和所述中间环之间并分别抵靠所述上支撑环和所述中间环，所述下皮碗位于所述中间环和所述下支撑环之间并分别抵靠所述中间环和所述下支撑环，所述滑杆具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述中粗部与所述上皮碗接触密封，而与所述下皮碗脱离，从而所述进气口通过所述下支撑环、所述下细部以及所述中间环与所述气压输出口相通，在所述第二位置，所述中粗部与所述下皮碗接触密封，而与所述上皮碗脱离，从而所述气压输出口通过所述中间环、所述上细部以及所述上支撑环与所述排气口相通。

较佳地，所述回位弹性部件是弹簧。

较佳地，所述的内腔的底部设置有定位孔，所述回位弹性部件抵靠在所述定位孔中。

较佳地，所述推杆的行程小于等于5.5mm。

较佳地，所述滑杆的直径为9mm。

本实用新型的有益效果具体在于：本实用新型的皮碗式气路控制阀包括位于所述内腔中并套设在所述滑杆上的上皮碗、下皮碗、上支撑环、中间环和下支撑环，所述上皮碗位于所述上支撑环和所述中间环之间并分别抵靠所述上支撑环和所述中间环，所述下皮碗位于所述中间环和所述下支撑环之间并分别抵靠所述中间环和所述下支撑环，所述滑杆具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述中粗部与所述上皮碗接触密封，而与所述下皮碗脱离，从而所述进气口通过所述下支撑环、所述下细部以及所述中间环与所述气压输出口相通，在所述第二位置，所述中粗部与所述下皮碗接触密封，而与所述上皮碗脱离，从而所述气压输出口通过所述中间环、所述上细部以及所述上支撑环与所述排气口相通，设计巧妙，结构简洁，可靠性好，使用寿命长，耐久性好，响应速度快，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是现有商用汽车重型变速箱控制后副箱气缸换向阀进气气源的气路控制阀的的滑杆处于第一位置的剖视示意图。

图2是图1所示的气路控制阀的滑杆处于第二位置的剖视示意图。

图3是本实用新型的一具体实施例的滑杆处于第一位置的剖视示意图。

图4是图3所示的具体实施例的滑杆处于第二位置的剖视示意图。

图5是图1所示的气路控制阀的响应时间曲线示意图。

图6是图3所示的具体实施例的响应时间曲线示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图3-图4所示，本实用新型的皮碗式气路控制阀包括壳体1、推杆2、滑杆3和回位弹性部件20，所述壳体1中具有内腔，所述壳体1上设置有进气口12、气压输出口13和排气口14，所述回位弹性部件20和所述滑杆3位于所述内腔中，所述推杆2可上下滑动穿设在所述壳体1中并支承在所述滑杆3上，所述回位弹性部件20位于所述内腔的底部和所述滑杆3之间并分别抵靠所述内腔的底部和所述滑杆3，所述滑杆3具有中粗部16、上细部15和下细部17，所述上细部15通过所述中粗部16连接所述下细部17，所述皮碗式气路控制阀还包括位于所述内腔中并套设在所述滑杆3上的上皮碗21、下皮碗22、上支撑环23、中间环24和下支撑环25，所述上皮碗21位于所述上支撑环23和所述中间环24之间并分别抵靠所述上支撑环23和所述中间环24，所述下皮碗22位于所述中间环24和所述下支撑环25之间并分别抵靠所述中间环24和所述下支撑环25，所述滑杆3具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述中粗部16与所述上皮碗21接触密封，而与所述下皮碗22脱离，从而所述进气口12通过所述下支撑环25、所述下细部17以及所述中间环24与所述气压输出口13相通，在所述第二位置，所述中粗部16与所述下皮碗22接触密封，而与所述上皮碗21脱离，从而所述气压输出口13通过所述中间环24、所述上细部15以及所述上支撑环23与所述排气口14相通。

所述上皮碗21和所述下皮碗22可以由合适的材料制成，例如采用氟橡胶材料。

所述回位弹性部件20可以采用任何合适的弹性部件，请参见图3-图4所示，在本实用新型的具体实施例中，所述回位弹性部件20是弹簧。

为了具有更好的性能，请参见图3-图4所示，在本实用新型的具体实施例中，所述的内腔的底部设置有定位孔26，所述回位弹性部件20抵靠在所述定位孔26中。

所示推杆2的行程可以根据需要确定，在本实用新型的具体实施例中，所述推杆2的行程小于等于5.5mm。

所述滑杆3的直径可以根据需要确定，在本实用新型的具体实施例中，所述滑杆3的直径为9mm。当然也可以为其它合适的数值。

本实用新型的工作原理如下：

1、推杆自由释放状态（通气功能）：

行车换挡时，先将换挡杆置于空挡位置，此时在操纵机构作用下，气路控制阀的推杆2处于图3中的推杆自由释放状态，此时，所述滑杆3处于所述第一位置，所述中粗部16与所述上皮碗21接触密封，而与所述下皮碗22脱离，从而所述进气口12通过所述下支撑环25、所述下细部17以及所述中间环24与所述气压输出口13相通输出气压，所述气压输出口13向气缸换向阀供气，实现了气路控制阀的通气功能，此时上皮碗21起密封作用隔绝了气压输出口13与排气口14的排气通道。

2、推杆被压入状态（断气功能）：

当车处于行车状态下，换挡杆已切入到行车档位时，此时推杆2被操纵机构压入壳体1内，推杆2处于图4中的推杆被压入状态，所述滑杆3在所述第二位置，所述中粗部16与所述下皮碗22接触密封，而与所述上皮碗21脱离，从而所述气压输出口13通过所述中间环24、所述上细部15以及所述上支撑环23与所述排气口14相通，从所述排气口14排出大气，实现断气功能，此时下皮碗22起密封作用隔绝了进气口12与气压输出口13的供气通道。

本实用新型经过缜密的理论计算，配合大量的试制试验，本实用新型产品成功通过了密封性、高温耐久性、响应时间特性性能要求的考验，并在实践中得到了检验。

市场现有气路控制阀在输入气压为450⁺⁵⁰kPa时，响应时间特性性能测试结果请参见图5；本实用新型在输入气压为450⁺⁵⁰kPa时，响应时间特性性能测试结果请参见图6所示。其中：图5和图6的纵坐标均为气压值（每格单位为100kPa），图示曲线气压起始值为200kPa，最高气压值为450kPa，曲线下面的两条直线是因为测试软件具有三个测试传感器取值的通道，即可同时测试三个传感器的气压值，而本试验只用一个传感器，故从曲线图也可看出只有一只传感器的气压值发生变化。

对比以上两者的结构和性能曲线可以看出：

1、现有气路控制阀采用O形圈式密封结构，现有气路控制阀的响应时间性能曲线较平缓，响应时间约为0.6s。

2、而本实用新型的气路控制阀采用双皮碗式密封结构，本实用新型的气路控制阀的响应时间性能曲线的响应时间约为0.3s。

因此改进后的响应时间曲线较前者陡峭大为缩短约为0.3s，较前者响应时间缩短了一半左右，效果明显。

本实用新型的皮碗式气路控制阀设计所采用的技术方案是：采用皮碗式密封结构替代原来的O形圈式密封结构，如图3和图4所示，该结构的优点：一是即使当皮碗（上皮碗21和下皮碗22）唇口与滑杆3之间的润滑效果在使用一段时间后有所下降，皮碗唇口工作过程中在压力作用下可产生弹性变形，仍能保证良好的密封效果，确保总成不会漏气；二是由于采用的两只皮碗被支撑环夹在中间，工作过程中相互间压紧，因此绝不存在发生类似O形圈结构中的O形圈松脱现象；三是皮碗结构密封方式靠皮碗唇口变形实现密封，皮碗唇口与滑杆3之间的磨损较小，因此使用寿命较高；四是进排气通道面积大响应时间较原来大为缩短。

本实用新型设计的有益效果是，皮碗式气路控制阀通过结构更改，将密封方式由原来的O形圈密封改为现在的皮碗密封结构方式。不仅能同时满足原来气路控制阀的功能要求，而且根本性地消除现存气路控制阀由于O形圈脱落而造成的漏气，卡滞等固有的不足，进而提高整车变速换挡执行的可靠性；且采用皮碗密封结构较原来的O形圈结构响应时间缩短、使用寿命延长，不仅提高产品的可靠性，由于结构优化，进排气通道面积增大使其响应时间较原来缩短近一半，因此性能更优。

综上，本实用新型的皮碗式气路控制阀设计巧妙，结构简洁，可靠性好，使用寿命长，耐久性好，响应速度快，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种皮碗式气路控制阀，包括壳体、推杆、滑杆和回位弹性部件，所述壳体中具有内腔，所述壳体上设置有进气口、气压输出口和排气口，所述回位弹性部件和所述滑杆位于所述内腔中，所述推杆可上下滑动穿设在所述壳体中并支承在所述滑杆上，所述回位弹性部件位于所述内腔的底部和所述滑杆之间并分别抵靠所述内腔的底部和所述滑杆，所述滑杆具有中粗部、上细部和下细部，所述上细部通过所述中粗部连接所述下细部，其特征在于，所述皮碗式气路控制阀还包括位于所述内腔中并套设在所述滑杆上的上皮碗、下皮碗、上支撑环、中间环和下支撑环，所述上皮碗位于所述上支撑环和所述中间环之间并分别抵靠所述上支撑环和所述中间环，所述下皮碗位于所述中间环和所述下支撑环之间并分别抵靠所述中间环和所述下支撑环，所述滑杆具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述中粗部与所述上皮碗接触密封，而与所述下皮碗脱离，从而所述进气口通过所述下支撑环、所述下细部以及所述中间环与所述气压输出口相通，在所述第二位置，所述中粗部与所述下皮碗接触密封，而与所述上皮碗脱离，从而所述气压输出口通过所述中间环、所述上细部以及所述上支撑环与所述排气口相通。

2.根据权利要求1所述的皮碗式气路控制阀，其特征在于，所述回位弹性部件是弹簧。

3.根据权利要求1所述的皮碗式气路控制阀，其特征在于，所述的内腔的底部设置有定位孔，所述回位弹性部件抵靠在所述定位孔中。

4.根据权利要求1所述的皮碗式气路控制阀，其特征在于，所述推杆的行程小于等于5.5mm。

5.根据权利要求1所述的皮碗式气路控制阀，其特征在于，所述滑杆的直径为9mm。

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