CN213676637U - 一种气压电控制动阀及气压线控制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气压电控制动阀及气压线控制动系统，气压电控制动阀的阀体上设置有控制腔气压检测模块，所述控制腔气压检测模块中的贴片式压力传感器、传感器PCB、密封垫、PCB板固定部件位于防尘罩与阀体组成的密封腔内；所述传感器PCB位于阀体远离其内腔的一侧，贴片式压力传感器贴附于传感器PCB上，且贴片式压力传感器的引气口通过贯穿阀体的通孔与控制腔连通；密封垫密封所述引气口与所述阀体；传感器PCB通过PCB固定部件固定；压力信号传输部件与传感器PCB电连接，并贯穿防尘罩，从防尘罩的外侧露出。本实用新型可直接采集控制腔压力作为反馈，减小了反馈压力的时间延迟，有利于实现电控制动阀输出压力的精准调控。

Description

一种气压电控制动阀及气压线控制动系统

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，特别涉及气压电控制动阀及气压线控制动系统。

背景技术

电控气压阀作为控制和调节车辆制动压力的关键部件，其性能严重影响车辆的制动安全性和操作稳定性。电控气压阀一般由比例和继动两部分构成，如图1所示，现有电控气压阀进气口110接气源；现有电控气压阀出气口116接制动气室，作为该制动系统的执行机构；现有电控气压阀排气口115接通大气，制动解除时，将制动气室内的气体排除。以增压为例，增压时，现有电控气压阀进气电磁阀111打开，压缩气体进入控制腔，推动控制腔下移，至现有电控气压阀继动腔活塞118被现有电控气压阀控制腔活塞113推动克服现有电控气压阀继动腔弹簧119力下移，现有电控气压阀进气口110与现有电控气压阀出气口116接通，气体进入到制动气室内，完成增压。

当前气压电控制动阀通常在现有电控气压阀出气口116处放置压力传感器，实时测量气压电控制动阀的输出压力，并将压力反馈给电子控制单元（Electrical controlunit，ECU），ECU将反馈压力与使气压电控制动阀稳定的目标压力进行对比，通过调节现有电控气压阀进气电磁阀111和现有电控气压阀排气电磁阀114两个高速开关电磁阀的通断，完成控制腔压力调节。控制腔的压力大小直接决定现有电控气压阀控制腔活塞113和现有电控气压阀继动腔活塞118的位置，即现有电控气压阀进气口110与现有电控气压阀出气口116之间的阀口开度，阀口开度最终决定输出压力的大小，从而实现压力的闭环控制。

气压电控制动阀对制动压力调节的准确度和快速响应程度直接影响制动系统的控制品质。在上述过程中，通过进气电磁阀和排气电磁阀的通断调节控制腔压力，再通过控制腔调节最终的输出压力，这样形成了“两级”的压力调节过程，增大了系统的延迟，增加了精确调控输出压力的难度。

实用新型内容

为了解决现有电控制动阀反馈压力延迟大，压力精确控制难度大的问题，本实用新型提供了一种气压电控制动阀及气压线控制动系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种气压电控制动阀，包括阀体、控制腔活塞、控制腔进气口、继动腔活塞、电控制动阀进气口、电控制动阀出气口、电控制动阀排气口和控制腔气压检测模块；所述控制腔活塞和所述继动腔活塞将所述阀体的内腔分隔为控制腔、继动腔和进气腔，所述控制腔活塞分隔所述控制腔和所述继动腔，所述继动腔活塞分隔所述继动腔和所述进气腔，所述控制腔进气口与所述控制腔连通，所述电控制动阀进气口与所述进气腔连通，所述电控制动阀出气口与所述继动腔连通，所述控制腔活塞由控制腔气压控制，所述继动腔活塞由所述控制腔活塞控制；所述控制腔气压检测模块包括贴片式压力传感器、传感器PCB、密封垫、PCB板固定部件、防尘罩以及压力信号传输部件；所述贴片式压力传感器、传感器PCB、密封垫、PCB板固定部件位于所述防尘罩与所述阀体组成的密封腔内；所述传感器PCB位于所述阀体远离其内腔的一侧，所述贴片式压力传感器贴附于所述传感器PCB上，且所述贴片式压力传感器的引气口通过贯穿所述阀体的通孔与所述控制腔连通；所述密封垫密封所述引气口与所述阀体；所述传感器PCB通过所述PCB固定部件固定；所述压力信号传输部件与所述传感器PCB电连接，并贯穿所述防尘罩，从所述防尘罩的外侧露出。

可选的，所述控制腔气压检测模块位于所述控制腔的顶部。

可选的，所述密封垫为一体成型的环形密封垫。

可选的，所述密封垫的厚度小于所述通孔所在区域中所述阀体的厚度。

可选的，所述压力信号传输部件为探针。

可选的，所述探针的数量为3。

可选的，所述传感器PCB通过所述PCB固定件固定于所述防尘罩上。

可选的，所述PCB固定件为螺钉。

另一方面，本实用新型提供一种气压线控制动系统，包括上述第一方面所述的气压电控制动阀。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型所提供的气压电控制动阀，采用贴片式压力传感器，体积小、精度高，相对于螺纹安装式的压力传感器，贴片式压力传感器的通气孔直径小，不会影响控制腔的容积，避免因加装传感器造成控制腔容积变化，影响电控制动阀原有参数。所述贴片式压力传感器通过一体成型的环形密封垫与所述电控制动阀的控制腔壁密封，在贴片式压力传感器检测到压力的同时，保证控制腔的气体不会产生泄漏，所述贴片式压力传感器贴装于所述传感器PCB上，传感器PCB与压力信号传输部件连接，使控制腔压力采集及传输一体化，同时有利于气压电控制动阀的小型化。而普通外接式压力传感器：体积大、需要三通接头，安装在气管上，精度较低；只能测量电控阀的输出压力，无法测量控制腔压力。

本实用新型气压电控制动阀成本低，延时小且操作简单，通过控制腔气压检测模块可直接采集控制腔压力作为反馈，减小了反馈压力的时间延迟，有利于实现电控制动阀输出压力的精准调控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例，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的附图。

图1为现有技术中气压电控制动阀结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种气压电控制动阀的结构示意图；

图3是沿图2中剖解面的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的气压电控制动阀的压力调节过程原理图。

附图标记说明：

1-阀体；2-控制腔；3-控制腔活塞；30-内密封圈；31-外密封圈； 4-贴片式压力传感器；5-密封垫；6-传感器PCB；7-压力信号传输部件；8-防尘罩；81-防尘罩密封件；82-防尘罩螺钉；9-螺钉；10-控制腔进气口；11-控制腔活塞限位板；12-继动腔；13-继动腔活塞；14-复位弹簧；15-继动腔活塞座；16-继动腔活塞座密封圈；17-进气腔；18-电控制动阀进气口；19-电控制动阀出气口；20-电控制动阀排气口；110-现有电控气压阀进气口；111-现有电控气压阀进气电磁阀；112-现有电控气压阀控制腔；113-现有电控气压阀控制腔活塞；114-现有电控气压阀排气电磁阀；115-现有电控气压阀排气口；116-现有电控气压阀出气口；117-现有电控气压阀继动腔；118-现有电控气压阀继动腔活塞；119-现有电控气压阀继动腔弹簧。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。

图2是本实用新型实施例提供的一种气压电控制动阀的结构示意图。图3是沿图2中剖解面的剖面结构示意图。如图3所示，气压电控制动阀包括阀体1、控制腔活塞3、控制腔进气口10、继动腔活塞13、电控制动阀进气口18、电控制动阀出气口19、电控制动阀排气口20和控制腔气压检测模块；控制腔活塞3和继动腔活塞13将阀体1的内腔分隔为控制腔2、继动腔12和进气腔17，控制腔活塞3分隔控制腔2和继动腔12，控制腔活塞3通过内密封圈30、外密封圈31与阀体1接触密封；继动腔活塞13分隔继动腔12和进气腔17；控制腔进气口10与控制腔2连通，电控制动阀进气口18与进气腔17连通，电控制动阀出气口19与继动腔12连通，控制腔活塞3由控制腔2气压控制，继动腔活塞13由控制腔活塞3控制。

控制腔活塞3下方设置有控制腔活塞限位板11；控制腔活塞限位板11固定于阀体1的卡槽内；继动腔活塞座15与阀体1连接，并通过继动腔活塞座密封圈16密封；复位弹簧14一端与继动腔活塞座15接触，另一端与继动腔活塞13接触；电控制动阀进气口18连接气源；电控制动阀出气口19连接制动气室；电控制动阀排气口20与大气连通。

控制腔气压检测模块包括贴片式压力传感器4、传感器PCB6、密封垫5、PCB板固定部件、防尘罩8以及压力信号传输部件7；贴片式压力传感器4、传感器PCB6、密封垫5、PCB板固定部件位于防尘罩8与阀体1组成的密封腔内；传感器PCB6位于阀体1远离其内腔的一侧，贴片式压力传感器4贴附于传感器PCB6上，且贴片式压力传感器4的引气口通过贯穿阀体1的通孔与控制腔2连通；密封垫5密封引气口与阀体1；传感器PCB6通过PCB固定部件固定；压力信号传输部件7与传感器PCB6电连接，并贯穿防尘罩8，从防尘罩8的外侧露出。

示例性的，控制腔气压检测模块位于控制腔2的顶部，便于安装。且此时，当控制腔活塞3向上移动时，贴片式压力传感器4可准确测量的控制腔2的压力，避免因控制腔气压检测模块固定在侧面而产生的如下问题出现：当控制腔活塞向上移动到高于贴片式压力传感器4的引气口时，测量的压力不再是控制腔2压力。

可选的，密封垫5为一体成型的环形密封垫，此密封垫的密封性更好，安装方便。

在本实施例中，密封垫5的厚度可以小于通孔所在区域中阀体1的厚度。如此，阀体1上对应形成的凸台能够抵住密封垫5，方便密封垫5安装，保证密封垫不发生错位现象。

可选的，压力信号传输部件7为探针，探针例如可以为PIN针，探针为导电性良好的刚性结构，便于从防尘罩8中的穿出操作，便于安装，且具有良好的信号传输性能。探针与阀体1缝隙处填充有密封胶，形成密封。

示例性的，探针的数量可以为3，3个探针分别连接压力传感器的正负极和信号输出端，以实现对应电信号的引出。

继续参见图3，传感器PCB6通过PCB固定件固定于防尘罩8上，如此，传感器PCB的固定不会影响阀体，进而避免影响气压电控制动阀的性能。

示例性的，PCB固定件可以为螺钉9，螺钉9的成本低，且安装便捷，是PCB固定件一种较佳的结构选择。参见图3，传感器PCB6通过多个螺钉9固定于防尘罩8上，传感器PCB6紧贴螺纹孔凸台，贴片式压力传感器4受到的力通过传感器PCB6传导到凸台上，避免传感器PCB6为最终的受力件。

在本实施例的其他实施方式中，传感器PCB6也可通过与阀体1粘贴来进行固定，本实施例对此不做具体限定，凡是能够固定传感器PCB6，且不影响气压电控制动阀性能的固定方式均在本实施例的保护范围内。

需要说明的是，所述防尘罩8与所述阀体1固定连接，可通过防尘罩螺钉82固定连接；并通过防尘罩密封件81与所述阀体1密封，避免漏气问题出现。

本实施例还提供了一种气压线控制动系统，该气压线控制动系统包括本实用新型任意实施例所述的气压电控制动阀。气压线控制动系统具有其所包括的气压电控制动阀相同或相应的有益效果，此处不再赘述。

下面具体说明本实施例提供的气压电控制动阀的工作原理：

当控制腔进气口10接气源时，有压缩气体进入控制腔2形成高压，推动控制腔活塞3向下移动，控制腔活塞3向下移动推动继动腔活塞13克服复位弹簧14的弹簧力向下移动，连通电控制动阀进气口18和电控制动阀出气口19，实现气源对制动气室的充气，完成制动气室的增压，车辆制动。

当控制腔进气口10接大气时，控制腔2内的压缩空气从控制腔进气口10排出，继动腔活塞13和控制腔活塞3在复位弹簧14作用下向上运动，当继动腔活塞13向上运动到与阀体1接触时，电控制动阀进气口18和电控制动阀出气口19断路，电控制动阀出气口19和电控制动阀排气口20连通，制动气室气体排向大气，完成制动气室的泄压，车辆制动解除。

更具体的：

当增压时，控制腔活塞在压缩空气推动下，向下移动，控制腔活塞3从最上方开始移动到与继动腔活塞接触，其运动学方程为：

式中，

为控制腔活塞的加速度；

为控制腔活塞的速度；

为控制腔活塞的质量；

为控制腔活塞控制腔一侧的有效作用面积；

为控制腔内的压力；

为控制腔活塞与阀体内壁的动摩擦因子；

为控制腔活塞位移；

为控制腔从最顶端到与继动腔活塞接触时的位移。

当控制腔活塞继续向下移动，推动继动腔活塞克服弹簧力向下移动，此时有：

式中，

为继动腔活塞的质量；

为控制腔活塞继动腔一侧的有效作用面积；

为继动腔内的压力；

为弹簧刚度；

为继动腔活塞位移；

为控制腔活塞的最大位移。

由以上推导，可知所述电控制动阀的输出压力即继动腔压力

可由控制腔压力

表示。

参见图4，气压电控制动阀的压力调节过程如下：控制腔气压检测模块的输出压力与目标压力的差值作为压力控制算法的输入，输出电磁阀动作的指令，电磁阀动作直接引起控制腔压力的变化，进而影响继动腔压力的变化。常规气压电控制动阀中继动腔压力通过压力传感器采集，作为反馈信号，实现反馈控制，具体参见图4中“继动腔压力”指向“输出压力”的实线线头。而本实施例提供的气压电控制动阀中，通过贴片式压力传感器采集控制腔压力，作为反馈信号，实现反馈控制，具体参见图4中“控制腔压力”指向“输出压力”的虚线线头，达到了如下有益效果：减少了压力反馈的延迟时间，有利于实现输出压力的精确调控。

由以上技术方案可以看出，本实施例提供的气压电控制动阀，采用贴片式压力传感器，体积小、精度高，相对于螺纹安装式的压力传感器，贴片式压力传感器的通气孔直径小，不会影响控制腔的容积，避免因加装传感器造成控制腔容积变化，影响电控制动阀原有参数。所述贴片式压力传感器通过一体成型的环形密封垫与所述电控制动阀的控制腔壁密封，在贴片式压力传感器检测到压力的同时，保证控制腔的气体不会产生泄漏，所述贴片式压力传感器贴装于所述传感器PCB上，传感器PCB与压力信号传输部件连接，使控制腔压力采集及传输一体化，同时有利于气压电控制动阀的小型化。而普通外接式压力传感器：体积大、需要三通接头，安装在气管上，精度较低；只能测量电控阀的输出压力，无法测量控制腔压力。

本实施例气压电控制动阀成本低，延时小且操作简单，通过控制腔气压检测模块可直接采集控制腔压力作为反馈，减小了反馈压力的时间延迟，有利于实现电控制动阀输出压力的精准调控。

以上通过实施例对本实用新型实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型实施例的实施范围。本实用新型实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型实施例技术方案的启发下，在本实用新型实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型实施例的专利涵盖保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气压电控制动阀，其特征在于，包括阀体（1）、控制腔活塞（3）、控制腔进气口（10）、继动腔活塞（13）、电控制动阀进气口（18）、电控制动阀出气口（19）、电控制动阀排气口（20）和控制腔气压检测模块；所述控制腔活塞（3）和所述继动腔活塞（13）将所述阀体（1）的内腔分隔为控制腔（2）、继动腔（12）和进气腔（17），所述控制腔活塞（3）分隔所述控制腔（2）和所述继动腔（12），所述继动腔活塞（13）分隔所述继动腔（12）和所述进气腔（17），所述控制腔进气口（10）与所述控制腔（2）连通，所述电控制动阀进气口（18）与所述进气腔（17）连通，所述电控制动阀出气口（19）与所述继动腔（12）连通，所述控制腔活塞（3）由控制腔（2）气压控制，所述继动腔活塞（13）由所述控制腔活塞（3）控制；

所述控制腔气压检测模块包括贴片式压力传感器（4）、传感器PCB（6）、密封垫（5）、PCB板固定部件、防尘罩（8）以及压力信号传输部件（7）；所述贴片式压力传感器（4）、传感器PCB（6）、密封垫（5）、PCB板固定部件位于所述防尘罩（8）与所述阀体（1）组成的密封腔内；所述传感器PCB（6）位于所述阀体（1）远离其内腔的一侧，所述贴片式压力传感器（4）贴附于所述传感器PCB（6）上，且所述贴片式压力传感器（4）的引气口通过贯穿所述阀体（1）的通孔与所述控制腔（2）连通；所述密封垫（5）密封所述引气口与所述阀体（1）；所述传感器PCB（6）通过所述PCB固定部件固定；所述压力信号传输部件（7）与所述传感器PCB（6）电连接，并贯穿所述防尘罩（8），从所述防尘罩（8）的外侧露出。

2.根据权利要求1所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述控制腔气压检测模块位于所述控制腔（2）的顶部。

3.根据权利要求1所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述密封垫（5）为一体成型的环形密封垫。

4.根据权利要求1所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述密封垫（5）的厚度小于所述通孔所在区域中所述阀体（1）的厚度。

5.根据权利要求1所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述压力信号传输部件（7）为探针。

6.根据权利要求5所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述探针的数量为3。

7.根据权利要求1所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述传感器PCB（6）通过所述PCB固定件固定于所述防尘罩（8）上。

8.根据权利要求7所述的气压电控制动阀，其特征在于，所述PCB固定件为螺钉（9）。

9.一种气压线控制动系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的气压电控制动阀。

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