CN86102918A - 具有高压阻尼的减速和压力传感比例阀 - Google Patents

Abstract

壳体内的比例阀组合件〔10，210〕是传感压力的以便控制流到轮制动缸流体流量。比例阀〔20，220〕与通入储蓄缸〔13，213〕的通道〔31，231〕相接，通道内装有第二阀〔34，234〕，该阀与惯性传感球〔40，240〕相接，球能传感车辆的减速。本组合件根据车辆的减速和转弯来调节比例阀的输出压力。比例阀包括一个第二活塞〔80，280〕和套筒〔301〕、孔〔107，307〕等阻尼装置，当发生压力突然增高时，该阻尼装置可为第二活塞提供阻尼作用，防止轮锁的发生。

Description

本发明所涉及的是一种车辆制动系统的减速和压力传感比例阀，它具有阻尼装置，能使制动压力达到最佳程度。

于1984年9月10日申请的，申请号为649，244，名称为“减速和压力传感比例阀”的共同待批专利揭示了一种比例阀组合件，该比例阀组合件可全部装在主缸的缸体内，提供减速和压力传感功能，降低流往后轮的流体压力。当车辆载重和空载时，根据车辆载货情况，降低后轮制动液压，将适当的制动压送到后轮，这样刹车距离可以缩短，从而防止或缩短滑动。在突发情况下，车辆驾驶员可以突然踩足刹车踏板使制动系统内的压力突然增大。在十分之一秒的时间内制动液压从零增大至1000磅/平方英寸。刹车踏板由于“增量”而造成制动流体压力突然增加使比例阀组合件操作失常，以致输出压力超过比例阀能够限制到达后轮的输出压力的正常值。在制动压力过大或突然增加时，可导致过早完成的轮锁和可能的车辆滑动。因此极需要一种装置，它能够防止由于制动液压的突然增长而超越比例阀特征曲线上的正常制动点，本发明为防止输出制动液压过大提供了解决办法。

本发明提供了一种比例阀组合件，该组合件包括：一个具有一个输入口和一个输出口的壳体，在该壳体里装有一个第一活塞，该活塞受输入和输出压力牵引，从而阀组合件能够使输出压力低于输出压力;使第一活塞偏向上述壳体端部的弹簧装置;装在上述壳体内的第二活塞同第一活塞相对移动，该第二活塞有一个内空腔;作用于上述第二活塞上的弹簧装置;在第二活塞内空腔内装有的座阀装置，该座阀装置是可从第二活塞延伸的;使上述座阀装置推向输出口的一个弹簧;使上述壳体内部同一个流体储蓄缸连通起来的通道装置;装在上述通道内的第二阀装置，该第二阀装置包括使阀座闭合装置朝向上述通道内的一个阀座的偏压装置;与上述第二阀装置配合的一个惯性传感体，该惯性传感体配置在上述流体储蓄缸内，而且减速会引起该惯性传感体离开关闭的第二阀装置，达到阻止与储蓄缸连通，因而由於协同作用降低了输出口处的压力;上述第二活塞包括的一个柱塞端，该柱塞端延伸到上述通道内;以及在上述通道内装有的一套筒，该套筒有一个内腔，内腔内容纳上述柱塞端，上述套筒有一个孔，以便流体从环绕上述柱塞端周围的上述内腔通过该孔和通道装置流向上述第二阀装置，本阀组合件借助于上述第二阀装置和惯性传感体对车辆的空载和负载状况作出感应。

附图所示的是在不限制本发明的权力要求情况下，具体说明本发明的某些原理。

图1所示是一个在壳体内装有一个本发明的比例阀组合件壳体剖面图;

图1a所示是本发明的柱塞和套筒布置的放大图;

图1b所示是放开刹车和刹车终止时套筒作用的局部放大图;

图1c所示是套筒和活塞接触面的另一种实例;

图2所示是图1壳体端部的剖面图;

图3所示是本发明的比例阀输出Pout对输入Piu压力关系的曲线图;和

图4所示是装在一个壳体内本发明的两个比例阀，第二阀装置支撑着一个惯性传感体的截面图。

图1-2所示的是以编号[10]表示的本发明的比例阀组合件的一个实例。在一个壳体[12]内装有比例阀组合件[10]它同主缸体（未画出）分开。共同待批专利申请号649，244揭示了一种减速和压力传感比例阀组合件，该比例阀组合件可装在主缸体内。本文的参考文献引用了上述的申请。另一种办法是，本发明的比例阀组合件是装在壳体[12]内，壳体[12]是与主缸的壳体分隔开的，它自身有储蓄缸[13]。装在壳体[12]内的比例阀[20]（见图2）是一种分离制动回路，有一个流体压力输出口[14]同一个后轮制动缸相连和流体压力输出口[16]同另一个后轮制动缸相连。参考图1图中所示是其中的一个比例阀[20]的剖面图。如图所示有一个腔体[25]，它由通路[33]同主缸（未画出）相连通。腔体[25]与一空腔[30]和同储蓄缸[13]相通的通道[31]相连通，通道[31]有一开口[32]并是第二阀[34]的开口，第二阀以一种斜阀表示。斜阀或第二阀[34]可包括各式各样的阀构造中的任何一种构造，在本发明中它能正常运转。如图4所示是一个此种替代的第二阀实施例，本文后面还将阐述。惯性传感球[40]的位置是与比例阀[20]的流体的通路隔分开的，并装在储蓄缸[13]的斜坡[17]上，该斜坡是以α角向上对着车辆前部定向。第二阀或斜阀[34]有一个与惯性传感球[40]衔接的柄[36];惯性传感球[40]使斜阀保持打开直到车辆减速到某一预定位置或当减速将球[40]移上斜坡[17]时斜阀才关闭。腔体[25]包括具有一个差动活塞[70]在其中一个直径缩小部分[26]。差动活塞[70]包括贯串开口[72]，贯串开口[72]使输出口[14]与腔体[25]相连通。围绕差动活塞[70]装有密封[74]，差动活塞[70]有延伸入腔体[25]内的阀座[76]并在阀座附近配置了垫圈[62]。图1中的第一弹簧[60]将垫圈[62]和差动活塞[70]推向右面，弹簧[60]的一端是安置在导件[52]上。第二活塞[80]包括具有一端插入壳套[81]内并支撑壳套[81]而另一端[82]插入空腔[30]里的一种纵向构件。壳套[81]确定了一个空腔[83]，此空腔[83]内有一个托架[92]，弹簧[91]将该托架推向阀座[76]。第二活塞[80]是装在导件[52]的腔体[53]内，以致活塞[80]相对于导件[52]能够作纵向滑动。图1中的弹簧[89]安在导件[52]上，并将第二活塞推向右边。第二活塞[80]的端部[82]是安在套筒[101]的腔体[103]内，有一直径缩小部分[84]。套筒[101]有一外直径缩小部分[105]并有一个孔[107]。密封装置[108]在第二活塞端[82]和空腔[30]的壁之间提供封闭的啮合。

装在壳体[12]内的比例阀[20]是根据所引用的，申请号为649，244的待批专利揭示的操作性能来操作的。从输入口[33]流入的加压的制动流体经过阀座[76]和开口[72]流到输出口[14]并流到后输制动器的车轮制动缸。在图1中，当输入压力上升到能够将差动活塞[70]推到左边时，阀座[76]向托架端[93]移动从而限制制动流体和压力通过开口[72]通到后轮制动器，这样就形成第一制动点，如果车辆的减速能够使惯性传感球向斜坡[17]上滑动（指空载车）时，阀[34]关闭，而关闭的通道[31]使第二活塞[80]可能向左移动。座阀[92]保持静止状态，以致托架[93]约束阀座[76]并相应地测定输出压力。如车辆的减速不够，不能将球[40]推上斜坡[17]并关闭阀[34]时，增加的输入压力将使第二活塞[80]向左移动顶往线圈弹簧[89]。当第二活塞[80]向左移动时，座阀[92]随即移动带动阀座端[93]离开阀座[76]使增加的输入压力通过开口[72]流到后轮制动缸，这样就造成输出压力增大使车辆的制动功能增加直至减速使球[40]滑上斜坡[17]时为止。斜阀[34]的关闭防止任何流体从空腔[30]和通道[31]流到储蓄缸[13]内，从而防止了第二活塞[80]进一步向左移动。随着输入压力的增大，活塞[70]向左移动，阀座[76]又一次接近阀座端[93]并形成负载车辆更高一级制动点。通过托架端[93]限制通过阀座[76]的流体流动从而形成负载车辆的压力曲线。本发明的操作特征与原先的共同待批专利，申请号为649.224，所揭示的特征是相一致的，而本发明还包括一个装在制动系统上的改进了的阻尼装置以适应压力突然增加或碰到“增量”情况。本发明的比例阀包括前叙专利申请中所采用的同类的特有的分路系统，如果分离回路的一个分路失灵，那么车辆的减速就会降低，而运转分路的斜阀将保持打开，从而使主缸流来的较高的制动流体压力才能传到制动副缸内。因此，在失灵情况下，较高的制动压力能够传到副制动轮缸来实现车辆的制动作用而一个只有单个比例阀系统情况也是如此。

本发明的比例阀[20]有一个套筒[101]，当制动系统碰到“增量”时，套筒[101]就会产生阻尼作用。在紧急情况下，车辆驾驶员可以突然将刹车踏板踩到底。这可能造成制动压力在约十分之一秒的时间从每平方英寸从零增加到约一千磅。图3所示是传到后轮制动缸的制动系统的输出压力Pout对制系统的输入压力Pin的关系曲线图。曲线A代表在制动阶段初期一种等量的输出压力对应于一种等量的输入压力，照上述正常制动情况下，当达到第一个制动点B时，曲线应沿着曲线A1进行，但是，制动系统碰到“增量”或制动压力突然增加时，会造成制动压力超过制动点B并沿虚线S进行并超过要求的压力输出曲线A1时，很可能会发生轮锁，车辆的可操纵性也会失去。在比例阀[20]中，通过输入口[33]突然使一股流体高压通到腔体[25]，会使第二活塞[80]突然向左移动，相应地使托架端[93]离开阀座[76]并将全部“增量”的流体压力传到副后制动装置上。为剃避免这种情况，在第二活塞[80]的端部[82]装上了套筒[101]。腔体[25]的制动压突然增大会使活塞[80]移向图1的左面，但是，端部[82]将制动流体压在套筒[101]的腔室[103]内，如图1a所示，套筒[101]和端部[82]的尺寸和公差严格控制，使得在腔室[103]和端部[85]之间存在着一个狭小间隙或缝隙流体在端部[85]周围通过腔室[103]流到直径缩小部分[84]再通过孔[107]流到缩小部分[105]并进入通道[31]。通过套筒[101]和孔[107]对流体流动的节流作用，就对第二、活塞[80]起到一种阻尼作用。由于活塞[80]无法快速向左移动，托架端[93]仍将靠近差动活塞[76]，并有效地计量经过输出口[14]连通的输出流体压力，因而形成上述的特性曲线和原先的共同待批专利号，申请号649，244的特性曲线，并防止出现输出曲线S现已证明本发明的比例阀[20]改善车辆停止距离，而且能减少轮锁。因此，驾驶员可以启动，刹车板的“增量”压力从而使比例阀[20]内产生超高的流体压力达到预定的输出特性，这种特性适用于负载和空载车辆的制动作用。此外，本发明进一步提供一种固有的分路特征，倘若分离回路系统中的某一制动回路失灵时，可采用。

直径收缩段[84]和孔[107]是采用搭接方式以限制流体流量。换句话说，活塞端部[82]向左移动将造成直径收缩段[84]与孔[107]所处直线分离。流体仍然从端部[85]周围通过直径收缩段[84]流到孔[107]，但是由於在孔[107]附近有一个较大直径区，使得流动大大减慢。此外，孔[107]与开口[31a]并不重合，从而进一步限制了流体的流量。而且根据流体流动的原理，通过安装多系列的孔[107]和[31a]从而使压力下降。

图1b所示，不连续制动时，套筒[101]沿箭头C的方向向右移动。当不连贯制动时，腔体[25]内的压力迅速并明显地减小到腔体[25]内产生一微小的真空的程度。如果在空腔[30]种套筒[101]的腔室[103]内补充足够的制动流体，活塞[80]将回到右边。为了达到这样的效应，以便不拖延活塞[80]的返回，由於空腔[30]和腔[103]内的压力大于腔体[25]使得套筒[101]向右移动，并使得制动流体从通道[31]通过开口[31a]流到外径缩小段[105]，并经套筒端[108]的周围流到开口[109]，从而补充腔室[103]内的制动流体的供应，因此，套筒[101]向右移动缓和任何一种补充问题，从而有可能大大地减慢第二活塞[80]回到其静止本位。

图1和图2所示的是安装在U形斜坡[17]上的惯性传感球[40]，该U形斜坡[17]能够控制球[4e]的方向。这斜坡[17]可以有一个或多个侧边，以便在减速时，能从一个或多个方向限制球[40]的滚动，提供减速和横向加速相应控制。斜坡[17]可以装在相对于比例阀[20]的纵向轴的任何方向上。同样，为各制动装置配备对减速和横向加速相应控制的制动流体压力，也可以为比例阀[20]装上单独的球[40]和第二阀[34]。

图1c所示的是套筒[101]的另一种实施例，其中孔[107]与活塞[82]的端部[85]是对准装配的，而且直径收缩段[84]的形状是楔形开口式。在正常制动时，图Ⅰa和Ⅰc套筒一活塞接触面所示的功能特征没有多少差别。在采用“增量”制动时，孔[107]与活塞端部[85]成一线安装，当活塞端部[85]从孔[107]旁移过时，流体流过孔[107]就产生一种直接的流体阻力，从而达到了预定的阻尼效应。在初始周期后和当流体压力开始接近正常制动压力时，活塞[82]在图Ⅰc中已经向左移动，以致直径收缩段[84]与孔[107]对准，而且对通过孔[107]的流体的限制是较少的。这样导致在较大直径区[85a]与邻近孔[107]排列之前活塞[82]进一步向左移动来限制通过该孔的流体，并在特性输出曲线中形成拐点或断点。因此，在特性输出曲线上形成一较高断点。当然，在输出曲线的断点之间形成了一个更大的空间。

现参阅图4，图中所示是图1中的第二阀或斜阀[34]的另一个实施例，类似的部件用相同号码加上200来进行标号。如前面的实施例一样，惯性传感球的位置是同后副制动装置的主缸分开安装的。因此，惯性传感球在制动时，是不受流体通道中发生的流体流动特性所作用。第二阀[234]有一个环形球[240]。环形球[240]是安装在阀体[236]的腔室或凹槽[235]内。阀体[236]有一个与通道[231]相连通的梯形开口[238]。图4所示的比例阀[220]与前图中所示的比例阀[20]是相同的，并由通道[232]连接在一起。阀体[236]上有螺纹[245]，这螺纹[245]与壳体[212]上的互补螺纹螺旋地啮合。在阀体[236]周围垫上了O形密封圈[250]，以便在壳体[212]和阀体[236]之间提供一种密封装置。梯形开口[238]有二个阀部件[260]和[270]，它们分别与阀座[264]和[274]按照次序对准。在夹片[261]上装有弹簧[259]以便将阀构件[260]推向球[240]一边并进入与阀构件[270]相接，装在阀构件[260]上的弹簧[269]顶着阀构件[270]，以便将阀构件[270]推到与球[240]相接。

重要的是，阀[234]能正常运转，以保证在适当预定的时间，阀[234]关闭并达到适宜的特性曲线拐点。如果通道[231]内的第二阀损坏或泄漏，流入储蓄缸[213]的流体压力的泄漏将会使比例阀[220]的工作特性发生变化，并相应地使经过输出口[214]和[216]的输出制动压力发生变化。因此，按次序对准的阀构件[260]和[270]提供了一种重复的或双重的阀装置以保证阀[234]始终正常运转。阀构体[260]同阀座[264]所处位置比阀构件[270]同阀座[274]的所处位置稍微靠近一些。从而，当车辆在纵向或侧向减速时，引起球[240]脱离凹槽[235]，阀构件[270]关闭阀座[274]之前，阀构件[260]已关闭阀座[264]。如果阀座[264]用围发生任何泄漏，流体压力和弹簧[269]的弹簧载量一起对阀构件[270]发生作用并加速球[240]的移动，会造成阀构件[270]靠近阀座[274]并使第二阀[234]关闭。由于第二阀[234]始终是正常运转，所以第二活塞[280]不可能如图4所示异常地向左移动并使超过要求的输出压力经输出口[214]和[216]传到后制动装置。因此，由于第二阀[234]是按次序排列，从而保证了理想的输出压力。

球[240]把阀构件[260]和[270]下压，阀构件[260]和[270]又将弹簧[259]和[269]下压。球[240]不仅能对减速作出反应，而且能对车辆急剧转弯作出反应;不仅应在车辆纵向减速时，在车辆于弯曲路上转弯时进行侧向减速时也应防止出现超额制动压力。当车辆在弯曲路上行驶或转弯时发生轮锁会使车辆失控。故，球[240]向凹槽[235]的任何侧向上移动。球[240]多向活动的能力使第二阀[234]能对车辆的纵向减速和车辆的侧向减速均能作出矢量反应。由于线性级数定律，球[240]将在车辆行走曲线上继续沿着包括切经的直线行进，所以球[240]作离开凹槽[235]的移动并使阀构件[260]和[270]开始运转。由此本发明提供了一种具有阻尼装置的减速和压力传感比例阀，在刹车踏板“增量”时，当车辆转过角隅时，在第二阀[234]的协调下，通过采用适宜的比例阀能消除超额制动压力。也可以增加些侧边或壁作为挡边，这些挡边可以将球[240]导向一个方向或多个方向，从而使球[240]的移动是靠减速或横向加速的方向而定。如前所述，为个别的轮制动装置提供相关的制动压力的减速和横向加速，每个比例阀[220]上还可以单独装上球[240]和第二阀[234]。

尽管，根据实例图已对本发明作了介绍，但很显然对于那些本技术领域熟练的技术人员，在不违背本发明的原则的基础上，仍然能在形式、结构和部件次序排列上作出各式各样更改。

Claims (17)

1、一种用于车辆上的比例阀组合件[10，210]包括：一个与流体压力源连通的输入口[33]和一个与制动装置连通的输出口[14，214，216]；一个与输入口[33]和输出口[14，214，216]相协调的压力传感组合件[20，220]，该传感组合件根据传到输入口[33]的加压的流体来改变它们之间的流体传递；一个传感车辆减速的并能与压力传感组合件[20，220]一起协助改变输入口[33]和输出口[14，214，216]之间的流体传递的一种惯性传感装置[40，240]；一个与压力传感组合件[20，220]相连通的一种流体储蓄缸[13，213]；一个在压力传感组合件[20，220]和流体储蓄缸[13，213]之间提供连通的通道[31，231]；和装在上述通道[31，231]内并与上述惯性传感体[40，240]相接的阀装置[34，234]，其特征在于本组合件[10，210]包括：能对上述压力传感组合件[20，220]运转的高压产生阻尼作用的装置[101，301]，该阻尼装置[101，301]装在上述通道[31，231]内能减慢压力传感组合件[20，220]的高压传感作用，使上述的压力传感组合件[20，220]能够改变传到上述输出口[14，214，216]流体压力。

2、根据权利要求1所述的比阀组合件[10，210]，其特征在于所述的压力传感组合件[20，220]包括：一个装在阀组合件[10，210]的腔室[25]内的差动活塞[70]，一个根据差动活塞[70]的运转确定位置的并有内腔的第二活塞[80]和一个装在内腔[83]内的座阀装置[92]。

3、根据权利要求2所述的比例阀组合件，其特征在于所述的阻尼装置[101]包括装在所述的通道[31]内的套筒装置[101]，和上述第二活塞[80]插入所述的通道[31]及套筒装置[101]内。

4、根据权利要求3所述的比例阀组合件，其特征在于所述的第二活塞[80]包括一个插入上述套筒装置[101]的内腔[103]的柱塞端[82]，该柱塞端[82]具有一直径缩小段[84]，上述套筒装置[101]具有一外径缩小段[105]并有一个与该套筒装置[101]的内腔[103]相连通的孔[107]。

5、根据权利要求4所述的比例阀组合件，其特征在于所述的孔[107]在上述第二活塞[80]外静止状态时，上述孔[107]同所述的第二活塞[80]的柱塞端[82]的直径缩小段[84]是对准的，柱塞端[82]沿套筒装置[101]相对移动使柱塞端[82]的直径缩小段同上述孔[107]是分离的。

6、根据权利要求4所述的比例阀组合件，其特征在于所述的孔[107]是对着上述柱塞端[82]的，以便当第二活塞[80]处静止状态时，能同内腔[103]直接连通，柱塞端[82]沿套筒装置[101]相对移动导致柱塞端[82]的直径缩小段[84]与上述孔[107]相对。

7、根据权利要求1所述的比例阀组合件，其特征在于所述的压力传感组合件[20，220]、阻尼装置[101，301]、通道[31，231]和阀装置[34，234]确定了一个流体连通的通路，该通路使流体从阻尼装置[101，301]的内部流出，经过压力传感组合件[20，220]的一部分，后经阻尼装置[101，301]，到通道装置[31，231]，再经过阀装置[34，234]并流入储蓄缸[13，213]。

8、根据权利要求7所述的比例阀组合件，其特征在于该组合件包括上述第二活塞[80]周围装有导件装置[52]，导件装置[52]为上述第二活塞[80]的纵向运动提供导向作用并为弹性装置[80]提供支座。

9、根据权利要求1所述的比例阀组合件，其特征是所述的阀装置[34，234]同惯性传感装置的相接使传感体[40，240]能作相对于阀装置[34，234]多方向的运动。

10、根据权利要求1所述的比例阀组合件，其特征在于阀装置[234]包括一系列相对的阀构件[260，270]和阀座[264，274]。

11、根据权利要求1所述的比例阀组合件，其特征在于为了控制上述传感体的运动方向，惯性传感体[40]装在至少一个导件装置[17]的邻近。

12、一种车辆比例阀组合件[210]包括：一个与流体压力源连通的输入口[233]和一个与制动组合件连通的输出口[214，216];一个与输入口[233]和输出口[214，216]相协调的压力传感组合件[220]，该传感组合件根据传到输入口[233]的流体来改变它们之间的流体传递;一个传感车辆减速的并能与压力传感组合件[220]一起协助改变输入口[233]和输出口[214，216]之间的流体传递的一种惯性传感体[240];一个与压力传感组合件[220]相连通的一种流体储蓄缸[213];一个在压力传感组合件[220]和流体储蓄缸[213]之间提供连通的通道[231];和装在上述通道[231]内并与上述惯性传感体[240]相接的阀装置[234]，其特征在于所述的阀装置[234]支撑着上述的惯性传感体[240]沿着阀装置[234]作多方向移动，阀装置[234]有一个区域[235]同惯性传感体相接，并在那里同装在阀装置[234]的阀闭合装置[270]相接，所述车辆的预定的移动导致惯性传感体[240]脱离上述阀装置[234]，使上述阀闭合装置[270]关闭阀装置[234]以防止流体流往储蓄缸[213]，达到阀装置[234]与压力传感组合件一起协作来改变传到上述输出口[214，216]的流体。

13、根据权利要求12所述的比例阀组合件，其特征在于阀闭合装置[270]包括两个阀闭合构件[260，270]，每个阀闭合构件在上述阀装置[234]中分别与各自的阀座[264，274]相对，惯性传感体[240]的移动使阀构件[260，270]关闭阀座[264，274]。

14、根据权利要求13所述的比例阀组合件，其特征在于上述的接触区[235]包括一个凹槽[235]和上述的惯性传感体[240]包括一个离开上述凹槽[235]可作多方向移动并使上述阀闭合构件来关闭上述阀座的一般圆形球[240]。

15、根据权利要求14所述的比例阀组合件，其特征在于该组合件包括一个弹性装置[259，269]此装置加偏压于上述阀闭合构件来关闭上述阀座[264，274]阀闭合构件[260，270]是成系列地与同上述球[240]相接的第一阀构件[270]相对准的。

16、根据权利要求13所述的比例阀组合件，其特征在于该组合件包括一个凸肩[261]在上述阀装置[234]内，该凸肩支撑着第一弹性装置[259]，该第一弹性装置加偏压于上述阀闭合构件[260，270]的第二弹性装置[260]，把它推向相应的阀座[264];和为第二弹性装置[269]提供凸肩[260]的第二阀闭合构件，该第二弹性装置[269]加偏压于上述第一阀闭合构件[270]来关闭相应的阀座[274]。

17、根据权利要求12所述的比例阀组合件，其特征在于本组合件包括阻挡惯性传感体[40]至少以一个方向运动的导向装置[17]。

Images